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(共34张PPT)
光学作图题解题技巧
考向1　利用光的反射定律和折射规律作图
考向2　利用平面镜成像的原理和特点作图
考向3　利用透镜对光的作用作图
类型一 光学
考向1　利用光的反射定律和折射规律作图
答 题 关 键 【必记知识】
1.在光的反射中,反射角始终等于入射角。
2.在光的反射和折射中,入射光线始终与反射光线、折射光线在法线的两侧。
3.光从一种介质斜射入另一种透明介质中,“空气中的角总是大角”。
答 题 关 键 【答题规则】
规则1:光线要画规范。
(1)实际光线要画成实线,法线要画成虚线。
(2)光线上一定要标箭头且方向不要画反。
(3)光线是直线,不能画成曲线且中间不断开。
(4)作图时,法线作为辅助线不要漏画。
规则2:角的大小关系要明晰。
(1)反射角要等于入射角。
(2)斜射时,不管是入射角还是折射角,空气中的角要大于其他介质中的角。
(3)垂直入射时,折射光线传播方向不改变。
(4)要标注题中要求的角度大小。
光的反射作图
入射角与反射角的计算
（一）利用光的反射定律作图
1.如图所示,入射光经平面镜反射后,反射光线与镜面的夹角是30°。请根据光的反射定律画出入射光线,并标出入射角的度数。
【解析】本题考查利用光的反射定律作图。经过入射点作出法线,因为反射光线与镜面的夹角是30°,所以反射角为90°-30°=60°;根据反射角与入射角相等作出入射光线,并标出入射角的度数。
60°
o
2.如图所示，入射光线与镜面成30°，请按照要求作答：①画反射光线；②标出反射角。
解析：过入射点O做出法线ON，已知入射光线与镜面的夹角为30°，则入射角等于90°﹣30°＝60°，根据反射角等于入射角，在法线的右侧即可做出反射光线OB．
o
60°
3.如图所示，小明利用一块平面镜使此时的太阳光水平射入隧道内，请你通过作图画出平面镜并标出反射角的度数。
【解答】根据光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置，然后过反射点做法线的垂线段即为平面镜的位置；
由图知：反射光线和入射光线的夹角180°﹣60°＝120°，则反射角等于入射角等于＝ = 60°。
o
60°
4.已知一束光与水平方向成30度夹角，要使光竖直向下射向井底的青蛙，试确定平面镜的位置，并画出平面镜。
解题思路：先画反射光线，再做反射光线和入射光线夹角的角平分线即法线，再确定平面镜的位置
o
（二）利用光的折射规律作图
1.如图所示,一束光射向一块玻璃砖,并穿过玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线(注意标出法线)。
【解析】本题考查了光的折射。先过入射点垂直于界面画出法线,当光从空气斜射入玻璃时,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角。当光从玻璃斜射入空气时,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角大于入射角。
2.“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉。如图所示,在一个干枯的井底正中央P点有一只青蛙,它的视野范围如图甲所示。大雨将井全部灌满水,若青蛙仍在P点,请你在图乙中画出青蛙视野发生变化后的大致情况。
【解析】当井里灌满水后,光线照到水面会发生折射现象,由于光是从空气射向水,所以折射角小于入射角,因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到的更大;变化后的大致范围如图中两条入射光线之间的阴影区域所示。
3.如图所示，一束光从水中斜射入空气中，请画出光斜射到水面时发生反射和折射的光路图。
解析：图中已经做出法线，从而确定了入射光线位于法线的右侧，并确定了入射角的大小。然后根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，在法线左侧做出对应的反射光线。光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，由此可以做出对应的折射光线。
o
4.如图所示，一束光AO从空气斜射入水中，请在图中画出：
(1)过O点的法线；(2)折射光线和反射光线的大致方向 。
考向2　利用平面镜成像的原理和特点作图
答 题 关 键 【必记知识】
作图的依据是平面镜成像特点和原理。
(1)像点是反射光线反向延长线的交点,即反射光线的反向延长线必定经过对应的像点。
(2)像与物关于镜面对称,像点与对应物点的连线被镜面垂直平分。
答 题 关 键 【答题规则】
规则1:反射光线的反向延长线要画成虚线。
规则2:像点与对应物点的连线要画成虚线,且与平面镜的夹角标垂直符号。
规则3:画整个物体的像要用虚线。
规则4:所有光学作图,要借助直尺、圆规、量角器等工具,不能胡乱画。
利用平面镜成像的原理和特点作图
1.根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB所成的像。
【分析】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，利用这一对称性作出AB的像。
【解答】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。
A1
B1
2.根据图中的像作出物体的位置。
【解答】①作A′点关于镜面的对称点A； ②作B′点关于镜面的对称点B；③作C′点关于镜面的对称点C； ④用实线连接AB、BC、AC，就是物体的位置。
A
B
C
3.如图所示，平面镜上方有一竖直挡板P，在AB和CD之间的区域内可以看见挡板左侧的一个发光点S在平面镜中的像．在图中找出挡板左侧这个发光点的位置．
S1
S
4.画出图中人眼通过平面镜M看到桌底下球的光路。
【解析】作出球点S关于平面镜的对称点,即为像点S′,连接S′P交平面镜于点O,沿OP画出反射光线,连接SO画出入射光线。
S1
O
S
P
5.如图所示,从S点发出的一条光线,经平面镜反射后,其反射光线恰好通过P点。请你作出这条入射光线并完成光路图。
【解析】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′P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,如图所示:
S1
O
6.如图所示,发光点S发出一条射向水面的光线,在水面发生反射和折射,反射光线经过P点。请在图中作出入射光线、反射光线及大致方向的折射光线。
【解析】本题考查根据利用平面镜成像的特点和原理、光的折射规律作图。根据像与物关于镜面对称,作出点光源S关于水面的对称点S′即像点;连接S′P,与水面的交点O即为入射点,连接SO即为入射光线;连接OP即为反射光线;过入射点O作水面的法线,根据折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角。可以作出对应的折射光线OA。
S1
O
考向3　利用透镜对光的作用作图
答 题 关 键 【必记知识】
1.根据透镜对光的作用判断透镜种类:光通过透镜折射后,若折射光比入射光更靠近主光轴,说明该透镜对光有会聚作用,为凸透镜;若折射光比入射光更偏离主光轴,说明该透镜对光有发散作用,为凹透镜。
答 题 关 键 2.牢记三条特殊光线通过透镜后的传播方向。
过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴 入射光线延长线过凹透镜另一侧焦点,则折射光线平行于主光轴
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧的焦点 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
过凸透镜光心的光线传播方向不改变 过凹透镜光心的光线传播方向不改变
答 题 关 键 【答题规则】
规则1:折射光线一定要延长到焦点处。
(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线要过焦点。
(2)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线要延长到另一侧焦点处,否则错误。
规则2:光线的反向延长线要画为虚线。
规则3:光线经过透镜时,光线之间连接起来,不能有中断。
凸透镜的三条特殊光线
凹透镜的三条特殊光线
1.根据已给出的入射光和出射光,在方框内画出合适的透镜。
【解析】本题考查透镜对光的作用。凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,根据光经透镜折射后与原来相比会聚了,故应填凸透镜。
2.如图是一束平行于主光轴的光线经透镜折射后的光路,请在虚线框内画出一个合适的透镜。
【解析】本题考查透镜对光的作用。凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,由题图可知,光经透镜后与原来相比变得发散了,所以可判断出图中的透镜应为凹透镜。
3.请在图中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线。
【解析】本题考查凹透镜特殊光线的画法。对于凹透镜,过光心的光线其传播方向不变;指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。
4.请在图中画出入射光线经凹透镜后的折射光线。
【解析】本题考查凹透镜作图。平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过焦点,作图时先用虚线连接同侧焦点和入射点,后用实线延长。
5.如图所示,完成图中的光路(请保留作图痕迹)。
【解析】本题考查了经过凸透镜的三条特殊光线。
凸透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。
6.图中凸透镜的右焦点与凹透镜的左焦点重合，请画出经过两透镜的光路。
【分析】在作凸透镜或凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】（1）过焦点的光线经凸透镜折射后，其折射光线平行 于主光轴；
（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；
7.一束光线射向凸透镜后再经平面镜反射射出，请将光路补充完整。
O1
8.如图所示，MN为凸透镜的主光轴，AB为蜡烛，A′B′为蜡烛所成的像，请用作图法确定凸透镜及一个焦点F的位置，并将它们画出。
【解答】（1）连接A'A并延长交主光轴与一点，该点是凸透镜的光心O，过光心O做一个凸 透镜。
（2）由A点向凸透镜作平行于主光轴的光线AC，连接A'C并延长交主光轴与一点 F，F是凸透镜的焦点。
O
O
F
C

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