2021年中考物理总复习：光学作图

2021年中考物理总复习：光学作图

知诙体余

入射点一点一点入射点

入射角入射角

、两角两角/

百角）------------（折射^

光

的

反

射折射光爱

光

学

作

三线同面，法线居三线共面，法设居

特点特点

中，两角相等中，空气中角大

凸

平名词焦点、焦距、物距、像距

面

反射定律透

境m

等大，等距，垂成

成像特点成三条特殊光线过焦点

直，虎像.对称像

像

01光的反射

尊知短梳理

一点：入射点。（是指光线射到反射面上的一点）

两角：入射角（指入射光线与法线之间的夹角）

反射角（指反射光线与法线之间的夹角）

关键要素

三线：入射光线（指射到物体表面的光线）

反射光线（指被物体反射出的光线）

法线（指垂直于镜面的虚线）

三线同面，法线居中，两角相等。

反射定律

即：①反射光线、入射光线和法线在同一平面上；②反射光线、入射光线分居法线的两侧;

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③反射角等于入射角。注意因果关系，入射决定了反射，应把反射叙述在前面。

(1)一条反射光射只对应一条入射光线

(2)入射光线垂直于反射面时，入射南为0°,反射角为0°,三线重合，但方向相反。

(3)在反射现象中，入射角的取值范围：0”入射角＜90。，入射角只有在这个范围内，才

反射规律发生反射现象。

(4)反射角随着入射角的增大而增大，减小而减小，但始终等于入射角。

(5)法线不仅过入射点与界面垂直，而且还是入射光线与反射光线之间夹角的平分线。

(6)在光的反射现象中，光路是可逆的。

典例分类

【命观点一】先的女射

【典例1](2019•长沙模拟)如图，光斜射到空气和玻璃的分界面时，发生反射和折射。

在图中标出反射角〃并用箭头标出折射光线的传播方向。

【解析】入射点为O,先过入射点。画出法线，折射光线和入射光线分居于法线两侧，则

AO为入射光线、OC为折射光线，。3为反射光线，反射角为夕，如图所示：

“"界B

一交一Z

CX面J

坡璃空气、A

【点拨】先过入射点画出法线,根据折射光线和入射光线的关系确定入射、折射光线，进而

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确定反射光线，得出反射角和入射角。

【考试方向】考查反射光路图及反射现象的应用。

【变式制秣】

1.（2019•郑州模拟）在图中画出入射光线A0经平面镜后的反射光线，并标明反射角的度

数。

2.如图，自行车尾灯是保证夜间行驶安全的重要装置。其内部由许多相互垂直的小平面镜

构成，这样可以保证将射向尾灯的光原路反射回去。图乙为其两个小平面镜的简化示意

图，平面镜A和B相互垂直，一束光与平面镜A成30°角射向平面镜A,请画出入射

光线经过这两个平面镜的光路图，并标出在平面镜B上发生反射时的反射角及度数大小。

〉〉知识点02平面镜成像

知例槁理

等大，等距，垂直，虚像，对称。

即：①像与物大小相等；②像与物到镜面的距离相等；③像与物的连线与

成像特点

镜面垂直；④物体在平面镜里所成的像是虚像（正立的、等大的）；⑤像与物

关于镜面对称

成像原理光的反射定律

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【命敢直二】中面锐就像

【典例2】（2019•开封一模）完成图中小莉通过平面镜观察白己脚后跟A点时的光路图

【答案】平面演

【解析】先作脚后跟A点关于镜面的对称点"，即为A点的像点；再连接像点和眼睛8点

与镜面相交于一点O,即为入射点，连接AO、OB,则AO是入射光线，03为反射光线，

如下图所示。

【点拨】根据平面镜成像的特点：像与物体关于镜面对称。并且要知道反射光线的反向延长

线过像点。

【考试方向】考查平面镜成像特点及平面镜成像特点的应用。

【变式钢炼】

1.如图所示，一条光线从左边入射，经过方框内的光学元件作用后，从右边射出。请在方

框内画出所需光学元件及光路图（包括光线）

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2.如图甲，检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子

里的像。请在图乙中画出人眼看到视力表上第一行字母E的光路图，此时视力表在镜中

的像与被测者相距m,与不用平面镜的方法相比,这样安排的好处是

平1所在位'置

面字母

1视

镜

力

表j-

।彳.眼睛

乙

〉〉知识点03光的折射

光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般发生变化的现象。

光的折射定律：三线同面，法线居中，空气中角大。

即：(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内；(2)折射光线、入射光

折射定律

线分居法线两侧；(3)①光从空气斜射入水或其他透明介质中时，折射危

小于入射痢，折射光线向法线靠拢；②光从水或其他透明介质斜射入空气

中时，折射角大于入射角，折射光线远离法线。

(1)折射角随着入射角的增大而增大，减小而减小，但不成正比关系；

(2)在折射现象中，光路也是可逆的。若将光沿原折射光线的方向入射，其

折射特点

折射光线将沿原入射光线的方向射出。

(3)在叙述折射规律时，注意因果关系，入射决定了折射，应把折射叙述在

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前面。

【命驳点三】宪的折射

【典例3】（2019•安徽二模）如图所示，一束光射向玻璃三棱镜并穿过三棱镜，请画出这束

光进入三棱镜和离开三棱镜后的光线。（保留作图痕迹）

【解析】光从空气垂直入射到玻墙界面上，传播方向不变，当光从玻璃斜射入空气中时，折

射角大于入射角，折射光线将远离法线。在作图时，注意先做出法线。如图所示：

【点拨】当光从空气斜射入玻墙时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角小于入射

角。当光从玻璃斜射入空气时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角大于入射

角。

【考试方向】考查光的折射规律及折射规律的应用。

【变式制称】

1.一束光线从空气斜射入水中，在水面发生反射和折射，已知反射光线OA如图所示，请

在图中画出它的入射光线和大致的折射光线。

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空气

水--------o

2.如图所示，是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线，其中是反射光线,

是折射光线，折射角为。

>>知识点04凸透镜成像

知短梳理

焦点(F):平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点(经凹

透镜折射后要发散，折射光线的反向延长线相交在主轴上一点)，这一点

叫透镜的焦点。

光学名词

焦距：焦点到光心的距离，叫焦距，用/表示。

物距：物体到透镜光心的距离，用〃表示。

像距：光屏上的像到透镜的距离，用V表示。

(1)平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线过对侧焦点；

三条特殊

(2)过焦点的光线，经凸透镜折射后，平行于主光轴射出；

光线

(3)过光心的光线，传播方向不改变。

规律总结(1)成实像时，像与物异侧，左右、上下相反。

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变化规律：物距变小，像距变大，像也变大；物距变大，像距变小，像也变小。

当〃〉V时，成倒立、缩小的实像；

当〃=V时，成倒立、等大的实像；

当时，成倒立、放大的实像。

(2)特殊点：尸点：是实像和虚像的分界点；

2F点:是放大像和缩小像的分界点。

(3)不论是实像还是虚像，越靠近焦点像越大。

典例分类

【命敢点四】凸透镜戚像

【典例4】根据已给出的入射光和出射光，在方框内画出合适的透镜。

X

【答案】

【解析】图中折射光线与入射光线相比，向主光轴方向偏折，光线会聚了，故填入凸透镜。

如图所示:

【点拨】凸透镜有会聚光线的作用，凹透镜有发散光线的作用。根据入射光和折射光的方向,

判断光线被会聚了还是发散了。若光线被会聚则填凸透镜，若光线被发散则填凹透镜。

【考试方向】考查凸透镜成像特点及凸透镜成像作图能力。

【变式制称】

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1.（2019•苏州一模）按照题目要求作图:

如图所示，已知F为凸透镜的焦点，试画出与已知光线对应的入射或折射光线。

〉〉参考答案

【解析】先过O点作法线，入射光线与镜面的夹南为40°,则入射角为90°-40°=50°;

由光的反射定律可知，反射痢也为50。；根据反射光线、入射光线分居法线两侧，在法线

右侧画出反射光线，并标出反射角及其度数，如图所示：

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B

2.【答案】

【解析】过入射点垂直反射面作出法线，再根据反射角等于入射角作出反射光线，注意反射

光线到达上面的反射面再次进行反射，而且最后的反射光线与原入射光线平行，法线要

用虚线，如图：

知识点2

【解析】由图可知，光线的传播方向没有变化，但位置发生了变化，该图象与潜望镜的原理

是相同的，如图所示:

2.【答案】4.6节省空间

【解析】由图示可知，视力表与平面镜之间的距离为2.5m,被测者与视力表之间的距离为

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0.4m,

根据平面镜成像特点，物体与像到镜面的距离相等，可得视力表在镜中的像与视力表之

间的距离为2.5m+2.5m=5m,

则视力表在镜中的像与被测者相距5m-0.4m—4.6mo

与不用平面镜的方法相比，这样安排的好处是节省空间。

先通过平面镜作出E点的对称点F,连接眼睛与色交平面镜于点O,如图所示：

【解析】图中已经过反射点垂直界面画出法线，根据反射光线与入射光线分居法线两侧，在

法线左侧画出入射光线，使反射角等于入射角，在法线右侧的水中从。点画出折射光线，

注意折射角小于入射角，如图所示：

2.【答案】。4;OC-./CON'。

【解析】（1）由图可知，NM是NAOB的角平分线，是法线；（2）根据反射定律、折射规律，

单独在法线NM一侧的光线30为入射光线，04为反射光线，0C为折射光线；折射角

为折射角为NC0M。

知识点4

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【解析】由图可知，折射光线平行与主光轴，则入射光线过焦点；过光心的光线经凸透镜折

射后传播方向不改变，如图所示。

【解析】图中平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会过另一侧的焦点，过光心的光线传播

方向不变，如图所示：

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2021年中考物理光学作图测试卷

测试时间：40分钟分值：100分

姓名：班级：成绩：

作图题（每题10分，共100分）

1.（2019•安阳二模）在池塘上方A处有只小鸟，请画出在池塘上方能看到水中小鸟倒影的

范围的光路图。

A•

2.如图所示，太阳光与水平成60。角射到A点，利用平面镜使反射光线水平向右射出，请

你画出平面镜和反射光线。

3.画出物体A。在平面镜中所成的像。

JAIr

4.小玲妈妈在某商场买鞋，她选了一款新鞋在竖直的“试鞋镜”前试穿，如图所示。请画

出小玲妈妈的眼睛（A点）能看到自己新鞋（8点）像的光路图。

5.要想使与水平面成60°的太阳光水平照射进山洞，可通过在洞口放置平面镜来实现，请

在图中作出平面镜的位置。

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A

6.(2019•荷泽一模)如图甲，荷泽国际牡丹文化旅游节期间，荷泽火车站广场的照明灯上

方新安装了投射设备，一朵朵漂亮的牡丹花被投射到地面上，“扮觐”了整个广场。其内

部结构意图如图乙，点亮光源后，在地面上出现清晰的像。请画出图乙中所示两条光线

经过凸透镜之后的光线。

光源

印有图案1

I

甲乙।

7.如图所示，"是光源S发出经平面镜反射后射向凸透镜焦点尸的一条光线，S'是光源

S在平面镜中的像。请画出：

(1)光源S的位置；

(2)光线岫经凸透镜后折射光线的大致位置。

S'

b'''

u

111

8.在凸透镜成像时，物距U、像距V、焦距f在数值上满足方+-=’的关系。小花在做

“探究凸透镜成像的规律”实验时发现，保持蜡烛和光屏之间的距离为45cm不变，只改

变凸透镜的位置可以在屏上得到两个清晰的像，将凸透镜从成第一个像的位置向蜡烛移

动15cm得到第二个像。她通过分析得出第一个像与蜡烛相比是(选填“缩小”

“等大”或“放大”)的，第二次成像时物距为cm.如图，NB'是物体AB

的像，试确定凸透镜的位置并画出凸透镜。

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A'、

BB7

A'.

9.如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛放在位置A时，观测到在位置

C成倒立、缩小的实像。若把蜡烛移到位置B,试作图找出蜡烛通过透镜的成像位置。

10.如图所示，投影仪胶片上发光点S发出一条光线，经凸透镜折射和平面镜的反射后,

水平射到屏幕上。请你完成该光路，并标出凸透镜下方焦点F的位置。

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2021年中考物理光学作图测试卷答案

测试时间：40分钟分值：100分

姓名：班级：成绩：

作图题（每题10分，共100分）

1.（2019•安阳二模）在池塘上方A处有只小鸟，请画出在池塘上方能看到水中小鸟倒影的

范围的光路图。

【解答】池塘水面相当于平面镜，根据平面镜成像特点先做出A的像点；因为反射光线的

反向延长线过像点，所以从A点作两条入射光线，一条在水面最左边缘处会被反射出去，

另一条在水面的最右边缘处会被反射出去，两条反射光线形成的区域就是在池塘上方能

看到水中小鸟倒影的范围，如图所示：

2.如图所示，太阳光与水平方向成60°角射到A点，利用平面镜使反射光线水平向右射出,

请你画出平面镜和反射光线。

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【分析】

【解答】太阳光与地面成角60。，从左上方向A点入射，反射光线从水平向右射出，做出反

射光线与入射光线夹角的角平分线即为法线，然后作出法线的垂线即为平面镜的位置,

如图所示:

3.画出物体AO在平面镜中所成的像。

4r一匚

【分析】/

—c\---10

K

【解答】①作A点关于镜面的对称点（做对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和

垂直符号）②作。点关于镜面的对称点。'；③用虚线连接4和0，，并标上对应的箭头。

如图所示:

O------C------A0f

\

4.小玲妈妈在某商场买鞋，她选了一款新鞋在竖直的“试鞋镜”前试穿，如图所示。请画

出小玲妈妈的眼睛（A点）能看到自己新鞋（3点）像的光路图。

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【分析】

•r

【解答】作新鞋8点关于镜面的对称点夕，即为新鞋8点在平面镜中的像，连接A/T与镜面

交于一点，即为入射点。（反射点），连接B与入射点。就得到入射光线，如下图所示：

5.要想使与水平面成60°的太阳光水平照射进山洞，可通过在洞口放置平面镜来实现，请

在图中作出平面镜的位置。

【分析】

【解答】先沿水平方向画出反射光线，再作出反射光线和入射光线的角平分线，即为法线,

平面镜与水平方向成如图所示30°,如图:

6.（2019•荷泽一模）如图甲，范泽国际牡丹文化旅游节期间，黄泽火车站广场的照明灯上

方新安装了投射设备，一朵朵漂亮的牡丹花被投射到地面上，“扮了整个广场。其内

部结构示意图如图乙，点亮光源后，在地面上出现清晰的像。请画出图乙中所示两条光

线经过凸透镜之后的光线。

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光源

印有图案、

光源

印有图案¥

【分析】

【解答】对于凸透镜，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；由此画出图中两条光线的折射光线，它们的交点即为对应的像点，如

图所示:

光源

印有图案'号

7.如图所示，H是光源S发出经平面镜反射后射向凸透镜焦点F的一条光线，S'是光源

S在平面镜中的像。请画出:

(1)光源S的位置;

(2)光线ab经凸透镜后折射光线的大致位置。

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S'

【分析】

【解答】（1）画出像S'的对称点S,可得光源S的位置，连接Sa,可得时的入射光线；

（2）的延长线过凸透镜的焦点，不属于凸透镜的三条特殊光线，由于凸透镜对光线具

有会聚作用，折射光线向凸透镜的主光轴靠拢，如图所示：

S'

111

8.在凸透镜成像时，物距U、像距V、焦距f在数值上满足万+-=’的关系。小花在做

“探究凸透镜成像的规律”实验时发现，保持蜡烛和光屏之间的距离为45cm不变，只改

变凸透镜的位置可以在屏上得到两个清晰的像，将凸透镜从成第一个像的位置向蜡烛移

动15cm得到第二个像。她通过分析得出第一个像与蜡烛相比是（选填“缩小”

“等大”或“放大”）的，第二次成像时物距为cm.如图，ZR是物体AB

的像，试确定凸透镜的位置并画出凸透镜。

BB7

A'*

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【分析】缩小；15；

111

【解答】在凸透镜成像实验中，物距u、像距