《中考物理总复习》考点08 光学作图-备战2020年中考物理考点一遍过.doc

一、光学作图的考查形式主要有以下五种：1光的反射2光的折射3平面镜成像4透镜的特殊光线5凸透镜成像二、光学作图需注意以下几点：1要借助工具（铅笔和直尺），作图要规范；2实际光线画实线，不是实际光线（如法线、光线的反向延长线、平面镜所成的像、像与物之间的连线）要画虚线；3光线要标箭头，同时注意箭头的方向；4如光源、物点、像点有对应符号、字母的要标上；5法线与镜面或界面垂直，像与物之间的连线与镜面垂直，垂直要画垂足符号；6务必记住凸透镜的三条特殊光线，利用特殊光线可以画出凸透镜成像光路图。三、相关知识点：光线：用一条带箭头的直线表示（箭头代表传播方向，直线代表光沿直线传播）。光的传播：光在同种均匀介质中沿直线传播。实像：是一个明亮的区域，因为实像是由实际光线汇聚而成的；影子：是一个阴暗的区域，因为光线透不过去，在不透明物体后面形成的。1实像与虚像区别：（1）能不能用光屏承接。实像能，虚像不能。（2）是不是由实际光线汇聚而成。实像是，虚像不是。（虚像只能用肉眼看到，它是由实际光线的反向延长线交汇而成）（3）像的特点是不是一定是倒立的。实像是，虚像不是。2光的反射反射现象中的术语：一点：入射点O（是指光线射到反射面上的一点）两角：入射角（指入射光线与法线之间的夹角）反射角（指反射光线与法线之间的夹角）三线：入射光线（指射到物体表面的光线）反射光线（指被物体反射出的光线）法线（指垂直于镜面的虚线）反射定律：三线同面，法线居中，两角相等。即：反射光线、入射光线和法线在同一平面上；反射光线、入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角。注意因果关系，入射决定了反射，应把反射叙述在前面。关于光的反射定律，应掌握以下几点：（1）一条反射光射只对应一条入射光线（2）入射光线垂直于反射面时，入射角为0°，反射角为0°，三线重合，但方向相反。（3）在反射现象中，入射角的取值范围：0°入射角<90°，入射角只有在这个范围内，才发生反射现象。（4）反射角随着入射角的增大而增大，减小而减小，但始终等于入射角。（5）法线不仅过入射点与界面垂直，而且还是入射光线与反射光线之间夹角的平分线。（6）在光的反射现象中，光路是可逆的3平面镜成像平面镜成像特点：等大，等距，垂直，虚像，对称。即：像与物大小相等；像与物到镜面的距离相等；像与物的连线与镜面垂直；物体在平面镜里所成的像是虚像（正立的、等大的）；像与物关于镜面对称平面镜成像原理：光的反射定律。4光的折射光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般发生变化的现象。光的折射定律：三线同面，法线居中，空气中角大。即：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线、入射光线分居法线两侧；光从空气斜射入水或其他透明介质中时，折射角小于入射角，折射光线向法线靠拢；光从水或其他透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线远离法线。斜射时，总是空气中的角大，不论空气中的角是入射角还是折射角。当光垂直射到两种介质的分界面时，光的传播方向不变，仍沿直线进行，此时折射角与入射角相等，都为0°。在光的折射现象中，还应注意以下几点：（1）折射角随着入射角的增大而增大，减小而减小，但不成正比关系；（2）在折射现象中，光路也是可逆的。若将光沿原折射光线的方向入射，其折射光线将沿原入射光线的方向射出。（3）在叙述折射规律时，注意因果关系，入射决定了折射，应把折射叙述在前面。5透镜成像的规律凸透镜也叫会聚透镜，如老花镜；凹透镜也叫发散透镜，如近视镜。透镜所涉及的几个光学名词：焦点（F）：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点（经凹透镜折射后要发散，折射光线的反向延长线相交在主轴上一点），这一点叫透镜的焦点。焦距：焦点到光心的距离，叫焦距，用f表示。物距：物体到透镜光心的距离，用u表示。像距：光屏上的像到透镜的距离，用v表示。凸透镜的三条特殊光线：（1）平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线过对侧焦点；（2）过焦点的光线，经凸透镜折射后，平行于主光轴射出；（3）过光心的光线，传播方向不改变。凹透镜的三条特殊光线：（1）平行于主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过同侧焦点；（2）延长线过焦点的入射光线，经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出；（3）过光心的光线，传播方向不改变。凸透镜成像规律：凸透镜的成像规律物距（u）与焦距（f）的关系成像性质像距（v）与焦距（f）的关系应用u>2f倒立、缩小的实像2f>v>f照相机u=2f倒立、等大的实像v=2ff<u<2f倒立、放大的实像v>2f投影机u=f不成像u<f正立、放大的虚像放大镜总结：（1）成实像时，像与物异侧，左右、上下相反。变化规律：物距变小，像距变大，像也变大；物距变大，像距变小，像也变小。当u>v时，成倒立、缩小的实像；当u=v时，成倒立、等大的实像；当u<v时，成倒立、放大的实像。（2）特殊点：F点：是实像和虚像的分界点；2F点：是放大像和缩小像的分界点。（3）不论是实像还是虚像，越靠近焦点像越大。（2019·福建初二期中）请在图中画出反射光线OB的入射光线AO，并标出入射角及其大小。【参考答案】【详细解析】因为反射光线与镜面的夹角为60°，所以反射角为30°，可得入射角也为30°，在法线右侧画出入射光线AO，角度为30°，如图所示：1（2019·贵州中考模拟）下图是表示某一段光导纤维，一束激光从一端射入光导纤维，试在图中画出激光在光导纤维中传播时的情形。【答案】【解析】激光在光导纤维中传播时的情形，遵循光的反射定律，满足反射角等于入射角，光路图如下：2（2019·山东中考模拟）潜水艇下潜后，艇内的人员可以用潜望镜来观察水面上的情况。我们利用两块平面镜就可以制作一个潜望镜。如果一束光水平射入潜望镜镜口，它将经过怎样的路径射出？画出光路图来。【答案】【解析】过入射点画出法线，根据反射角等于入射角画出反射光线，再过二次入射点画出法线，根据反射角等于入射角画出反射光线，如图所示：（2019·福建初二期中）根据平面镜成像的特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A'B'。【参考答案】【详细解析】分别作出物体AB的端点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。如图所示：1（2019·高邮市朝阳中学初二期中）如图所示，、是平面镜前一点光源发出的光经平面镜反射后的两条反射光线，请在图中标出光源和像点的位置，并完成光路图。【答案】【解析】先将两条反射光线反向延长交于一点，该点即像点S'，再作出S'关于平面镜的对称点，该点即光源S的位置，连接S与两个入射点画出两条入射光线，如图所示：2（2019·山东中考模拟）平静水面的上方有一只小鸟，水中有条小鱼，水面一侧C点的人眼恰好看到它们在水中的像重合。A点代表小鸟的像，以小鱼眼睛B点代表小鱼的实际位置。请在图中画出小鸟在水面上方的实际位置A（用实心点·表示）以及人眼看到小鱼的光路图。【答案】【解析】小鸟以水面成像，A点代表小鸟的像，由平面镜成像特点知，小鸟的像A'与小鸟关于水面对称，由此作出小鸟的实际位置；水中鱼反射的光由水进入空气折射后进入人眼，人眼逆着折射光线看到鱼的像，看到水中的鱼与飞在天空中的小鸟在水中的像重合，即A'为B的像点，故连接A'C，与水面的交点O，连接BO为入射光线，OC为折射光线，如图所示：（2019·江西初二期中）如图甲所示，在南美原始森林的河流里有一种射水鱼，它在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物后，便向猎物射水，使猎物落到水面上再进行捕杀，假设喷射出的水在空中呈抛物线形状.关于这个情景，请你在图乙中作出光路图表示：猎物反射的光线是如何进入鱼的眼睛的。【参考答案】【详细解析】在水面上取一点O，过O点垂直水面作出法线，连接PO为入射光线，OE为折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：1（2019·厦门市莲花中学初二期中）如图是一条从玻璃斜射入空气的光线，请在图中画出它的反射光线和大致的折射光线。【答案】【解析】先过入射点垂直于界面作出法线，然后根据反射角等于入射角作出对应的反射光线；光从玻璃中斜射入空气，所以折射角大于入射角，由此可以作出对应的折射光线。光路如图所示：2（2019·庙前镇中学初二期末）如图所示，白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了七色光带，请你做出白光通过三棱镜的光路图，并在光屏上标出红光和紫光的位置。【答案】【解析】不同颜色的光的折射本领不同，所以经三棱镜后的偏折程度不同，红光的折射程度小，紫光的折射程度大，如图：（2019·辽阳市第九中学初二月考）凸透镜和凹透镜的右焦点重合，平行于主光轴的光线射入凸透镜上，画出光线经过两个透镜的光路图。【参考答案】【详细解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；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：1（2019·辽阳市第九中学初二月考）在水中竖直放置一块平面镜，水面放置凸透镜，且凸透镜的主光轴刚好与水面相平，F为凸透镜的焦点，S为水中的一个点光源，请画出从S点发出的光，经过平面镜反射后射向焦点F又穿过凸透镜的光路图。【答案】【解析】通过平面镜做光源的对称点，然后作出由发出经平面镜反射后经过焦点F的光线；经过凸透镜焦点的光线过凸透镜后平行射出。如图：2（2019·山东中考模拟）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经凹透镜的折射光线。【答案】【解析】画出像S的对称点S，可得光源S的位置，连接Sa，可得ab的入射光线；ab的延长线过凹透镜的焦点，折射光线平行于凹透镜的主光轴射出，如图所示：1（2019·福建初二期中）如图所示，笔在水中发生了“折断”，在图所示四幅光路图中，能正确说明产生这一现象的原因是A.B.C.D.2（2019·山东初三期中）请完成光路图。3（2019·广东初二期末）（1）如图所示，入射光线与镜面成30°，请按照要求作答：画反射光线；标出反射角。（2）请完成下面的光路图。4（2019·民勤县第六中学初三期中）如图所示，一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，OB为反射光线，请作出入射光线AO和大致的折射光线OC。5（2019·福建省永春第一中学初二期末）一条光线射入相互垂直的平面镜，如图所示，请画出这条光线经过二次反射后的反射光线，并标出反射角。6（2019·甘肃初二期末）如图，光斜射到空气和玻璃的分界面时，发生了反射和折射。在图中标出折射角并用箭头标出入射光线、折射光线的传播方向。7（2019·山东中考模拟）如图所示，人眼在A点观察到水中的点光源S所成的像处于B点位置，请画出人眼观察到像的光路图。8（2019·山东中考模拟）如图所示，观察者的眼睛在A处能看到发光点S在玻璃板中的像S'。请作出发光点S的位置，并完成光路图。（保留作图痕迹）9（2019·江门市第二中学中考模拟）请作出图中光线经三棱镜折射的大致光路图。10（2019·黑龙江中考模拟）如图所示，画出小源的脚上A点的光线经过平面镜后进入小源眼B点的光路图。11（2019·甘肃兰州）如图所示为某同学利用标有角度的圆盘、激光器和半圆形玻璃砖“探究光的折射规律”的实验示意图，其中AO为激光器发出的从空气射向半圆形玻璃砖的一束入射光线，请画出反射光线和玻璃砖中折射光线的大致方向。12（2019·江苏南通）如图，一束光从水中斜射入空气，请作出它的反射光线和大致的折射光线。13（2019·四川南充）如图，在舞蹈室的墙面上装有一块平面镜，王老师用一激光笔从S点照射镜面，在地面上P点看到一光斑，请用平面镜成像特点完成光路图。14（2019·江苏连云港）如图所示，小明在房间的A点通过平面镜看到了坐在客厅沙发上B点的爸爸，请画出此现象的光路图。15（2019·江苏苏州）图中，一条光线从空气射入水中，请标出它的入射角并大致画出折射光线。16（2019·山东济宁）如图所示，一束光水平射入潜望镜镜口后，通过潜望镜进入小明的眼睛。请画出光的传播路径。17（2019·广西桂林）请在图中完成光路图。18（2019·贵州黔东南州）如图所示，凸透镜主光轴与水面重合，即：上半部分在空气中，下半部分在水中，请作出通过凸透镜的入射光线，以及折射入水后的光线（方向大致符合物理规律即可）。19（2019·内蒙古通辽）如图所示，一束光线经凹透镜折射后，射向与凹透镜主光轴平行的平面镜上，请画出：（1）射向凹透镜的入射光线；（2）经平面镜的反射光线。20（2019·四川眉山）如图所示，ab是光源S发出经平面镜反射后射向凸透镜焦点F的一条光线，S是光源S在平面镜中的像。请画出：（1）光源S的位置；（2）光线ab经凸透镜后折射光线的大致位置。1C【解析】人看到笔在水中发生了“折断”是由于来自水中笔的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，就会觉得笔被“折断”了，故ABD不符合题意，C符合题意。2【解析】对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线，经凹透镜后平行于主光轴射出，平行于主光轴的光线再经凸透镜后会聚于凸透镜的焦点；再经平面镜反射后，过凸透镜焦点的光线，经凸透镜折射后平行于主光轴射出，再经凹透镜折射，其折射光线的反向延长线过虚焦点，如图所示：3 【解析】（1）过入射点做垂直于镜面的虚线即为法线，已知入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角等于90°30°=60°，根据反射角等于入射角，在法线的右侧即可做出反射光线，如下图所示：（2）根据凸透镜三条特殊光线可得：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过光心的光线传播方向不变，如下图：4【解析】过O点作垂直水面的法线，在法线的右侧作出入射角等于反射角得入射光线，在水面下，入射光线的异侧作出折射角小于入射角得折射光线，作图如下。5【解析】在水平的平面镜上画出法线，入射角为30°，根据反射角等于入射角得到反射角也为30°，在法线的另一侧作出反射光线，如图所示：6【解析】据图知道，入射点为O，先过入射点O画出法线，折射光线和入射光线分居于法线两侧，则AO为入射光线、OC为折射光线，OB为反射光线，反射角为，如图所示：7【解析】连接AB交水面于点O，过O点垂直水面作出法线，连接SO画出入射光线，连接OA画出折射光线，即为人眼观察到像的光路图。如图所示：。8【解析】根据平面镜成像特点，可先通过平面镜作出像S'对称的发光点S，连接SA交平面镜于点O，O即为入射点，连接SO为入射光线，OA为反射光线。9【解析】首先，在三棱镜的左侧面作出法线，由光的折射规律知道，光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，据此作出在玻璃中的折射光线；然后，在三棱镜的右侧面作出法线，光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，据此作出离开三棱镜的折射光线，故光路如下图所示：10【解析】作点A关于平面镜的对称点A，连接AB与镜面相交于O，点O即为入射点，再连接点A和入射点O即可。注意AO和OB为实线，并标注箭头表示光的传播方向。如图：11【解析】由图可知，入射角是45°，则反射角等于45°，折射角是小于45°，在玻璃砖上面法线右侧的空气中作出反射光线，在玻璃中法线的右侧作出折射光线；如图所示：12【解析】先过入射点作出法线，根据反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，在法线左侧的水中作出反射光线；根据光的折射定律，光从水中斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线与入射光线在两种介质中，在法线左侧的空气中作出折射光线，如图所示：13【解析】根据像与物体关于平面镜对称先作出S的像点S'，连接S'P，与平面镜的交点即为入射点，再连接S与入射点连线为入射光线，P与入射点连线为反射光线，如图所示：14【解析】小明的眼睛在A点，爸爸在B点，小明在A点通过平面镜看到了B点的爸爸，作B点关于镜面的对称点B，即为像点，连接像点和A点与镜面相交于一点O，即为入射点，连接BO、OA，则BO是入射光线，OA为反射光线，如下图所示：15【解析】首先过入射点画出法线，然后根据折射光线与入射光线和法线在同一平面内，且光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角做出折射光线，入射角是入射光线与法线的夹角，光路如图所示：16【解析】根据反射定律，过反射点作竖直向下的反射光线，再过二次反射点作垂直于入射光线的反射光线。如图所示：17【解析】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，如图所示：18【解析】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，由此可以画出这条折射光线对应的入射光线。过入射点垂直于水面作出法线，根据折射角小于入射角，在水中法线的另一侧作出折射光线，如图所示：19【解析】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焦点，据此画出入射光线；过平面镜的入射点垂直于镜面作出法线，然后根据反射角等于入射角，在法线右侧作出反射光线，如下图：20【解析】（1）画出像S的对称点S，可得光源S的位置，连接Sa，可得ab的入射光线；（2）ab的延长线过凸透镜的焦点，不属于凸透镜的三条特殊光线，由于凸透镜对光线具有会聚作用，折射光线向凸透镜的主光轴靠拢，如图：