2022年中考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练专题03 光作图题专题(解析版).pdf
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1、 1 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司专题专题 03 光作图题专题(解析版)光作图题专题(解析版)目录一、热点题型归纳.【题型一】 光直线传播作图.【题型二】 光反射作图.【题型三】 光折射作图.【题型四】 平面镜成像作图.【题型五】 透镜成像作图.二、最新模考题组练.【题型一题型一】 光直线传播作图光直线传播作图【典例分析典例分析】(2021曹县)如图,一盏路灯下站着两人,地上留下了他俩的影子。通过光路作图的方法画出路灯灯泡 S 的位置。【分析】根据光的直线传播原理可知,连接人和他影子的顶端所形成的直线必定经过点光源。
2、所以分别把两人的顶端和影子的顶端连接并延长可交于一点,即点光源 S 的位置。【解答】解:光在空气中沿直线传播,将两人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:考百分 2 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司 【提分秘籍提分秘籍】光直线传播作图光直线传播作图(1)小孔成像(成倒立的实像)(2)影子的形成和变化(3) “井底之蛙看世界”为何时片面的【变式演练变式演练】1如图所示,根据小孔成像的原理画出物体 AB 在虚线上成的像 AB。【分析】根据光的直线传播可作出物体 AB 在光屏上成的像。【解答】解
3、:A 射出的光线经小孔沿直线射向光屏,形成像点 A;B 射出的光线经小孔沿直线射向光屏,形成像点 B,连接像点 AB;如图所示 AB即为所求:。2 “井底之蛙”这个成语大家都很熟悉。请你根据所学知识画图说明为什么“坐井观天,所见甚小” 。 (A 点代表没有水的枯井底部青蛙所在位置,用阴影表示青蛙能够看到天的范围)考百分 3 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【分析】根据光在同种均匀介质中是沿直线传播的画出边缘的两条光线,即青蛙看到的范围。【解答】解:图中 A 点是青蛙的位置,将 A 点与井口左边的端点和井口右边的端点相连成
4、一直线,然后在直线上标出箭头,即得到两条射向青蛙眼睛的光线,这两条光线就决定了青蛙的观察范围。如下图阴影部分所示: 3如图所示,小华走在路灯下,请画出小华在地面上形成影子的光路,并用线段 AB 标出影子的范围。【分析】光在同种均匀物质中沿直线传播,当光遇到不透明物体时,在物体的后方形成一个暗区,这就是所谓的影子。【解答】解:过路灯和人的头顶作一条光线,这条光线和地面的交点就是小华影子最右端的位置,并标出影子的范围,如图所示:考百分 4 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【题型二题型二】 光反射作图光反射作图【典例分析典例分
5、析】(2021柳州)请画出图中的反射光线。【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。【解答】解:图中法线已经作出,根据反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射角等于入射角在法线的下侧画出反射光线,如图所示:【提分秘籍提分秘籍】光反射现象作图光反射现象作图光的反射定律:光的反射定律:在光的反射现象中,入射光线、反射光线、法线同在同一个平面内(三线共面);反射光线、入射光线分别位于法线的两侧(两线两侧);反射角等于入射角(两角相等)。(1)光反射现象作图需要遵循光反射定律(三线共面、两线两侧、两角相等)。(2)作图方法
6、:根据光反射定律利用量角器作图考百分 5 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【变式演练变式演练】1 (2021娄底)画出经图示平面镜组(两镜面互相垂直)反射后的反射光线。【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 906030;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
7、面平面镜之间的夹角为:903060,入射角为 906030,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:2 (2021天门)如图,一束光 AB 射向平面镜 MN,经 MN 反射后的光线射向另一平面镜MN(图中未画出) ,再经 MN反射后沿 CD 射出,CDAB。请完成光线 AB 经 MN 反射的光路图(保留作图痕迹) ;画出平面镜 MN;标出两平面镜夹角的度数。考百分 6 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【分析】先过入射点垂直界面作出法线,按反射定律的内容作出反射光线;已知反射光线经
8、MN反射后沿 CD 射出,CDAB,由此可得反射光线与 CD 的夹角,然后作入射光线和反射光线的角平分线,即法线,再过入射点作垂直于法线的镜面即为平面镜 MN;已知MBA45,根据反射角等于入射角,可知CBN45,已知 CDAB,利用几何知识求得两平面镜夹角的度数。【解答】解:过入射点画出法线,法线与界面垂直(虚线) ,根据反射角等于入射角画出反射光线;已知反射光线经 MN反射后沿 CD 射出,CDAB,由几何知识可得,BCD90,作BCD 的平分线,即法线;过入射点 C 做法线的垂线,即为平面镜 MN;如图所示:已知MBA45,根据反射角等于入射角,可知CBN45,已知 CDAB,ABCBC
9、D90,MCDBCN45,则MNM90,即两平面镜夹角的度数为 90。3 (2021黄冈)如图所示,F 处的点光源发出的任意一条光线 FO 经凹面镜反射后沿与主光轴 CC平行的方向射出。现有一条与 CC平行的光线 AO射向凹面镜。请作出 AO的考百分 7 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司反射光线,并用“r”标出其反射角。 “中国天眼”就是利用这种原理接收来自宇宙的电磁波的。【分析】凹面镜对光有反射作用,从焦点射向凹面镜的光经凹面镜反射后平行射出,根据光路是可逆的,可画出行于主光轴反射后过焦点,由此可作出反射光线,作出反射
10、光线与入射光线夹角的角平分线即为法线,然后可知反射角。【解答】解:通过焦点的光线入射代凹面镜上,被凹面镜反射后,反射光线平行主光轴射出,因为光路是可逆的,故平行主光轴的光入射代凹面镜上经反射后,反射光线会聚焦点,综上可知,光线 AO沿平行于主光轴 CC的方向入射到凹面镜导航,被凹面镜反射后,反射光线经过焦点 F,即 OF 就是反射光线,过 O作AOF 的角平分线即为法线,OF 与法线的夹角就是反射角,如图所示: 【题型三题型三】 光折射作图光折射作图【典例分析典例分析】(2021随州)许多同学喜欢游泳运动,但必须认识到该项运动也潜藏着危险。如图所示,救生员坐在泳池边高高的凳子上注视着泳池中的动
11、向,他发现由于泳池边缘的阻挡,泳池底部有一个视觉“盲区”监管不到。请画一条光线,从盲区边缘的池底处刚好射入救生员的眼睛的光路图。考百分 8 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【分析】光线从水中斜射入空气中时会发生折射现象,折射光线会远离法线,折射角大于入射角;根据人的眼睛的位置和泳池边缘做出折射光线,然后根据光的折射规律做出入射光线。【解答】解:由于光在同种均匀介质中是沿直线传播,根据人的眼睛和泳池边缘作出折射光线,光线从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,据此作出入射光线,如图所示:【提分秘籍提分秘籍】光折射现象作图光
12、折射现象作图光的折射定律:光的折射定律:在折射现象中,折射光线、入射光线、法线在同一平面内(三线共面) ;折射光线和入射光线分居在法线的两侧(两线两侧) ;3)当光从空气斜射入水等其他透明物质(玻璃、水晶等)时,折射角小于(大于、小于或等于)入射角;当光从水或其它透明物质斜射入空气时,折射角大于(大于、小于或等于)入射角(不等角,空气大) 。(1)根据光折射定律(特别是(特别是“空气大空气大” )进行作图(2)清澈的池水,池底或者鱼变浅,放杯子的筷子“折断” ;水下看岸边物体变高;海市蜃楼的成因等。【变式演练变式演练】1 (2021潍坊)如图所示,一束光斜射入盛有水的容器中,在容器底形成光斑
13、P1。保持光束和容器的位置不变,向容器中缓慢加水,光斑移到 P2位置时,请在图中画出此时的折射光线及水面位置。考百分 9 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【分析】折射规律的内容:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线与入射光线分居法线两侧,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。【解答】解:光线从空气中斜射入水中时,折射光线会靠近法线,保持入射光线不变,向容器中缓慢加水,折射点发生了变化,但折射光线的方向不变,即 P2位置的折射光线与 P1位置的折射光线是平行的,据此做出折射光线,该折射光线与入射光线的交点为折射
14、点,也是水面的位置,如图所示:2 (2021滨州)如图所示,光线 AO 与水面成 45角射在水面上,请在图中画出反射光线、折射光线的大致位置并标出反射角的度数。考百分 10 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【分析】光在水面同时发生折射和反射,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;根据光由空气斜射进入水中遵循的规律: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,光由空气斜射进入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,
15、作出折射光线。【解答】解:先过入射点 O 垂直水面作出法线,求出入射角为 904545,根据反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角也为 45,在空气中法线的右侧画出反射光线;折射角小于 45,在法线的右侧的水中画出折射光线,如图所示:3 (2021黄石)如图所示在水面上方有一发光点 S,发出的光线分别射到容器底上的 A 点和 B 点,以及经水面反射后到达容器右侧壁上的 C 点(C 点未标出) ,已知 A 点在 S 点的正下方,B 点在 A 点的右侧,请根据光的折射、反射规律画出光线到达 A、B、C 三点的传播路径并标出 C 点。【分析】发生光的折射时:光从空气斜射入水或其他介质中时,
16、折射光线与入射光线、法线在同一平面内同一平面内,折射光线和入射光线分居法线分居法线两侧;折射角小于入射角;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。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。考百分 11 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【解答】解:由题知,容器底上的 A 点在 S 点的正下方,S 发出的光,垂直射向水面,传播方向不变,即这条光线可到达 A 点;S 发出的光斜射向水面时,折射角小于入射角;连接 SB,在 SB 与水面的交点右侧合适位置选择
17、一个点 O,作为 S 发出光进入水中折射正好射到 B 点光路的入射点,连接 SO为入射光线,OB 为折射光线;过 O 点作法线,根据反射角等于入射角,在法线右侧的空气中画出反射光线与容器右壁交点为 C 点。如图所示:【题型四题型四】 平面镜成像作图平面镜成像作图【典例分析典例分析】(2021聊城)如图所示,从 A 点出发的一条光线,经平面镜反射后,其反射光线恰好经过 B 点,请作出这条入射光线并完成光路图。【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,连接 AB,与镜面的交点为入射点,再完成光路。【解答】解:过镜面作出点 A 的对称点 A,即为点
18、光源 A 在平面镜中的像,连接AB 与镜面交于 O 点,即为入射点(反射点) ,连接 AO 就得到入射光线,OB 为反射光线,如下图所示:考百分 12 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【提分秘籍提分秘籍】平面镜成像作图平面镜成像作图(1)光反射现象作图需要遵循光反射定律(三线共面、两线两侧、两角相等)。(2)作图方法:先画对称像点,再画光线【变式演练变式演练】1 (2021鄂尔多斯)如图中,请利用平面镜成像特点画出烛焰 S 点的像 S,并画出眼睛A 点看到像 S的光路图。【分析】先根据平面镜成像的特点作出 S 的像;再根
19、据平面镜成像原理可知,反射光线的反向延长线会过 S 的像点;连接像点与 A 点,则与平面镜的交点为入射点,再完成光路图即可。【解答】解:先通过平面镜作出发光点 S 的对称点 S即为 S 的像;连接 SA 交平面镜于点 O,连接 SO 即为入射光线,OA 为反射光线;如图所示:考百分 13 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司2 (2021日照)如图所示,物体 AO 放置在水平面上,AO 是 AO 在平面镜中的像,且AO 垂直于 AO。请在图中画出平面镜的位置,并标出镜面与水平面夹角的大小。【分析】根据平面镜成像特点可知平面镜
20、所成的像和物体关于平面镜对称。【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,做这两条线段的垂直平分线即可,如图所示:3 (2021黔西南州)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AB(保留作图痕迹) 。【分析】平面镜成像的特点是:成虚像、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。考百分 14 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【解答】解:分别作出物体 AB 端点 A、B 关于平面镜的对称点 A、
21、B,用虚线连接 A、B即为 AB 在平面镜中的像。如图所示:【题型五题型五】 透镜成像作图透镜成像作图【典例分析典例分析 1】(2021陕西)如图,请画出平行于主光轴及过光心 O 点的两条入射光线经凸透镜后的折射光线 【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凸透镜的三条特殊光线来作图。【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:【典例分析典例分析 2】(2021恩施州)请在图中补画出穿过透镜的光线。【分析】利用凹透镜的三条特殊光线作图: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;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,
22、其折射光线的反向延考百分 15 / 31原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司长线过焦点;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。【解答】解:由图可知,入射光线平行于凹透镜的主光轴,折射光线会远离主光轴,折射光线的反向延长线通过焦点,如图所示:【提分秘籍提分秘籍】透镜成像作图(1)透镜的三条特殊光线:光线经过透镜后,向厚的一方偏折过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经
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