第三章 专题特训三 光学综合作图-【拔尖特训】2025-2026学年新教材八年级上册物理(苏科版2024)

12. D 解析:这三个光学元件都可以 达到目的,如图所示。 (第12题) 13. B 解析:光从水中斜射入空气中 时,折射角大于入射角,再从空气中斜 射入水中时,折射角小于入射角,所以 光会发散。 14. 白色 光屏上彩色光带的顺序相 反 解析:一束白光先经三棱镜分解 (色散),随后又经凸透镜会聚在B 点,从而重新混合成白光,因此白光经 三棱镜分解(色散)形成彩色光带,经 凸透镜到达A 处时仍然为彩色光带, 到达B 处时聚为一点,然后又分开, 到达C 处时也是彩色光带,不过彩色 光带的顺序相反。 15. (1) 小 (2) A、B C、D 控制 变量法 (3) 红 (4) 不变 解析:(1) 由图乙可知,凸透镜的材料 相同时,凸透镜表面越凸,凸透镜的焦 距越小。(2) 如果要探究凸透镜的焦 距大小与材料的关系,应选择表面凸 起程度相同而材料不同的两个凸透 镜,即A、B 或C、D,这里主要用到的 物理研究方法是控制变量法。(3) 由 光的色散实验可知,红光的偏折程度 小,紫光的偏折程度大,当红光和紫光 分别平行于主光轴射向同一个凸透镜 时,红光的偏折程度小,会聚点即红光 的焦点离透镜远,而紫光的焦点离透 镜近,所以用红光测出的焦距大。 (4) 小明用B 透镜测焦距时发现边缘 有一小块已经缺损,但这不会影响光 线通过透镜其他部位会聚的位置,所 以测得的焦距不变。 专题特训三　光学综合作图 1. 如图所示 (第1题) 解析:(1) 根据平面镜成像时,像与物 到镜面的距离相等且像与物的连线与 镜面垂直,可知水面与BC 的垂直平 分线重合,则水面在20.0cm刻度线 处,据此画出水面。(2) 由于水中D 点的像也位于C 点,连接AC 与水面 相交于点O,O 点为入射点,连接DO 即为入射光线,OA 是折射光线。 2. 如图所示 (第2题) 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 射到点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中时,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,图中∠SOB= ∠BOS'=∠POC,∠B=∠C,所以 ∠BSO=∠OPC,即光线SO 与AB 的夹角和OP 与AC 的夹角相等,而 开始的入射光线与BC 平行,由光路 的可逆性可知,最后经三棱镜折射出 的光线也与BC平行。 3. 如图所示 (第3题) 解析:由于玻璃球底面镀银,因此底面 相当于一个平面镜,入射光线MN 射 到N 点时,会发生反射,根据反射角 等于入射角可知,作出反射光线NC; 当光线NC 从玻璃射进空气时,发生 折射现象,此时折射角应大于光线 NC 与 法 线 的 夹 角,作 出 折 射 光 线CD。 4. 如图所示 (第4题) 解析:C 点是飞机,A 点是人眼,人眼 看到飞机即飞机反射的光线直接进入 人眼,故连接CA,并标上箭头,箭头 指向人眼;人能看到水中的鱼,是因为 鱼反射的光线经水面折射后进入人 眼,人眼看到的鱼是鱼的虚像,虚像在 鱼的实际位置的上方,因此鱼的实际 位置D 点,在B 点的下方,所以先连 接BA,BA 与水面的交点O 为折射 点,然后连接OA 即为折射光线,并标 上箭头,箭头指向A 点。 5. 如图所示 (第5题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 81 解析:(1) 射灯B 射出的光线从水中 斜射进入空气中时,折射光线要偏离 法线。(2) 作出路灯C关于水面的对 称点C',即路灯C 在水中的像C'。 (3) 连接AC'与水面交于O 点,即入 射点(反射点)O,连接CO 就得到入 射光线,OA 为反射光线。 6. 如图所示 (第6题) 解析:过平面镜上的入射点作法线,根 据反射角等于入射角的规律,作出反 射光线。过玻璃砖上表面的入射点作 法线,依据光折射的特点,作出玻璃砖 中的折射光线。再过玻璃砖下表面的 入射点作法线,依据光从玻璃斜射入 空气中时折射角大于入射角的特点, 作出空气中的出射光线(注意进出玻 璃砖的两条光线平行)。 7. 如图所示 (第7题) 解析:凸透镜能将平行于主光轴的光 会聚到焦点,所以平行于主光轴的光 线a经过凸透镜后,会聚于焦点;先过 入射点作垂直于平面镜的法线,由光 的反射定律可得,反射角等于入射角, 作出反射光线。 8. 如图所示 (第8题) 解析: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的夹角 ∠ABC的平分线,即法线,平面镜就 在过入射点且垂直于法线的直线上, 由此作出平面镜。 9. 如图所示 (第9题) 解析:根据射入和射出的两条光线的 方向和位置,可知入射光线是先经平 面镜反射后,再经过凹透镜折射射出 的,因为折射光线平行于凹透镜的主 光轴,所以入射光线是从凹透镜的左 侧射向凹透镜右侧的焦点F 的,延长 入射光线到暗箱内,大致确定出平面 镜的位置后,利用光的反射定律作出 反射光线,再把经凹透镜折射后的出 射光线反向延长至与反射光线相交, 根据交点确认凹透镜的位置,最后把 反射光线正向延长至与凹透镜的主光 轴相交,该交点就是凹透镜的焦点F。 10. 如图所示 (第10题) 解析:由图可知,凸透镜的左焦点和凹 透镜的右焦点重合。过凸透镜焦点的 光经过凸透镜折射后平行于主光轴射 出。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 长线经过凹透镜的焦点。 11. 如图所示 (第11题) 解析:本题有两个透镜,看起来比较 难。但是,将两个透镜分成两部分来 看就简单了。挡住右边的虚线框及折 射光线,看到的是图甲;挡住左边的虚 线框及入射光线,看到的是图乙。从 图甲光路看,入射光是会聚光,经过透 镜后是平行光,因此虚线框内是凹透 镜;从图乙光路看,入射光是平行光, 经过透镜后是会聚光,因此虚线框内 是凸透镜。 (第11题) 12. 如图所示 (第12题) 解析:根据平面镜成像特点,虚像P' 到平面镜的距离等于P点到平面镜的 距离,作P点关于平面镜的对称点,确 定虚像P'的位置;连接虚像点与平面 镜反射的入射点并延长至水面相交, 即确定光源S点发出的光线经水面折 射的入射点和折射光线,根据折射角 大于入射角,确定入射光线的位置;注 意实际光线要画实线,并用箭头表示 光的传播方向,像与物体的连线、法线 用虚线表示,标出入射点及直角符号; 将S点到P点的光路图补充完整。 13. 如图所示 (第13题) 解析:作出发光点A 关于平面镜的对 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 91 称点,即为像点A',连接A'B 交平面 镜于点O,沿OB 画出反射光线,连接 AO 画出入射光线。OB 斜射到空气 和水的分界面时,先作出法线,根据折 射光线与入射光线分居法线两侧,折 射角大于入射角,在法线右侧的空气 中作出折射光线的大致方向。 14. 如图所示 (第14题) 15. 如图所示 (第15题) 解析:先过折射点垂直于界面作出法 线,然后根据光的折射规律在法线左 侧的水中作出入射光线。ab光束平 行于主光轴,所以该光束经凹透镜折 射后,其折射光线的反向延长线过凹 透镜左侧的焦点。 三、 凸透镜成像的规律 第1课时 探究凸透镜成像的 规律 1. 正对 主光轴 没有 2. (1) 变小 (2) 焦距 3. A AC 变大 解析:由题图可 知,平行于主光轴的光线经凸透镜后, 与主光轴相交于A 点,所以A 点为焦 点。C为光源S 的像,光源S 沿平行 于主光轴的方向向透镜移动时(始终 保持u>f),像将远离凸透镜,但由S 发出的平行于主光轴的光线折射后仍 经过焦点A,过光心的光线,其传播方 向仍不变,所以像C 将沿AC 方向移 动,且像变大。 4. C 解析:发现光屏上出现的像只 有中间清晰,两侧较模糊,说明中间部 分的物距此时正好在光屏上成清晰的 像,而两侧部分的物距大于或小于中 间部分的物距,故应适当扭转凸透镜, 使凸透镜与光屏平行,在光屏上得到 清晰的像,故C符合题意。 5. D 解析:烛焰和光屏的中心位于 凸透镜的主光轴上,无论怎样移动光 屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的 像,说明此时物距小于一倍焦距,成正 立、放大的虚像,虚像无法用光屏承 接,从透镜右侧透过透镜向左观察,可 以观察到该像,故 A、B、C错误,D 正确。 6. A 解析:本题中,烛焰上的某点射 向凸透镜的所有光线经凸透镜折射后 射向人眼,人眼逆着这些折射光线看 过去,就看到了该点在烛焰同侧所成 的虚像。若将一不透明的光屏置于图 中虚线处,则人眼观察到烛焰的像没 有变化。 7. (1) 刻度尺 (2) 大 大 (3) 光 屏 不能 (4) 2 第2次实验中物 距和像距之和为40cm,小于45cm 解析:(1) 测量光源在光屏上所成像 的高度需要用到刻度尺。(2) 由表中 数据可知,凸透镜成实像时,随着物距 变小,像距逐渐变大,像的高度也逐渐 变大,即像逐渐变大。(3) 移动光源 至物距为6cm时,物距小于凸透镜的 一倍焦距,成虚像,要观察到虚像,人 眼应该从光屏一侧透过凸透镜观察。 因为虚像不是由实际光会聚得到的, 不能呈现在光屏上,所以不能用刻度 尺直接测出像的高度。(4) 第2次实 验中物距和像距之和为40cm,小于 45cm,则第2次实验的成像情况不能 探究。 8. 4f 1.5f 解析:凸透镜成实像 时,满足u>f,由图乙可知,随着物距 u增大,物像间距L先减小后增大,当 物距为2f时,物像间距最小为4f,因 此,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应 满足L≥4f;由图乙知,当u=1.5f 时,L=4.5f,v=L-u=4.5f- 1.5f=3f,此时放大率n= A'B' AB = v u= 3f 1.5f=2 ,由光路的可逆性可知, 当u'=3f、v'=1.5f时,放大率n'= A1'B1' A1B1 = v' u'= 1.5f 3f =0.5 ,因此当n 由2变为0.5时,物距u由1.5f变为 3f,则凸透镜移动的距离为1.5f。 9. D 解析:从A 点射出的光线中有 一条平行于主光轴的光线,经凸透镜 折射后过焦点。还有一条过光心不改 变方向的光线,两条折射光线会聚成 像点A'。同理B 点射出的光线中有 一条平行于主光轴的光线,经凸透镜 折射后过焦点。还有一条过光心不改 变方向的光线,两条折射光线会聚成 像点B'。连接A'B'就是AB 的像。 (第9题) 第2课时 凸透镜成像规律的运用 1. 左 右 2. C 3. C 4. B 5. 放大 能 正立 解析:凸透镜的 焦距为10cm,在如题图所示的位置 时,物距为15cm,物距处于一倍焦距 和二倍焦距之间,根据凸透镜成像规 律,光屏上呈现烛焰的倒立、放大的实 像。若此时将光屏移走,烛焰通过凸 透镜依然能够成像,成像特点由物距 大小决定,与有无光屏无关。将蜡烛 移至光具座上的40cm刻度线处,此 时物距小于一倍焦距,根据凸透镜成 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 02 42 专题特训三　光学综合作图 ▶ “答案与解析”见P18 类型一 光现象综合作图 1. (2023·潍坊)为测量容器中水的深度,一同 学将刻度尺竖直插入水中,如图所示。从A 处向水中看去,看到刻度尺上B 点在水中所 成的像位于C 点,同时看到水中D 点的像也 位于C 点。 (1) 用虚线画出水面的位置。 (2) 完成看到D 点的光路图。 (第1题) 2. 如图所示,一玻璃三棱镜的横截面 为等腰直角三角形ABC。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。请画出这个过程 的光路图。 (第2题) 3. (2023·日照)一个底面镀银的球冠形玻璃球 放置在水平桌面上,其横截面如图所示。一 条光线从玻璃球冠上表面的M 点通过球心 O 射到球冠底面的N 点。虚线PN 为底面 AB 的法线。画出该光线经底面AB 反射后 在球冠形玻璃球内外的光路图。 (第3题) 4. 小明站在水池旁观赏游鱼,恰好看见一架飞 机飞过,分别用A 代表小明的眼睛、B 代表 看到的鱼、C 代表看到的飞机,请画出小明看 见鱼和飞机的光路图,并用“D”大致标出鱼在 水池里的实际位置。(保留必要的作图痕迹) (第4 题) 5. 如图所示,清澈平整的水面下有一射灯(用B 表示),在空气中有一路灯(用C 表示)。小翊 既看到水中的射灯,又看到路灯在水中的像。 请画出: (1) 水中射灯B 射出的光进入小翊眼睛A 的 路径。 (2) 路灯C 在水中的像C'。 (3) 路灯C 发出的光经水面反射后进入小翊 眼睛A 的路径。 (第5题) 类型二 光具综合作图 6. 如图所示,空气中的一束光经过S点斜射向 竖直放置的平面镜,经平面镜反射后射向一 块玻璃砖的上表面,并穿过玻璃砖从下表面 射出,请在图中画出该光路图(不考虑玻璃砖 的反射)。 (第6题) 7. (2023·成都)如图甲所示为博物馆内某印章 的展台,上方是凸透镜,透过它能看到放大的 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)八年级上 43 印章;下方是平面镜,通过它能看到印章底部 的字。如图乙所示为其示意图,F 为凸透镜 的焦点,O 为凸透镜的光心,光线a平行于凸 透镜的主光轴(图中点划线)。请在图乙中画 出:① 光线a 经过凸透镜折射后的光线; ② 光线b经过平面镜反射后的光线。 (第7题) 8. (2024·凉山)与主光轴平行的光线AB 是凹 透镜的一条折射光线,经过平面镜反射后的 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。 (第8题) 9. 如图所示,已知黑箱内有一个凹透镜和一块 平面镜。请在黑箱内画出完整的光路,填上 光学仪器,并标出凹透镜的焦点F 的位置。 (第9题) 10. 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。 (第10题) 11. 如图所示,两个虚线框内各有一个透镜,它 们的主光轴在同一直线上。请根据光路图 在虚线框内画出合适的透镜。 (第11题) 类型三 光现象和光具综合作图 12. (2024·潍坊)如图所示,水槽内装满水,槽 内有一点光源S,紧贴右侧槽壁竖直固定一 平面镜。S发出的一条光线经水面折射,又 经平面镜反射后过P 点。 (1) 画出P 点在平面镜中所成的像P'。 (2) 将S点到P 点的光路图补充完整。 (第12题) (第13题) 13. 如图所示,A 是水中的一个发光点,从A 发 出的一束光经平面镜反射后,反射光线通过 B 点,并在水面处发生折射。请画出入射光 线、反射光线和折射光线的大致方向。 14. (2023·凉山)如图所示,凸透镜的 主光轴与水面重合,F 是凸透镜的 焦点,水下有一块平面镜M,一束 与水面平行的光经凸透镜折射后进入水中, 再经水中的平面镜反射后恰好经过P 点, 请将光路图补充完整。 (第14题) 15. 如图所示,由水中射出一束光ab照射到凹 透镜上,该光束与凹透镜的主光轴平行(F 为凹透镜的焦点,O 为光心)。请画出ab光 束在水中的入射光线和通过凹透镜后的折 射光线。 (第15题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第三章　光的折射　透镜