1、题型二 光学作图,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)是实际光线画实线,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。,一、光的反射作图例1(2016贵州黔南州中考)小明妈妈的手机掉到了沙发下,没有手电筒,小明借助平面镜反射灯光找到了手机。如图中已
2、标出了反射光线和入射光线,请在图中画出平面镜位置,并保留作图痕迹。,解析 由光的反射定律可知,入射光线、反射光线和法线在同一平面内,入射光线和反射光线的交点即为入射点(或反射点),入射光线和反射光线的角平分钱就是法线,再过入射点作法线的垂线即为镜面。,方法归纳由反射定律进行分析可知,法线是入射光线和反射光线夹角的角平分线,镜面始终和法线垂直,这是解决此类问题的关键。,二、平面镜成像作图 例2(2016四川宜宾中考)如图所示,S为发光点S在平面镜MN中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点,请在图中作出发光点S的位置,并作出经过P点的反射光线及相应的入射光线(保留作图痕迹),解析 由平
3、面镜成像的特点可以知道物像关于平面镜对称。作出像点S的对称点,即为物点S,连接PS,与镜面的交点为入射点O,SO为虚线,OP为定线,再连接SO,SO为入射光线,OP为反射光线,应画上箭头。,方法归纳平面镜成像的基本特点是物、像关于平面镜对称;所有的反射光线的反向延长线都要过像点。,三、光的折射作图 例3(2016山东聊城中考)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 画折射光线时,要先画出法线。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
4、射角大于入射角。由空气斜射入玻璃时,入射角与折射角的对应关系与由玻璃斜射入空气时,折射角与入射角的对应关系相同,光线从玻璃折射出来后与刚入射玻璃时的光线是平行的。,方法归纳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。光从空气斜射入玻璃和光从玻璃斜射入空气,入射角和折射角的大小关系是不同的。,四、透镜作图 例4(2016湖南永州中考)如图所示,请在图中作出两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线。,解析 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;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不
5、改变。,方法归纳凹透镜三条特殊光线的作图: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。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。,五、凸透镜成像规律的作图 例5(2016四川资阳中考)如图所示,已知凸透镜的两个焦点,点燃的蜡烛位于凸透镜焦距以内,请在图中用作图法画出烛焰S点的像S。,解析 由S发出的通过光心的光线方向不变;平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点,两条折射光线的反向延长线的交点为S的像S。,方法归纳利用好凸透镜的三条特殊光线:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过
6、焦点。过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。,1.(2016上海中考)在图中,根据给出的入射光线AO画出反射光线OB,并标出反射角的度数。,解析 (1)秤钩对秤杆的拉力F2的作用点在秤杆上,方向竖直向下,过拉力作用点作竖直向下的力F2;(2)反向延长秤砣绳对秤杆拉力F1得到动力作用线,然后过支点O作F1作用线的垂线段,即动力臂L1。,2.(2016湖北孝感中考)如图所示是一种称为“角反射器”的光学装置,有一束激光沿a、b方向入射到平面镜S1上。试在图中作出经平面镜S1、S2反射后的光路(保留必要的作图痕迹)。,解析 重物的重心在物体的几何重心,重力的方向是竖直向下的,从作用点起沿竖直向下的
7、方向,画一条带箭头的线段。O点是杠杆的支点,从支点向拉力F1作用线作垂线,即是力臂L1。,3.(2016山东烟台中考)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 物体A受到重力和浮力作用,作用点都在物体重心,重力从重心竖直向下画,标出符号G,浮力从重心竖直向上画,标出符号F,注意物体下沉,重力大于浮力,重力的长度大。,4.(2016山东威海中考)如图所示,AB是物体AB在平面镜中所成的像,根据平面镜成像的特点在图中画出平面镜(保留作图痕迹)。,解析 重力从重心竖直向下画,标出符号G,支持力从重心竖直向上画,标出符号F支,注意
8、两个力大小相等,所画的长度要相等。,5.(2016青海西宁中考)如图所示的是一条经水面反射后的光线,在图中画出其入射光线的准确方向及对应的折射光线的大致方向。,解析 铁锁受到的重力方向竖直向下,从铁锁的重心,竖直向下作出重力的示意图;从支点O向重力的作用线作垂线段,即可以作出重力的力臂。,6.(2016福建三明中考)请在图中画出两条入射光线经过凸透镜后的折射光线。,解析 图中有两个动滑轮,最多绳子可承担的绳子的股数为2n+1,所以为5股,绳子的起始端为动滑轮。,7.(2016湖南湘西中考)根据入射光线和折射光线,在图中虚框内画出适当类型的透镜。,解析 要想添加一个滑轮使拉力最小,只能添加动滑轮。由于定滑轮就一只,所以绕绳最多为4股。,8.(2016赤峰中考,15)如图所示,透镜的焦点与杯中水面的中心点重合。一束平行凸透镜主轴的光线,经凸透镜折射后射入盛水的杯中,在杯底形成光斑。画出这束光线的光路图。,解析 物体所受重力竖直向下,滑动摩擦力平行于斜面向上。重力与滑动摩擦力的示意图如答图所示。,
