内容正文:
专题08 三条特殊光线作图【四大题型】
【题型一 凸透镜对三条特殊光线的作用】
1.(2024•重庆中考)在图中作出平行于主光轴的光线AB经透镜折射后的光线。
2.(2024•吉林中考)如图所示,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出图中折射光线对应的入射光线。
3.(2024•安徽中考)据晋代张华的《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”这种利用冰透镜向日取火的方法,体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示,若把冰块制成的凸透镜正对着太阳,将太阳光看成平行光,冰透镜的焦点为F,请在图中完成光路。
4.(2024•福建中考)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线。
5.(2024•辽宁中考)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出:
(1)入射光线a经凸透镜的折射光线;
(2)折射光线b对应的入射光线。
6.(2024•达州中考)一束平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后在水面发生反射和折射,请完成光路图。
7.(2024•攀枝花中考)如图所示,凸透镜主光轴水平,平面镜与主光轴的夹角为45°,一束光线沿竖直方向射向平面镜,请在图中画出入射光线经平面镜反射后再经凸透镜折射的光路图。
8.(2024•德州中考)如图所示,A'是点光源A在平面镜中所成的像,A发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜,反射光线恰好过凸透镜的焦点,请画出:
(1)射向平面镜的入射光线;
(2)经过凸透镜后的折射光线。
【题型二 凹透镜对三条特殊光线的作用】
9.(2023•重庆中考)请在图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
10.(2024•贵阳模拟)如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
11.(2024•大庆中考)如图所示,光源S发出的两条光线射向凹透镜,其中光线①平行于主光轴,光线②经过光心,画出它们经过凹透镜的折射光线。(须保留必要的作图痕迹)
12.(2024•宜宾中考)如图所示,根据透镜对光的作用,将图中三条光线补充完整。
13.(2024•凉山州中考)与主光轴平行的光线AB是凹透镜的一条折射光线,经过平面镜反射之后反射光线为BC,请画出折射光线AB的入射光线及平面镜的位置。
14.(2023•恩施州中考)如图所示,一束光经平面镜反射后,平行凹透镜的主光轴射向透镜,请画出平面镜和经过凹透镜后的折射光线。
15.(2024•达州模拟)如图所示,凹透镜的主光轴处于水平位置,F是其焦点,平面镜与水平方向成45°,请画出竖直激光束AO经平面镜反射,再经凹透镜折射的光路图。
16.(2024•营口模拟)如图所示,水平放置的凹透镜,F是它的焦点,光线a经凹透镜折射后,再经平面镜反射,以图示的角度射到竖直放置的屏幕上。请在图中确定平面镜的位置,完成光路图并标出经平面镜反射时反射角的大小。
【题型三 组合透镜对三条特殊光线的作用】
17.(2024•枣庄中考)如图所示,一束光射向凹透镜,请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。
18.(2023•南充中考)如图所示,一束光射向凸透镜,请画出该光经过凸透镜、凹透镜的折射光路。
19.(2024•信阳模拟)已知图中的凹透镜和凸透镜的焦距相同,根据两种透镜对光线的作用,画出已知光线的入射光线和折射光线。
20.(2024•日照模拟)平行光经过凸透镜后会聚在主光轴上的一点,这个点叫作凸透镜的焦点;平行光经过凹透镜后,光线发散,发散光线的反向延长线交在主光轴上的一点,这个点叫作凹透镜的虚焦点。如图,F点既是图示凸透镜的焦点,也是图示凹透镜的虚焦点,请画出图中两条平行于主光轴的光线经过两个透镜的光路图。
【题型四 补画透镜】
21.(2024•淄博中考)眼睛是心灵的窗户,我们要有保护视力的意识。如图是李老师戴眼镜矫正视力的部分光路,请在方框内画出矫正视力的透镜,并画出两条光线经晶状体折射后的光线。
22.(2023•重庆中考)根据画出的光线,在图中虚线框内画出一个适当的透镜。
23.(2024•广安模拟)根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
24.(2024•凉山州模拟)请在如图的方框内画出合适的光学元件。
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专题08 三条特殊光线作图【四大题型】
【题型一 凸透镜对三条特殊光线的作用】
1.(2024•重庆中考)在图中作出平行于主光轴的光线AB经透镜折射后的光线。
解:入射光线平行于凸透镜的主光轴,则经凸透镜折射后将过右侧焦点,如图所示:
2.(2024•吉林中考)如图所示,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出图中折射光线对应的入射光线。
解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如图所示:
3.(2024•安徽中考)据晋代张华的《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”这种利用冰透镜向日取火的方法,体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示,若把冰块制成的凸透镜正对着太阳,将太阳光看成平行光,冰透镜的焦点为F,请在图中完成光路。
解:凸透镜正对着太阳光,太阳光可以认为是平行于主光轴的光线,故平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,如图所示:
4.(2024•福建中考)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线。
解:过凸透镜光心的光线传播方向不改变;通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
5.(2024•辽宁中考)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出:
(1)入射光线a经凸透镜的折射光线;
(2)折射光线b对应的入射光线。
解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴据此作图,如图所示:
6.(2024•达州中考)一束平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后在水面发生反射和折射,请完成光路图。
解:如下图。
7.(2024•攀枝花中考)如图所示,凸透镜主光轴水平,平面镜与主光轴的夹角为45°,一束光线沿竖直方向射向平面镜,请在图中画出入射光线经平面镜反射后再经凸透镜折射的光路图。
解:
(1)先画出法线,在法线另一侧根据反射角等于入射角画出反射光线;
(2)平面镜与主光轴的夹角为45°,原来的入射光线竖直向下,与平面镜的夹角为45°,则反射角等于入射角,等于45°,则反射光线垂直于入射光线,该反射光线又平行于凸透镜的主光轴入射到凸透镜上,经凸透镜折射后折射光线通过焦点。如图所示:
8.(2024•德州中考)如图所示,A'是点光源A在平面镜中所成的像,A发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜,反射光线恰好过凸透镜的焦点,请画出:
(1)射向平面镜的入射光线;
(2)经过凸透镜后的折射光线。
解:根据平面镜所成的像与物关于平面镜对称,从 A′点向平面镜作垂线并取等长,画出点光源A;连接A点与平面镜上的入射点,画出射向平面镜的入射光线。过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射 出,据此画出经过凸透镜后的折射光线。
【题型二 凹透镜对三条特殊光线的作用】
9.(2023•重庆中考)请在图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
解:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
10.(2024•贵阳模拟)如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
解:过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变;延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,由此画出对应的入射光线。如下图所示:
11.(2024•大庆中考)如图所示,光源S发出的两条光线射向凹透镜,其中光线①平行于主光轴,光线②经过光心,画出它们经过凹透镜的折射光线。(须保留必要的作图痕迹)
解:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;过凹透镜光心的光线传播方向不改变。如图所示:
12.(2024•宜宾中考)如图所示,根据透镜对光的作用,将图中三条光线补充完整。
解:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;过光心的光线传播方向不改变;经凹透镜折射后平行于主光轴的光线,其入射光线的延长线过焦点,如图所示:
13.(2024•凉山州中考)与主光轴平行的光线AB是凹透镜的一条折射光线,经过平面镜反射之后反射光线为BC,请画出折射光线AB的入射光线及平面镜的位置。
解:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,由此画出折射光线AB的入射光线;
过入射点作反射光线与入射光线夹角∠ABC的平分线,即法线,平面镜就在过入射点垂直于法线的位置,由此作出平面镜,如图所示:
14.(2023•恩施州中考)如图所示,一束光经平面镜反射后,平行凹透镜的主光轴射向透镜,请画出平面镜和经过凹透镜后的折射光线。
解:(1)作出反射光线与入射光线夹角的角平分线,即法线,然后作法线的垂线,便是镜面的位置,如图所示:
(2)入射光线平行于主光轴,经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,由此作出折射光线,如图所示:
15.(2024•达州模拟)如图所示,凹透镜的主光轴处于水平位置,F是其焦点,平面镜与水平方向成45°,请画出竖直激光束AO经平面镜反射,再经凹透镜折射的光路图。
解:过入射点O垂直于镜面作出法线,平面镜与水平线夹角45°,所以入射光线与平面镜的夹角为45°,所以反射角等于入射角=90°﹣45°=45°,据此在法线另一侧画出反射光线;
因为入射光线垂直于主光轴,发生反射时反射角和入射角均为45°,所以反射光线与入射光线的夹角为90°,则反射光线平行于主光轴,根据平行于主光轴的光经凹透镜折射后反向延长过焦点画出折射光线,如图所示:
16.(2024•营口模拟)如图所示,水平放置的凹透镜,F是它的焦点,光线a经凹透镜折射后,再经平面镜反射,以图示的角度射到竖直放置的屏幕上。请在图中确定平面镜的位置,完成光路图并标出经平面镜反射时反射角的大小。
解:(1)延长线过焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴,将投射到平行放置的屏幕上的光线反向延长,与折射光线的交点B即为入射点,过入射点B作∠ABC的角平分线BE即为法线,然后做法线的垂线即为平面镜的位置,如图所示:
(2)由图和题意可知,屏幕平行于凹透镜的主光轴,且∠BCD=60°,
因平行线同旁内角互补,则∠ABC=120°,且BE是法线,也是∠ABC的角平分线,
所以在平面镜的反射光路中,反射角∠EBC=60°。
【题型三 组合透镜对三条特殊光线的作用】
17.(2024•枣庄中考)如图所示,一束光射向凹透镜,请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。
解:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,由此画出经过凹透镜后的折射光线;
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,由此画出经凸透镜后的折射光线,如下图所示:
18.(2023•南充中考)如图所示,一束光射向凸透镜,请画出该光经过凸透镜、凹透镜的折射光路。
解:凸透镜左右两侧各有一个焦点,且这两个焦点关于光心对称,同理凹透镜也是如此;
已知凸透镜与凹透镜的一个焦点重合,则由图可知是凸透镜的左焦点和凹透镜的右焦点重合,
过凸透镜焦点的光线,经过凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴;平行于凹透镜主光轴的光线,经过凹透镜折射后,折射光线的反向延长线要过凹透镜的虚焦点,如图所示:
19.(2024•信阳模拟)已知图中的凹透镜和凸透镜的焦距相同,根据两种透镜对光线的作用,画出已知光线的入射光线和折射光线。
解:根据光路可逆可知,平行于主光轴的光线经过凹透镜后会发散,发散光线的反向延长线过焦点,据此做出凹透镜的入射光线;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,其折射光线过焦点;如图所示:
20.(2024•日照模拟)平行光经过凸透镜后会聚在主光轴上的一点,这个点叫作凸透镜的焦点;平行光经过凹透镜后,光线发散,发散光线的反向延长线交在主光轴上的一点,这个点叫作凹透镜的虚焦点。如图,F点既是图示凸透镜的焦点,也是图示凹透镜的虚焦点,请画出图中两条平行于主光轴的光线经过两个透镜的光路图。
解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,已知F点既是图示凸透镜的焦点,也是图示凹透镜的虚焦点;
延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
【题型四 补画透镜】
21.(2024•淄博中考)眼睛是心灵的窗户,我们要有保护视力的意识。如图是李老师戴眼镜矫正视力的部分光路,请在方框内画出矫正视力的透镜,并画出两条光线经晶状体折射后的光线。
解:由图中光线情况可知,光线经矫正视力的透镜后开始发散,说明是凹透镜,而矫正后折射的光线在视网膜上会聚成像,如图所示:
22.(2023•重庆中考)根据画出的光线,在图中虚线框内画出一个适当的透镜。
解:两条平行光线,经图示透镜折射后,变得发散,因此该透镜对光线有发散作用,为凹透镜;折射光线的反向延长线的交点为凹透镜的焦点F;如图所示:
答案:见上图。
23.(2024•广安模拟)根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
解:由给出的光线可知,虚线框内的透镜对光线有会聚作用,为凸透镜,如图所示。
24.(2024•凉山州模拟)请在如图的方框内画出合适的光学元件。
解:左图中折射光线比入射光线更加远离主光轴,所以该元件对光线有发散作用,因此是凹透镜。
右图中的光学元件不能使光线透过,但能改变光路,所以该元件是平面镜,如图所示
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