内容正文:
第四章 透镜及其应用(作图题30道)
1.如图,根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出一个透镜。
2.如图所示,为凸透镜的焦点,在图甲中画出对应的折射光线。
3.画出下图中光线经过透镜折射的光线。
4.作出经透镜折射后的光线。
5.请在图中画出通过透镜后的两条折射光线。
6.如图,F为凸透镜的焦点,请画出对应的折射光线。
7.根据下图中透镜的入射光线和折射光线,作出相应的入射或折射光线。 、
8.请根据图所示光路在方框内画上相应的透镜。
9.如图所示,凹透镜和凸透镜有一侧的焦点重合,请在图中画出光经过凹透镜、凸透镜折射的光路图。
10.请在图中画出平行于主光轴的两条入射光线经过透镜后的光线。
11.根据以上知识完成下面的光路图:
12.如图所示,请画出通过凹透镜的折射光线和入射光线。
13.完成下图的透镜作图。
14.如图,AO是入射光线,OB是其经某一光学元件后的出射光线。请你分别选用凸透镜和凹透镜,在图中画出透镜的位置,并标出焦点(或虚焦点)(强调:保留作图痕迹)。
15.如图所示,请完成光线通过透镜后的光路。
16.按要求作图,在图中画出相应的入射光线。
17.
(1)如图所示,请画出图中入射光线经过凸透镜后的折射光线;
(2)按要求完成作图:在图中,完成入射光线从左边射向凹透镜折射,再由凸透镜折射后的光路;
(3)如图所示,为蜡烛,为蜡烛通过凸透镜所成的像,请通过作光路图的方法在图中画出凸透镜和其左焦点的位置。
18.物体AB通过凸透镜成像A'B',MN是凸透镜的主光轴。作光路图,画出凸透镜的位置以及它的一个焦点F(凸透镜用“”表示)。
19.三束光线射向凸透镜,请补充完整这三束光线通过凸透镜的光路图。
20.如图所示,请在图中的虚线框内画出能矫正该眼睛视力的透镜。
21.在如图方框中填入适当的透镜,完成光路。
22.按照题目要求作图。如图所示,请画出这条光线经过凸透镜后的折射光线。
23.如图所示,请你根据近视眼的矫正方法,完成光路图.
( )
24.根据如图所给出的入射光线,画出相应的折射光线。
25.在课后实践活动中,小明自制了一个如图甲所示的手电筒,他将小灯泡放在凸透镜的焦点处,请在图乙中画出光通过凸透镜后的光线。
26.如图,物体AB经凸透镜后在光屏上成像A′B′,F为透镜的焦点,请作出两条入射光线的折射光线。
27.为了矫正远视眼,请在图甲中的虚线框内画上适当的透镜,使物体能成像在视网膜上,并将图乙中光路图补充完整。
28.如图甲是一只魔术箱,同一水平线上箱的左右两侧各有一个小孔,一束光从左侧小孔水平射入、右侧小孔水平射出,现将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,遮光板的中心正好与入射光线位于同一高度,由于箱内一平面镜的作用使光仍从右孔水平射出,图乙是其内部设计(部分),请通过作图,确定平面镜的位置,补全光路。
29.如图,请在图中画出发光点S发出的入射光线通过凸透镜后的折射光线的光路图。
30.小红去观看了一场美仑美幻的魔术表演,对其中的一个道具——魔术箱(如图甲)很感兴趣,箱的左右两侧同一水平线上各有一个小孔,一束光从左侧的小孔射入,将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,正好挡住光线,可光仍从右孔射出。小红回家找到了一只凸透镜和一只平面镜,请你在图乙中帮她完成魔术箱的设计。
要求:(1)把凸透镜(用“”表示)放在A点,要求标明焦点F与光心O的位置;
(2)把平面镜放在B点,以达到光的传播要求。
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第四章 透镜及其应用(作图题30道)
1.如图,根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出一个透镜。
【答案】
【详解】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:
2.如图所示,为凸透镜的焦点,在图甲中画出对应的折射光线。
【答案】
【详解】凸透镜对光有会聚作用,过焦点的光线通过凸透镜后平行于凸透镜的主光轴射出,如图所示:
3.画出下图中光线经过透镜折射的光线。
【答案】
【详解】根据凸透镜三条特殊线光线作图,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:
4.作出经透镜折射后的光线。
【答案】
【详解】过焦点的入射光线,经过凸透镜折射后,平行于主光轴;过凸透镜光心的入射光线经过凸透镜折射后传播方向不变;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过焦点。如下图所示:
5.请在图中画出通过透镜后的两条折射光线。
【答案】
【详解】平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,过凸透镜光心的光线其传播方向不变,据此画出两条折射光线如图所示:
6.如图,F为凸透镜的焦点,请画出对应的折射光线。
【答案】
【详解】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;过光心的光线其传播方向不变;如图所示:
7.根据下图中透镜的入射光线和折射光线,作出相应的入射或折射光线。 、
【答案】
【详解】[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线经过焦点;经过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴射出。如图所示:
[2]经过凹透镜光心的光线经凹透镜折射后其传播方向不变;射向凹透镜虚焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴射出。如图所示:
8.请根据图所示光路在方框内画上相应的透镜。
【答案】
【详解】图中上面发散的光线经透镜后变得平行,因此该透镜对光线起会聚作用,为凸透镜;下面光线经透镜后传播方向不变,说明是过光心的光线,因此方框内应是凸透镜,如图所示:
9.如图所示,凹透镜和凸透镜有一侧的焦点重合,请在图中画出光经过凹透镜、凸透镜折射的光路图。
【答案】
【详解】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,则由图可知凹透镜的右焦点和凸透镜的左焦点重合。入射光线延长线过凹透镜虚焦点的光线,经过凹透镜折射后,折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线,经过凸透镜折射后,折射光线过凸透镜的焦点,作图如下:
10.请在图中画出平行于主光轴的两条入射光线经过透镜后的光线。
【答案】
【详解】平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点,如图所示:
11.根据以上知识完成下面的光路图:
【答案】
【详解】凸透镜的三条特殊光线
平行于主光轴的光线:经凸透镜折射后,过焦点。
过焦点的光线:经凸透镜折射后,平行于主光轴射出。
过光心(透镜中心)的光线:经凸透镜折射后,传播方向不改变。
第一条通过光心的光线传播方向不变;第二条平行于主光轴的光线折射后会聚于焦点;第三条通过焦点的光线折射后平行于主光轴。如图所示
凹透镜的三条特殊光线
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。
延长线过另一侧焦点的光线:经凹透镜折射后,平行于主光轴射出。
过光心的光线:经凹透镜折射后,传播方向不改变。
第一条光线通过光心的光线传播方向不变。第二条光线平行于主光轴的光线折射后发散,折射光线的反向延长线过虚焦点。第三条,通过焦点的光线,折射后,折射光线向远离主光轴的方向偏折,表现出对光线有发散作用。如图所示
12.如图所示,请画出通过凹透镜的折射光线和入射光线。
【答案】
【详解】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∶
13.完成下图的透镜作图。
【答案】
【详解】左侧作图中的折射光线的反向延长线过焦点,则入射光线是平行于主光轴的;右侧图中上面的光线平行于主光轴,则入射光线是过焦点的,经过凸透镜光心的光线的传播方向不变,如图所示:
14.如图,AO是入射光线,OB是其经某一光学元件后的出射光线。请你分别选用凸透镜和凹透镜,在图中画出透镜的位置,并标出焦点(或虚焦点)(强调:保留作图痕迹)。
【答案】
【详解】凸透镜的过焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线;凹透镜通过另一侧焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线,分别选用凸透镜和凹透镜,光路如图所示:
15.如图所示,请完成光线通过透镜后的光路。
【答案】
【详解】过凹透镜光心的光线传播方向不改变,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,如图所示:
16.按要求作图,在图中画出相应的入射光线。
【答案】
【详解】对于凹透镜,有两条特殊光线: 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 ,所以对应平行于主光轴的折射光线,其入射光线的延长线过另一侧焦点 。 过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变 ,所以对应过光心的折射光线,其入射光线就是沿着该方向射向光心 。如下图所示:
17.
(1)如图所示,请画出图中入射光线经过凸透镜后的折射光线;
(2)按要求完成作图:在图中,完成入射光线从左边射向凹透镜折射,再由凸透镜折射后的光路;
(3)如图所示,为蜡烛,为蜡烛通过凸透镜所成的像,请通过作光路图的方法在图中画出凸透镜和其左焦点的位置。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据凸透镜三条特殊光线可知,平行主光轴的光线必然过焦点,故连接折射点和右侧焦点即可画出其中一条折射光线,从焦点出发光线,经过凸透镜后,必然平行主光轴,故过折射点画主光轴的平行线,故如图所示:
(2)指向虚焦点的光线经凹透镜后,必然平行,故过折射点画主光轴的平行线,该光线平行于凸透镜的主光轴,必然过凸透镜右侧焦点,故连接折射点和右侧焦点即可以确定折射光线,故如图所示:
(3)根据通过光心的光线传播方向不变可知,连接S、就可以确定光心,根据光心就可以确定凸透镜,由于需要确定左侧焦点,那么左侧的物体发出的光线需要从焦点出发,后平行主光轴,故过像做主光轴的平行线,就可以确定折射点,连接物体S点和折射点,与主光轴的交点即为凸透镜的左侧焦点,故如图所示:
18.物体AB通过凸透镜成像A'B',MN是凸透镜的主光轴。作光路图,画出凸透镜的位置以及它的一个焦点F(凸透镜用“”表示)。
【答案】
【详解】过凸透镜光心的光线传播方向不变,连接AAʹ,与主光轴相交于一点,即为光心O,过光心O垂直于主光轴画出凸透镜;由A点射出的平行于主光轴的光线,经过凸透镜折射后过像点A′,折射光线与主光轴的交点即为焦点F,如图所示:
19.三束光线射向凸透镜,请补充完整这三束光线通过凸透镜的光路图。
【答案】
【详解】经过凸透镜光心的光传播方向不变;经过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后,平行于凸透镜主光轴射出;物距等于二倍焦距时,像距也为二倍焦距,成倒立、等大的实像。所以,过二倍焦距处的入射光线的折射光线通过凸透镜另一侧二倍焦距处。如图所示:
20.如图所示,请在图中的虚线框内画出能矫正该眼睛视力的透镜。
【答案】
【详解】左图:所成的像在视网膜的前方,为近视眼,为了使像正好呈在视网膜上,应使光线延迟会聚,使所成的像相对于晶状体后移,所以应佩戴发散透镜即凹透镜。
右图:晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,为远视眼的,需戴凸透镜矫正,如图所示:
21.在如图方框中填入适当的透镜,完成光路。
【答案】;
【详解】左图中,光线经过透镜折射后发散了(折射光线比入射光线更远离主光轴一些),因此要填发散透镜,即凹透镜,如下图
右图中,光线经过透镜折射后会聚了(折射光线比入射光线更靠近主光轴一些),因此要填会聚透镜,即凸透镜,如下图
22.按照题目要求作图。如图所示,请画出这条光线经过凸透镜后的折射光线。
【答案】
【详解】平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点,如下图所示:
23.如图所示,请你根据近视眼的矫正方法,完成光路图.
( )
【答案】
【详解】近视眼晶状体比较突出,比正常眼的焦距短,晶状体折射光线的本领比正常眼要大些,远处物体的像成在视网膜前,用凹透镜制成的近视镜眼镜,在光线进入眼睛以前就先发散一些,这样就能使像成在视网膜上,近视眼的人就能看到物体所成的清晰的像了,作图如下:
.
【点睛】近视眼是晶状体会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴凹透镜矫正.
24.根据如图所给出的入射光线,画出相应的折射光线。
【答案】
【详解】凸透镜的三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸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。左图中,过焦点的光线经凸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:
凹透镜的三条特殊光线:过光心的光线传播方向不变;平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点;指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴。右图中,指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴,过光心的光线传播方向不变。如图所示:
25.在课后实践活动中,小明自制了一个如图甲所示的手电筒,他将小灯泡放在凸透镜的焦点处,请在图乙中画出光通过凸透镜后的光线。
【答案】
【详解】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,如图所示:
26.如图,物体AB经凸透镜后在光屏上成像A′B′,F为透镜的焦点,请作出两条入射光线的折射光线。
【答案】
【详解】从A点发出的光线经凸透镜折射后,都过A的像点A',据此作出两条入射光线的折射光线,如图所示:
27.为了矫正远视眼,请在图甲中的虚线框内画上适当的透镜,使物体能成像在视网膜上,并将图乙中光路图补充完整。
【答案】
【详解】远视眼是因为晶状体对光的折射能力减弱造成的,在视网膜之后才会聚,应配戴由凸透镜制成的眼镜进行矫正,使光线提前会聚,如图所示:
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反射延长线过焦点;过光心的光线传播方向不变;如图所示:
。
28.如图甲是一只魔术箱,同一水平线上箱的左右两侧各有一个小孔,一束光从左侧小孔水平射入、右侧小孔水平射出,现将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,遮光板的中心正好与入射光线位于同一高度,由于箱内一平面镜的作用使光仍从右孔水平射出,图乙是其内部设计(部分),请通过作图,确定平面镜的位置,补全光路。
【答案】
【详解】图中左侧平行于主光轴的入射光线,折射后通过焦点,右侧通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,将左侧的折射光线和右侧的入射光线相交,在交点处画出角平分线,是平面镜的法线,画出角平分线的垂线段就是平面镜的位置,如图所示:
29.如图,请在图中画出发光点S发出的入射光线通过凸透镜后的折射光线的光路图。
【答案】
【详解】根据通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,分别作出折射光线,这两条折射光线的焦点即为像点S′;连接由发光点S发出的入射光线的入射点与像点S′的连接作出其折射光线。如图所示:
30.小红去观看了一场美仑美幻的魔术表演,对其中的一个道具——魔术箱(如图甲)很感兴趣,箱的左右两侧同一水平线上各有一个小孔,一束光从左侧的小孔射入,将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,正好挡住光线,可光仍从右孔射出。小红回家找到了一只凸透镜和一只平面镜,请你在图乙中帮她完成魔术箱的设计。
要求:(1)把凸透镜(用“”表示)放在A点,要求标明焦点F与光心O的位置;
(2)把平面镜放在B点,以达到光的传播要求。
【答案】
【详解】将凸透镜放入A点,找出凸透镜的中点O即为其光心的位置,从左侧小孔进入箱中的光线与凸透镜的主光轴平行,过O点作与此入射光线平行的虚线为凸透镜的主光轴,此入射光线经凸透镜后,折射光线向下过焦点,主光轴与折射光线的交点为焦点F的位置。折射光线直线向下继续传播,经遮光板下的平面镜的反射后,反射光线经B点平面镜再次反射,反射光线从右侧小孔射出,在光的反射现象中,反射角等于入射角,过B点作遮光板右侧两光线的夹角的平分线,为法线,垂直法线作出镜面向下的平面镜,作图如下:
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