(共30张PPT)
专题二 光
第二节 光的示意图
物理学考试卷对本节知识的考查以选择题为主,一般为选择题中的一个
选项,考查点主要有小孔成像的光路图、反射定律的光路图和平面镜的成像图、折
射规律的光路图和透镜的成像图、眼睛和眼镜的光路图等,一般在物理学考试卷中
占1分左右。通过分析历年有关本节知识点的试题的得分率发现,考生们对本节知
识点的掌握情况较好,出错率不高。因此,同学们复习时掌握相关光路图的画法,
并灵活运用即可。
考点1 小孔成像的光路图
小孔成像的原理是光的直线传播,小孔成像的光路图相对来说比较简单,也不
容易与其他光路图混淆。解答小孔成像的光路图相关试题的方法:先找到光源,根
据光的直线传播原理画出由光源经过小孔到光屏的光线,并从光路图中得出小孔成
像的规律。
考点加油站
1.小孔成像的光路图如下图所示。
2.小孔成像的规律:当像距大于物距时,所成的像是倒立、放大的实像;当像
距小于物距时,所成的像是倒立、缩小的实像。
3.小孔成像所成像的形状与光源的形状有关,与小孔的形状无关。
例1 如图甲所示,某兴趣小组利用空易拉罐和塑料薄膜制作成一个简易针孔照相机。
将其水平放置,在其左侧固定一支点燃的蜡烛,可在塑料薄膜上看到烛焰倒立的像。
请你在图乙中画出烛焰在塑料薄膜上的像 (保留作图痕迹)。
甲
乙
乙
[答案]
【满分笔记】找到光源,根据光的直线传播原理画出经过小孔的光线,就可以
画出小孔成像所得的像。
考点2 反射定律的光路图和平面镜成像图
江西省物理学考要求能辨别反射定律的光路图与折射规律的光路图,并且掌握
反射定律光路图的作图方法。反射定律的光路图从一点、两角、三线来掌握,一般
步骤:①确定入射点;②作法线;③由“反射角等于入射角”确定反射光线(或入射
光线)的位置。
平面镜成像的作图主要需要掌握平面镜成像作图的方法,并且能判断给出的光
路图的正误。作图的主要依据:平面镜成像的特点(等大、等距、垂直、对称、虚
像)。作图一般步骤:①根据题意,已知物点确定像点,或者已知像点确定物点
(像点是经镜面反射的光的反向延长线的交点),方法为作镜面的垂线,根据像与
物垂直、等距找到像点或者物点;②作出入射光线和反射光线(辅助线和平面镜后
的线都用虚线表示)。
考点加油站
1.区分反射定律的光路图与折射规律的光路图的方法:
(1)三线的位置不同,反射光线和入射光线在同种介质中,折射光线和入射
光线在不同介质中。
(2)两角的大小不同,反射现象中反射角等于入射角,折射现象中“空气角大”。
2.光现象作图注意事项:
(1)法线画虚线,与界面垂直,且要标注垂直符号。
(2)光线画实线加箭头,箭头方向表示传播方向(入射光线指向界面,反射
光线和折射光线背离界面);表示同一束光线的线不能断开。
(3)画平面镜时,一定要用短斜线标注出背面涂层。
(4)人眼看物体时,光的传播路径为从物体指向人眼。
例2 (2023·湖北宜昌改编)航天员舱外作业时,宽厚的航天服限制了他的视野,
为了看清胸前的操作面板,可以通过手腕处的小镜子(如图甲)进行观察。图乙中
点代表航天员的眼睛,点代表胸前某一按钮, 点是小镜子的位置,请你根据反
射光路图在 点准确画出镜面并标出镜面与竖直面的夹角度数。(保留作图痕迹)
甲
乙
[答案]
乙
【满分笔记】根据法线与平面镜垂直确定平面镜的位置;利用几何知识计算镜
面与竖直面的夹角度数。
考点3 折射规律的光路图和透镜的成像图
折射规律的光路图主要是掌握光的折射作图方法,在解题时能够画出相应的折
射光路图或者判断给出的光路图的正误。根据光的折射规律(共面、异侧及“空气
角大”)作图的一般步骤:①确定入射点;②作法线;③由“空气角大”确定折射光
线(或入射光线)的大致位置。
透镜成像作图的主要类型有:
(1)已知入射光线和透镜画折射光线;
(2)已知折射光线和透镜画入射光线;
(3)已知入射光线和折射光线画透镜。
在解答此类试题时,首先在给出的光路图中找到入射光线、折射光线和透镜类
型中的两个(即已知条件),再根据透镜对光线的作用规律和透镜的三条特殊光线
画出另一个。其次根据点光源发出的多条光线经过透镜之后的折射光线的交点(反
向延长线的交点),可以确定实像(虚像)的位置。牢记实际光线画实线,光的反
向延长线画虚线,虚像一定要用虚线画。
考点加油站
1.光的折射规律中角的关系:①光在空气和水或玻璃等分界面发生折射时,空
气中光与法线的夹角较大(简称“空气角大”)。②光垂直界面入射时,光沿直线前
进,传播方向不改变。③折射角随入射角的增大(减小)而增大(减小)。
2.透镜对光的作用规律:凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
3.正确理解会聚和发散作用:会聚作用指的是光经过凸透镜之后折射光线更加
靠近主光轴;发散作用指的是光经过凹透镜之后折射光线更加远离主光轴。
4.透镜的三条特殊光线作图
入射光线 平行于主光轴 过焦点 过光心
凸透镜
凹透镜
口诀 平行过(虚)焦,过(虚)焦平行,穿心不变
例3 如图所示,一凹透镜的主光轴与水面的夹角为 ,请画出图中一束光线经过
透镜后进入水中的传播路径。
[答案]
【满分笔记】记住透镜的三条特殊的光线,并弄清楚光的折射角与入射角的大
小关系(空气角大)是解题的关键。
考点4 眼睛和眼镜的光路图
江西省物理学考对眼睛和眼镜的光路图的考查主要有眼睛的结构及成像原理,
近视眼、远视眼的成因及其矫正等。在解答此类问题时,根据题中给出的光路图判
断是看远处还是看近处的物体,看远处的物体光线趋近于平行光,看近处的物体光
线更加发散;根据光路图判断是近视眼还是远视眼,成像在视网膜前,造成的是近
视眼,成像在视网膜后,造成的是远视眼。
考点加油站
视物特点 视物图示
正常 眼 晶状体和角膜共同作用相当于一 个凸透镜,把来自于物体的光会 聚在视网膜上,形成物体的像, 视网膜相当于光屏,成倒立、缩 小的实像 看远处物体 ________________________________ 看近处物体
_________________________________
近视 眼 只能看清近处的物体,用凹透镜 矫正 矫正前_______________________________ 矫正后
___________________________________
视物特点 视物图示
远视 眼 只能看清远处的物体,用凸透镜 矫正 矫正前 ______________________________________________ 矫正后
_________________________________________
续表
例4 根据近视眼的形成及矫正方法,在如图所示的虚线框内画出矫正所需的透镜并
完成光路图。
[答案]
【满分笔记】记住近视眼的成因和矫正方法是解题的关键。同学们在平时的学
习中,一定要保护好眼睛。
1.如图,表示近视眼成像原理的是____图。乙图想要看清楚近处的物体,可以佩戴
由____透镜制成的眼镜进行矫正。
甲
凸
甲
乙
2.如图所示,一束光线斜射到平面镜上,入射光线与平面镜
的夹角为 ,若转动入射光线,使入射角减小 ,则反
射光线和入射光线的夹角减小_____;若入射光线的方向不变,
让平面镜绕入射点顺时针转动 ,则反射光线顺时针转动
_____。
3.如图所示,光沿射向半圆形玻璃砖的圆心 ,分别透
过平直界面和圆弧形界面 ,在玻璃中的光线为
____(填“”或“”),光射出圆弧形界面 时的光
线为____(填“”“”“”或“ ”)。
4.如图所示,光在水和空气的界面 同时发生反射和折射,入
射角为____度,折射角为____度,界面 上面的介质是______。
30
42
空气
5.下列所示的光路图错误的是( )
D
A.小孔成像
B.近视眼的矫正
C.凸透镜对光线的作
用
D.人观察对岸的树木
在水中的倒影
6.下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是( )
D
甲
乙
丙
丁
A.图甲是放大镜看到的物体成正立、放大的实像
B.图乙是光从室外透过窗户玻璃进入室内
C.图丙是太阳在树荫下形成的圆形光斑
D.图丁是人眼看水中鱼比实际的更浅
7.在中国的传统文化中,过新年穿新衣,喻意万象更新。春节前,小明随妈妈一起
去商场买鞋,通过试鞋镜看所选的鞋子是否合适,如图甲所示。请在图乙中画出人
眼通过试鞋镜看到鞋上 点的光路图。
甲
乙
[答案]
乙
8.小明用空易拉罐做小孔成像实验,实验装置如图所示。请在图中的半透明纸上画
出蜡烛的像 ,并完成光路图。由所画光路图得:小孔成像所成的像是__
(填“正”或“倒”)立的___(填“实”或“虚”)像。
倒
实
[答案]
9.如图,一束光射向平面镜,经 反射后的
光线射向另一平面镜(图中未画出),再经
反射后沿射出, 。
(1)请完成光线经 反射的光路图(保留作图痕迹);
[答案]
(3)标出两平面镜夹角的度数。
(2)画出平面镜 (保留作图痕迹);
10.小文给同学们表演趣味小实验,她将一
块厚玻璃砖竖立在桌面上,让小明站在玻
璃砖右侧进行观察。如图所示,当小文将一
枚硬币缓慢移至玻璃砖左侧某一位置时,
小明惊奇地发现,硬币“进入”了玻璃砖内。
(1)小明看到的是硬币的____(填“实”或“虚”)像。
(2) 点发出的一束进入玻璃砖前的光线与其离开玻璃砖后的光线是______的。
虚
平行
(3)点是点的像点。请画出从 点出发的一条光线,经过玻璃砖进入眼睛的完
整光路。
[答案]
11.如图所示,是点光源在平面镜中所成的像,
发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧
焦点 。要求:
(1)画出点光源 ;
[答案]
(2)补充反射光线的入射光线;
(3)画出反射光线经过凸透镜的折射光线。
12.如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合, 是凸透镜
的焦点,水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸
透镜折射后进入水中,再经过水中的平面镜反射后恰好
过 点。请画出:
(1)经过凸透镜的折射光线;
[答案]
(2)进入水中的折射光线;
(3)经平面镜后的反射光线。