押题作图题1-光学（光的反射、平面镜成像、光的折射、透镜）（解析版）-备战2024年中考物理

押题作图题1——光学（光的反射、平面镜成像、光的折射、透镜）分析辽宁省样题及模拟题，省样题考察的是凸透镜对光的作用（3条特殊光线的作图）；省模拟题考察的是光的反射结合其应用平面镜成像作图。光学作图题是历年中考必考题，难度不大，需要作图规范。必备知识注意作图依据光的反射：法线要画垂直符号反射角与入射角按要求标记出，可看出反射角等于入射角，反射角要放在入射角前面。平面镜成像：像与物对应点连线与镜面垂直，要画垂直符号。物距等于像距，要写出，注意物距放在像距前写。注意审题，区分用光的反射定律还是平面镜成像规律作图光的折射：延长原来的入射光线（用虚线延长）作为作图依据。透镜：凸透镜和凹透镜的三条特殊光线的作图。解题技巧光线用实线画，延长线和辅助线用虚线画。实像是实际光线会聚而成的，用实线画。虚像是实际光线的反向延长线会聚而成的，用虚线画。虚像在反射光线或折射光线的反向延长线的交点上。1．为了用水平放置的高速摄像机拍出竖直下落物体迎面而来的效果，可以通过拍摄下落物体在平面镜中的像的运动情况来实现。如图是拍摄过程中某一时刻的示意图，S′是物体S通过平面镜所成的像，AB是从物体S射出的一条经平面镜射向镜头的光线。画出：（1）此时物体S的实际位置；（2）光线AB对应的入射光线。S’S’高速摄像机SAB【答案】【解答】解根据平面镜成像特点找到光源S的位置，连接光源和入射点即为入射光线。1．一束光从水中斜射到空气时发生反射和折射，OB是折射光线，请作出大致的入射光线和反射光线。【答案】见解答图。【解答】解：先过折射点O垂直水面作出法线，在法线右侧的水中画出入射光线AO，方向指向入射点，注意折射角大于入射角；由光的反射定律，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，由此在法线右侧的水中画出反射光线。如图所示：2．某同学利用半圆形玻璃砖和量角器探究光的反射和折射规律，玻璃砖和量角器按如图甲所示放置，圆心重合在O点。入射光线AO沿图示位置从玻璃砖内射向玻璃砖和空气的分界面。请在图中作出入射光线AO的反射光线和折射光线。【答案】见解答图。【解答】解：首先画出法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧画出反射光线；光从玻璃斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，如图所示：。故答案为：见解答图。3．如图，一束光线从空气斜射入水中，在空气和水的分界面上同时发生反射和折射，请作出反射光线及折射光线。【答案】见解答图。【解答】解：过入射点作出法线，在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；在水中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：4．如图所示，光源S发出的一条光线射向水面，在水面处发生反射和折射，反射光线经过点A，折射光线经过点P，请你作出确定入射光线、反射光线和折射光线的完整光路图（保留作图痕迹）。【答案】见解答【解答】解：根据平面镜成像的规律，作出点光源S在水中成的像S′，由于反射光线的反向延长线要过像点S′，所以连接AS′，其与水面的交点就是入射点O。分别连接SO、OA、OP，可以确定入射光线、反射光线、折射光线。如下图所示：5．如图所示，一束光从水中斜射到水面，将发生反射和折射，请在图中画出反射光线和大致的折射光线。【答案】【解答】解：过入射点O做法线MN，从而确定了入射光线位于法线的右侧，然后根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角做出对应的反射光线OB。光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，由此在法线左侧做出对应的折射光线OC。如下图所示：6．请在图中画出入射光线在空气与玻璃界面处发生反射和折射的大致光路。【答案】见解答【解答】解：过入射点O作垂直于界面的法线，根据反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角画出反射光线；根据折射角小于入射角画出折射光线，如图所示：7．如图，光源S发出的一条光线，经平面镜AB发生反射，画出该光线经AB反射后的光线和S在AB中的像。【答案】见解析图【解答】解：过入射点作法线，在法线下侧画出反射光线；先作出点S关于平面镜的对称点S′，S′即为物体点S的像，如图所示：8．如图，角反射器由互相垂直的反光面组成，请在图中画出入射光经两平面反射的光路。【答案】【解答】解：先过入射点画出法线，根据反射角等于入射角画出反射光线；入射到上面的镜面，同理画出第二次反射光线，如图所示：9．如图所示，一条光线从空气斜射入玻璃，请画出反射光线和大致的折射光线。【答案】【解答】解：先过入射点画出法线，根据光的反射规律可知，反射角等于入射角，反射光线与入射光线分居法线两侧，据此在法线下侧的空气中画出反射光线；光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧，据此在法线下侧的玻璃中画出折射光线，如图所示：10．如图所示，水池边有一路灯S，路灯上方有一平面镜MN，PQ为路面，S发出的光经MN反射后能射入水中。请判断光能照亮水池底的最左侧A点（无需作图），然后通过作图确定光能照亮水池底的最右侧B点。【答案】【解答】解：作出发光点S关于平面镜的对称点，即为像点S'，连接S'A点交平面镜于点O，沿OP画出反射光线交空气和水交界面于O'点，连接SO画出入射光线；过入射点画出法线，然后根据折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角，在法线右侧的水中画出折射光线，如图所示：11．2023年9月17日，我国墨子巡天望远镜正式启用，它是北半球巡天能力最强的光学时域望远镜，如图甲所示。一束星光入射到望远镜，经主镜反射后到达成像装置，如图乙所示，OB是反射光线，请画出其入射光线AO。（保留作图痕迹）【答案】【解答】解：先画出法线，反射角为90°﹣60°＝30°，根据反射角等于入射角在法线的左侧画出入射光线，如图所示：12．如图所示，请在图中画出光线a的反射光线并确定光源S像的位置，并标记为S′。（保留作图痕迹）【答案】【解答】解：（1）先过入射点垂直平面镜画出法线，再根据反射角等于入射角，在法线的右侧画出反射光线；（2）先通过平面镜作出发光点S的对称点S′，即为S的像如图所示：13．航天员舱外作业时，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进行观察，如图甲所示。图乙中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，请你根据光的反射知识在C点画出镜面（保留作图痕迹）。【答案】【解答】解：作∠ACB的角平分线，即为法线的位置，根据法线与平面镜垂直关系确定平面镜的位置；∠ACB＝180°﹣50°﹣70°＝60°，则∠ACD＝∠ABC＝×60°＝30°，所以镜面与竖直面的夹角为90°﹣30°﹣50°＝10°。如图所示：14．如图所示是光源S发出的两条入射线经平面镜反射后的两条反射光线，请你作出光源S的位置。（保留作图痕迹）【答案】见解答图。【解答】解：先分别过反射点垂直于镜面作出法线，然后根据反射角等于入射角在法线的另一侧分别作出两条入射光线，则两条入射光线的交点S即为发光点的位置，如图所示：故答案为：见解答图。15．如甲图是位于青海的全球单机容量最大的熔盐塔式光热电站，每面镜子都能把太阳光反射到塔顶的吸热器上进行发电，请在乙图中画出一束太阳光反射时平面镜的位置。【答案】见解答【解答】解：先作出入射光线和反射光线的角平分线，即为法线，再过入射点O作法线的垂线，即平面镜的位置，如图所示：16．请在图中作出反射光线并标出反射角。【答案】见解答图【解答】解：先过入射点垂直平面镜画出法线，入射光线与镜面的夹角是30°，则入射角等于90°﹣30°＝60°，反射角也等于60°，根据反射角等于入射角，在法线的右侧画出反射光线，如图所示：17．如图，一束光射向水面，经水面O点反射后，在墙壁上P处出现一个光点，请画出这束光的入射光线、反射光线，及其进入水中的折射光线的大致光路。【答案】【解答】解：过入射点O作出法线，连接OP即为反射光线，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，在法线右侧空气中作出入射光线AO；光由空气斜射入水中，折射角小于入射角，在法线左侧水中可画出折射光线OB，如图所示：18．如图，一束光从空气射向三角玻璃砖，画出它在AB分界面处的反射光线与折射光线。【答案】见解答【解答】解：光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变照射在AB分界面处，在此同时发生反射和折射，首先过入射点画出法线，根据反射角等于入射角，画出反射光线；根据折射角大于入射角，画出折射光线，折射光线将远离法线，如图所示：19．如图中，一束光线斜射到水面上，试画出它可能的传播路径，并标出反射角度数。【答案】见解答【解答】解：过入射点O垂直水面的法线已作出，求出入射角为40°，所以反射角也为40°，在空气中法线的右侧画出反射光线；折射角小于40°，在法线的右侧的水中画出折射光线，如图所示：20．一束射向平面镜的光OP，经平面镜MN反射后进入水中，请画出OP的反射光线和在水中的折射光线。【答案】【解答】解：先过入射点垂直镜面作出法线，根据反射角等于入射角，在法线下面的空气中画出反射光线；然后再根据折射角大于入射角在水中画出折射光线，如图所示：21．如图是一束光线从空气斜射入水中，经过镜面AB反射照到了P点，请画出对应的光路。【答案】见解答【解答】解：先通过镜面AB作出点F的对称点F′，连接F′P交平面镜AB于点O，FO为入射光线，OP为反射光线，如下图所示：22．如图所示，请画出反射光线对应的入射光线。【答案】【解答】解：图中经过反射点画出法线，根据反射角等于入射角，在法线左侧作出入射光线，如图所示：23．如图甲所示将平面镜斜放入水中，让太阳光照射在水下的平面镜上，并反射到白纸上就能形成色散。图乙中P点为某一束光入射到水面的点，O点为光折射后在镜面上的入射点，Q点代表白纸。请在图中画出光到达Q点的光路图。【答案】见解答图【解答】解：过入射点，垂直平面镜画出法线，在水中根据反射角等于入射角画出反射光线，与水面的交点为O'，再经水面折射入射到Q点，如图所示：24．如图，一束光经平面镜反射后照进隧道，两条光线之间的夹角是100°，请画出平面镜的位置，并标出反射角的大小。【答案】见解析图【解答】解：反射光线和入射光线的夹角为100°，则反射角等于入射角等于50°；根据光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置；如图所示：25．旅顺口区双岛湾街道张家村是远近闻名的爱鸟村，每年东方白鹳都要来到旅顺觅食栖息。若A点为人们看到东方白鹳的嘴在水中倒影的点，请在图乙中画出光从东方白鹳的嘴经水面反射进入人眼的光路图。【答案】见解答图【解答】解：连接A与人的眼睛，与水面的交点为入射点O，根据平面镜成像特点（物像关于平面镜对称），作出A关于平面镜的对称点A′，可得白鹭的嘴的位置，连接A′O为入射光线、连接O和眼睛可得反射光线。如图所示：26．在如图所示中，根据给出的入射光线AO画出反射光线OB，并标出反射角及其度数。【答案】见解题图。【解答】解：根据入射角等于反射角，反射光线与法线之间的夹角为反射角，度数等于入射角为40°，如下图所示：故答案为：见解题图。27．如图，根据反射现象中光路是可逆的，当小华（眼睛位于图中的A点）能通过平面镜看到小红的眼睛（位于图中的S点）时，小红也能看到小华的眼睛。请你画出小华看到小红眼睛的光路图。【答案】见解析。【解答】解：小华通过平面镜看到小红眼睛，小红的眼睛在S点的入射光线，经平面镜反射后反射光线进入小华的眼睛，反射到在A点；则做S关于镜面MN的对称点S′．连接像点与S′与镜面相交于一点O，即为入射点，连接SO、OA，则SO是入射光线，OA为反射光线，如下图所示：。故答案为：见解析。28．请你画出平面镜，把太阳光竖直反射到井底。（保留作图痕迹）【答案】见解答图。【解答】解：因为太阳光竖直射入深井内，所以反射光线竖直向下，作反射光线和入射光线夹角的角平分线即为法线，过入射点画出法线的垂线，即平面镜的位置：29．“让我们荡起双桨，小船儿推开波浪，海面倒映着美丽的白塔……”歌词中描述的画面如图甲所示。请在图乙中画出光从白塔塔尖经水面反射后进入人眼的光路图，其中A'点表示水中“塔尖”的位置。【答案】见解答图。【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为反射点，据此作出反射光线、入射光线，如图所示：故答案为：见解答图。30．如图所示，OB是一条反射光线。请画出：OB对应的入射光线并且标出入射角的度数。【答案】见解答【解答】解：过入射点的法线已作出，反射光线和法线间的夹角即为反射角，则反射角为90°﹣42°＝48°，根据反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，在法线下侧作出入射光线，入射角为48°，如图所示：31．2023年5月20日至31日是第23个全国科普活动周，学校举办的科技节展品中，小亮制作的光电液位仪吸引了同学们的目光，它的工作原理是通过入射光束照射到液面上时发生反射，光线反射到光电屏（将光信号转化为电信号进行处理）上从而显示液面的高度，请在图中画出当光屏上的光点由S1移到S2时液面的位置。【答案】见解答【解答】解：由于入射光线是固定的，且光在水面上发生的是镜面反射，当水面发生变化时，故反射光线的方向与原来的反射光线是平行的，如下图所示：32．如图所示，OA是一条反射光线。请在图中作出OA的入射光线并标出入射角的度数。【答案】【解答】解：A点表示被“晃”人的眼睛，OA是发生这种现象时的一条反射光线，可知反射角为60°，可得入射角也为60°，在法线上侧画出入射光线，反射角等于入射角为60°，如图所示：33．如图，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的焦点，请分别画出图中两条光线对应的折射光线或入射光线。【答案】【解答】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过凸透镜光心的光线传播方向不改变。如图所示：34．早在2000多年前，我国古人就能“削冰向日取火”，即用冰磨成一种透镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，如图甲所示。请在图乙中画出光线AB经冰透镜后的折射光线和光线CD对应的入射光线（O点为透镜的光心，F为透镜的两个焦点）。【答案】【解答】解：根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点作出光线AB经冰透镜后的折射光线；根据通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴作出光线CD对应的入射光线。如图所示：35．如图为一束光由空气斜射入一块透明玻璃砖的光路图，已知玻璃砖的上下表面平行，请你在相应位置画出此光束射出玻璃砖下表面后的折射光线。【答案】【解答】解：光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，光从玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角，由光路可逆可知射出玻璃砖下表面后的折射光线与开始入射的光线平行，如图所示：36．请在图中画出入射光线的折射光线。【答案】【解答】解：对于凹透镜，入射光线的延长线过另一侧焦点，则折射光线将平行于主光轴，如图所示：37．如图，请作出两条折射光线所对应的入射光线。【答案】【解答】解：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；过凹透镜光心的光线传播方向不改变。如图所示：38．如图所示，凸透镜的主光轴与水面相平，F是凸透镜的焦点，一束与水面平行的光射到凸透镜上，经凸透镜折射后在水面上发生反射和折射。请画出：（1）经透镜后的折射光线。（2）进入水中光线的大致位置。【答案】【解答】解：（1）平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点；（2）过焦点（入射点）F画出法线，在法线右侧的水中，根据折射角小于入射角画出折射光线，如图所示：39．如图所示，光线经平面镜反射后射向凹透镜，请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线。【答案】见解析。【解答】解：（1）因为反射光线与镜面的夹角为60°，则反射角为90°﹣60°＝30°，则入射角也为30°，根据入射角等于30°在法线上侧作出入射光线，并标出入射角的度数30°；（2）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；如图所示：40．如图所示是一条经平面镜反射后的光线，再射向前方的凸透镜。请画出经平面镜反射前的入射光线以及经过凸透镜折射后的折射光线。【答案】【解答】解：（1）由图知，主光轴与镜面的夹角为45°，过入射点垂直于镜面作出法线，则反射角为90°﹣45°＝45°，入射角也为45°，根据光的反射定律作出入射光线；（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，其折射光线过焦点，如图所示：41．如图所示，凸透镜斜放，其主光轴与水平面成45°角，F是凸透镜的焦点。一条入射光线经过凸透镜折射后与水平面成45°角，折射光线a入射到水平放置的平面镜上被反射。在图中画出折射光线a的入射光线以及经平面镜反射后的反射光线。【答案】【解答】解：（1）通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，由此可以画出这条折射光线对应的入射光线。（2）过入射点垂直于镜面作出法线，根据反射角等于入射角，在法线的另一侧作出反射光线，如图所示：42．如图所示，MN是凸透镜的主光轴，F是凸透镜的焦点，OA是主光轴上的点光源S发出的光经过平面镜后的反射光线。①请通过作图找到点光源S；②请做出OA经过透镜后的折射光线。【答案】【解答】解：过反射点O垂直于镜面作出法线，根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，在法线左侧作出入射光线，交主光轴OA于点S，即为光源S；对于凸透镜，过焦点的光线经凸透镜折射后，其折射光线平行于主光轴；如下图所示。43．如图所示，OP为手电筒的一束光线射进池底的折射光线。若光线射入方向不变，当往池中灌水到B水位时，画出这束光线的折射光线OP′的大致位置。【答案】【解答】解：OP为手电筒的一束光线射进池底的折射光线。若光线射入方向不变，入射角大小不变，当往池中灌水到B水位时，使得入射点向右上方移动，此时折射角与原来相等，因而折射光线与原来的折射光线平形，如图所示：44．如图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】见解答【解答】解：首先光从空气垂直进入玻璃砖，所以其传播方向不变；然后光从玻璃斜射入空气中，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；如图所示：45．如图所示，在水面上方有一点光源S，经水面反射后有一条反射光线恰好经过凸透镜左侧的焦点F并经过透镜发生折射。请完成上述光路图。【答案】【解答】解：（1）平静的水面相当于平面镜，先根据平面镜成像特点（物像关于平面镜对称）画出像S的对称点，可得像的位置，连接像与焦点延长与凸透镜相交即反射光线的位置，与水面的交点为入射点；（2）通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，如图所示：46．如图所示，F1是凸透镜的焦点，F2是凹透镜的虚焦点，请画出光线通过凸透镜折射前和通过凹透镜折射后的光路。【答案】见解答图。【解答】解：通过凸透镜左侧焦点F1的光线经凸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凹透镜左侧的焦点F2，如图所示：故答案为：见解答图。47．如图，完成光路图，画出经透镜后的折射光线。【答案】见解答图【解答】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。如图所示：48．如图所示，画出点光源S发出的两束光经过凸透镜后的折射光