专题训练 光学作图
类型1 光的反射、折射综合作图
1.(2020呼伦贝尔)如图所示,有一束光从空气斜射入水中,MN为法线,请你画出入射光线的反射光线和折射光线。
2.如图所示,一条光线垂直于玻璃砖的AB面入射,请作出光线进入玻璃砖,在玻璃砖AC面上的反射光线和大致的折射光线。
3.如图所示,空气中一束光经过S点斜射向竖直放置的平面镜,经平面镜反射后射向一块玻璃砖的上表面,并穿过玻璃砖从下表面射出,请在图中画出该光路图(不考虑玻璃砖的反射)。
4.(2020随州)如图所示是一长方形玻璃砖ABCD,其中AB、BC面涂有反射涂层,一条光线从AD面射入玻璃砖,请画出该光线进入玻璃砖后经过AB、BC面的两次反射,并最终从AD面射出的光路图。
规律方法
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 平面镜成像的相关作图
5.(2021河池)请在中作出物体AB在平面镜中的像(请保留作图痕迹)。
6.如图所示,AB、CD是发光点S发出经平面镜反射后的两条光线,请在图中画出光路,确定发光点S的位置和它经平面镜所成的像S'。
7.如图甲所示,家用小轿车的前挡风玻璃都是倾斜的,这样可以保证夜间行车时,车内景物通过挡风玻璃所成的像,成在司机前面斜上方,避免干扰司机视线,保证驾驶安全。请你在图乙中画出司机眼睛(B点)通过挡风玻璃MN看到车内装饰物(A点)的像的光路图。
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。
规律方法
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)像、物连线用虚线,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 透镜相关作图
9.(2020广西)请在中根据入射光线画出相对应的折射光线。
10.(2021毕节)完成中的光路图。
11.(2020鄂尔多斯)如图所示是投影仪的简化结构图,请在图中画出入射光线经凸透镜折射及再经平面镜反射后的光路图。
12.(2020青海)如图所示,平面镜垂直于凸透镜主光轴且在凸透镜左侧焦点上,请完成光路图。
13.(2020丹东)如图所示,凹透镜与凸透镜的主光轴平行且凸透镜的主光轴与水面重合,凹透镜的焦点为F1,凸透镜的焦点为F2,一条光线经凹透镜(该光线的延长线过凹透镜的焦点F1)折射后射向凸透镜,后经凸透镜折射后最终射入水中,请画出此过程的光路图。
14.如图所示,一束光射向凸透镜,请将这束光通过凸透镜的光路图补充完整。
15.(2021宜昌)小静在玩耍时透过爷爷的老花眼镜看到了小玩偶的像,请你在中作光路图确定玩偶S点所成像S'的位置。图中O为老花镜的光心,F为其焦点。
16.中S'为烛焰上S点的像,请通过作图画出透镜,标出透镜的一个焦点F的位置,并完成光路图。
规律方法
透镜的三条特殊光线:
(1)凸透镜:过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧的焦点;过凸透镜光心的光线传播方向不改变。
(2)凹透镜:入射光线的延长线过凹透镜另一侧的焦点,则折射光线平行于主光轴;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;过凹透镜光心的光线传播方向不改变。
类型4 近视眼、远视眼成像作图
17.如图所示是矫正远视眼的光路示意图,请在虚线框内画出合适的透镜。
18.如图所示,请你根据近视眼的矫正方法,完成光路图。
规律方法
(1)近视眼的成因及矫正方法:由于晶状体曲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,需要戴凹透镜矫正,使进入眼睛的光线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:由于晶状体曲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,需要戴凸透镜矫正,使进入眼睛的光线会聚一些后再通过晶状体,使像成在视网膜上。
答案
专题训练(三) 光学作图
1.如图图所示
2.如图图所示
3.如图图所示
4.如图图所示
5.如图图所示
6.如图图所示
7.如图图所示
8.如图图所示
9.如图图所示
10.如图图所示
11.如图图所示
12.如图图所示
13.如图图所示
14.如图图所示
15.如图图所示
16.如图图所示
17.如图图所示
18.如图图所示