专练强化Ⅰ 光学作图（解析版）

专练强化Ⅰ光学作图知识点一、根据光的规律作图在光学中，光现象主要包括：光在同种均匀介质中沿直线传播、光的反射（平面镜成像）、光的折射（透镜对光线的作用）。光在同种均匀介质中沿直线传播（1）.请画出物体AB在灯光下地上的影子。

答案（2）“坐井观天，所见甚小”.请在图甲中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围（用线标出）.答案归纳总结：归纳总结：①由光源和不透明物体的大小确定界限，画出光线．②光线用实线画出，注意光线的箭头方向光的反射规律光的反射规律（1）在如图中，根据给出的入射光线AO画出反射光线OB，并标出反射角及度数。答案（2）如题图所示，考古人员需要对一口古井进行清理，为了解决照明问题，请你帮助他们利用一块平面镜将太阳光反射到井里，并能垂直照亮井底。（保留必要的作图痕迹）答案归纳总结：归纳总结：①由入射光线和反射面确定入射点，入射点一般用字母0表示．②由入射点和反射面确定法线，法线用虚线画出．③由入射光线和法线确定入射角，入射角一般用字母∠i、∠a或∠1表示．④根据光的反射定律确定反射角，反射角一般用字母∠γ、∠β或∠2表示．⑤由法线和反射角确定反射光线．光线用实线画出，注意入射光线和反射光线的箭头方向．（2）平面镜成像（1）．根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。答案（2）根据平面镜成像规律，画出图乙中ABC物体在平面镜中的像.答案归纳总结：归纳总结：①平面镜成像的三个特点：像和物的连线与镜面垂直（垂直号），像物等大、像物关于平面镜对称（等距）、平面镜成的是虚像（虚线）②作图时应注意规范：严格按照对称作图，虚、实像要分清（法线、虚像、辅助线要用虚线）③光线方向要打上箭头，平面镜要画上阴影。光的折射规律①光的折射规律（1）.如图所示，是一束从水中斜射入空气中的光线，请在图中画出它的反射光线和大致的折射光线方向；并标出折射角α。答案（2）.如图所示，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．答案归纳总结：归纳总结：①由入射光线和折射面确定折射点，折射射点一般用字母0表示．②由入射点和折射面确定法线，法线用虚线画出．③由入射光线和法线确定入射角，根据光的折射规律确定折射角④由法线和折射角确定折射光线．光线用实线画出，注意入射光线和折射光线的箭头方向．②透镜的对光线的作用（1）画出下图经凸透镜折射后的光线．答案（2）请在图中画出光线经过凹透镜后的光路图（F为焦点）。答案归纳总结：归纳总结：①凸透镜主要对光线起会聚作用，凹透镜主要对光线起发散作用．②不管是凸透镜还是凹透镜，过光心的光线方向不变．③凸透镜要点：平行于主光轴的光线在对面会聚于焦点后继续传播，经过焦点的光线在透镜对面平行于主光轴传播．④凹透镜要点：平行于主光轴的光线过透镜后的光线的反向延长线经过虚焦点．知识点二、根据成像特点作图1、根据光的反射成像（1）如图所示，从S点发出的一条光线，经平面镜MN反射后，其反射光线恰好通过P点．请你作出这条入射光线并完成光路图。答案（2）苹果受充足的阳光照射才会变红，有些部位阳光照射不到，因此苹果通常不是全红，小亮在苹果树下铺设一层银色地膜，如图丙所示，利用光的反射使苹果能接受更多的光照，大部分苹果会整个变红，甜度也会增加，这样的苹果市场价格变高，易于销售，这项小创意使他家的苹果收益大幅提升。请你在图丙中画出一束太阳光经银色地膜反射至苹果树上A点的苹果的光路图（保留作图痕迹）。答案(3)如图所示，水平地面MN上有一光源S。在光源右侧放置一个不透明的物体A。地面上方有一与地面平行的平面镜PQ，试标出物体A右侧地面被光源S照亮的范围O1O2，并画出光路图。答案归纳总结：归纳总结：①确定像与物关于平面镜的对称点②根据像点和物体（或人眼）在一条直线上，确定一条直线。这条直线与镜面的交点，即为入射点。从而根据题意标出反射光线、入射光线。（注意线的虚实）根据光的折射成像如图所示，渔民看到水中s/处有一条鱼，为了叉到鱼，他们不是对准图乙中的s/，而是对准位置更深的S叉去，因为才s/是鱼的像真实的位置，s/处是鱼的像的位置。请你在乙图中作出一条由S发出，经过水面后射入人眼的光线。答案归纳总结：归纳总结：根据像点和人眼在一条直线上，确定一条直线。这条直线与镜面的交点，即为入射点。从而根据题意标出折射光线、入射光线。（注意线的虚实）凸透镜成像(1)如图所示，请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点s、

答案(2)如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，为蜡烛通过凸透镜成的像，请根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜并标出它的焦点答案

归纳总结：归纳总结：①根据像点、物体、光心在一条直线上，确定一条直线。这条直线与主光轴的交点，即为光心。从而根据题意标出反射光线、入射光线。（注意线的虚实）②根据透镜的三条特殊光线的要求，画出符合要求的光线或标出焦点考向一光的直线传播1．如图所示，枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”，请利用光路图画出青蛙（眼睛用点O表示）通过井口能观察到的范围。【解答】解：根据光的直线传播，沿井的两个边缘连接O点，并由O向两个边缘延长，两条射线间的范围为青蛙能观察到的范围，如图：2．作出物体AB经小孔在光屏MN上所成像A′B′的位置及成像光路图。【解答】解：过A点和小孔画出一条光线交MN于A′，再过B点和小孔画出一条光线交MN于B′，即AB的像为A′B′，如下图所示：3．按要求作图：如图所示，路灯下站着小明和小强两人，地上留下了他们的影子，通过作光路图确定路灯灯泡S的位置。【解答】解：光在空气中沿直线传播，将小明和小强的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点S，就是灯泡的位置，如图所示：4．如图所示，S为固定光源，MN为竖直墙面，小明手拿一乒乓球，开始时球与光源S等高，松手后球竖直下落，墙面上球的影子也随之而动，请通过作图确定：当影子刚好到达墙角N点时，乒乓球的位置在哪里（用字母标记），完成相应光路图。【解答】解：小明手拿一乒乓球，开始时球与光源S等高，松手后球竖直下落，墙面上球的影子也随之而动，当影子刚好到达墙角N点时，根据光的直线传播可知，影子、乒乓球、S在同一条直线上，此时乒乓球的位置在P点，如图所示：5．如图所示，是一个蜡烛AB和一个小孔成像装置，请在左图半透明纸上画出蜡烛AB的像A'B'。【解答】解：根据光沿直线传播的原理，作出蜡烛AB通过小孔所成的像A′B′，如图所示。答：如图。考向二光的反射6．请将图中的光的反射光路图补充完整，并标出反射角的大小。【解答】解：首先做出法线，入射光线与镜面的夹角是50°，所以入射角为90°﹣50°＝40°．根据反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角在分法线左侧做出反射光线，如图所示：7．如图所示，热心市民想对枯井内小狗进行救助，为解决照明问题，请你运用学过的知识准确确定平面镜的位置，帮他们把太阳光竖直反射到井底。（保留作图痕迹）【解答】解：过入射点作入射光线与反射光线夹角的平分线（即法线），再过入射点作垂直于法线的平面镜，如下图：8．如图，两条光线是同一发光点发出的两条入射光线经平面镜反射后对应的反射光线，请你依据光的反射定律（保留作图痕迹）作出光源S的位置。【解答】解：首先反向延长两条反射光线交于一点，可得像点S′，然后做出像点关于镜面的对称点S，最后完成光路，如图所示：9．三条入射光线会聚于S点，若在S点之前任意放一平面镜，如图所示，请你准确画出三条反射光线。【解答】解：光的反射现象中光路是可逆的，由此可知，三条入射光线的反射光线一定交于平面镜前一点，这一点与S点关于平面镜对称，所以应先做出S点关于平面镜的对称点S'，分别将三条入射光线的入射点与S'点相连，即为对应的反射光线，如图所示：10．小明的乒乓球掉到沙发下，没有手电筒，小明借助平面镜反射灯光找到了乒乓球。图中已标示了反射光线与入射光线，请在图中适当位置画出平面镜。【解答】解：反射光线与入射光线的夹角为120度，故反射角和入射角都为60°。考向三平面镜成像11．如图所示，平面镜上方有一物体MN。①画出物体MN在平面镜中所成的像M′N′；②NO为一束入射光线，请画出它的反射光线，并标出反射角度数（要求保留作图痕迹）。【解答】解：作出物体MN端点MN关于平面镜的对称点M′、N′，连接M′、N即为物体MN在平面镜中所成的像。连接N'O为反射光的位置，画出法线，反射光与法线的夹角为90°﹣30°＝60°。如图所示：12．如图所示，请根据平面镜成像特点作出物体AB在平面镜中所成的像。（保留作图痕迹）【解答】解：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，如图所示：13．如图所小，检查视力时，为节省空间，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，请作出被测者通过平面镜M看到视力表上A点的光路图。（作图时用B点代替人眼）【解答】解：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B和像点A′，交平面镜于O点，连接AO即入射光线，O到眼睛B为反射光线。如图：14．如图所示，已知一个点光源S发出的两条入射光经平面镜反射后的反射光分别经过A、B两点，请根据平面镜成像的原理及其成像特点作出点光源的位置并用字母S表示。【解答】解：先将两条反射光线反向延长交于一点S′，即为点光源的像点S′；再作出S′关于平面镜的对称点S，则S为点光源的位置，并连接S与两个反射点画出对应的入射光线，如图所示。15．如图a所示，为玄武湖诺那塔及其倒影的美景。b图中A点表示水中“塔尖”的位置，请在b中画出人眼看见塔尖的光路图。【解答】解：由题可知，A的位置是塔尖通过水面所成的像，平面镜成像时，像与物体关于镜面对称，据此画出塔尖的位置A'，连接人的眼睛和A，则连线与水面的交点O为反射点，据此作出反射光线、入射光线，如图所示：考向四光的折射16．如图所示，光源S发出一束光射向水面O点，入射角等于53°。①画出反射光线，并标出反射角的度数；②画出大致的折射光线；③标出S经水面所成的像S′的准确位置。【解答】解：①过入射点O作垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角，所以反射角为53°，画出反射光线；②根据折射角小于入射角画出折射光线；③水面相当于平面镜，根据像与物关于平面镜对称，先由S点向水面作垂线，并延长至S′，且S和S'到水面距离相等，S′即为S的像，如图所示：17．如图，鱼缸内一条金鱼，图中A、B两点，其中有一个是鱼，另一个是鱼的像。夜晚小刚用激光笔S照亮水中的鱼，请做出水中金鱼被照亮的光路图（保留作图痕迹）。【解答】解：由于折射时光路是可逆的，要用激光灯照亮鱼，需对准鱼的虚像照射，激光进入水中发生折射，折射光线射向金鱼，金鱼就被照亮，水中物体发出的光射向空气中时发生折射，折射角大于入射角，折射光线偏离法线，眼睛沿着折射光线会看到物体所成的虚像，在物体的上方；如图所示：18．如图所示，请根据光的折射特点，画出光从空气斜射入水中的折射光线。【解答】解：首先画出法线，然后根据折射光线与入射光线分居法线两侧；光从空气斜射入水中，所以折射角小于入射角，画出折射光线，如图所示。19．如图，有一束光照到平面镜上经平面镜反射后恰好垂直射在直角三棱镜的一个面上，请你在图中画出这束入射光线和它经三棱镜折射后折射光线的大致光路。（请保留做题痕迹）【解答】解：先由反射点点垂直镜面作出法线，再根据反射光线与入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角，在法线的另一侧作出入射光线；光线从空气垂直射在三棱镜的一个面上时，方向不变，当从玻璃中斜射入空气时，根据折射光线与入射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角，在法线的另一侧画出从三棱镜射出的折射光线，如图所示：。20．如图所示，从S点发出的两条光线照在平静的水面上，请在图中分别作出这两条入射光线的反射光线和折射光线，并标出发光点在水中的像S′的位置（要画出法线）。【解答】解：过两个入射点垂直水面作出两条法线，根据反射角等于入射角作出两条反射光线，反向延长两条反射光线，其交点即为S的像点Sˊ；光由空气进入水中，折射角小于入射角，据此在法线另一侧的水中画出折射光线。如图所示：考向五透镜成像规律21．如图所示，点燃的蜡烛恰好在凸透镜的二倍焦距处，烛焰S点发出的两条光线，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的焦点。请图中作出：S的像点S'，并完成光路。【解答】解：过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，在二倍焦点以外处的光线经凸透镜折射后会聚另一侧的一倍焦距和二倍焦点之间，据此画出两条折射光线，两条折射光线的交点即为发光点S的像点S′．如图所示：22．AB通过凸透镜成倒立放