（全国通用版）2020中考物理大一轮 第2章 光现象 透镜及其应用 专项突破（一）光学作图素养突破课

专项突破(一)光学作图专项突破(一)光学作图作图题是中考常见的、基本的题型,一般是根据题目的要求,作出适当的图像、图线。它的特点是能形象、直观地反映出物理过程和物理问题的本来面目,有助于同学们对物理问题的深化理解和认识,因此,作图题不仅能锻炼学生的作图技能;还能培养学生严谨认真的科学态度。中考物理试题中的作图题属于对知识运用能力的考核,考查的主要目的是检查同学们作图的基本技能和应用作图技能解决物理问题的能力,如果不理解相关的概念和规律,要想作出正确的图是绝对不可能的。光学作图涉及的内容包括光的反射定律、平面镜成像、光的折射定律、凸透镜和凹透镜对光线的折射等。注意事项:①要借助工具作图,作图一定要规范;②实际光线画实线,不是实际光线画虚线;③光线要带箭头,光线与光线之间要连接好,不要断开;④作光的反射或折射光路图时,应先在入射点作出法线(虚线),然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线;⑤经过透镜的三条特殊光线要记住,即平行于主光轴的光线、经过透镜焦点的光线、经过透镜光心的光线;⑥保留作图痕迹;⑦箭头、符号、字母等不能忘。类型一光的反射作图例1(2019·山东青岛中考)自行车尾灯的反光原理如图所示。请完成反射光路,并标出反射角度数。答案:如图所示。方法指导根据光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角作出两次反射,完成光路图。解析:过入射点垂直反射面作出法线,再根据反射角等于入射角作出反射光线,注意反射光线到达下面的反射面再次进行反射,而且最后的反射光线与原入射光线平行,故反射角为30°,注意法线要用虚线。对应练1(2019·山东济宁中考)如图所示,一束光水平射入潜望镜镜口后,通过潜望镜进入小明的眼睛。请画出光的传播路径。答案:如图所示。解析:潜望镜内平面镜与水平面成45°,由光的反射定律可知,反射光线与入射光线垂直;过反射点作竖直向下的反射光线,再过二次反射点作垂直于入射光线的反射光线。类型二光的折射作图例2(2019·广西贵港中考)如图所示,OA'是入射光线AO的折射光线,请在图中画出入射光线BO的反射光线和该入射光线在水中的折射光线的大致方向。答案:如图所示。解析:图中法线已作出,根据反射角等于入射角在法线左侧的空气中画出BO的反射光线;由题图知,入射光线AO和BO相比,BO的入射角较小,所以BO经水面折射后的折射角也较小,则BO对应的折射光线OB'应画在OA'和法线之间。对应练2(2019·广东深圳中考)一束光线从空气射入玻璃时,界面MN上的反射光线如图所示,请画出对应的入射光线和大致的折射光线。答案:如图所示。解析:图中法线已经画出,根据反射角等于入射角在法线下侧的空气中画出入射光线;光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,据此在玻璃内部法线的上侧作出折射光线。类型三平面镜成像作图例3(2019·四川南充中考)如图,在舞蹈室的墙面上装有一块平面镜,王老师用一激光笔从S点照向镜面,在地面上P点看到一光斑,请用平面镜成像特点完成光路图。答案:如图所示。解析:根据像与物体关于平面镜对称先作出S的像点S',连接S'P,与平面镜的交点即为入射点,再连接S与入射点连线为入射光线,P与入射点连线为反射光线。方法归纳平面镜成像的基本特点是物像关于平面镜轴对称;所有的反射光线的反向延长线都要过像点。利用这一点可以找到入射点或反射光线。对应练3(2019·山东泰安中考)如图所示,从光源S点发出的一条光线射向平面镜,经平面镜反射后射向墙上的P点处。请你作出这条入射光线并完成光路图。答案:如图所示。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。类型四透镜作图例4(2019·甘肃武威中考)如图所示,请画出两条光线经过凹透镜后的折射光线。答案:如图所示。方法归纳凹透镜三条特殊光线的作图①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。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。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。解析: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;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。对应练4(2019·湖北黄石中考)凸透镜如图所示,MN为主光轴,O点为光心,F点为焦点,请在图中画出三条光线的折射光线,并作出物点S的像点S'(注意保留作图痕迹)。答案:如图所示。解析:凸透镜对光线具有会聚作用,其折射光线靠近主光轴;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。三条折射光线的交点即为发光点S的像点S'。1.(2019·黑龙江哈尔滨中考)如图所示,请你画出烛焰上A点经平面镜MN所成的像A'。(保留作图痕迹)答案:如图所示。解析:过平面镜作A点的对称点,即为烛焰上A点在平面镜中所成的像A'。2.(2019·山东烟台中考)汉代的《淮南万毕术》中记载:“取大镜高悬,置水盆于下,则见四邻矣。”(如图)请在图中通过作图确定“大镜”的位置。答案:如图所示。解析:由题意可知,“大镜”将四邻景物射来的光线反射到盆中的水面,水面又将光线反射到人的眼睛;由光的反射定律知,反射角等于入射角,所以先做出入射光线AO与反射光线OB的夹角的平分线(即为法线),然后再过入射点作法线的垂线即为“大镜”的位置。3.(2019·湖北鄂州中考)“坐井观天,所见甚小”,青蛙在枯井和有水的井中“观天”的范围大小是不同的。如图所示,一只青蛙在井底(井中有水)中央,请用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围。答案:如图所示。解析:井中有水时,光线射到水面会发生折射现象,由于光是从空气斜射向水,所以入射角大于折射角,因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大。4.(2019·湖北随州中考)半径为R的半圆形玻璃砖,圆心在O点,弧面ABC涂有反光层。一束激光垂直于直径AC从D点由空气射入玻璃砖(如图为平面图),已知OD=R,画出光束经圆弧面两次反射最后从AC边出射到空气中的光路图,要求标明两次反射过程中的入射角大小。22答案:如图所示。解析:一束激光垂直于直径AC从D点由空气射入玻璃砖,传播方向不变,到达弧面ABC,连接OO1即为法线,根据反射角等于入射角作出反射光线,到达弧面ABC的左侧,连接OO2即为法线,根据反射角等于入射角作出反射光线,此时反射光线垂直于AC射入空气中,传播方向不变。由勾股定理得,O1D=𝑅2-(22𝑅)2=22R,所以,△ODO1为等腰直角三角形,即第一次的入射角为45°;所以反射角也为45°,则O1O2∥AC,同理,第二次的入射角也为45°。5.(2019·内蒙古呼和浩特中考)如图,S是点光源。正确画出从点光源S发出的两条射向凸透镜光线,以及其通过凸透镜折射后的光线(要求两条光线不能重复)。答案:如图所示。解析:从点光源S发出的两条射向凸透镜的光线,一条平行于主光轴,其经凸透镜折射后,折射光线过右侧的焦点F;另一条过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。6.(2019·四川内江中考)如图所示,是矫正远视眼的光路示意图,请在虚线框内画出相应的透镜。答案:如图所示。解析:远视眼是由于晶状体太薄或眼球前后径过短,使折射光线会聚在视网膜的后方,应该用会聚透镜来矫正,凸透镜对光线起会聚作用,所以在虚线框内应放置凸透镜,使折射光线会聚在视网膜上。7.(2019·四川自贡中考)有一点光源S,它在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,S发出的一条光线经平面镜反射后,反射光线为a,如图所示。请在图中画出:(1)凸透镜的焦点F;(2)点光源S的位置;(3)光线a经过凸透镜后的折射光线。答案:如图所示。解析:(1)因为反射光线好像是从虚像上发出的,已知点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,所以反向延长光线a,与主光轴的交点为凸透镜的焦点F;(2)画出像S'(F)的对称点,可得点光源的位置S;(3)光线a过凸透镜的焦点,经凸透镜后折射光线平行于主光轴。