光学作图-2019-2023年中考模拟物理分项汇编讲解版

PAGE1专题04光学作图（解析版）1．（2022·安徽·统考中考真题）光线是表示光的传播路径和方向的物理模型。如图甲所示，一束光从空气斜射到玻璃砖表面，一部分光射进玻璃中，另一部分光返回到空气中，请在图乙中大致画出该入射光的折射光线和反射光线。【答案】【解析】过入射点做界面的垂线，即为法线，根据反射角等于入射角画出反射光线，光从空气中斜射入玻璃，根据折射角小于入射角，画出折射光线，故如图所示：2．（2020·安徽·统考中考真题）图中MN为平面镜，OB为入射光线AO的反射光线。请在图中画出光线AO并标出入射角的度数。【答案】【解析】经过反射点作出法线。因为反射光线与镜面的夹角是，所以反射角为根据反射角与入射角相等作出入射光线并标出入射角的度数。如下图所示3．（2019·安徽·中考真题）光从空气斜射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空中,其光路如图甲所示．现在让光逆着折射光线的方向从水中斜射到与空气的分界面，请在图乙中画出相应的折射光线和反射光线．()【答案】【解析】图中已经过入射点O作垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角在水中法线的另一侧画出反射光线；光从水斜射入空气中，根据折射角大于入射角画出折射光线，折射光线要比原来远离法线．如图所示：1．（2023·安徽合肥·统考三模）如图所示，一个物体AB位于薄凸透镜的焦点以内（即u<f）且于主光轴垂直放置，请在图中通过作特殊光路的方法作出物体AB的像A′B′。（请保留作图痕迹）

【答案】

【解析】一个物体AB位于薄凸透镜的焦点以内成的像是正立、放大的虚像，从物体B点分别做平行于主光轴与过光心的入射光线，根据平行于主光轴的光线过另一边焦点射出、过光心的光线不发生偏转画出两条折射光线，反向延长折射光线，得到折射光线的虚交点即为像点B′，过B′点做主光轴的垂线，垂足为像点A′，在像点B′打上箭头即可得到像A′B′，如图所示：

2．（2023·安徽·校联考模拟预测）如图甲是徽州古镇石桥在水中的倒影美景。请在图乙中画出光从石桥上A点经水面反射后，进入人眼的光路图。【答案】【解析】根据平面镜成像的特点作出A点关于水面的对称点（即像点），用虚线连接点与人眼，与水面交于点O（即入射点），用实线连接AO，即AO为空气中的入射光线，用实线连接O点与人眼，即为反射光线，具体如图所示3．（2023·安徽·校联考一模）如图所示，一束光从水中射向空气中，图中画出了其中一条离开水面后的折射光线，请在图中大致作出该条折射光线所对应的入射光线。

【答案】

【解析】先过O点垂直界面画出法线，光由水斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角，据此在法线左侧的水中画出入射光线。如图所示

【点评】本题主要考查光的折射规律的应用情况，注意真实光线为实线，法线为虚线；是一道基础题。4．（2023·安徽蚌埠·统考一模）水槽中盐水的密度从下往上逐渐减小，当用激光笔照射时，光路发生了如图甲所示的弯曲。小明利用光线作图来解释此现象，在图乙中，AB为两种均匀介质的分界面，上方介质的密度小于下方介质的密度，CO为入射光线，请大致做出折射光线OD。

【答案】

【解析】AB为两种均匀介质的分界面，上方介质的密度小于下方介质的密度，CO为入射光线，入射角大于折射角，故折射光线偏向法线，如下图所示

5．（2023·安徽合肥·统考一模）如图所示，一小球滚到桌子底下静止不动，人眼直接看不到小球本身，但恰好旁边有一平面镜，人能看到平面镜中小球的像，请在图中画出人眼通过平面镜看到桌底下小球的光路图（保留作图痕迹）。【答案】【解析】小球反射的光线经过平面镜反射后进入人眼，人逆着光线看去看到小球在平面镜里面的像。所以先作出小球关于平面镜的对称点，即小球的像S'，连接像与人眼，连线与平面镜的交点即为小球光路图的入射点，连接小球与入射点、人眼与入射点，如图所示：6．（2023·安徽滁州·校联考模拟预测）如图所示，S表示一个点光源，请在图中标出点光源S经凸透镜折射所成像的位置（用S'表示像），并完成光路图。（其中“↕”表示凸透镜，请保留作图痕迹）【答案】【解析】过凸透镜光心的光线传播方向不变，平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过凸透镜另一侧的焦点，两条折射光线的交点，为像S′的位置，如下图所示：7．（2023·安徽滁州·统考一模）小明用激光笔、玻璃砖等器材，在做“光的反射和折射实验”时，根据实际光路进行描点，画出了光由空气进入玻璃中时发生反射和折射的光路图，如图所示。（1）请你帮助小明补画出该光路图中的法线和界面；（2）当光垂直射到交界面时，反射光、折射光与入射光在同一条直线上，这时的反射角是多少度。

【答案】（1）

；（2）0【解析】（1）光从空气斜射入水时，在空气与水的界面上，光会发生反射现象与折射现象，法线与界面垂直。由光的反射定律知：入射光线与反射光线在界面的同侧，在同一种介质中，入射光线与反射光线位于法线的两侧，入射光线射向界面，反射光线背离界面射出。由折射定律知：光从空气斜射入水时，入射光线与折射光线在界面的两侧，入射光线与折射光线位于法线的两侧，折射角小于入射角。由光路图及以上光的反射及折射定律可确定法线及界面，MN是法线，PQ是界面；如图所示：

（2）当光垂直射到交界面时，反射光、折射光与入射光和法线重合，入射角等于0°，而反射角等于入射角，也为0°。8．（2023·安徽·统考模拟预测）如图所示，桌面上有一支点燃的蜡烛和一块倾斜的固定薄玻璃板M，E点是人眼睛的位置，通过平面镜正好看到烛焰上A点的像。请画出光路图。【答案】【解析】E点处的人眼通过M看到焰上的A点的像，说明焰上的A点发出的光线的反射光线经过E点，焰上的A点的像在反射光线的反向延长线上，焰上的A点的像与焰上的A点关于平面镜对称，过A点作平面镜的垂线，取像距等于物距，得到像点A′，连接A′E与平面镜的交点为入射点O，连接A与入射点O，并在线上打上箭头得到入射光线，在OE线上打上箭头，得到反射光线，如图所示：9．（2023·安徽滁州·统考一模）如图，L表示凸透镜，MN为主光轴，O为光心，F为焦点，S'为发光体S通过凸透镜所成的像，来自S的光线a平行于主光轴且通过S'。请补全光线a的光路，并找到发光体S的位置。【答案】【解析】发光点发的光线经凸透镜折射后与主光轴平行且经过像，那么这条光线在经过凸透镜前是经过凸透镜焦点的；发光点发出的经过透镜中心的光线经过凸透镜折射后经过像，这条光线在整个传播过程中传播方向是不变的。这两条光线未过凸透镜前的所在直线的交点就是发光点S。如图所示：10．（2023·安徽滁州·统考一模）如图所示，将凸透镜倾斜放置在水平放置的平面镜的左侧，其主光轴与水平面成45°角，F是其焦点。一条经过凸透镜焦点的光线射到B点，请画出其折射光线和通过平面镜反射后的光线，并标出反射角的度数。

【答案】

【解析】由题意可知，有一条光线经过凸透镜的焦点射到B点，根据凸透镜的三条特殊光线作法，过凸透镜焦点的光线，经过凸透镜后，其折射光线平行于主光轴，由此，在B点作一条平行于主光轴的直线，为折射光线，交于平面镜的O点。由于凸透镜的主光轴与水平面成45°角，折射光线平行于主光轴，则折射光线与平面镜成45°角，过O点的法线垂直平面镜，则入射角为45°，根据光的反射规律，反射角大小等于入射角大小，则反射角的大小为45°，由此作出反射光线。如下图所示：

11．（2023·安徽合肥·统考模拟预测）如图甲所示，插入水中的筷子（标有A点）看起来好像向上弯折，请你在图乙中大致画出所看到A点向上弯折的光路图。【答案】【解析】从A点发出的光从水中斜射向空气中，发生了偏折，此时折射角大于入射角，折射光线远离法线，如图所示。12．（2023·安徽宿州·统考一模）如图所示，一束光线射向平面镜，请画出它的反射光线。【答案】【解析】首先垂直于镜面作出法线，然后根据反射角等于入射角，反射光线和入射光线分居法线两侧，在法线的右侧画出对应的反射光线，如图所示：13．（2023·安徽合肥·合肥市第四十五中学校考一模）如图所示，一束激光a斜射向半圆形玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑，请画出形成两个光斑的光路图。【答案】【解析】因为激光斜射入半圆形玻璃砖圆心O，在界面既发生反射又发生折射，反射时，根据光的反射定律，反射角等于入射角，做反射光线；折射时，光从空气中斜射入玻璃中，折射角小于入射角，即折射光线靠近法线射向屏幕，如下图所示：14．（2023·安徽·模拟预测）如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。【答案】【解析】在烛焰上取一点S，在所成的像上找出其对应的像点S′，连接SS′，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置；过S点作平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后要过S′，折射光线与主光轴的交点就是凸透镜焦点F的位置，根据光折射时光路可逆做出凸透镜左侧的焦点F，如下图所示：15．（2023·安徽安庆·统考一模）请根据平面镜成像的特点，画出物体AB在平面镜中所成的像。【答案】【解析】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：16．（2023·安徽亳州·统考一模）如图所示，平面镜与水平面成45°角，请画出这名同学在平面镜中看到足球的光路（只画一条光线即可）。【答案】【解析】先根据平面镜的特点确定球在平面镜的虚像位置，