第2章 对环境的察觉：光学作图专题

光学作图专题
1．如下图所示，平面镜前有一发光点S，S1是它在镜中所成的像，当平面镜转动一个角度后，像的位置为S2。试作出平面镜的新位置。

2．有一束光通过A点射到镜面，反射后过B点，请画出下图的入射光线和反射光线.

3．如图所示，画出发光点S发出的光经平面镜反射后，经过P点的光路图。

4．在下图中的虚线框内的适当位置，填入符合要求的透镜______。

5．在水池的一角有一块平面镜，现有一束光线从水中射向平面镜，如图，请完成光路图，并标出反射角（用“α”表示）和折射角（用“β”表示）_____

6．如图是光由空气进入水中时的光路图，请补画出法线和界面位置．

7．如图，光从空气射到水面上，请画出反射光线和折射光线．

8．如图所示，根据给定的折射光线画出入射光线和反射光线。

9．如图所示，请画出人眼暗从A点看到物体S在平面镜中的像S′的光路图。

10．如图所示，是一束光从空气斜射入玻璃砖后，在玻璃砖中的传播路径，请大致画出该光线对应的入射光线和折射光线。

11．请在如图中画出光经过透镜折射后的光路图。

12．如图所示,F为凹透镜的焦点,为凹透镜的主光轴,AB为射向凹透镜且延长线过焦点的光线,在凹透镜的右侧有一平面镜MN和主光轴成60°角，完成光路图并标出光线AB经凹透镜折射和平面镜反射后与平面镜MN间的夹角的度数。.

13．按要求完成下列作图．
（1）如图甲所示，一束光从棱镜的AB面垂直射入，折射后从AC面射出，请画出这束光透过棱镜的光路图；
（2）在图中画出与入射光线对应的折射光线；
（3）请在丙图中作出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′．

14．（1）请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像，保留作图痕迹．
（2）如图所示，已知光线AO斜射入水中，O为入射点.请作出其反射光线OB和进人水中的折射光线OC的大致方向。
（3）请在图中作出两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线．




参考答案
1．如图所示

【解析】根据平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，先作出像在S1时的发光点的位置S，再由S、S2作出新平面镜的位置．
先作出S1关于平面镜的对称点S，再连接SS2，作出SS2的垂直平分线，在平分线位置画出新平面镜的位置，如图所示：

2．
【解析】根据平面镜成像特点，作出A点的像点A′，连接A′B，与镜面相交与O点，O点为入射点，OB为反射光线，再连接AO为入射光线。如图：

3．
【解析】利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出发光点S的像点S′，根据反射光线反向延长通过像点，可得像点和P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。
作出发光点S关于平面镜的对称点，即为像点S′，连接S′、P点交平面镜于点O，沿OP画出反射光线，连接SO画出入射光线，如图所示：

4．
【解析】入射都为平行光线，图A射出为发散光线，单双箭头射出的光线的位置不变，应填入凹透镜；
根据单双箭头光线的位置可判断，光线相交后射出，故图B内装凸透镜；
C图的射出光仍为平行光，只是改变了传播方向，由此可判定图C框内装有平面镜。
如图：

5．【解析】(1)过镜面的入射点垂直镜面作出法线,根据反射角等于入射角,作出与入射光线对称的反射光线;?
(2)光由水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,在空气介质中法线的右边大致作出折射光线,注意折射角大于入射角,如下图所示:?

6．【解析】光从空气斜射入水时，在空气与水的界面上，光会发生反射现象与折射现象，法线与界面垂直。由光的反射定律知：入射光线与反射光线在界面的同侧，在同一种介质中，入射光线与反射光线位于法线的两侧，入射光线射向界面，反射光线背离界面射出。由折射定律知：光从空气斜射入水时，入射光线与折射光线在界面的两侧，入射光线与折射光线位于法线的两侧，折射角小于入射角。由光路图及以上光的反射及折射定律可确定法线及界面。如图所示：

7．
【解析】反射定律的内容：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，按反射定律的内容作出反射光线；
折射定律的内容：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，据此作出折射光线。
过入射点垂直界面作出法线，根据反射角等于入射角在空气中法线右侧作出反射光线；
根据折射角小于入射角，在法线右侧的水中斜向下作出折射光线，如图所示：

8．
【解析】根据题中“折射光线画出入射光线和反射光线”可知，本题考查光的反射和折射的作图，根据光的反射和折射作图的方法，运用光路可逆、法线、反射定律、折射光的规律等，进行分析。
先过入射点作垂直于水面的法线，又因为光由水中斜射进入空气时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，所以，入射光线应向法线靠近，画出水中的入射光线；根据反射定律知道，反射光线和入射光线分居法线的两侧，由反射角等于入射角，即可确定反射光线的位置，光路如下：

9．
【解析】根据平面镜成像的特点，先画出物体s在平面镜中的像，连接A，与镜面的焦点为0点。连接S0，为入射光线，OA 为反射光线。如图所示：

10．
【解析】根据光的折射定律，一束光从空气斜射入玻璃砖后，在玻璃砖中的传播路径，在入射点画出法线，根据光从空气进入玻璃折射角小于入射角，画出入射光线。在玻璃砖中传播的光线由玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角。画出折射光线。如图所示：

11．
【解析】凸透镜三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴.②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变。光路图如图所示：

12．
【解析】图中为凹透镜，且AB入射光线的延长线过凹透镜的焦点F，再根据凹透镜的三条特殊光线找出反射光线的位置，根据光的反射定律确定经平面镜反射的光线与平面镜的夹角；
AB入射光线的延长线过凹透镜的焦点F，所以经凹透镜折射后的光线平行于主光轴射向平面镜，根据几何关系可知，反射光线与平面镜MN的夹角为60°，具体作图如下：

13．
【解析】（1） 光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变，当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线，在作图时，注意先做出法线，如图所示：

（2）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示：

（3）根据像物关于平面镜对称,作出A点的对称点A′,同理作出B点的对称点B′,用虚线连接A′B′，即为AB的像。如下图：

14．
【解析】（1）作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为物体AB的像，如图所示：

（2）先过入射点作出法线，然后根据反射角与入射角相等作出反射光线OB，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角作出折射光线OC，如图所示：

（3）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；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。如图所示：











试卷第1页，总3页


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