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专题 光路作图
一、作图题
1.按要求完成下列各图（保留作图痕迹）。
⑴如图所示，画出光源S发出光经平面镜反射后经过A点的光路图；
⑵如图所示，画出通过透镜前后的完整光路。
2.如图所示是一种称为“角反射器”的光学装置，有一束激光沿a、b方向入射到平面镜S1上，试在图中作出经平面镜S1、S2反射后的光路（保留必要的作图痕迹）
3.完成图中透镜的光路。
4.在图中，F1为凸透镜焦点，F2为凹透镜焦点。完成光线从左边射向凸透镜经折射后，再由凹透镜射出的完整光路。
5. 请根据要求作图,图是一束光从空气垂直射入玻璃砖内，请画出这束光从玻璃砖射出后折射光线的大致位置
6. 按要求作图．（作图时请用刻度尺）
（1）光从空气斜射入水中，请在图甲中画出入射光线对应的折射光线．
（2）请在图乙中画出木块受到浮力的示意图，并标注浮力的符号．
7. 画出图中人眼通过平面镜M看到桌底下球的光路．
8.按照题目要求作图：
如图甲所示是光纤传输的原理图，画出光信号从一端传播到另一端的路径图．
9.按照题目要求作图，并回答相应问题：
（1）图甲：完成图中的光路，并标出A点的像A′；
（2）图乙：请你在图中画出点光源S在平面镜中所成的像和S发出的经镜面反射且过P点的光线(保留作图痕迹)。
10.如图是经过平面镜反射的两条光线，请标出光源S的位置及对应的两条入射光线（保留必要的作图痕迹）
11.如图所示，是平面镜反射所形成的光路，图中虚线是法线，请在图中补充画出入射光线，并标出入射角
12.如图（1）所示，发光点S发出一条射向水面的光线，在水面发生反射和折射，反射光线经过P点。请在图中作出入射光线、反射光线及大致方向的折射光线。
如图（2）所示，长方体玻璃砖A侧有一发光点S，请用作图法作出在B侧看到S的像S′的光路图。
13. （1）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'。
（2）自行车尾灯的反光原理如图所示。请完成反射光路，并标出反射角度数。
（3）光线从水中射入空气，在图上画出反射光线和折射光线的大致光路。
14.
（1）图甲：完成图中的光路，并标出A点的像A′；
（2）图乙：请你在图中画出点光源S在平面镜中所成的像和S发出的经镜面反射且过P
的光线(保留作图痕迹)。
（3）用力的示意图作出: 沿着斜面滚下来的质量为0.6Kg的小球的重力。
15. （1）如图所示，请把凹透镜的光路图补充完整。
（2）AB表示平面镜前的物体，请根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB经平面镜所成的像。
（3）将一束固定不动的入射光从杯底斜射向空中，然后逐步向杯中注水，液面上升到虚线位置时的折射光路如图所示，请在图中画出液面上升到实线处时的折射光线。
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专题 光路作图
一、解答题
1.按要求完成下列各图（保留作图痕迹）。
⑴如图所示，画出光源S发出光经平面镜反射后经过A点的光路图；
⑵如图所示，画出通过透镜前后的完整光路。
【答案】
【解析】（1）平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点，即所有的反射光线都经过像点。既然这条反射光线也经过A点，那么就将它们连接起来确定入射点，最后再得到入射光线和反射光线即可。
（2）根据凸透镜的三条特殊光线完成作图。
【解答】（1）①通过发光点S作平面镜的垂线，然后在这条直线上平面镜另一侧根据“物像等距”找到像点S'；
②连接AS'，与镜面的交点就是发光点O；
③连接SO，这入射光线；连接OA，这就是反射光线，如下图所示：
（2）①与主轴平行的光线经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点；
②射向焦点的光线，通过凸透镜后，折射光线与主轴平行，如下图所示：
2.如图所示是一种称为“角反射器”的光学装置，有一束激光沿a、b方向入射到平面镜S1上，试在图中作出经平面镜S1、S2反射后的光路（保留必要的作图痕迹）
【答案】 解：如图所示：
【解析】根据光的反射定律完全作图即可。
【解答】（1）首先通过入射点做镜面S1上的垂线，这就是法线，然后根据“反射镜等于入射角”在法线下侧做出对应的反射光线；
（2）同理，作出在镜面S2上的反射光线；
（3）根据反射定律和角的知识可知，下面镜面上的反射光线与最初的入射光线平行，如下图所示：
3.完成图中透镜的光路。
【答案】 解：如图所示：
【解析】 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】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变． 如图：
4.在图中，F1为凸透镜焦点，F2为凹透镜焦点。完成光线从左边射向凸透镜经折射后，再由凹透镜射出的完整光路。
【答案】 解：如图所示：
【解析】根据凸透镜和凹透镜的三条特殊光线完成作图。
【解答】①从焦点射出的光线，经过凸透镜后，折射光线与主轴平行；
②与主轴平行的光线，经过凹透镜后，折射光线的反向延长线经过入射光线同侧的虚焦点，如下图所示：
5. 请根据要求作图,图是一束光从空气垂直射入玻璃砖内，请画出这束光从玻璃砖射出后折射光线的大致位置
【答案】 光从空气垂直入射到玻璃的表面传播方向不变．光从玻璃斜射入空气中，首先过入射点画出法线，然后根据折射角大于入射角，画出折射光线．如图所示：
【解析】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．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．
6. 按要求作图．（作图时请用刻度尺）
（1）光从空气斜射入水中，请在图甲中画出入射光线对应的折射光线．
（2）请在图乙中画出木块受到浮力的示意图，并标注浮力的符号．
【答案】
【解析】 【解答】解：（1）题目中已经画出法线，然后根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，画出折射光线．如图所示：
（2）过木块重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段，用符号F浮表示，如图所示：
（1）要解决此题，需要掌握光的折射规律：折射光线与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；当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角．
7. 画出图中人眼通过平面镜M看到桌底下球的光路．
【答案】
【解析】利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出球的像点，根据反射光线反向延长通过像点，可以由像点和眼睛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：作出球点S关于平面镜的对称点，即为像点S′，连接S′P交平面镜于点O，沿OP画出反射光线，连接SO画出入射光线，如图所示：
8.按照题目要求作图：
如图甲所示是光纤传输的原理图，画出光信号从一端传播到另一端的路径图．
【答案】 如图
【解析】【解答】光导纤维由内外两层组成，且内外两层的折射本领不同，激光不会透过去，激光是不断的经光纤壁反射向前传播．先作出“法线”，然后根据光的反射定律即可作出反射光线．如下图：
光在光纤通信中传播的时候，是沿光纤内壁不断的反射向前传播，根据光的反射定律即可作图．
9.按照题目要求作图，并回答相应问题：
（1）图甲：完成图中的光路，并标出A点的像A′；
（2）图乙：请你在图中画出点光源S在平面镜中所成的像和S发出的经镜面反射且过P点的光线(保留作图痕迹)。
【答案】 （1）
（2）
【解析】（1）根据凸透镜的“三条特殊光线”分别作出对应的折射光线，两条折射光线的交点就是A点的像；
（2）如果S点的反射光线经过P点，那么在P点肯定能够看到S点的虚像。将虚像和P点连接就可以确定入射点的位置，将入射点和发光点相连就是入射光线，将入射点和P点相连就是对应的反射光线。
【解答】（1）平行主轴的光线经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点；通过焦点的光线经过凸透镜后，折射光线与主轴平行；两条折射光线的交点就是A点的像A’；
（2）根据平面镜成的像和物体关于平面镜对称作出S点的像S'，然后将PS'连接起来与镜面相交，交点就是入射点O。连接SO就是入射光线，连接OP就是对应的反射光线。如下图：
10.如图是经过平面镜反射的两条光线，请标出光源S的位置及对应的两条入射光线（保留必要的作图痕迹）
【答案】 解：如图所示：
【解析】平面镜所成的虚像是所有反射光线反向延长线的焦点，据此找到像点的位置；物体在平面镜中所成的像与物体关于平面镜对称，据此完成作图。
【解答】①将两条反射光线反向延长，它们的交点就是像点S'；
②通过像点S'作镜面的垂线，然后在这条直线上镜面的另一侧根据“物像等距”找到发光点S，如下图所示：
11.如图所示，是平面镜反射所形成的光路，图中虚线是法线，请在图中补充画出入射光线，并标出入射角
【答案】 解:
【解析】解：图中法线已经给出．根据反射角与入射角相等作出入射光线，入射角为i．如图所示：
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，作出入射光线并标出入射角．
12.如图（1）所示，发光点S发出一条射向水面的光线，在水面发生反射和折射，反射光线经过P点。请在图中作出入射光线、反射光线及大致方向的折射光线。
如图（2）所示，长方体玻璃砖A侧有一发光点S，请用作图法作出在B侧看到S的像S′的光路图。
【答案】
【解析】结合光的反射和光的折射定律作图即可。
【解答】图（1）作图顺序：①以水面为平面镜，作S的像S’；②连接S’P，它与水面的交点为入射点O；③ 连接SO，为入射光线；④ 过O点作法线；⑤根据“光从空气斜射入水或其他透明介质时，折射角小于入射角”，画折射光线。
图（2）作图顺序：①根据“光从空气斜射入水或其他透明介质时，折射角小于入射角”，画出由S点发出的射入玻璃的折射光线；②根据“光从水或其他透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角”，画出射出玻璃的折射光线；③ 做射出玻璃的折射光线的反向延长线到A侧位置，此即为在B侧看到S的像S′的光路图。
故答案为：
13. （1）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'。
（2）自行车尾灯的反光原理如图所示。请完成反射光路，并标出反射角度数。
（3）光线从水中射入空气，在图上画出反射光线和折射光线的大致光路。
【答案】 （1）解：如图所示：
（2）解：如图所示：
（3）解：如图所示：
【解析】（1）根据平面镜成像的对称性完成作图；
（2）根据光的反射定律完成作图；
（3）根据光的反射定律和折射规律完成作图。
【解答】（1）①通过A点做平面镜的垂线，然后根据“物像等距”在镜面右侧这条直线上照到像点A'位置；
②同理，照到B点对应的像点B' 的位置；
③将两个像点A'、B'连接即可，如下图所示：
（2）①首先通过入射点作上面平面镜上的垂线，也就是法线，然后根据“反射角等于入射角”作出对应的反射光线；
②同理，作出下面平面镜上的反射光线，如下图所示：
根据光的反射定律可知，入射光线与上面镜面的夹角为30°，那么反射光线与上面镜面的夹角也是30°。那么入射光线与下面镜面的夹角为：90°-30°=60°，此时下面镜面上的入射角为：90°-30°=60°。根据“反射角等于入射角”可知，此时反射角为60°。
（3）①首先通过入射点作分界面的垂线，这就是法线，然后根据“反射角等于入射角”在法线右侧作出对应的反射光线；
②当光从水射入水中时，折射角大于入射角。在空气里面法线右侧，据此作出对应的折射光线即可，如下图所示：
14. （1）图甲：完成图中的光路，并标出A点的像A′；
（2）图乙：请你在图中画出点光源S在平面镜中所成的像和S发出的经镜面反射且过P
的光线(保留作图痕迹)。
（3）用力的示意图作出: 沿着斜面滚下来的质量为0.6Kg的小球的重力。
【答案】 （1）解：如图所示：
（2）解：如图所示：
（3）
【解析】（1）根据凸透镜的三条特殊光线完成作图；
（2）物体在平面镜中所成的像是所有反射光线反向延长线的交点，也就是所有的反射光线都经过像点。既然这条反射光线还经过P点，那么只需将像点与P连接就能找到入射点，从而完成光路图。
（3）分析重力的三要素，然后沿力的方向画一条线段即可。
【解答】（1）①从A点画与凸透镜主轴平行的光线，经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点；
②从A点画通过凸透镜焦点的光线，经过凸透镜后，传播方向不变；
③两条折射光线的交点就是A点的像A'，如下图所示：
（2）①通过S点作镜面的垂线，然后根据“物像等距”在镜面下方这条直线上找到像点S'；
②连接PS'，与镜面的交点为入射点O；
③则OP为反射光线，SO为入射光线，如下图所示：
（3）小球的重力作用在小球的重心上，方向竖直向下，大小为：G=mg=0.6kg×10N/kg=6N，如下图所示：
15. （1）如图所示，请把凹透镜的光路图补充完整。
（2）AB表示平面镜前的物体，请根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB经平面镜所成的像。
（3）将一束固定不动的入射光从杯底斜射向空中，然后逐步向杯中注水，液面上升到虚线位置时的折射光路如图所示，请在图中画出液面上升到实线处时的折射光线。
【答案】 （1）解：如图所示：
（2）解：如图所示：
（3）解：如图所示：
【解析】（1）根据凹透镜的三条特殊光线完成作图；
（2）根据平面镜成像的特点完成作图；
（3）根据光的折射规律完成作图。
【解答】（1）①射向凹透镜另一侧虚焦点的光线，经过凹透镜后与主轴平行；
②与主轴平行的光线，经过凹透镜后的光线的反向延长线经过入射光线同侧的虚焦点，如下图所示：
（2）①通过A点作垂直与镜面的法线，然后根据“物像等距”在镜面右侧这条直线上找到对应像点A'的位置；
②同理，找到B点的像点B'的位置；
③应虚线连接A'B’即可，如下图所示：
（3）①当水面的高度发生改变时，水面总是平行的。根据光的折射规律可知，当入射角不变时，空气中的折射角大小保持不变；
②根据“同位角相等，两直线平行”可知，最终折射光线是平行的，如下图所示：
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