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光學(xué)作圖專題（提高）
【中考展望】
1、中考要求
一般指根據(jù)題目的要求，完成相應(yīng)的作圖。它可以反映學(xué)生對(duì)某個(gè)物理概念和物理規(guī)律的理解和掌握程度，作圖題一般分為兩大類：基本作圖題和設(shè)計(jì)作圖題。基本作圖題考察基本作圖方法和基本作圖能力，設(shè)計(jì)作圖題考察建模能力，設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和作圖技巧。
2、中考動(dòng)向
中考作圖題主要在光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)和電磁學(xué)部分。
光學(xué)作圖題一般包括光的直線傳播、光的反射、折射作圖和平面鏡成像作圖。
【方法點(diǎn)撥】
1、光學(xué)作圖主要考查如下內(nèi)容
（1）光的直線傳播：小孔成像，影子的形成；
(2) 光的反射和折射：根據(jù)要求作出入射或反射光線、折射光線；
（3）平面鏡成像：根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作出物體的像或平面鏡的位置 ；
(4) 根據(jù)給定的入射光線和出射光線，在虛框內(nèi)填適當(dāng)光具。
2、解題指導(dǎo)
(1)光線要畫實(shí)線并加箭頭，注意“箭頭”方向 ；光的反向延長(zhǎng)線要畫虛線。
(2)平面鏡成像成的是虛像，一定要畫成“虛線” 。
(3)根據(jù)入射光線與出射光線在光具同側(cè)或異側(cè)判定面鏡或透鏡；根據(jù)出射光線變得會(huì)聚或發(fā)散判定凸透鏡或凹透鏡 。
【典型例題】
類型一、光的直線傳播
1、2020年5月21日清晨，我國(guó)東南沿海部分地區(qū)出現(xiàn)了“日環(huán)食”奇景。下圖是發(fā)生日環(huán)食時(shí)太陽(yáng)與月球的位置。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出人在其中能觀察到日環(huán)食的陰影區(qū)，并在該影區(qū)內(nèi)寫入字母“HS”。
【思路點(diǎn)撥】解答此題要知道：
因?yàn)楣馐茄刂本€傳播的，當(dāng)月球轉(zhuǎn)到地球和太陽(yáng)之間，月球擋住了太陽(yáng)照向地球的光，我們就看不到太陽(yáng)，這就是日食，日食分為日全食、日偏食、日環(huán)食三種。
（1）太陽(yáng)被月球完全遮住形成的日食叫日全食，在太陽(yáng)光完全照不到的區(qū)域（本影區(qū)）可以觀察到日全食；
（2）月球遮住太陽(yáng)的一部分形成的日食叫日偏食，在部分太陽(yáng)光照射到的區(qū)域（半影區(qū)）可以觀察到日偏食；
（3）月球只遮住太陽(yáng)的中心部分，在太陽(yáng)周圍還露出一圈日環(huán)，好象一個(gè)光環(huán)似的叫日環(huán)食。
【答案與解析】（1）日食是由于月球擋住了太陽(yáng)照向地球的光，太陽(yáng)發(fā)出的光照不到我們的眼睛，我們就看到太陽(yáng)是黑色的，這是光的直線傳播造成的；
（2）日環(huán)食是日食的一種，發(fā)生時(shí)太陽(yáng)的中心部分黑暗，邊緣仍然明亮，形成光環(huán)，這是因?yàn)樵虑蛟谔?yáng)和地球之間，但是距離地球較遠(yuǎn)，不能完全遮住太陽(yáng)而形成的。
答案如圖
【總結(jié)升華】此題考查的是日食的成因，我們要能夠根據(jù)我們所學(xué)的物理知識(shí)來(lái)解釋生活中的物理現(xiàn)象，知道日環(huán)食的形成原因是解題的關(guān)鍵。
舉一反三：
【變式】“坐井觀天，所見(jiàn)甚小”。請(qǐng)?jiān)趫D中用光路圖作出井底之蛙“觀天”的最大范圍（用斜線標(biāo)出）
【答案】

類型二、光的反射
2、如圖所示，兩平面鏡相互垂直，一束光入射到水平的鏡面上，試在圖中畫出光經(jīng)過(guò)兩個(gè)平面鏡兩次反射的光路，并標(biāo)出法線。

【思路點(diǎn)撥】根據(jù)反射定律知，反射角等于入射角，光經(jīng)過(guò)兩個(gè)平面鏡兩次反射后的反射光線與原來(lái)的入射光線平行。
【答案與解析】

【總結(jié)升華】本題利用了反射定律作圖：反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，反射角等于入射角。
舉一反三：
【變式】自行車的尾部安裝一種塑料制成的反光鏡，夜間騎車時(shí)，在車燈照射下，能把光線按原來(lái)方向返回。反光鏡結(jié)構(gòu)如圖所示，兩手面鏡相互垂直，當(dāng)一條光線AB人射到其中一平面鏡，

（l）作出所有反射光線的光路圖。
（2）證明經(jīng)過(guò)兩次反射后的反射光線會(huì)逆向射回。
【答案】
因?yàn)椤?+∠2=90° ，∠ABC=2∠1 ， ∠BCD=2∠2
所以∠ABC+∠BCD=2∠1+2∠2=2（∠1+∠2）=180°
所以AB∥CD
3、請(qǐng)?jiān)谙聢D中，畫出平面鏡的位置。

【思路點(diǎn)撥】根據(jù)光反射定律知，反射角等于入射角，故反射光線與入射光線的夾角的平分線是法線的位置，再過(guò)入射點(diǎn)作出法線的垂線，就是平面鏡所在的位置。
【答案與解析】由光反射定律知，反射角等于入射角，所以先做出反射光線與入射光線的夾角的平分線，然后再過(guò)入射點(diǎn)作這個(gè)角平分線的垂線即可。如圖所示：

【總結(jié)升華】本題利用了光的反射定律作圖：反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，反射角等于入射角。
舉一反三：
【變式】小明媽媽的錢包掉到了沙發(fā)下，沒(méi)有手電筒，小明借助平面鏡反射燈光找到了錢包。下圖中已標(biāo)出了反射光線和入射光線，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出平面鏡，并保留作圖痕跡。
【答案與解析】此題應(yīng)先確定哪條是入射光線和哪條是反射光線（本題已給出），箭頭易標(biāo)錯(cuò)。再做兩線夾角的角平分線即為法線；再過(guò)入射點(diǎn)做法線的垂線并畫上陰影線即為反射面。

4、如下圖，有一束光線由A點(diǎn)發(fā)出射向鏡面，反射后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出入射光線和反射光線。
【思路點(diǎn)撥】根據(jù)平面鏡成像知，物與像關(guān)于鏡面對(duì)稱，要作出B點(diǎn)的像點(diǎn)B′，連接AB′，與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)，再完成光路。
【答案與解析】作出B點(diǎn)的像點(diǎn)B′，連接AB′，與鏡面的交點(diǎn)為入射點(diǎn)O．再連接AO、BO，畫上箭頭，如下圖：
【總結(jié)升華】本題考查了平面鏡成像特點(diǎn)作圖。
類型三、光的折射

5、如圖一束光射向半圓形玻璃磚的圓心O，完成光進(jìn)入和射出玻璃的折射光路圖。
【思路點(diǎn)撥】由光的折射規(guī)律可知，折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，且當(dāng)光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射角小于入射角，當(dāng)光垂直從玻璃射入空氣中時(shí)，方向不變。
【答案與解析】當(dāng)光線垂直射向兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，傳播方向不改變；當(dāng)光從玻璃斜射入空氣中時(shí)，折射光線將向遠(yuǎn)離法線的方向偏折，即入射角小于折射角。如下圖所示：
【總結(jié)升華】本題考查了光的折射規(guī)律。
舉一反三：
【變式】如圖，作出入射光線AO的折射光線的大致方向。
【答案】因?yàn)楫?dāng)光從空氣斜射入水中或者其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，當(dāng)光線從空氣垂直射向水中時(shí)，傳播方向不改變。
6、如圖所示，根據(jù)光的折射情況，在虛線框內(nèi)填上一個(gè)適當(dāng)?shù)耐哥R。
【思路點(diǎn)撥】根據(jù)凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，而且平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過(guò)焦點(diǎn)，根據(jù)題目中的光路可知應(yīng)畫入凸透鏡。
【答案與解析】折射光線比入射光線會(huì)聚，所以在方框中畫入凸透鏡，如圖所示：
【總結(jié)升華】凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，而且有三條必須記住的特殊光線：過(guò)凸透鏡光心的光線其傳播方向不變；平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過(guò)焦點(diǎn)；過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸。
【鞏固練習(xí)】
1、如圖所示AB為一不透明的擋光板，CD為一日光燈管，EF為光屏，請(qǐng)用作圖找出光屏上沒(méi)有照亮的區(qū)域。

2、在如圖甲中，AO、BO/為點(diǎn)光源S射向平面鏡的兩條入射光線。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出點(diǎn)光源S和像點(diǎn)S/的位置并畫出光路圖。

3、在圖中做出人看到球的光路圖。

4、如圖所示，平面鏡上方有一豎直擋板P，AB和CD是擋板左側(cè)的發(fā)光點(diǎn)S發(fā)出的光經(jīng)過(guò)平面鏡反射后的兩條反射光線，請(qǐng)?jiān)趫D上作出發(fā)光點(diǎn)S。(要求留下作圖痕跡)
5、圖中，畫出了光通過(guò)透鏡前后的方向。在圖（a）、(b)中填上適當(dāng)類型的透鏡。
6、根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，在圖中畫出物體AB所成的像。

7、如圖所示，—束光射向凸透鏡經(jīng)折射后，折射光線射到一個(gè)平面鏡上。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出射向凸透鏡這束入射光和經(jīng)平面鏡反射的光路，并標(biāo)出反射角的度數(shù)。
8、如圖所示，在圖中填上不同的鏡子。
9、如圖所示，夏天的一個(gè)傍晚，有一個(gè)小孩站在池塘邊看到了水中有一輪彎彎的月亮。請(qǐng)你運(yùn)用光學(xué)知識(shí)作圖說(shuō)明這個(gè)小孩為什么能看到水中的明月。（保留作圖的痕跡）

10、畫出圖中光的大致傳播方向，（已知水面與凸透鏡主軸重合）

【答案與解析】
1、【答案】

【解析】根據(jù)光的直線傳播先尋找看不到C點(diǎn)的范圍，再找看不到D的范圍，兩個(gè)范圍的公共部分就是所求區(qū)域。
2、【答案】

【解析】根據(jù)平面鏡的成像規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)：像點(diǎn)與物點(diǎn)關(guān)于鏡面對(duì)稱，所有反射光線的反向延長(zhǎng)線都通過(guò)虛像點(diǎn)。這樣將AO、BO反向延長(zhǎng)即可找到物點(diǎn)S，作出S關(guān)于鏡面的對(duì)稱點(diǎn)S/，即為像點(diǎn)，最后連接OS/、O/S/就可以得到兩條反射光線，如圖乙。
3、【答案與解析】作出球關(guān)于鏡面的對(duì)稱圖，即為它的像，連接像與人眼，交鏡面于一點(diǎn)O，即為入射點(diǎn)。再完成光路，如圖所示。
4、【答案與解析】首先反向延長(zhǎng)BA、DC，交于一點(diǎn)S′，即像點(diǎn)．然后做S′的對(duì)稱點(diǎn)S即為發(fā)光點(diǎn)。
故答案為：
5、【答案與解析】（a）圖中是使從焦點(diǎn)發(fā)出的光變得平行，應(yīng)填一個(gè)凸透鏡；
?????????（b）圖中是使平行光線變得發(fā)散，應(yīng)填一個(gè)凹透鏡。
6、【答案與解析】分別作出端點(diǎn)A、B在平面鏡中的對(duì)稱點(diǎn)A′、B′，用虛線連接A′、B′，即為物體AB的像，如圖：
7、【答案】

【解析】①平行于主光軸的光通過(guò)凸透鏡后通過(guò)焦點(diǎn)。
②先作出法線，找出入射角是60°，反射角等于入射角，作出反射光線。
③反射角等于入射角，所以反射角也是60°。
8、【答案】

【解析】這道題同樣的光線要求填三種光具，這就要充分考慮凸透鏡、凹透鏡和平面鏡對(duì)光線的作用
9、【答案與解析】根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)中的物距等于像距，做出月亮在水面的像，連接像與小孩的眼睛即為入射點(diǎn)，再連接月亮和入射點(diǎn)即為入射光線，如圖所示：
10、【答案與解析】因?yàn)槿肷涔饩€平行主光軸，因此根據(jù)平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后的光線的過(guò)焦點(diǎn)畫出折射光線；然后過(guò)入射點(diǎn)（焦點(diǎn)）畫法線，并根據(jù)折射角小于入射角畫出折射光線；如圖所示：

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