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【好题汇编·查漏补缺】备考2023—2024七年级科学下学期期末
专题05 光学作图
01 光的反射
1．如图，S为平面镜MN前的一个点光源，请画出通过A点的反射光线。（保留作图痕迹）
2．大卡车受车体限制，会出现视角盲区。右图是一辆卡车俯视图，D点为司机眼睛的位置，司机通过左侧的平面后视镜AB能看到车尾后部C点。请作出司机眼睛D看到车尾C点的光路图。
3．在答题卷相应位置按要求作图。根据入射光线和反射光线画出平面镜。
4．现要用平面镜将一束与水平面成30°的太阳光反射到竖井中，请在图中作出平面镜的位置，并标出镜面与水平面的夹角。
5．如图，两平面镜MP、PN夹角为60°，一束入射光线AO斜射到MP上，经两平面镜反射后与入射光线AO重合，请画出光路图。
02 平面镜成像
6．在图中画出 AB 物体在 MN镜子中的像。
第6题图 第7题图
7．如图为发光体AB在平面镜前所成的像A'B'，作出该物体。
8．在古城挖掘过程中，工作人员巧妙地引用太阳光水平照入挖掘隧道，解决了挖掘时的采光问题，如图甲所示，请画出平面镜的位置，并补全光路。
9．如图所示，a、b为镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，在图中画出点光源S的位置。
10．为了便于了解牙齿背面的情况，牙医会借助平面镜来观察，如图甲所示。请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
11．楼梯拐角的墙上装了一块镜子（如图所示）。请画出：灯S发出的光经过镜子反射到A点的径迹。
03 光的折射
12．如图所示，画出入射光线AO的反射光线和折射光线。
13．如图，在平静的湖边有一盏路灯标记为S，潜水爱好者在水下E处看到路灯的像为S′。请画出水下E处的人看到路灯S的光路图。
14．请你画出如图所示人眼看到水中鱼A的大致光路。
15．如图，把一支钢笔放在玻璃砖的背面，我们可以看到“钢笔错位了”，这其实是光的折射现象。
（1）请作出光线经过玻璃砖的的光路图。
（2）证明经过两次折射后的折射光线与最初的入射光线平行。
16．在已有的人工材料中，有一种称为负折射的材料。负折射材料不仅在隐身技术上有重要的运用价值，在制造光学器件上应用也很广泛。这类材料的特殊之处在于光在其中发生折射时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧。如图，甲图是将笔放在水中时发生的折射现象，乙图是将笔放在负折射材料中发生的折射现象。现有一束光通过某长方体透明负折射材料（图丙）再次入射到空气中，请在图丙中画出正确的光路图。
04 透镜成像
17．根据下两图中的入射光线或折射光线，分别作出相应的折射光线或入射光线。
18．在图中画出通过透镜的折射光线。
19．如图所示，凸透镜的主光轴刚好与水面相平，F是凸透镜的一个焦点。一束与水面平行的光入射到凸透镜上，请作出经凸透镜折射后进入水中光线的大致位置。（保留作图痕迹）
20．如图所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线，并标出反射角的度数。
第20题图 第21题图
21．如图所示，有一条经过平面镜反射过点的反射光线且平行于主光轴入射到凹透镜上，为像点，请确定点光源的位置，并补全光路图。
22．观察图中物体AB关于凸透镜所成的像A'B'，在图乙中大致画出物体AB合理的位置与大小。（不要求画光路图）
23．如图所示，可以利用不同的光学元件来改变入射光线OA的传播方向，请在图中分别画出两种合适的光学元件。（只要求画出光学元件大致位置的示意图，但须与光学规律相符）
24．在甲、乙图中，虚线框内都只有一个光学器件。已知单、双箭头的出射光线分别与单、双箭头的入射光线相对应，试在虚线框内填入适当的光学器件。
25．如图甲所示，在小宁与平面镜之间有只杯子，为何杯子和杯子的像在小宁眼球视网膜上成的像大小不同？根据“平面镜成像”、“视觉的形成”等有关知识，我们可以用作图的方法来解释上述现象。图乙为杯子的像CD在视网膜上成像的示意图，请你在图丙中画出杯子AB在视网膜上成的像。（要求：先根据平面镜成像规律画出AB，再用图乙的方法画出）
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【好题汇编·查漏补缺】备考2023—2024七年级科学下学期期末
专题05 光学作图
01 光的反射
1．如图，S为平面镜MN前的一个点光源，请画出通过A点的反射光线。（保留作图痕迹）
【答案】
【详解】过镜面作出点S的对称点S′，即为点光源S在平面镜中的像，连接S′A与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接SO就得到入射光线，OA即为反射光线，如下图
2．大卡车受车体限制，会出现视角盲区。右图是一辆卡车俯视图，D点为司机眼睛的位置，司机通过左侧的平面后视镜AB能看到车尾后部C点。请作出司机眼睛D看到车尾C点的光路图。
【答案】
【详解】先延长平面后视镜AB，作C点关于AB的对称点C′，然后连接DC′（即反射光线），并标出反射光线的方向，再连接C点和反射点（即入射光线），并标出入射光线的方向，如图所示：
3．在答题卷相应位置按要求作图。根据入射光线和反射光线画出平面镜。
【答案】
【详解】由光的反射定律知，反射角等于入射角，所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线，然后再过入射点作这个角平分线的垂线即可，如下图
4．现要用平面镜将一束与水平面成30°的太阳光反射到竖井中，请在图中作出平面镜的位置，并标出镜面与水平面的夹角。
【答案】
【详解】根据光反射定律知，反射角等于入射角，故反射光线与入射光线的夹角的平分线是法线的位置，再过入射点作出法线的垂线，就是平面镜所在的位置；根据入射光线与水平方向的夹角为30°，反射角数值射向井底，因此可知，反射角=入射角=60°，平面镜与水平方向的夹角为60°，如图所示：
5．如图，两平面镜MP、PN夹角为60°，一束入射光线AO斜射到MP上，经两平面镜反射后与入射光线AO重合，请画出光路图。
【答案】
【详解】根据光的反射定律作出AO的反射光线OB，且OB垂直于PN，再经PN面反射回来，如图所示：
02 平面镜成像
6．在图中画出 AB 物体在 MN镜子中的像。
【答案】
【详解】平面镜所成的像与物关于平面镜对称，故先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接，即为物体AB的像，如下图：
7．如图为发光体AB在平面镜前所成的像A'B'，作出该物体。
【答案】
【详解】已知A′B′是平面镜中的像，根据平面镜成像的特点知道，像与物体是大小相同的，且各对应点到平面镜的距离也是相等的，所以可根据对称性，分别过A′、B′向平面镜作垂线，并延长至等长，得到点A和B，连接AB由此可确定物体AB的位置，如下图
8．在古城挖掘过程中，工作人员巧妙地引用太阳光水平照入挖掘隧道，解决了挖掘时的采光问题，如图甲所示，请画出平面镜的位置，并补全光路。
【答案】
【详解】由题意可知，引用的太阳光水平照入隧道，过入射点先做出水平方向的反射光线，再过入射点作入射光线与反射光线夹角的平分线，即法线，最后过入射点作垂直于法线的平面镜，如下图所示：
9．如图所示，a、b为镜前一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线，在图中画出点光源S的位置。
【答案】
【详解】先将两条反射光线反向延长交于一点S′（即为点光源在平面镜中的像点），再通过平面镜作出S′的对称点S，即为点光源S的位置，并连接S与两个反射点画出两条入射光线，如图所示：
10．为了便于了解牙齿背面的情况，牙医会借助平面镜来观察，如图甲所示。请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【答案】
【详解】先作出A处牙齿关于平面镜的对称点A′，即像的位置，连接像A′和B处眼睛与平面镜交于O点，即为入射点，连接AO为入射光线，OB为反射光线，如下图所示：
11．楼梯拐角的墙上装了一块镜子（如图所示）。请画出：灯S发出的光经过镜子反射到A点的径迹。
【答案】
【详解】作光源的对称点即为像点，反射光线的反向延长线过像点，因此将S'和A点相连，平面镜到像点用虚线，平面镜到A点用实线，该连线与镜面的交点为反射点，光源与该点相连为入射光线，作图如下所示：
03 光的折射
12．如图所示，画出入射光线AO的反射光线和折射光线。
【答案】
【详解】根据反射角等于入射角画出反射光线OB；根据折射角小于入射角画出折射光线OC，如下图
13．如图，在平静的湖边有一盏路灯标记为S，潜水爱好者在水下E处看到路灯的像为S′。请画出水下E处的人看到路灯S的光路图。
【答案】
【详解】人眼看到的像在折射光线的反向延长延长线上，连接ES′与界面的交点即为入射点，过入射点垂直于界面作出法线，根据光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角，可画出水下E处的人看到路灯S的光路图，如图所示：
14．请你画出如图所示人眼看到水中鱼A的大致光路。
【答案】
【详解】连接眼睛和像点A'，与水面的交点为入射点；连接A和入射点，即为入射光线；连接眼睛和入射点，即为折射光线，如下图所示：
15．如图，把一支钢笔放在玻璃砖的背面，我们可以看到“钢笔错位了”，这其实是光的折射现象。
（1）请作出光线经过玻璃砖的的光路图。
（2）证明经过两次折射后的折射光线与最初的入射光线平行。
【答案】（1）（2）见解析
【详解】（1）由图中可知，光从空气中斜射入玻璃中时，会发生折射，折射光线靠近法线，过入射点O垂直玻璃砖上表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线，且使折射角小于入射角，光线从玻璃中斜射入空气中时，会发生第二次折射，折射光线远离法线，先过O′点垂直玻璃砖作出法线，再在玻璃砖的下方空气中作出折射光线，且使折射角大于入射角，折射光线与玻璃砖上表面的入射光线平行，光路图如下图所示
（2）证明：
由图中可知，因玻璃砖的上下边平行，故可知对应的两法线平行，即
CD∥EF
由平行线的特点可知
∠DOO′=∠EO′O
又由光路的可逆性可得
∠AOC=∠BO′F
由图中可知
∠AOC=∠DOO′+∠GOO′
∠BO′F=∠EO′O+∠HO′O
故可得
∠GOO′=∠HO′O
故由数学知识可得
AG∥HB
即经过两次折射后的折射光线与最初的入射光线平行。
16．在已有的人工材料中，有一种称为负折射的材料。负折射材料不仅在隐身技术上有重要的运用价值，在制造光学器件上应用也很广泛。这类材料的特殊之处在于光在其中发生折射时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧。如图，甲图是将笔放在水中时发生的折射现象，乙图是将笔放在负折射材料中发生的折射现象。现有一束光通过某长方体透明负折射材料（图丙）再次入射到空气中，请在图丙中画出正确的光路图。
【答案】
【详解】根据题意知道，光在负折射材料中发生折射时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧，故光路如下图
04 透镜成像
17．根据下两图中的入射光线或折射光线，分别作出相应的折射光线或入射光线。
【答案】
【详解】对于凸透镜，入射光线过焦点，则折射光线与主光轴平行，如图
对于凹透镜，折射光线与主光轴平行，则入射光线的延长线过焦点，如图
18．在图中画出通过透镜的折射光线。
【答案】
【详解】凸透镜对光有会聚作用，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如图所示：
19．如图所示，凸透镜的主光轴刚好与水面相平，F是凸透镜的一个焦点。一束与水面平行的光入射到凸透镜上，请作出经凸透镜折射后进入水中光线的大致位置。（保留作图痕迹）
【答案】
【详解】平行凸透镜主光轴的光线经折射后通过焦点，斜射向水中的光线进行入水中后会发生偏折，折射光是靠近法线的，如图所示：
20．如图所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线，并标出反射角的度数。
【答案】
【详解】经凸透镜的折射光线过焦点，入射光线平行于主光轴；过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，入射角为
90°-30°=60°
则反射角为60°，在法线右侧作出反射光线，标出反射角，如图所示：
21．如图所示，有一条经过平面镜反射过点的反射光线且平行于主光轴入射到凹透镜上，为像点，请确定点光源的位置，并补全光路图。
【答案】
【详解】根据平面镜成像的规律知道，像与物关于镜面对称，作出像点S'关于平面镜的对称点即为点光源S，反射光线与平面镜的交点O即为入射点，连接SO即为入射光线；对于凹透镜，平行于主光轴的光线通过凹透镜折射后光线反向延长通过虚焦点，光路如下
22．观察图中物体AB关于凸透镜所成的像A'B'，在图乙中大致画出物体AB合理的位置与大小。（不要求画光路图）

【答案】
【详解】由图可知，此时像距大于一倍焦距，小于二倍焦距，由凸透镜成实像规律可知，此时物距大于二倍焦距，所成的像是倒立、缩小的实像，物体是正立的，并且大于像的大小，作出物体AB合理的位置与大小，如下图所示：

23．如图所示，可以利用不同的光学元件来改变入射光线OA的传播方向，请在图中分别画出两种合适的光学元件。（只要求画出光学元件大致位置的示意图，但须与光学规律相符）
【答案】
【详解】添加一个平面镜，需要先画出法线，根据反射角等于入射角，所以法线是两光线夹角的角平分线，再根据法线和平面镜垂直画出平面镜，如图所示：
根据凸透镜对光线的会聚作用，入射光线看作是平行于主光轴的一条光线，据此画出主光轴，折射光线就是交于焦点的光线，据此画出凸透镜，如图所示：
凹透镜对光线具有发散作用，平行于主光轴的光线经过凹透镜后，折射光线的反向延长线会经过焦点，如图所示：
24．在甲、乙图中，虚线框内都只有一个光学器件。已知单、双箭头的出射光线分别与单、双箭头的入射光线相对应，试在虚线框内填入适当的光学器件。
【答案】见解析
【详解】甲图中光学元件不能使光线透过，但能改变方向，且向外发散，发生了反射，所以该图中是凸面镜，如图所示：
乙图中折射光线比起入射光线更加远离主光轴，该透镜对光线有发散作用，因此填凹透镜，如图所示：
25．如图甲所示，在小宁与平面镜之间有只杯子，为何杯子和杯子的像在小宁眼球视网膜上成的像大小不同？根据“平面镜成像”、“视觉的形成”等有关知识，我们可以用作图的方法来解释上述现象。图乙为杯子的像CD在视网膜上成像的示意图，请你在图丙中画出杯子AB在视网膜上成的像。（要求：先根据平面镜成像规律画出AB，再用图乙的方法画出）
【答案】
【详解】根据平面镜成像特点：像与物到镜面的距离相等，像与物的连线与镜面垂直，可分别过CD作镜面的垂线，从而确定杯子AB的位置。眼球的晶状体相当于凸透镜，物体在视网膜上所成的是倒立、缩小的实像。由图乙知，CD两点射向晶状体的过光心的光线传播方向不改变，这两条折射光线到达视网膜便形成了CD在眼球中的像。同理，过AB两点作通过光心的光线，这两条光线到达视网膜的位置，便是杯子AB在视网膜上成的像。作图如下：
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