专题训练(五) 光学作图
类型1 光的反射、折射综合作图
1.(2020南京)按要求作图(请保留作图痕迹)。如图所示,入射光线AO射向平面镜,画出反射光线OB,并标出反射角的大小。
2.如图所示,小张喜欢在家中养花,为了使客厅里花盆中的花能茁壮成长,小张想让室外太阳光照射到盆中花上的B处。请你在图中把光路补充完整并画出在A点放置的平面镜。
3.(2020东营)如图所示,一束光从水中斜射向空气中,同时发生折射和反射,试在图中画出这束光的折射光线的大致方向和反射光线。
4.如图所示,岸边有一物体B,潜水员在水中A点能看见B的像B1,请作出眼睛看到B的像B1的折射光路图及该光路中入射光线在水面发生反射后的反射光线。
根据光的反射定律和折射规律作图步骤:
(1)找入射点:入射(反射、折射)光线与界面的
交点。
(2)作法线:过入射点作垂直于界面的虚线。
(3)作光线:在光的反射作图中,根据“反射角等
于入射角”作反射光线(入射光线);在光的折射作图
中,根据“空气中的角总是大角”作折射光线(入射光线)。
类型2 平面镜成像作图
5.(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A'B'(保留作图痕迹)。
6.(2020恩施州)有一工作间,人在B处要想看到外间A处的花盆,需要在某处安装一块平面镜。请在图中把平面镜C画到合适的位置,并完成由B看到A的光路(只需在图中画出一条光的完整路径)。
7.如图所示,发光点S在平面镜MN中的像为S1,当平面镜转过一定角度时,它的像为S2,请你利用平面镜成像特点,画出转动后平面镜的大致位置M'N'。
8.(2020潍坊)如图所示,在清水池底水平放置一平面镜,一束光射向水面的A点,经水折射和平面镜一次反射后射向水面的B点,请作出该过程的光路图。
平面镜成像作图的注意事项:(1)像点是反射光
线反向延长线的交点,即反射光线的反向延长线必
定经过像点;(2)物、像连线用虚线,且与平面镜垂直;
(3)反射光线的反向延长线用虚线;(4)整个物体的像
要用虚线表示。
类型3 透镜作图
9.(2021泰安)请在图中补画折射光线(F是凸透镜的焦点,O是凸透镜的光心,光线SP平行于主光轴)。
10.(2021毕节)完成图中的光路图。
11.如图所示,物体AB通过凸透镜成正立、放大的像A'B',请画出凸透镜的位置,并确定该透镜的焦点F。(主光轴已给出)
12.如图所示,S'是S经凸透镜成的像,请作出由S发出的两条入射光线经凸透镜折射后的光路。
13.如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛放在位置A时,观测到在位置C成倒立、缩小的实像。若把蜡烛移到位置B,试作图找出蜡烛通过透镜的成像位置。
14.(2020大庆)如图所示,一束光射向凸透镜,请补充完整这束光通过凸透镜的光路图。
透镜的三条特殊光线:(1)过透镜光心的光线传
播方向不变。(2)平行于主光轴的光线经凸透镜折
射后过另一侧的焦点;根据光路可逆,经过凸透镜焦
点的光线经透镜折射后平行于主光轴。(3)平行于
主光轴的光线,经凹透镜折射后折射光线远离主光
轴,其反向延长线过焦点;根据光路可逆,射向凹透镜
另一侧焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴。
类型4 近视眼、远视眼成像作图
15.如图所示是远视眼的矫正光路图,在虚线框内画出矫正此视力问题所需的透镜。
16.如图所示,请你根据近视眼的矫正方法,完成光路图。
(1)近视眼的成因及矫正方法:由于晶状体凸度
过大或眼球前后径过长,使远处物体的像成在视网
膜前方,需要配戴凹透镜矫正,使进入眼睛的光发散
一些后再通过晶状体,使像成在视网膜上。
(2)远视眼的成因及矫正方法:由于晶状体凸度
过小或眼球前后径过短,使近处物体的像成在视网
膜后方,需要配戴凸透镜矫正,使进入眼睛的光会聚
一些后再通过晶状体,使像成在视网膜上。
答案解析
1.如图所示
2.如图所示
3.如图所示
4.如图所示
5.如图所示
6.如图所示
7.如图所示
8.如图所示
9.如图所示
10.如图所示
11.如图所示
解: 连接物、像的端点B、B'并延长B'B与主光轴交于O点,O点为凸透镜的光心,过O点垂直主光轴作出凸透镜;从B点平行于主光轴作一条入射光线,交凸透镜于E点,连接B'E并延长B'E交主光轴于F点,F点为凸透镜的一个焦点,EF为入射光线BE的折射光线,在凸透镜的左侧对称作出另一焦点F。
12.如图所示
13.如图所示
14.如图所示
15.如图所示
16.如图所示