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浙教版科学(2024版)八年级上册暑假科学能力提升练
第一章第4-5节 光学作图(重点)
1.请在图中作出物体AB在平面镜中的像(请保留作图痕迹)。
2.小亮在用激光笔S照亮水槽底部的点A时,发现水槽左边内壁的某一点B也被照亮,请你画出发光点S同时照亮A、B两点的光路图。
3.画出经透镜折射后的光线。
4.如图所示,一束光从空气斜射到玻璃三棱镜的AB面,请画出从AC面射出的折射光线的大概位置。
5.如图,元元和成成站在同一路灯下,地上留下了他俩的影子。通过光路作图的方法画出路灯灯泡S的位置。
6.如图所示,画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线,并确定发光点S的像点s’。
7.如图所示,某人看到水中A处有一个发光点,但是实际上发光点的位置在B处,请画出入射光线和折射光线。
8.如图所示,小丹站在A点通过墙上的平面镜可看到屏风另一侧放在B处的一盆花,请画出小丹看到花的光路图。
9.如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A’为蜡烛通过凸透镜成的像,请根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜并标出它的焦点。
10.如图所示,一束光线斜射入玻璃砖,部分光线在玻璃砖表面发生了反射,另一部分光线经过玻璃砖,请你根据已学知识,回答下面问题。
(1)画出光的反射光线;
(2)画出光线经过玻璃砖的大致路径。
11.平面镜前有一只点燃的蜡烛,烛焰上的S点发出的两条光线SA和SB照射到平面镜MN上,如图所示,请你作出SA和SB经平面镜反射后的反射光线。
12.根据透镜的性质,在图中完成光路图:画出折射光线或入射光线。
13.如图所示的a、b是两条由点光源S发出后又经平面镜反射的反射光线。根据平面镜成像特点画出点光源S。
14.如图,一束光从右往左水平射向平面镜上的A点,经过平面镜反射以后,反射光线射向水面上的O点,请大家画出。
(1)画出反射光线;
(2)确定平面镜的位置;
(3)画出光在水中大致的传播路径。
15.如图所示点光源S发出的一条光线经过水面反射后通过凸透镜左侧的焦点F。
(1)利用平面镜成像特点画出S发出的入射光线和经水面反射的反射光线;
(2)画出通过凸透镜后的折射光线。
16.如图所示,小城的爸爸在湖岸边钓鱼,AB是钓鱼竿(模型化的),小城站在湖边C点,请画出小城在平静的湖水中看到的鱼竿。
17.书中有这样一个有趣的实验,起初茶碗看起来是空的,但当我们慢慢往茶碗中倒水时,你会发现碗中还藏着一枚硬币。请画出小华刚看到硬币时的光路。
18.如图所示,F处的点光源发出的任意一条光线FO经凹面镜反射后沿与主光轴CC'平行的方向射出。现有一条与CC'平行的光线AO'射向凹面镜。请作出AO'的反射光线,并用“r”标出其反射角。“中国天眼”就是利用这种原理接收来自宇宙的电磁波的。
19.如图所示,光线垂直射入水面,水里有个平面镜,请画出光线经平面镜反射后又返回空气的大致光路。
20.图甲是车门迎宾灯,其内部结构示意图如图乙所示,点亮光源后,在地面上出现清晰的像。①在图乙中标示出物距;②画出图乙中所示两条光线经过凸透镜之后会聚成像的位置。
21.“坐井观天,所见甚小”,请在图甲中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围(井中没有水);请在图乙中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围(井中水已满)。
22.在防溺水教育活动中,老师告诉学生,池塘里水的实际深度比看起来的深度要大不能贸然下水游泳。下图为解释这一现象的情景,其中A为水底的物体,A′是岸边儿童看到的A的像。请你在图中作出过O点的入射光线和折射光线。
23.如图所示,薄凸透镜与薄凹透镜恰好共着同一个主光轴和同一个焦点F,一条入射光线射向薄凹透镜的右侧焦点F。请在图中作出这条入射光线经过薄凹透镜和薄凸透镜折射的光路图。
24.某小镇被群山包围,难以获得阳光照射。某同学参观后建议在位置A处安装平面镜,于是广场中心B处被照亮。若太阳位于图所示位置,请在A处添加平面镜并完成光路图。(保留作图痕迹)。
25.如图所示,一个玻璃三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角,一束红光平行于BC边从S点射入三棱镜,经AB面折射后,又在BC面发生反射,然后恰好从P点折射后射出,请画出这个传播过程的光路图。
26.如图所示,在竖直平面xoy内,人眼位于P(0,4)位置处,平面镜MN竖直放置其两端M、N的坐标分别为(3,1)和(3,0),某发光点S在该竖直平面y轴的右半部分某一区域内自由移动时,此人恰好都能通过平面镜看见S的像,试作出该区域的最大面积并用阴影标示出来。
参考答案
1.【解析】先作出物体两端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB在平面镜中的像,如图所示:
2.【解析】先通过水平面作出发光点S的对称点S′即为S的像;连接S′B交平面镜于点O,SO为入射光线,OB为反射光线,连接OA为折射光线。如图所示
3.【解析】
4.【解析】由图知道,折射光线在玻璃中沿直线传播,入射到玻璃与空气的界面时,又将发生折射而进入空气中,此时的折射角大于入射角,如下图
5.【解析】光在空气中沿直线传播,将两人的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S,就是灯泡S的位置,如图所示
6.【解析】
7.【解析】人能看到水中的发光点B,是由发光点发出的光线经水面折射后进入人眼,发光点的像A是人眼逆着折射光线看到的,先连接A点与人眼,连线与界面的交点为入射点O,连接B和入射点即为入射光线,如图所示:
8.【解析】过镜面作B的对称点B′,这就是花的像,连接B′与A,与平面镜交于点O,连接BO,如图所示:
9.【解析】
10.【解析】(1)根据光的反射定律,过入射点作垂直于反射面的法线,根据反射角等于入射角画出反射光线;
(2)光从空气斜射入玻璃砖时会发生折射,折射角小于入射角;在玻璃砖的右侧界面又从玻璃砖射入空气,折射角大于入射角,如图所示:
11.【解析】先根据平面镜成像时物像关于平面镜对称,画出S的像S′,连接S′A、S′B并延长可得SA、SB的反射光线,如图所示:
12.【解析】左图中,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过凸透镜光心的光线传播方向不改变;右图中,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后的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变,如图所示:
13.【解析】先将两条反射光线反向延长交于一点S′(即为点光源在平面镜中的像点),再通过平面镜作出S′的对称点S,并连接S与两个反射点画出两条入射光线。如图所示
14.【解析】连接AO两点,AO是反射光线,做出入射光线和反射光线的角平分线,即法线,平面镜和法线垂直,画出平面镜,过O点画出法线,从空气斜射入水中,折射角小于入射角,如图所示:
15.【解析】(1)平静的水面相当于平面镜,先根据平面镜成像特点(物像关于平面镜对称)画出像S的对称点,可得像的位置S′,连接S′F,与平面镜的交点为入射点O,OF为反射光线;
(2)连接SO可得入射光线,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:
16.【解析】平静的湖水相当于一个平面镜,根据像与物关于平面镜对称,分别作出端点A、B在水中的像点A1、B1,用虚线连接A1、B1,即为钓鱼竿AB在水中所成的像,如下图所示:
17.【解析】连接硬币与碗的最边缘,与水面和空气的分界面交于一点O,即为入射点,连接硬币与入射点O即为入射光线,连接O与眼睛即为折射光线,我们认为光是沿直线传播的,我们看到的硬币位置在折射光线的反向延长线上,看到的是硬币的虚像A′,比硬币的实际位置偏高,如图所示
18.【解析】通过焦点的光线入射代凹面镜上,被凹面镜反射后,反射光线平行主光轴射出,因为光路是可逆的,故平行主光轴的光入射代凹面镜上经反射后,反射光线会聚焦点,综上可知,光线AO′沿平行于主光轴CC′的方向入射到凹面镜导航,被凹面镜反射后,反射光线经过焦点F,即O′F就是反射光线,过O′作∠AO′F的角平分线即为法线,O′F与法线的夹角就是反射角,如图所示:
19.【解析】当光线垂直射入水面时,光线的方向不变,照射到平面镜上时,与平面镜有一个交点为入射点,过入射点作出法线,根据光的反射定律,反射角等于入射角,从而在法线的左侧,作出反射光线;光从水中斜射入空气中时,各根据光的折射定律,入射光线和折射光线分居法线的两侧,并且折射角大于入射角,由此大概作出空气中的折射光线;如下图所示。
20.【解析】(1)物体到凸透镜的距离叫物距,用字母u来表示,如图所示:
(2)过光心的光线传播方向不变;平行主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点射出,由此作出折射光线,两条折射光线的交点即为会聚成像的位置,如图所示;
21.【解析】由甲图可知,将青蛙所在的点与井口左边的端点连接成一条线,再将青蛙所在的点与井口右边的端点连接成一条线,然后在直线上标出箭头,即得到了两条射向青蛙眼睛的光线,这两条光线的中间部分就是青蛙的观察范围;由图乙可知,将青蛙所在的点与井口左边的端点连接成一条线,根据光的折射可知,这是一条折射光线,由于光是从空气射向水中,所以折射角小于入射角,据此画出入射光线;将青蛙所在的点与井口右边的端点连接成一条线,根据光的折射可知,这是另一条折射光线,由于光还是从空气射向水中,所以该折射角仍小于入射角,据此画出该折射光线的入射光线,这些线的中间部分即是青蛙的观察范围,如图所示:
22.【解析】人在空气中看到A'在水中的位置就是A在水中的像的位置,所以找到A在水中的像的位置,A发出的光经水面折射进入人眼,所以找到此光线的入射点;分别连接A'到人眼找到入射点O,实际是A发光,所以连接AO为入射光线;A'到O是找到入射点所做的辅助线,应用虚线表示。如图所示:
23.【解析】指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。如图所示:
24.【解析】连接AB,即为反射光线;然后画出入射光线与反射光线的角平分线,最后根据平面镜与法线垂直画出平面镜,如下图所示:
25.【解析】经S点折射的光线射到BC面上时发生反射,且反射光线恰好过P点,因为反射光线的延长线一定过像点,可以先作S点关于BC的对称点S',即S在BC中的像点,连接S'与P的连线,与BC交于O点,OP即为反射到P的反射光线,连接SO为经AB面的折射光线;过P点作法线,根据光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,在法线右侧的空气中作出射出的折射光线,如图,图中∠SOB=∠BOS'=∠POC,∠B=∠C,所以∠BSO=∠OPC,即光线SO与AB的夹角与OP与AC夹角相等,而开始的入射光线与BC平行,由光的可逆性可知最后经三棱镜折射出的光线也与BC平行。
26.【解析】如图,连接MP、NP,根据光的反射定律,做出MP的入射光线AM,做出NP的入射光线BN,梯形ABNM是发光点S移动的最大面积范围。如下图所示:
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