1、专项突破专项突破( (一一) ) 光学作图光学作图 第一编第一编 2021 F 方法指导方法指导 作图题是中考常见的、基本的题型,在安徽中考中以填空题形式出现。一 般是根据题目的要求,作出适当的图像、图线。它的特点是能形象、直观 地反映出物理过程和物理问题的本来面目,有助于同学们对物理问题的深 化理解和认识,因此,作图题不仅能锻炼学生的作图技能;还能培养学生严 谨认真的科学态度。中考物理试题中的作图题属于对知识运用能力的考 核,考查的主要目的是检查同学们作图的基本技能和应用作图技能解决物 理问题的能力,如果不理解相关的概念和规律,要想作出正确的图是绝对不 可能的。 光学作图涉及的内容包括光的反
2、射定律、平面镜成像、光的折射定律、 凸透镜和凹透镜对光线的折射等。 注意事项 (1)要借助工具作图,作图一定要规范;(2)实际光线画实线,不是实 际光线画虚线;(3)光线要带箭头,光线与光线之间要连接好,不要断开;(4)作 光的反射或折射光路图时,应先在入射点作出法线(虚线),然后根据反射角 与入射角或折射角与入射角的关系作出光线;(5)经过透镜的三条特殊光线 要记住,即平行于主光轴的光线、经过透镜焦点的光线、经过透镜光心的 光线;(6)保留作图痕迹;(7)箭头、符号、字母等不能忘。 F 分类突破分类突破 类型一 光的反射作图 例例1(2020 四川雅安)请在图中,画出入射光线AO的反射光线并
3、标出反射角 的度数。 答案 如图所示 解析 过入射点画出法线,在法线右侧根据反射角等于入射角画出反射光 线,已知入射光线AO与镜面的夹角为30,所以入射角为90-30=60; 反射角等于入射角为60。 方法归纳 作反射光线时,先确定反射点,根据反射角等于入射角,在同一平 面内法线的另一侧画出反射光线,注意完成题目的要求。 对应练对应练1(2020 安徽亳州模拟)根据图中的反射光线OB,画出入射光线AO并 标出入射角及其度数。 答案 如图所示 解析 反射角为90-40=50,可得入射角也为50,在法线右侧画出入 射光线,度数等于反射角为50即可。 类型二 光的折射作图 例例2(2020 成都)如
4、图所示,请画出激光束从三棱镜折射入空气时,法线的位 置和折射光线的大致位置。 方法归纳 不管光从哪种介质斜射入,在光疏介质(折射率比较小的物质)里 面的角(入射角或折射角)较大;在光密介质(折射率比较大的物质)里面的角 (入射角或折射角)较小,即“疏大密小”。角度越小,光线越靠近法线。 答案 如图所示 解析 激光束从三棱镜折射入空气时,折射角要大于入射角,首先作出法线, 根据折射角和入射角的关系作出折射光线。 对应练对应练2(2020 四川南充)一束光从空气射向玻璃砖,并穿过玻璃砖;画出这 束光进入和离开玻璃砖的折射光线。 答案 如图所示 解析 首先光从空气垂直进入玻璃砖,所以其传播方向不变;
5、然后光从玻璃 砖斜射入空气中,先过入射点垂直于界面画出法线,然后根据折射光线和入 射光线分别位于法线两侧、折射角大于入射角,画出折射光线。 类型三 平面镜成像作图 例例3(2019 四川南充)如图,在舞蹈室的墙面上装有一块平面镜,王老师用一 激光笔从S点照向镜面,在地面上P点看到一光斑,请用平面镜成像特点完成 光路图。 答案 如图所示 解析 根据像与物体关于平面镜对称先作出S的像点S,连接SP,与平面镜的 交点即为入射点,再连接S与入射点连线为入射光线,P与入射点连线为反射 光线。 方法归纳 平面镜成像的基本特点是物像关于平面镜轴对称;所有的反射 光线的反向延长线都要过像点。利用这一点可以找到
6、入射点或反射光线。 对应练对应练3(2020 安徽模拟)如图所示,一束由A发出的光射到平面镜表面O点, 画出物体AB在平面镜中的像,并画出入射光线AO的反射光线。 答案 如图所示 解析 先作出端点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的像;过入射点O作与镜面垂直的直线即为法线,根据光的反射定律 反射角等于入射角作出反射光线。 类型四 透镜作图 例例4(2020 四川自贡)请在图中画出光线经过凹透镜后的光路图(F为焦点)。 答案 如图所示 解析 由图可知,上面的入射光线平行凹透镜的主光轴,则折射光线反向延 长通过焦点;下面的入射光线延长线经过焦点,则折射光线会平行于主光轴
7、。 方法归纳 凹透镜三条特殊光线的作图 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。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 光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。 对应练对应练4(2020 江苏泰州)如图所示,完成图中光路。(根据要求完成下列作 图) 答案 如图所示 解析 经过凹透镜光心的入射光线传播方向不变;延长线过凹透镜焦点的 入射光线,经凹透镜折射后平行于主光轴。 Q 强化训练强化训练 1.(2020 湖北襄阳)根据给出的入射光线,请画出其反射光线。 答案 如图所示 解析 先垂直于反射面作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线下侧 画出反射光线
8、。 2.(2020 湖南邵阳)利用平面镜成像的特点在图中根据平面镜中的像AB画 出物体AB。 答案 如图所示 解析 由平面镜成像的特点可知,像与物关于平面镜对称,分别作出A、B 关于平面镜的对称点A、B,连接AB即为物体。 3.(2020 山东聊城)一束光从水斜射入空气中,其折射光线如图所示,请在图 中作出此光线的入射光线(注意标出法线)。 答案 如图所示 解析 过入射点作出垂直水面的法线,在法线左侧的水中画出入射光线,方 向指向入射点,注意入射角小于折射角。 4.(2020 湖北随州)如图是一长方形玻璃砖ABCD,其中AB、BC面涂有反射 涂层,一条光线从AD面射入玻璃砖,请画出该光线进入玻
9、璃砖后经过AB、 BC面的两次反射,并最终从AD面射出的光路图。 答案 如图所示 解析 光斜射向AD面时,过入射点先作法线,光由空气斜射入玻璃中时,折射 角小于入射角,由此在法线右侧的玻璃中画出折射光线;折射光线射到AB 面时发生光的反射,先过入射点作法线,根据反射角等于入射角作出反射光 线;同理作出光射到BC面的反射光线;经BC反射的光线射到AD面上时,再 次发生折射,过入射点作法线,光由玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射 角,由此在法线左侧空气中作出最终从AD面射出的光线。 5.(2020 河南)检查视力时,为节省空间,常让被测者背对视力表观察对面墙 壁上平面镜M中视力表的像,请在图中作出
10、被测者通过平面镜M看到视力 表上A点的光路图。 答案 如图所示 解析 根据物像连线与镜面垂直,由A向平面镜作垂线并延长,根据物像到平 面镜距离相等,找到A点的像A点,连接眼睛和像点A,交平面镜于O点,连接 AO即入射光线,O到眼睛的光线为反射光线。 6.(2020 贵州黔西南州)如图,装有水的烧杯底部有一枚硬币A,眼睛在B处看 到硬币在C处。画出人眼看到硬币的光路图。 答案 如图所示 解析 当折射光线射入人眼时,人凭光沿直线传播的感觉,认为硬币在折射 光线的反向延长线上的C处,人看到的是硬币的虚像;由题可知,像在C处,眼 睛在B处,先连接B、C两点,与水面交于O点,则O为入射点;连接AO,标上
11、箭 头为入射光线,则OB为折射光线,并标上箭头。 7.(2020 湖北孝感)如图所示,SC、SD为点燃的蜡烛发出的两条光线,光线 SC平行于凸透镜的主光轴,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点。光线SD 斜射到平面镜上。请画出: 光线SC经过凸透镜折射后的光线; 光线SD经过平面镜反射后的光线。 答案 如图所示 解析 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,由此画出SC经凸透镜 折射后的光线;由图知,D为入射点,过D点作法线,根据反射角等于入射角作 出SD的反射光线。 8.(2020 安徽蜀山区一模)如图所示,物体MN在A位置时通过凸透镜所成的 像为MN。现在把该物体移动至B位置,请通过作图的方法画出该物体在B 位置所成的像。 答案 如图所示 解析 物体MN在A位置时,MN上M点反射的平行于主光轴的光线,经凸透镜 后过焦点,也经过M的像点M;物体MN移动到B位置时,MN上M点反射的平 行于主光轴的光线,经凸透镜后过焦点,同样经过M的像点M;同时从M点反 射的过光心的光线,经凸透镜后方向不变,这两条折射光线的反向延长线的 交点,即M的像M,作主光轴的垂线可得像MN。
