1、 光学作图专题（提高）光学作图专题（提高） 【中考展望】【中考展望】 1、中考要求 一般指根据题目的要求，完成相应的作图。它可以反映学生对某个物理概念和物理规律的理解和掌 握程度，作图题一般分为两大类：基本作图题和设计作图题。基本作图题考察基本作图方法和基本 作图能力，设计作图题考察建模能力，设计能力、创新能力和作图技巧。 2、中考动向 中考作图题主要在光学、力学、电学和电磁学部分。 光学作图题一般包括光的直线传播、光的反射、折射作图和平面镜成像作图。 【方法点拨】【方法点拨】 1、光学作图主要考查如下内容 （1）光的直线传播：小孔成像，影子的形成； (2) 光的反射和折射：根据要求作出入射或
2、反射光线、折射光线； （3）平面镜成像：根据平面镜成像特点作出物体的像或平面镜的位置 ； (4) 根据给定的入射光线和出射光线，在虚框内填适当光具。 2、解题指导 (1)光线要画实线并加箭头，注意“箭头”方向 ；光的反向延长线要画虚线。 (2)平面镜成像成的是虚像，一定要画成“虚线” 。 (3)根据入射光线与出射光线在光具同侧或异侧判定面镜或透镜；根据出射光线变得会聚或发散判定 凸透镜或凹透镜 。 【典型例题】【典型例题】 类型一、类型一、光的直线传播光的直线传播 1、2020 年 5 月 21 日清晨，我国东南沿海部分地区出现了“日环食”奇景。下图是发生日环食 时太阳与月球的位置。请在图中画
3、出人在其中能观察到日环食的阴影区，并在该影区内写入字母 “HS”。 【思路点拨】解答此题要知道： 因为光是沿直线传播的，当月球转到地球和太阳之间，月球挡住了太阳照向地球的光，我们就看不 到太阳，这就是日食，日食分为日全食、日偏食、日环食三种。 （1）太阳被月球完全遮住形成的日食叫日全食，在太阳光完全照不到的区域（本影区）可以观察到 日全食； （2）月球遮住太阳的一部分形成的日食叫日偏食，在部分太阳光照射到的区域（半影区）可以观察 到日偏食； （3）月球只遮住太阳的中心部分，在太阳周围还露出一圈日环，好象一个光环似的叫日环食。 【答案与解析】 （1）日食是由于月球挡住了太阳照向地球的光，太阳发出
4、的光照不到我们的眼 睛，我们就看到太阳是黑色的，这是光的直线传播造成的； （2）日环食是日食的一种，发生时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成光环，这是因为月球 在太阳和地球之间，但是距离地球较远，不能完全遮住太阳而形成的。 答案如图 【总结升华】此题考查的是日食的成因，我们要能够根据我们所学的物理知识来解释生活中的 物理现象，知道日环食的形成原因是解题的关键。 举一反三：举一反三： 【变式】“坐井观天，所见甚小”。请在图中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围（用 斜线标出） 【答案】 类型二、光的反射类型二、光的反射 2、如图所示，两平面镜相互垂直，一束光入射到水平的镜面上，试在图中画出
5、光经过两个平 面镜两次反射的光路，并标出法线。 【思路点拨】根据反射定律知，反射角等于入射角，光经过两个平面镜两次反射后的反射光线 与原来的入射光线平行。 【答案与解析】 【总结升华】本题利用了反射定律作图：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线 和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。 举一反三：举一反三： 【变式】自行车的尾部安装一种塑料制成的反光镜，夜间骑车时，在车灯照射下，能把光线按 原来方向返回。反光镜结构如图所示，两手面镜相互垂直，当一条光线 AB 人射到其中一平面镜， （l）作出所有反射光线的光路图。 （2）证明经过两次反射后的反射光线会逆向射回。 【答案】 因为1+
6、2=90 ，ABC=21 ， BCD=22 所以ABC+BCD=21+22=2（1+2）=180 所以 ABCD 3、请在下图中，画出平面镜的位置。 【思路点拨】根据光反射定律知，反射角等于入射角，故反射光线与入射光线的夹角的平分线 是法线的位置，再过入射点作出法线的垂线，就是平面镜所在的位置。 【答案与解析】由光反射定律知，反射角等于入射角，所以先做出反射光线与入射光线的夹角 的平分线，然后再过入射点作这个角平分线的垂线即可。如图所示： 【总结升华】本题利用了光的反射定律作图：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射 光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。 举一反三：举一反三：
7、【变式】小明妈妈的钱包掉到了沙发下，没有手电筒，小明借助平面镜反射灯光找到了钱包。下图 中已标出了反射光线和入射光线，请在图中画出平面镜，并保留作图痕迹。 【答案与解析】此题应先确定哪条是入射光线和哪条是反射光线（本题已给出） ，箭头易标错。 再做两线夹角的角平分线即为法线；再过入射点做法线的垂线并画上阴影线即为反射面。 4、如下图，有一束光线由 A 点发出射向镜面，反射后经过 B 点，请在图中画出入射光线 和反射光线。 【思路点拨】根据平面镜成像知，物与像关于镜面对称，要作出 B 点的像点 B，连接 AB，与 镜面的交点为入射点，再完成光路。 【答案与解析】作出 B 点的像点 B，连接 AB
8、，与镜面的交点为入射点 O再连接 AO、BO， 画上箭头，如下图： 【总结升华】本题考查了平面镜成像特点作图。 类型三、类型三、光的折射光的折射 5、如图一束光射向半圆形玻璃砖的圆心 O，完成光进入和射出玻璃的折射光路图。 【思路点拨】由光的折射规律可知，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入 射光线分居法线的两侧，且当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，当光垂直从玻璃射入 空气中时，方向不变。 【答案与解析】当光线垂直射向两种介质的界面上时，传播方向不改变；当光从玻璃斜射入空 气中时，折射光线将向远离法线的方向偏折，即入射角小于折射角。如下图所示： 【总结升华】本题考查了光
9、的折射规律。 举一反三：举一反三： 【变式】如图，作出入射光线 AO 的折射光线的大致方向。 【答案】因为当光从空气斜射入水中或者其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，当光线从 空气垂直射向水中时，传播方向不改变。 6、如图所示，根据光的折射情况，在虚线框内填上一个适当的透镜。 【思路点拨】根据凸透镜对光线有会聚作用，而且平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光 线通过焦点，根据题目中的光路可知应画入凸透镜。 【答案与解析】折射光线比入射光线会聚，所以在方框中画入凸透镜，如图所示： 【总结升华】凸透镜对光线有会聚作用，而且有三条必须记住的特殊光线：过凸透镜光心的光 线其传播方向不变；平行于主光轴
10、的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过焦点的光线经凸透 镜折射后折射光线平行于主光轴。 【巩固练习】【巩固练习】 1、如图所示 AB 为一不透明的挡光板，CD 为一日光灯管，EF 为光屏，请用作图找出光屏上没有照 亮的区域。 2、在如图甲中，AO、BO/为点光源 S 射向平面镜的两条入射光线。请在图中标出点光源 S 和像点 S/的位置并画出光路图。 3、在图中做出人看到球的光路图。 4、如图所示，平面镜上方有一竖直挡板 P，AB 和 CD 是挡板左侧的发光点 S 发出的光经过平面镜反 射后的两条反射光线，请在图上作出发光点 S。(要求留下作图痕迹) 5、图中，画出了光通过透镜前后的方向。在图
11、（a） 、(b)中填上适当类型的透镜。 6、根据平面镜成像特点，在图中画出物体 AB 所成的像。 7、如图所示，束光射向凸透镜经折射后，折射光线射到一个平面镜上。请在图中画出射向凸透镜 这束入射光和经平面镜反射的光路，并标出反射角的度数。 8、如图所示，在图中填上不同的镜子。 9、如图所示，夏天的一个傍晚，有一个小孩站在池塘边看到了水中有一轮弯弯的月亮。请你运用光 学知识作图说明这个小孩为什么能看到水中的明月。 （保留作图的痕迹） 10、画出图中光的大致传播方向， （已知水面与凸透镜主轴重合） 【答案与解析】【答案与解析】 1、 【答案】 【解析】根据光的直线传播先寻找看不到 C 点的范围，再
12、找看不到 D 的范围，两个范围的公共部 分就是所求区域。 2、 【答案】 【解析】根据平面镜的成像规律可以发现：像点与物点关于镜面对称，所有反射光线的反向延长 线都通过虚像点。这样将 AO、BO 反向延长即可找到物点 S，作出 S 关于镜面的对称点 S/，即为像 点，最后连接 OS/、O/S/就可以得到两条反射光线，如图乙。 3、 【答案与解析】作出球关于镜面的对称图，即为它的像，连接像与人眼，交镜面于一点 O，即为 入射点。再完成光路，如图所示。 4、 【答案与解析】首先反向延长 BA、DC，交于一点 S，即像点然后做 S的对称点 S 即为发光点。 故答案为： 5、 【答案与解析】 （a）图
13、中是使从焦点发出的光变得平行，应填一个凸透镜； （b）图中是使平行光线变得发散，应填一个凹透镜。 6、 【答案与解析】分别作出端点 A、B 在平面镜中的对称点 A、B，用虚线连接 A、B，即为 物体 AB 的像，如图： 7、 【答案】 【解析】平行于主光轴的光通过凸透镜后通过焦点。 先作出法线，找出入射角是 60 ，反射角等于入射角，作出反射光线。 反射角等于入射角，所以反射角也是 60 。 8、 【答案】 【解析】这道题同样的光线要求填三种光具，这就要充分考虑凸透镜、凹透镜和平面镜对光线的 作用 9、 【答案与解析】根据平面镜成像特点中的物距等于像距，做出月亮在水面的像，连接像与小孩的 眼睛即为入射点，再连接月亮和入射点即为入射光线，如图所示： 10、 【答案与解析】因为入射光线平行主光轴，因此根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后的光线 的过焦点画出折射光线；然后过入射点（焦点）画法线，并根据折射角小于入射角画出折射光线； 如图所示：
