内容正文:
第三章 光现象(作图题30道)
1.在图中画出光从空气进入水中时的入射光线;
【答案】
【详解】光从空气进入水中时要发生折射,折射角小于入射角,据此画出入射光线,如图
2.如图所示,小明将一束光斜射入水中,请画出反射光线和折射光线的大致位置并标出反射角的大小。
【答案】
【详解】图中已经过入射点作出了法线,已知入射角为45°,根据反射角等于入射角等于45°,在法线左侧作出反射光线;光从空气斜射入水中,所以折射角小于入射角,由此可以在水中法线的左侧画出对应的折射光线,如下图所示:
3.“坐井观天,所见甚小”,请在图中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围(用斜线标出)
【答案】
【详解】图中点E是青蛙眼睛的位置,将点E与井口左边、右边的端点相连成直线,然后在直线上标出箭头,这两条光线就决定了青蛙的观察范围,如下图所示:
4.如图,S点是岸边路灯的位置,S'点是潜水员A看到的路灯位置,请画出S点发出的一条光线进入潜水员眼睛的光路。
【答案】。
【详解】经分析,连接路灯像点S'与A的连线,与水面的交点为入射点,则入射点到A的连接为折射光线,连接S与入射点连接为入射光线,如图所示
5.如图所示,是小康房间的简化图。小康站在窗前向外望去,能够看到的范围图中已标出。请画出两条光线来确定小康的眼睛的位置,用P表示。
【答案】
【详解】小康房间的简化图,小康站在窗前向外望去,能够看到的范围如图所示;由于光在同种均匀介质中沿直线传播,则两条虚线的交点即为眼睛的位置。如图所示:
6.画出图中的入射光线经水平平面镜的反射光线。
【答案】
【详解】根据题意可知,图中的法线就是ON,入射角是50度,然后根据反射光线和入射光线分居在法线的两侧、反射角等于入射角,作出反射光线,如图所示:
7.如图,小玲利用一块平面镜,将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道内,请在图中画出平面镜的位置。
【答案】
【详解】将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道,可知入射光线向下、反射光线水平向左,根据光的反射定律可知,法线垂直于平面镜,根据图中法线的位置,过入射点作法线的垂线得到平面镜的位置,如图所示:
8.如图所示,有一平面镜放在桌子左端,有一块橡皮掉在桌子下面S点,请画出人眼在桌子上面能通过平面镜能看到桌子底下橡皮S的光路图。
【答案】
【详解】先作出S关于平面镜的对称点,即为像点S′;连接S′与人眼,该连线与平面镜的交点为入射点,从而画出反射光线,连接S和入射点画出入射光线,如图所示:
9.如图所示,激光笔从A点发出激光,在平面镜上留下一个红色亮点O,请画出激光入射到镜面和离开镜面后的径迹。
【答案】
【详解】作出点A关于平面镜的对称点,即为像点A′,连接A′O,沿A′O画出反射光线,连接AO画出入射光线,如图所示:
10.最美人间四月天,不负踏青好时光。小刚一家到青龙潮湿地公园游玩,小刚坐在开着天窗的轿车里,通过天窗能看到天空的景色,如图甲所示,请在图乙的简化图中画出小刚看到天窗外天空范围的光路图,A点表示小刚的眼睛。
【答案】
【详解】光在同一均匀介质中沿直线传播,光线要进入人的眼中,最大范围就是从天窗的边缘处直线射入人的眼中,所以以天窗为分界,被挡住部分是看不到的。将A点与天窗口左、右边的端点相连成一直线,然后在直线上标出箭头,即得到两条射向人眼睛的光线,光的直线传播限制了人的观察范围,因此人所在的位置越深,它观察到的范围越小,如下图所示:
11.请在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'。
【答案】
【详解】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A'、B',用虚线连接A'、B',即为AB在平面镜中的像A'B'。如图所示:
12.如图所示,一束光从玻璃斜射入空气中,请画出折射光线并标出折射角γ。
【答案】
【详解】光从玻璃斜射入空气中时发生折射,折射角大于入射角,由此在法线右侧的空气中画出折射光线,折射光线与法线的夹角即为折射角γ,如图所示
13.如图,点光源S发出的光能透过窗口照射到右侧,请画出被照亮的区域,保留光路图作图痕迹。
【答案】
【详解】根据光是沿直线传播的知识可画出光能透过窗户照射到后侧的区域,具体如图所示:
14.如图所示,A是水池底某点,请大致作出光线AO和AO′的折射光线,并利用图中的两条光路找出人从岸上看到的A的像A′的位置。
【答案】
【详解】光由水中斜射入空气时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角;先过折射点垂直于界面作出法线,再在空气中法线的另一侧画出折射光线,注意折射角大于入射角,将两条折射光线反向延长,其交点即为人从岸上看到A的像A',如图所示:
15.在图中,根据入射光线AO,画出反射光线OB。
【答案】
【详解】首先过入射点O画出法线,根据“反射光线、入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角”在法线下侧画出反射光线OB,如图所示:
16.如图,一条光线垂直界面AC进入玻璃砖后,在界面AB上只发生反射,在图中画出该光线经界面AB反射和从界面BC离开玻璃砖后的光线。
【答案】
【详解】光线由空气垂直射入玻璃时,传播方向不改变,此光线射向AB界面时,发生了全反射,据光的反射定律,作AB的垂线,即法线。因为玻璃砖是一个底角为45度的等腰三角形,AB为底边,那么垂直于腰AC入射的光线与AB的夹角为45度。所以射向AB的光线的入射角为45度。在光的反射现象中,反射角等于入射角,作出反射光线。反射角为45度,此反射光线与AB的夹角也为45度,所以是垂直射向BC,则此反射光线由玻璃射出时,传播方向不改变。作图如下:
17.作图题。
(1)如图,画出反射光线,并标出反射角的度数。
(2)航关员舱外作业时,宽厚的航天服限制了他的视野,为了看清胸前的操作面板,可以通过手腕处的小镜子(如图甲)进行观察。乙图中A点代表航天员的眼睛,B点代表胸前某一按钮,C点是小镜子的位置,请你根据反射光路图在C点准确画出镜面并标出镜面与竖直面的夹角。(保留作图痕迹)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)过入射点O做垂直于水平面的法线,由于入射光线与水平面的夹角为30°,则入射角为60°,根据反射角等于入射角可知反射角也为60°;反射光线和入射光线分居法线两侧,可以做出对应的反射光线,如图所示:
(2)由光的反射定律知,反射角等于入射角,所以先做出反射光线与入射光线的夹角的角平分线,即为法线,然后再过入射点作法线的垂线即为平面镜的位置。
由图知,反射光线与入射光线的夹角为
180°-50°-70°=60°
则反射角等于入射角为30°,平面镜与竖直面的夹角为
90°-30°-50°=10°
如图所示:
18.如图, A为暗室中的点光源, B为不透光薄板, B与上方水平放置的平面镜左边缘对齐,请画出B薄板右侧水平地面被光照亮的区域左右边界的光路图(只考虑直接经平面镜到达地面光线)。
【答案】
【详解】先作出点光源A关于平面镜的像点 ; 连接A与平面镜的左端,交平面镜于点 C的入射光线,作出入射光线AC和反射光线CE;连接A与挡光板的最上边缘,交平面镜于点D的入射光线,作出入射光线AD和反射光线DF;则水平地面被光照亮的区域为EF,如图所示:
19.请作出如图所示入射光线经过玻璃砖AC面的反射光线和大致的折射光线。
【答案】
【详解】光线经过玻璃砖AC面进入空气,要发生折射。过入射点垂直AC作出法线,根据光由玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,在法线另一侧的空气中画出折射光线,如图所示
20.如图,物体AB放置在平面镜MN前,请画出物体AB在平面镜MN中所成的像(保留作图痕迹)。
【答案】
【详解】平面镜成像中,像与物关于平面镜对称,分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。如图所示:
21.图中,小明的眼睛在C处,图示是小明刚好看到水中杯底硬币的A端的光路,在图中用箭头标明光的传播方向;向杯中缓慢注水,在图中画出小明刚看到硬币B端时水面的位置。
【答案】
【详解】小明刚好看到水中杯底硬币的A端,说明A点射向水面的光线折射后进入了人的眼睛,通过B点做A的入射光线的平行线,该平行线为入射光线,与之前折射光线的交点为刚看到硬币B端时水面的位置,如图所示:
22.小明的妈妈喜欢在家中养花,为了使客厅里花盆中的花更茁壮的成长,你能用平面镜把室外的阳光“迎”进来吗?光线恰好照射到B点,请你画出平面镜的位置, 并完成光路图。
【答案】
【详解】连接AB,AB为反射光线,然后作出入射光线和反射光线夹角的角平分线即为法线,再作一条线段与法线垂直,该线段的位置即为平面镜的位置,如图
23.如图所示,最近网络上有一个有趣的问题:“镜子怎么知道书本后面的东西?”根据我们学过的物理知识,假设是平面镜,是书本,请你在图中画出人眼P在平面镜中看到橡皮S的像的光路图。
【答案】
【详解】先根据平面镜成像特点作出橡皮S在平面镜中像S/的位置,人眼能看到这个虚像是有反射光线射入人眼,平面镜成像的实质是物体射到平面镜上的光线,经镜面反射后,反射光线反向延长线的交点,所有反射光线都好像是从虚像点射出的,所以连接虚像点S/和人眼P,找到与平面镜的交点,即入射点,最后连接橡皮S和入射点即可。如下图所示:
24.根据光的反射定律画出对应的入射光线AO,并标出入射角的大小。
【答案】
【详解】根据光的反射定律,入射光线与反射光线在同种介质中,且分居法线的两侧,反射角等于入射角,图中反射光线与反射面的夹角是60°,则入射角为
作图如下所示:
25.小明想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞(如图所示),请画出平面镜的正确位置,并标出入射角。
【答案】
【详解】作入射光线与反射光线的夹角的角平分线,过入射点做角平分线的垂线,垂线位置即为平面镜位置,且入射角为60°如图所示:
26.“珍爱生命,注意安全”是我们应具备的安全意识。由于光的折射,池水看起来比实际的浅,夏季要特别注意防范溺水事故。用A、A'分别表示池底和看到的“池底”,请在图中画出人眼看到的池底的光路图。
【答案】
【详解】眼睛观察到的池底A'点在池底A点的正上方,连接眼睛与A'点和水面的交点为折射点O,在图中 A'点是A点的像,光由A点发出,经水面射入空气中时发生折射,折射角大于入射角而射入人眼。 A'就在折射光线的反向延长线上。如图所示
27.日晷是古代的一种“时钟”,利用太阳光下指针的影子指示不同的时刻。请根据指针的影子AB,画出此时过指针顶端的那束太阳光。
【答案】
【详解】由于太阳光在均匀的空气中是直线传播的,所以通过指针顶端的太阳光射向A点,连接指针顶端及A点的带箭头的直线即为此时过指针顶撞的太阳光。作图如下:
28.如图所示,请根据给出的入射光线,画出经凹透镜后的折射光线,再画出折射光线经平面镜后的反射光线;(说明:平面镜与凹透镜的主光轴成45°角,平面镜可自行延长)
【答案】
【详解】如图所示,指向凹透镜虚焦点的光线,折射光线必然平行于主光轴,故过折射点画一条平行主光轴的光线,折射光线经过平面镜后会发生反射,平行主光轴的光线与平面镜相交于一点,为入射点,过入射点做平面镜的垂线,即为法线,根据光的反射定律,反射角等于入射角,画出反射光线,如图所示
29.如图所示,在点光源S的下方有一块平面镜,点光源S发出两条光线a、b,其中光线a经过凹透镜的光心,光线b经过平面镜反射后射向凹透镜右侧焦点F,请画出:
(1)光线 a经过凹透镜后的折射光线;
(2)光线b及其经平面镜反射后又通过凹透镜折射后的光路。
【答案】
【详解】过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,由此作出光线a经过凹透镜后的折射光线;作出S关于平面的对称点S',即S的像点,由题知,因为反射光线的延长线一定过像点,而且光线b经过平面镜反射后射向凹透镜右侧焦点F,连接S'F,与平面镜的交点O为光线b的入射点,SO为入射光线b,反射光线射到凹透镜上,根据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,作出经凹透镜的折射光线。
30.小明将两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字。手拿红环将蓝环竖直放入水中,使蓝环刚好浸没,从水面上方C点可以观察到红环的“倒影”和蓝环的像并不完全重合,如图甲所示。请在乙图中作出:
(1)红环最上端A点在水中的像点;
(2)点为蓝环最下端B点的像,请完成从C点看到B点的光路。
【答案】
【详解】(1)平静的水面可视为平面镜,平面镜成的像与物关于镜面对称,据此确定红环最上端A点在水中的像点(已知两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字,故点与蓝环最下端B点重合),如下所示:
(2)蓝环最下端B点反射的光由水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,折射光线远离法线,人逆着折射光线看去,看到最下端B点的像比最下端B偏高,连接交水面于O点,连接BO即为入射光线,OC为折射光线,如下所示:
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第三章 光现象(作图题30道)
1.在图中画出光从空气进入水中时的入射光线;
2.如图所示,小明将一束光斜射入水中,请画出反射光线和折射光线的大致位置并标出反射角的大小。
3.“坐井观天,所见甚小”,请在图中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围(用斜线标出)
4.如图,S点是岸边路灯的位置,S'点是潜水员A看到的路灯位置,请画出S点发出的一条光线进入潜水员眼睛的光路。
5.如图所示,是小康房间的简化图。小康站在窗前向外望去,能够看到的范围图中已标出。请画出两条光线来确定小康的眼睛的位置,用P表示。
6.画出图中的入射光线经水平平面镜的反射光线。
7.如图,小玲利用一块平面镜,将正午时分直射的太阳光引入一根水平管道内,请在图中画出平面镜的位置。
8.如图所示,有一平面镜放在桌子左端,有一块橡皮掉在桌子下面S点,请画出人眼在桌子上面能通过平面镜能看到桌子底下橡皮S的光路图。
9.如图所示,激光笔从A点发出激光,在平面镜上留下一个红色亮点O,请画出激光入射到镜面和离开镜面后的径迹。
10.最美人间四月天,不负踏青好时光。小刚一家到青龙潮湿地公园游玩,小刚坐在开着天窗的轿车里,通过天窗能看到天空的景色,如图甲所示,请在图乙的简化图中画出小刚看到天窗外天空范围的光路图,A点表示小刚的眼睛。
11.请在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'。
12.如图所示,一束光从玻璃斜射入空气中,请画出折射光线并标出折射角γ。
13.如图,点光源S发出的光能透过窗口照射到右侧,请画出被照亮的区域,保留光路图作图痕迹。
14.如图所示,A是水池底某点,请大致作出光线AO和AO′的折射光线,并利用图中的两条光路找出人从岸上看到的A的像A′的位置。
15.在图中,根据入射光线AO,画出反射光线OB。
16.如图,一条光线垂直界面AC进入玻璃砖后,在界面AB上只发生反射,在图中画出该光线经界面AB反射和从界面BC离开玻璃砖后的光线。
17.作图题。
(1)如图,画出反射光线,并标出反射角的度数。
(2)航关员舱外作业时,宽厚的航天服限制了他的视野,为了看清胸前的操作面板,可以通过手腕处的小镜子(如图甲)进行观察。乙图中A点代表航天员的眼睛,B点代表胸前某一按钮,C点是小镜子的位置,请你根据反射光路图在C点准确画出镜面并标出镜面与竖直面的夹角。(保留作图痕迹)
18.如图, A为暗室中的点光源, B为不透光薄板, B与上方水平放置的平面镜左边缘对齐,请画出B薄板右侧水平地面被光照亮的区域左右边界的光路图(只考虑直接经平面镜到达地面光线)。
19.请作出如图所示入射光线经过玻璃砖AC面的反射光线和大致的折射光线。
20.如图,物体AB放置在平面镜MN前,请画出物体AB在平面镜MN中所成的像(保留作图痕迹)。
21.图中,小明的眼睛在C处,图示是小明刚好看到水中杯底硬币的A端的光路,在图中用箭头标明光的传播方向;向杯中缓慢注水,在图中画出小明刚看到硬币B端时水面的位置。
22.小明的妈妈喜欢在家中养花,为了使客厅里花盆中的花更茁壮的成长,你能用平面镜把室外的阳光“迎”进来吗?光线恰好照射到B点,请你画出平面镜的位置, 并完成光路图。
23.如图所示,最近网络上有一个有趣的问题:“镜子怎么知道书本后面的东西?”根据我们学过的物理知识,假设是平面镜,是书本,请你在图中画出人眼P在平面镜中看到橡皮S的像的光路图。
24.根据光的反射定律画出对应的入射光线AO,并标出入射角的大小。
25.小明想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞(如图所示),请画出平面镜的正确位置,并标出入射角。
26.“珍爱生命,注意安全”是我们应具备的安全意识。由于光的折射,池水看起来比实际的浅,夏季要特别注意防范溺水事故。用A、A'分别表示池底和看到的“池底”,请在图中画出人眼看到的池底的光路图。
27.日晷是古代的一种“时钟”,利用太阳光下指针的影子指示不同的时刻。请根据指针的影子AB,画出此时过指针顶端的那束太阳光。
28.如图所示,请根据给出的入射光线,画出经凹透镜后的折射光线,再画出折射光线经平面镜后的反射光线;(说明:平面镜与凹透镜的主光轴成45°角,平面镜可自行延长)
29.如图所示,在点光源S的下方有一块平面镜,点光源S发出两条光线a、b,其中光线a经过凹透镜的光心,光线b经过平面镜反射后射向凹透镜右侧焦点F,请画出:
(1)光线 a经过凹透镜后的折射光线;
(2)光线b及其经平面镜反射后又通过凹透镜折射后的光路。
30.小明将两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字。手拿红环将蓝环竖直放入水中,使蓝环刚好浸没,从水面上方C点可以观察到红环的“倒影”和蓝环的像并不完全重合,如图甲所示。请在乙图中作出:
(1)红环最上端A点在水中的像点;
(2)点为蓝环最下端B点的像,请完成从C点看到B点的光路。
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