专题03光现象和透镜作图题专题训练

专题03光现象和透镜作图题专题训练（解析版）TOC\o"13"\h\u【作图1光直线传播的应用】 1【作图2作光的反射光路图】 6【作图3平面镜成像的相关作图】 12【作图4作光的折射光路图】 16【作图5透镜的光路图】 20【作图6近视眼和远视眼的成因与矫正办法】 25【作图1光直线传播的应用】1．（2022•扬州模拟）按照题目要求作图：如图所示，S是点光源，AB是一个不透明的木板，在图中作出AB在地上的影子（用阴影表示）。【答案】【分析】根据光的直线传播来画图。【解答】解：连接S点和A点并延长至地面，连接该交点和B点，就是物体AB在地面上的影子，如图：2．（2022秋•江都区期末）请用光路图画出井底青蛙O可以看到的范围。【答案】见解答图。【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播；所以光线要进入青蛙的眼中，最大范围就是从枯井的边缘处射过来，据此作图。【解答】解：光在同种均匀介质中沿直线传播，光线要进入青蛙的眼中，最大范围就是从枯井的边缘处直线射入青蛙的眼中，图中阴影部分的范围就是青蛙观察到的范围，如图所示：3．（2022秋•牡丹区期末）画出人眼在点S出能通过门板狭缝MN看到的室外范围。【答案】见解答图。【分析】人要看到物体，说明有光线进入人眼，根据光的直线传播知识，由眼的位置点S向夹缝MN连接直线可确定看到的范围。【解答】解：人要看到物体，说明有光线进入人眼，由眼睛的位置点S和狭缝MN的上边缘可以确定看到的物体的最上面的部分；由点S和狭缝MN的下边缘可以确定看到的物体的最下面的部分，两者结合，即可得到人通过门板狭缝MN能看到的范围，如图所示：4．（2022秋•苏州期末）如图，请画出蜡烛AB经小孔所成像的光路及其在光屏MN上所成的像A’B'。【答案】【分析】根据光在同种均匀介质中光是沿直线传播的，然后过A点和B点分别作出通过小孔的光线，根据光线与光屏的交点确定像的位置。【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：5．（2022秋•莲湖区期中）如图，发光点A发出的光被物体BC阻挡后，在墙壁上留下了物体BC的影，请在图中作出物体BC的影B′C′。（保留作图痕迹）【答案】【分析】根据光沿直线传播作出图。【解答】解：从点光源A过点C作直线与墙壁相交于点C′，从A过点B作直线与墙壁相交于B′，直线AC与AB所夹的墙壁上的阴影部分B′C′就是BC的影子，如图所示：6．（2022秋•碑林区校级期中）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。【答案】见试题解答内容【分析】光在同种均匀介质中是沿直线传播的。【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：7．（2023•武侯区校级三模）如图所示，根据两人的影子画出光路图，找到光源S的位置。​【答案】【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播；连接物体和它影子的顶端所形成的直线必定经过点光源，据此分析作图。【解答】解：将两人影子的顶端和两人头顶连接并延长可交于一点S，点S就是光源的位置，如下图：【作图2作光的反射光路图】 8．（2023•襄阳）画出图中入射光线的反射光线。【答案】见解答图。【分析】根据反射定律进行作图，即根据反射角等于入射角作出反射光线。【解答】解：入射光线与法线的夹角叫入射角，反射光线与法线的夹角叫反射角，根据反射角等于入射角作出反射光线，如图所示：9．（2023•高新区校级模拟）为确保乘客上下车安全，公交车内在驾驶座位右前方设置有一个后视镜（如图甲），通过后视镜司机可观察到车内乘客的具体情况。请在图乙中画出A处的司机通过后视镜能观察到的范围。【答案】见解答图。【分析】方法一：根据光的反射定律作图。反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；方法二：根据平面镜成像规律作图。先找到A的像点，再连接平面镜边缘。【解答】解：方法一：根据反射定律，过平面镜左端点B作法线，连接AB为入射光线，根据反射角等于入射角作出反射光线BM；同样，过平面镜右端点C作法线，连接AC为入射光线，根据反射角等于入射角作出反射光线CN；这样BM和CN之间的区域就是A处的司机通过后视镜能观察到的范围，如图所示：方法二：平面镜成像时，像与物体关于镜面对称，据此作出A点关于镜面的对称点A'，即为A在镜中的像，连接像点A'与平面镜边缘，分别画出入射光线和反射光线，两反射光线之间的区域就是A处的司机通过后视镜能观察到的范围，如下图所示：10．（2023•叶集区校级模拟）如图是点光源S发出的一条入射光线和另一条入射光线经平面镜反射后的反射光线，请确定点光源S的位置并完成光路图。【答案】【分析】根据光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出两条反射光线的入射光线，交点即为发光点的位置。【解答】解：利用光的反射定律作出对应的入射光线和反射光线，两条入射光线的交点就是点光源S的位置，如图所示：。11．（2022秋•宝山区期末）在图中，根据给出的入射光线AO画出反射光线OB，并标出反射角及其度数。【答案】。【分析】根据反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出反射光线并标出反射角及其度数。【解答】解：由图知，法线已画出，入射角为50°，则反射角也为50°；根据反射角等于入射角，在法线的另一侧画出反射光线，并标出反射角的大小，如图所示：12．（2022秋•长安区校级期末）如图所示，从点光源S发出的一条光线射向平面镜，经平面镜反射后射向墙壁上的O点处。【答案】【分析】根据平面镜成像的特点知，反射光线好像是由像点发出的，由物与像关于镜面对称，作出像点后，作出射线S′O，与镜面的交点为入射点，再完成光路。【解答】解：过镜面作出点S的对称点S′，连接S'O与镜面交于P点，即为入射点（反射点），连接SP和PO是光的反射光路图，如下图所示：13．（2022秋•郑州期末）如图，我国敦煌的塔式光热电站通过平面镜把太阳光反射后会聚到吸热塔，其中某束光的传播路径如图所示，在图中画出平面镜的位置。【答案】【分析】光的反射定律的内容，知道反射角与入射角相等，所以解决此题得关键是做出法线，并要知道法线与镜面垂直，从而正确做出平面镜的位置。【解答】解：作出入射光线和反射光线的夹角的平分线，即为法线，过O点做法线的垂线，即为平面镜，如下图所示：14．（2022秋•大同期末）太阳光经书本反射后进入眼睛的光路如图所示，已知反射光线与水平线的夹角为60°，请在图中画出入射光线，并标出入射角。【答案】见解答【分析】要解决此题，需要掌握光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；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。要掌握入射角和反射角的概念：入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角。【解答】解：先从入射点垂直书本表面作出法线，再根据反射角等于入射角在法线的左侧画出入射光线，反射光线与水平线的夹角为60°，所以反射角为90°﹣60°＝30°，故入射角也为30°。如图所示：15．（2022秋•渑池县期末）画出经如图所示平面镜组（两镜面互相垂直）反射后的反射光线，并标出第一次反射角的度数。【答案】【分析】光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面内；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。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。【解答】解：由图可知，此时的入射角为60°，根据反射角等于入射角作出反射光线，此时反射光线与上面的平面镜之间的夹角为90°﹣60°＝30°；反射光线照射到下面的平面镜上，先做出法线，此时的入射光线与下面平面镜之间的夹角为：90°﹣30°＝60°，入射角为90°﹣60°＝30°，根据反射角等于入射角作出反射光线，最终的反射光线与开始的入射光线平行，如图所示：16．（2023•菏泽）室内有一吸顶灯S，人从平面镜MN中能够看到吸顶灯。请在图中画出人眼A经平面镜MN看到吸顶灯的完整光路图。【答案】【分析】利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出发光点S的像点S′，根据反射光线反向延长通过像点，可以有像点S′和A点确定反射光线所在的直线，从而画出反射光线，并确定反射点，最后由发光点和反射点画出入射光线，从而完成光路。【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OA画出反射光线，连接SO画出入射光线，如图所示：【作图3平面镜成像的相关作图】 17．（2023秋•海门市校级月考）利用平面镜成像的特点在图中作出MN物体在平面镜中的像M′N′，保留作图痕迹。【答案】见解答图【分析】根据平面镜成像的特点：物体在平面镜中成虚像、像与物关于平面镜对称，可以先作出物体MN中端点M、N的像点M′、N′，连接M′、N′即为物体MN在平面镜中所成的像。【解答】解：先作出物体两端点M、N关于平面镜的对称点M′、N′，用虚线连接M′、N′即为物体MN的像，如图所示：18．（2022秋•普宁市期末）如图所示，A'B'为物体AB在平面镜中所成的像，请画出物体AB所在的位置。【答案】【分析】平面镜成像的特点是：像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换，即像物关于平面镜对称，利用这一对称性作出AB的像。【解答】解：分别作出像端点A′、B′关于平面镜的对称点A、B，用实线连接A、B即为物体AB，如图所示：19．（2023•渝中区校级模拟）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，请画出从A点反射到E点的光路图。【答案】见解答【分析】利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出A的像点A′，根据反射光线反向延长通过像点，可以由像点A′和E确定反射光线所在的直线，从而画出反射光线，并确定反射点，最后由发光点和反射点画出入射光线，从而完成光路。【解答】解：先根据像与物关于平面镜对称作出发光点A的对称点A′即为A的像；连接A′E交平面镜于点O，AO为入射光线，OE为反射光线；如图所示：20．（2022秋•滕州市期末）如图所示，A'B'是物体AB在平面镜中所成的像，根据平面镜成像的特点在图中画出平面镜（保留作图痕迹）。【答案】【分析】根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称，可确定平面镜的位置。【解答】解：平面镜所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形，连接AA′，BB′，作这两条线段的垂直平分线MN，即平面镜的位置。如图所示：21．（2023•商水县模拟）如图，水平天花板上贴着一块平面镜，通过作图方法，请你在地面上画出发光点S经平面镜反射后照亮的区域。【答案】见试题解答内容【分析】过平面镜的左右边缘作出两条入射光线，然后根据光的反射定律作出其对应的反射光线，两条反射光线与地面的交点之间的范围即为发光点S经平面镜反射后照亮的区域。【解答】解：连接点S与平面镜的两个边缘A、B，SA和SB为两条入射光线，A、B为入射点，然后分别过入射点作出法线，再根据反射角等于入射角作出其对应的两条反射光线，并分别交地面于C、D两点，CD即为发光点S经平面镜反射后照亮的区域。如图所示：22．（2022秋•长治期末）如图所示，学校教学楼楼梯拐角处墙上装了一面镜子，在方便同学们日常整理仪容的同时，也能更好地在节电的情况下通过光的反射对楼道进行照明。请画出灯S在镜中的像S'及灯S经过镜子照射到下层楼道A点的光路。【答案】【分析】图中给出发光点及反射光线上的一点，可以先根据平面镜成像的特点作出像点，然后再根据平面镜成像的原理画出入射光和反射光线。【解答】解：（1）利用平面镜成像的特点，作出点S关于镜面的对称点S'，即S在平面镜中的像点。（2）因为反射光线看上去就像是从像点S'发出来的一样，所以我们可以连接S'点和A点，得到反射光线。S'A与镜面的交点即为入射点O，连接S与入射点O便可得到入射光线，则OA为灯S经过镜子照射到下层楼道A点的光路。如图所示：23．（2023•雁塔区校级二模）“五一”假期，丁红去专卖店买鞋，如图所示是她站在镜前试鞋的情景，请你画出她的眼睛B点看到鞋子A的像的完整光路图。【答案】见试题解答内容【分析】根据平面镜成像的特点：像与物体关于镜面对称可作出A点在平面镜中的像A'；根据反射光线的反向延长线过像点即可作出丁红的眼睛B点看到鞋面A点在平面镜中所成像的完整光路图。【解答】解：根据平面镜的特点在平面镜的另一侧作出鞋面A点的对称点A′，即为其在平面镜中的像；连接像点与眼睛B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，OB为反射光线，如图所示：【作图4作光的折射光路图】 24．（2023•船营区一模）如图，请画出反射光线和折射光线的大致方向。【答案】见解答图。【分析】根据光的反射定律和折射规律可以作出对应的反射光线和折射光线。【解答】解：图中已画出法线，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，据此在法线右侧的空气中画出反射光线；光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧，据此在法线右侧的水中画出折射光线，如图所示：25．（2023•伊州区校级二模）请在图中分别作出入射光线AO的反射光线和折射光线。【答案】见解答【分析】光的反射定律的内容：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，按反射定律的内容作出反射光线；光的折射规律的内容：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，根据折射定律作出折射光线。【解答】解：法线已画出，反射光线、入射光线分居法线两侧，在空气中法线左侧作出反射光线，并使反射角等于入射角；根据折射光线与入射光线分居法线两侧，在法线左侧的水中斜向下作出折射光线，使折射角小于入射角，如图所示：26．（2023春•庐阳区校级期中）由于光的折射，池水看起来比实际的浅，夏季要特别注意防范溺水事故。用A、A'分别表示池底和看到的“池底”，请在图中画出人眼B看到的池底的光路图。【答案】【分析】先根据A与眼睛点确定入射光线的方向，然后根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，池底在A′的下方，确定折射光线的方向和池底的位置。【解答】解：由题知，A、A'分别表示池底和看到的“池底”（A的像），连接眼睛点、池底的像A'与水面的交点为入射点O，连接AO为入射光线，连接O、眼睛点可得折射光线，如图所示：27．（2023•唐河县三模）将筷子放入碗中，如图甲所示，我们可以看到水中的筷子好像向上弯折了。请在图乙中大致画出人眼看到筷子尖端A点的光路图。【答案】【分析】人看到的筷子在水中，光是从水中斜射入空气中进入了人的眼睛，当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，人感觉光是沿直线传播的，逆着光看去，好像是从光的反向延长线的交点处来的，比实际位置偏高。【解答】解：人看到的筷子在水中，光是从水中斜射入空气中进入了人的眼睛，当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，人感觉光是沿直线传播的，逆着光看去，好像是从光的反向延长线的交点处来的，比实际位置要浅，所以水中的筷子好像向上弯折了，筷子尖端A点的像，是A点的虚像，虚像在实际A点的上方，故直接连接眼睛与A上方一点B，与水面的交点即为入射点O，连接A和入射点O即为入射光线，如下图所示：28．（2023•郏县一模）如图所示，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【分析】光的折射规律：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，则折射角大于入射角；当光线垂直入射时，折射光线、法线和入射光线在同一直线上。【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：29．（2023•丹阳市二模）图中，光从空气射向玻璃砖时，入射点O、玻璃砖内光线和出射光线如图所示。已知玻璃砖上下表面平行，请根据辅助线画出入射光线及其反射光线。【答案】【分析】（1）反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；（2）折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角。【解答】解：（1）光由空气中斜射进入玻璃砖中时，折射光线向靠近法线方向偏折，根据折射光线、入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角，过入射点O平行于出射光线（光线经玻璃砖下表面折射到空气中的光线）作出入射光线；（2）由光的反射定律的内容，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，在法线右侧空气中画出反射光线。如图所示：【作图5透镜的光路图】 30．（2023春•通城县期中）根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。【答案】【分析】根据入射光线和折射光线的特点判断出光线是会聚的还是发散的，来确定透镜的类型。【解答】解：由给出的光线可知，原本会聚的光线经透镜折射后变得发散，因凹透镜对光线有发散作用，故虚线框内的是凹透镜。如图所示：31．（2023•市北区校级模拟）画出图中两条入射光线经凸透镜后的光线。​【答案】见解答图【分析】在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。【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；过光心的光线其传播方向不变，如图所示：32．（2023•中山市校级一模）如图，一束光线垂直于凸透镜主光轴射向平面镜，在图中画出经过平面镜反射后射向凸透镜的入射光线和经过凸透镜后的折射光线。【答案】见解答图【分析】根据图示的入射光线与平面镜的夹角度数，可求入射角与反射角的度数，据此画出反射光线；然后利用入射光线与凸透镜的主光轴垂直，判断经平面镜反射后的反射光线与主光轴的关系，再根据凸透镜的三条特殊光线作出折射光线。【解答】解：过入射点垂直于镜面作出法线，已知入射光线与平面镜的夹角为45°，可知反射角等于入射角等于90°﹣45°＝45°，则反射光线平行于凸透镜的主光轴；再根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点画出折射光线。如图所示：33．（2023•长安区二模）如图所示，分别画出入射光线ab经凹透镜折射后的光线及该光线进入水面后的大致方向。【答案】见解答图【分析】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；该折射光线又入射到水面上，先过入射点画出法线，再根据光的折射规律画出进入水中的折射光线。【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；该折射光线又入射到水面上，先过入射点画出法线，再在法线左侧的水中，根据折射角小于入射角画出进入水中的折射光线，如图所示：34．（2023•沂源县一模）如图所示，凸透镜的主光轴处于水平位置，F是其焦点，平面镜与水平方向成45°角，请画出竖直激光束AO经平面镜反射，再经凸透镜折射的光路图。【答案】见解答图【分析】根据图中的入射光线与平面镜的夹角度数，可求入射角与反射角的度数，据此画出反射光线；再根据凸透镜的三条特殊光线作出折射光线。【解答】解：过入射点O垂直于镜面作出法线，平面镜与水平线夹角45°，所以入射光线与平面镜的夹角为45°，所以反射角等于入射角＝90°﹣45°＝45°，据此在法线另一侧画出反射光线；因为入射光线竖直向下，垂直于主光轴，发生反射时反射角和入射角均为45°，所以反射光线与入射光线的夹角为90°，则反射光线平行于主光轴，根据平行于主光轴的光经凸透镜折射后过焦点画出折射光线，如图所示：35．（2022秋•栖霞市期末）如图所示，F点既是凸透镜A的焦点，也是凹透镜B的焦点，请将图中平行于主光轴的入射光线经过两个透镜的光路补充完整。【答案】如图。【分析】透镜的三条特殊光线有：过光心的、平行主光轴的、过焦点的光线。根据图中入射光线经凸透镜或凹透镜折射后光线特点分析解答。【解答】答：透镜的三条特殊光线有：过光心的、平行主光轴的、过焦点的光线。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，过焦点，已知F点既是图示凸透镜的焦点，也是图示凹透镜的虚焦点，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。36．（2023•蓬溪县校级模拟）如图所示，ab是光源S射向平面镜后的一条反射光线，并射向凹透镜的焦点F．S′是光源S在平面镜中的像。请画出：ab的入射光线和ab经凹透镜