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1、 章内专题一 光学作图题例析 类型之一 光的直线传播光路图 从光的传播方向和传播路径去分析即可。解答此类题的关键有两点：一是看光线的方向是否正确；二是光的传播路径是否是直的。 图 1 如图 1所示为小孔成像的现象，其成像的原因是 ( ) A光的反射 B光的折射 C光的色散 D光的直线传播 【 解析 】 小孔成像说明光在同一种介质中沿直线传播，小孔成的像是倒立的实像，与物体的形状相同，与小孔的形状无关故 D 人说山西好风光 ”，下列图片中的现象，属于光的反射形成的是 ( ) A五台山白塔的倒影 B晋祠铁人的影子 A C壶口瀑布上方的彩虹 D透过云层的光束 【 解析 】 白塔的倒影是由于光的反射形
2、成的， 人的影子是由于光的直线传播形成的， 虹是由于光的折射形成的， 过云层的光束是沿直线传播的， 如图 2所示，若用日光灯 2 (1)画出形成地球仪影子的示意图； (2)在图中标出影子的最暗部分 (本影 )、影子的较暗部分 (半影 )； (3)把影子最暗部分的形状大致描绘出来。 【 解析 】 (1)光在同一均匀介质中是沿直线传播的，当光照在不透明的物体上就在物体的背面形成一个黑暗的区域，这就是影子；过 两条光线和墙壁的交点就是影子的一部分；再过 两条光线和墙壁的交点就是影子的另外一部分； (2)过 球仪上端的光线和过 球仪下端的光线与墙壁的交点就是影子的最暗部分 (本影 )；影子中除去本影，
3、剩下的就是半影，如图： (3)最暗部分是一个上下窄、左右宽的椭圆形 【 答案 】 如图所示。 命题视角 3答图 类型之二 光的反射现象光路图 (1)利用反射定律画入射光线或反射光线以及镜面 当有光线从任意角度射向尾灯时，它都能把光 “反向射回 ”，在夜间，当汽车灯光照到它前方的自行车尾灯上，无论入射方向如何，反射光都能反射到汽车上，其光强远大于一般的漫反射光，就如发光的红灯，足以让汽车的司机观察到。 如图 3所示是一种称为 “角反射器 ”的光学装置，有一束激光沿 a、 1 上。试在图中作出经平面镜 2反射后的光路，并保留必要的作图痕迹。 图 3 【 答案 】 如图所示。 命题视角 1答图 在图
4、 4图中画出反射光线并标出反射角。 图 4 【 解析 】 试题分析：根据光的反射定律作图：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角，入射光线与镜面成 30 ，故入射角是 60 ，所以反射角也是 60 ，首先做出法线，入射光线与镜面的夹角是 30 ，所以入射角是 90 30 60 ，根据反射定律，反射角等于入射角也为 60 ，如图所示： 【 答案 】 如图所示。 命题视角 2答图 (2)根据平面镜成像特点画出物体的像、平面镜的位置以及物体 平面镜成像的特点是：像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换，即像物关于平面镜对称。解题的技
5、巧是作出物点和其像点的对应点，用虚线连接，像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形。注意的是一定要用虚线连接各像点得到物体的像。 如图 5所示，请画出物体 平面镜中的像。 【 解析 】 物体在平面镜中成像时，像与物的对应点关于平面镜对称，故做出 A、 B，连接 AB，用虚线表示，即为 图 5 【 答案 】 如图所示。 命题视角 1答图 如图 6所示，请根据平面镜成像的特点，画出物体 图 6 【 答案 】 如图所示 命题视角 2答图 如图 7所示， 画出字母 “L”在平面镜中的像。 图 7 【 答案 】 如图所示。 命题视角 3答图 (3)根据平面镜成像特点完成光路图、确定物 (光源 )、像的位置
6、平面镜成像特点是物像关于平面镜的轴对称。画图时需注意两点：实线与虚线的区别：实际光线、实物、平面镜符号画实线；法线、对称线、反射光线的反向延长线、虚像画虚线。箭头的方向：入射光线的箭头指向镜面，反射光线的方向背离箭头，反射光线的反向延长线过像点。 如图 8所示， a、 发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，请在答题卡的图中根据反射光线 a、 的位置。 图 8 【 解析 】 先将反射光线反向延长作像点后由平面镜成像的对称性作发光点或根据光的反射特点作出发光点。第一种作法：先将两条反射光线反向延长交于一点 S，通过平面镜作出 S的对称点S，即为发光点的位置，并连接 二种作法：分别过反射点垂直镜面
7、作出法线，画出两条入射光线，两条入射光线的交点 【 答案 】 如图所示。 命题视角 1答图 如 9图是一辆轿车的后视镜示意图， 机能通过右侧后视镜 面镜 )看到车位 据平面镜成像规律画出司机眼睛 点的光路图。 9 【 解析 】 先延长 后作 后连接即反射光线 )，并标出反射光线的方向，再连接 标出光线的方向。 【 答案 】 如图所示。 命题视角 2答图 如图 10所示， S是 图中画出平面镜的位置和 图 10 【 答案 】 如图甲或乙所示。 命题视角 3答图 类型之三 光的折射光路图 (1)已知入射光线与界面画出折射光线或已知折射光线与界面画出入射光线 已知入射光线与界面，可根据折射规律画出折
8、射光线。具体画法分三步： (1)确定入射点； (2)画出法线； (3)根据折射规律画出折射光线。光从空气斜射入玻璃和光从玻璃斜射入空气，入射角和折射角的大小关系是不同的。要分清光从哪种介质进入哪种介质，箭头方向不能画错。 小军和小刚一起做 “ 探究光的折射现象及特点” 的实验，当他们将一束光线从空气中以某入射角射入玻璃砖时，测得折射角为 40 。请在图 11中画出折射光线并标出折射角。当他们逐渐增大入射角时，折射光线将 _(选填 “ 靠近 ”或 “远离 ”)法线。 图 11 远离 【 解析 】 折射角是折射光线与法线的夹角，当光从空气中斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，由此可画出折射光线；由光
9、的折射规律知，折射角随入射角的增大而增大，当增大入射角时，折射角也增大，折射光线将远离法线。 【 答案 】 如图所示。 命题视角 1答图 如图 12所示，一束光从玻璃砖 射后从玻璃砖 画出这束光在 图 12 【 解析 】 根据光的折射规律，光从空气垂直射入玻璃时，光的传播方向不变；当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，即折射光线偏离法线。 【 答案 】 如图所示。 命题视角 2答图 如图 13，一束 光线从玻璃砖中垂直玻璃面射入空气中，请画出 该光线在空气中的传播路径和方向。 【 解析 】 垂直入射时，不发生折射，故沿直线传播。 【 答案 】 如图所示 命题视角 3答图 图 13 如图
10、14所示，一束光线垂直入射到 1/4圆形玻璃砖的平面上，请画出光线通过玻璃出射到空气中的光路图。 图 14 【 解析 】 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。 【 答案 】 如图所示 命题视角 4答图 (2)利用折射光路图解释有关现象 光的折射规律通常是以考查运用光的折射规律解释日常生活中的折射实例和以作图题型将光的反射和光的折射综合在一起考查。解答这类问题时，作光路图既可以帮助分析，又可使解答言简意赅。 如图 15所示，不透明的容器中 有一只铁制玩具青蛙，人的眼睛在 是_的缘故；向容器中注入适量
11、的水，眼睛就能够看到青蛙了，这是 _造成的。 图 15 光沿直线传播 光的折射 在碗底放一枚硬币 S，向碗里倒水后，会观察到 “硬币 ”上升，如图 16所示。请将眼睛看到硬币像 S的光路图补充完整。 图 16 【 答案 】 如图所示 命题视角 2答图 如图 17所示，岸边有一物体 B，潜水员从水中能看见 1，请作出一条眼睛能看到 图 17 【 答案 】 如图所示。 命题视角 3答图 (3)光的反射和光的折射综合作图 此类试题主要是考查同学们综合运用光学知识的能力。多数题以画光路为主，解答这样的习题时要注意三点：分清光的反射与折射现象；分清实线与虚线；分清三个不同的角 (入射角、反射角与折射角
12、)及它们的大小关系。 如图 18，一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射， 作出入射光线、法线和大致的折射光线。 图 18 【 答案 】 如图所示。 命题视角 1答图 如图 19，一束光射入水中，在水底形成光斑。 图 19 (1)画出水面的反射光线； (2)画出水中的折射光线。 【 解析 】 (1)根据光的反射定律，光射到水面上发生反射时，反射角等于入射角，所以画反射光线时要首先画出与水面垂直的法线，用量角器测出入射角大小，再画出与入射角等大的反射角，从而画出反射光线。 (2)根据光的折射规律，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，所以折射光线向靠近法线一侧偏折。 【 答案 】 如图所示 命题视角 2答图 完成下列作图题： 将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图 20所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。 图 20 【 解析 】 垂直射向水面的光的传播方向不改变，一直射到水中的平面镜上，在平面镜上发生反射，反射光线在水面处又发生折射，光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。 【 答案 】 如图所示。 命题视角 3答图 如图 2
