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(共34張PPT)
光學作圖題解題技巧
考向1　利用光的反射定律和折射規律作圖
考向2　利用平面鏡成像的原理和特點作圖
考向3　利用透鏡對光的作用作圖
類型一 光學
考向1　利用光的反射定律和折射規律作圖
答 題 關 鍵 【必記知識】
1.在光的反射中,反射角始終等于入射角。
2.在光的反射和折射中,入射光線始終與反射光線、折射光線在法線的兩側。
3.光從一種介質斜射入另一種透明介質中,“空氣中的角總是大角”。
答 題 關 鍵 【答題規則】
規則1:光線要畫規范。
(1)實際光線要畫成實線,法線要畫成虛線。
(2)光線上一定要標箭頭且方向不要畫反。
(3)光線是直線,不能畫成曲線且中間不斷開。
(4)作圖時,法線作為輔助線不要漏畫。
規則2:角的大小關系要明晰。
(1)反射角要等于入射角。
(2)斜射時,不管是入射角還是折射角,空氣中的角要大于其他介質中的角。
(3)垂直入射時,折射光線傳播方向不改變。
(4)要標注題中要求的角度大小。
光的反射作圖
入射角與反射角的計算
（一）利用光的反射定律作圖
1.如圖所示,入射光經平面鏡反射后,反射光線與鏡面的夾角是30°。請根據光的反射定律畫出入射光線,并標出入射角的度數。
【解析】本題考查利用光的反射定律作圖。經過入射點作出法線,因為反射光線與鏡面的夾角是30°,所以反射角為90°-30°=60°;根據反射角與入射角相等作出入射光線,并標出入射角的度數。
60°
o
2.如圖所示，入射光線與鏡面成30°，請按照要求作答：①畫反射光線；②標出反射角。
解析：過入射點O做出法線ON，已知入射光線與鏡面的夾角為30°，則入射角等于90°﹣30°＝60°，根據反射角等于入射角，在法線的右側即可做出反射光線OB．
o
60°
3.如圖所示，小明利用一塊平面鏡使此時的太陽光水平射入隧道內，請你通過作圖畫出平面鏡并標出反射角的度數。
【解答】根據光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光線和入射光線夾角的角平分線就是法線的位置，然后過反射點做法線的垂線段即為平面鏡的位置；
由圖知：反射光線和入射光線的夾角180°﹣60°＝120°，則反射角等于入射角等于＝ = 60°。
o
60°
4.已知一束光與水平方向成30度夾角，要使光豎直向下射向井底的青蛙，試確定平面鏡的位置，并畫出平面鏡。
解題思路：先畫反射光線，再做反射光線和入射光線夾角的角平分線即法線，再確定平面鏡的位置
o
（二）利用光的折射規律作圖
1.如圖所示,一束光射向一塊玻璃磚,并穿過玻璃磚。畫出這束光進入玻璃和離開玻璃后的光線(注意標出法線)。
【解析】本題考查了光的折射。先過入射點垂直于界面畫出法線,當光從空氣斜射入玻璃時,入射光線和折射光線分居法線的兩側,折射角小于入射角。當光從玻璃斜射入空氣時,入射光線和折射光線分居法線的兩側,折射角大于入射角。
2.“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉。如圖所示,在一個干枯的井底正中央P點有一只青蛙,它的視野范圍如圖甲所示。大雨將井全部灌滿水,若青蛙仍在P點,請你在圖乙中畫出青蛙視野發生變化后的大致情況。
【解析】當井里灌滿水后,光線照到水面會發生折射現象,由于光是從空氣射向水,所以折射角小于入射角,因此井底之蛙看到的視野范圍比沒水時會看到的更大;變化后的大致范圍如圖中兩條入射光線之間的陰影區域所示。
3.如圖所示，一束光從水中斜射入空氣中，請畫出光斜射到水面時發生反射和折射的光路圖。
解析：圖中已經做出法線，從而確定了入射光線位于法線的右側，并確定了入射角的大小。然后根據反射光線與入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角，在法線左側做出對應的反射光線。光從水中斜射入空氣，折射角大于入射角，由此可以做出對應的折射光線。
o
4.如圖所示，一束光AO從空氣斜射入水中，請在圖中畫出：
(1)過O點的法線；(2)折射光線和反射光線的大致方向 。
考向2　利用平面鏡成像的原理和特點作圖
答 題 關 鍵 【必記知識】
作圖的依據是平面鏡成像特點和原理。
(1)像點是反射光線反向延長線的交點,即反射光線的反向延長線必定經過對應的像點。
(2)像與物關于鏡面對稱,像點與對應物點的連線被鏡面垂直平分。
答 題 關 鍵 【答題規則】
規則1:反射光線的反向延長線要畫成虛線。
規則2:像點與對應物點的連線要畫成虛線,且與平面鏡的夾角標垂直符號。
規則3:畫整個物體的像要用虛線。
規則4:所有光學作圖,要借助直尺、圓規、量角器等工具,不能胡亂畫。
利用平面鏡成像的原理和特點作圖
1.根據平面鏡成像特點，在圖中畫出物體AB所成的像。
【分析】平面鏡成像的特點是：像物大小相等、到平面鏡的距離相等、連線與鏡面垂直、左右互換，即像物關于平面鏡對稱，利用這一對稱性作出AB的像。
【解答】分別作出物體AB端點A、B關于平面鏡的對稱點A′、B′，用虛線連接A′、B′即為AB在平面鏡中的像。
A1
B1
2.根據圖中的像作出物體的位置。
【解答】①作A′點關于鏡面的對稱點A； ②作B′點關于鏡面的對稱點B；③作C′點關于鏡面的對稱點C； ④用實線連接AB、BC、AC，就是物體的位置。
A
B
C
3.如圖所示，平面鏡上方有一豎直擋板P，在AB和CD之間的區域內可以看見擋板左側的一個發光點S在平面鏡中的像．在圖中找出擋板左側這個發光點的位置．
S1
S
4.畫出圖中人眼通過平面鏡M看到桌底下球的光路。
【解析】作出球點S關于平面鏡的對稱點,即為像點S′,連接S′P交平面鏡于點O,沿OP畫出反射光線,連接SO畫出入射光線。
S1
O
S
P
5.如圖所示,從S點發出的一條光線,經平面鏡反射后,其反射光線恰好通過P點。請你作出這條入射光線并完成光路圖。
【解析】過鏡面作出點S的對稱點S′,即為點光源S在平面鏡中的像,連接S′P與鏡面交于O點,即為入射點(反射點),連接SO就得到入射光線,如圖所示:
S1
O
6.如圖所示,發光點S發出一條射向水面的光線,在水面發生反射和折射,反射光線經過P點。請在圖中作出入射光線、反射光線及大致方向的折射光線。
【解析】本題考查根據利用平面鏡成像的特點和原理、光的折射規律作圖。根據像與物關于鏡面對稱,作出點光源S關于水面的對稱點S′即像點;連接S′P,與水面的交點O即為入射點,連接SO即為入射光線;連接OP即為反射光線;過入射點O作水面的法線,根據折射光線和入射光線分居法線兩側,折射角小于入射角。可以作出對應的折射光線OA。
S1
O
考向3　利用透鏡對光的作用作圖
答 題 關 鍵 【必記知識】
1.根據透鏡對光的作用判斷透鏡種類:光通過透鏡折射后,若折射光比入射光更靠近主光軸,說明該透鏡對光有會聚作用,為凸透鏡;若折射光比入射光更偏離主光軸,說明該透鏡對光有發散作用,為凹透鏡。
答 題 關 鍵 2.牢記三條特殊光線通過透鏡后的傳播方向。
過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸 入射光線延長線過凹透鏡另一側焦點,則折射光線平行于主光軸
平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后過另一側的焦點 平行于主光軸的光線,經凹透鏡折射后其折射光線的反向延長線過焦點
過凸透鏡光心的光線傳播方向不改變 過凹透鏡光心的光線傳播方向不改變
答 題 關 鍵 【答題規則】
規則1:折射光線一定要延長到焦點處。
(1)平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后,折射光線要過焦點。
(2)平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后,折射光線的反向延長線要延長到另一側焦點處,否則錯誤。
規則2:光線的反向延長線要畫為虛線。
規則3:光線經過透鏡時,光線之間連接起來,不能有中斷。
凸透鏡的三條特殊光線
凹透鏡的三條特殊光線
1.根據已給出的入射光和出射光,在方框內畫出合適的透鏡。
【解析】本題考查透鏡對光的作用。凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發散作用,根據光經透鏡折射后與原來相比會聚了,故應填凸透鏡。
2.如圖是一束平行于主光軸的光線經透鏡折射后的光路,請在虛線框內畫出一個合適的透鏡。
【解析】本題考查透鏡對光的作用。凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發散作用,由題圖可知,光經透鏡后與原來相比變得發散了,所以可判斷出圖中的透鏡應為凹透鏡。
3.請在圖中畫出光線AO的折射光線和BC的入射光線。
【解析】本題考查凹透鏡特殊光線的畫法。對于凹透鏡,過光心的光線其傳播方向不變;指向另一側焦點的光線經凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸。
4.請在圖中畫出入射光線經凹透鏡后的折射光線。
【解析】本題考查凹透鏡作圖。平行于凹透鏡主光軸的光線經凹透鏡折射后,折射光線的反向延長線過焦點,作圖時先用虛線連接同側焦點和入射點,后用實線延長。
5.如圖所示,完成圖中的光路(請保留作圖痕跡)。
【解析】本題考查了經過凸透鏡的三條特殊光線。
凸透鏡有三條特殊光線:過光心的光線其傳播方向不變;過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸;平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點。
6.圖中凸透鏡的右焦點與凹透鏡的左焦點重合，請畫出經過兩透鏡的光路。
【分析】在作凸透鏡或凹透鏡的光路圖時，先確定所給的光線的特點再根據透鏡的光學特點來作圖。
【解答】（1）過焦點的光線經凸透鏡折射后，其折射光線平行 于主光軸；
（2）平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光 線的反向延長線過焦點；
7.一束光線射向凸透鏡后再經平面鏡反射射出，請將光路補充完整。
O1
8.如圖所示，MN為凸透鏡的主光軸，AB為蠟燭，A′B′為蠟燭所成的像，請用作圖法確定凸透鏡及一個焦點F的位置，并將它們畫出。
【解答】（1）連接A'A并延長交主光軸與一點，該點是凸透鏡的光心O，過光心O做一個凸 透鏡。
（2）由A點向凸透鏡作平行于主光軸的光線AC，連接A'C并延長交主光軸與一點 F，F是凸透鏡的焦點。
O
O
F
C

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