光学部分作图习题训练

光学部分作图习题训练
一．作图题（共14小题）
1．按题目要求作图，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，请运用平面镜成像特点在图中作出经过P 点的反射光线及相应的入射光线．
2．某同学利用两支同样的蜡烛等实验器材探究平面镜成像的特点．实验时，在桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块薄玻璃板，作为平面镜．点燃A蜡烛放在镜前，可以看到它在镜后的像．再拿B蜡烛，竖立着在镜后移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像重合．他在白纸上记下了两支蜡烛的位置，请画出该同学在S处看到蜡烛在平面镜中所成像的光路图（保留作图痕迹）
3．如图所示是小明家阁楼示意图，其中MN是一面带平面镜的墙壁，S为阁楼上一电灯，请通过作图的方法画出在地板A处看到电灯的光路图（A为人眼）．
4．如图所示，发光点S发出的一条光线经平面镜反射和水面的折射恰好射到A 点，请你在图中画出经平面镜反射后的反射光线；经水面折射后的折射光线；发光点S在平面镜中所成的像．
5．如图所示，A′B′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）．
6．根据光的反射定律在图中用光路作图的办法画出点光源A发出的光经过平面镜反射后照亮墙面M的范围．（请保留作图痕迹）
7．如图，有一三角形物体ABC，请作出其在平面镜中的像．
8．如图所示，人的眼睛在O点通过玻璃板看到发光点S的像在S′点处，试画出﹣条S点发出的光进入人眼的光路图，以说明S的像在S′点处．
9．如图所示，小欢在某商场买鞋，他选了一双新鞋在垂直于地面的试鞋镜前试穿，但此时在镜中他看不到自己穿着的新鞋的像．请用作图法说明图甲中看不到新鞋像的原因．
10．根据要求作图
（1）“坐井观天，所见甚小”．请在图甲中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围（用线标出）．
（2）根据平面镜成像规律，画出图乙中ABC物体在平面镜中的像．
（3）如图丙有一束入射光线AO经平面镜反射后沿OB的方向射出，请作出平面镜的位置．
11．如图，人眼在E处通过碗的边缘D点刚好能看到空碗底部硬币的左边缘A 点．现在向碗里缓慢加水，当水面到达C处时，人眼仍在E处，但能通过D点看到硬币的右边缘B点．用一条光线示意以上光学现象（并画出水面、法线）．
12．将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图．
13．如图所示，光线MO从空气中垂直AB面射入等腰梯形玻璃砖，MO在CD 面反射后经AB面折射入空气中，请根据光的传播规律画出上述光路图．
14．如图水面下有物体A，由于光的折射在水面上C处看到A的虚像点在B处，画出C处看到A的光路图．
二．解答题（共2小题）
15．如图所示，暗室内有一盛水的水槽，水槽上方一激光束入射到平面镜（图中未画出）上的O点，光束经平面镜反射后照射到水槽中的B点．请画出平面镜并作出光从O点传播到B点的光路图．
16．图中，两条光线是由同一点光源S发出经平面镜反射后形成的，请完成光路图，并确定光源S的位置．
光学部分作图习题训练
参考答案与试题解析
一．作图题（共14小题）
1．按题目要求作图，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，请运用平面镜成像特点在图中作出经过P 点的反射光线及相应的入射光线．
【解答】解：
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，再连接SO、OP，画上箭头，SO为入射光线，OP为反射光线．如图所示：
．
2．某同学利用两支同样的蜡烛等实验器材探究平面镜成像的特点．实验时，在桌面上铺一张白纸，纸上竖立一块薄玻璃板，作为平面镜．点燃A蜡烛放在镜前，可以看到它在镜后的像．再拿B蜡烛，竖立着在镜后移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像重合．他在白纸上记下了两支蜡烛的位置，请画出该同学在S处看到蜡烛在平面镜中所成像的光路图（保留作图痕迹）
【解答】解：
连接蜡烛A与其像B，作AB的垂直平分线即为平面镜的位置，连接SB与平面镜的交点O为入射点，则OS为反射光线，连接AO，则AO为入射光线．如图所示：
3．如图所示是小明家阁楼示意图，其中MN是一面带平面镜的墙壁，S为阁楼上一电灯，请通过作图的方法画出在地板A处看到电灯的光路图（A为人眼）．
【解答】解：
作出发光点S在平面镜中的像点S′，连接S′A交与平面镜于点O，连接SO作出入射光线，连接OA作出反射光线，如图：
．
4．如图所示，发光点S发出的一条光线经平面镜反射和水面的折射恰好射到A 点，请你在图中画出经平面镜反射后的反射光线；经水面折射后的折射光线；发光点S在平面镜中所成的像．
【解答】解：
作出光源S关于平面镜的对称点S′，即发光点S在平面镜中所成的像；连接S′
和入射点O并延长，与水面交于O′点，可得入射到水面的入射点，连接O′A可得在水中的折射光线，如图所示：
5．如图所示，A′B′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）．
【解答】解：平面镜所成的像和物体是以镜面为对称轴的轴对称图形，连接AA′，BB′，做这两条线段的垂直平分线MN，即平面镜的位置．如图所示：
6．根据光的反射定律在图中用光路作图的办法画出点光源A发出的光经过平面镜反射后照亮墙面M的范围．（请保留作图痕迹）
【解答】解：从点光源A向镜面任意发出两条射向镜面边缘的入射光线，入射点
分别是O1、O2，根据光的反射定律，画出这两条入射光线的反射光线；则这两条反射光线之间的范围即为光源A发出的光经过平面镜反射后照亮墙面M的范围．如下图所示：
用平面镜成像规律作图如下：
7．如图，有一三角形物体ABC，请作出其在平面镜中的像．
【解答】解：①作A点关于镜面的对称点A′；（做对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号）
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用虚线连接A′B′，B′C′，A′C′，△A′B′C′就是△ABC在平面镜MN中的像．
作图如下：
8．如图所示，人的眼睛在O点通过玻璃板看到发光点S的像在S′点处，试画出﹣条S点发出的光进入人眼的光路图，以说明S的像在S′点处．
【解答】解：连接眼所处的位置和虚像S′，与玻璃板右面的交点得出折射点A，S发出的光线由空气经玻璃面左侧发生折射，折射角小于入射角，折射光线射向A点，
如图所示：
9．如图所示，小欢在某商场买鞋，他选了一双新鞋在垂直于地面的试鞋镜前试穿，但此时在镜中他看不到自己穿着的新鞋的像．请用作图法说明图甲中看不到新鞋像的原因．
【解答】解：根据平面镜成像物像关于平面镜对称的特点做出鞋子在平面镜中的像，然后连接像点与平面镜上边缘并延长，要想看到镜中的新鞋，就要使眼睛看
到新鞋成的像；
鞋子反射的光线经过平面镜反射后必须能进入人的眼中，由图可以看出：鞋子反射的光线经过平面镜反射后没有进入人的眼中，所以看不到新鞋的像．
10．根据要求作图
（1）“坐井观天，所见甚小”．请在图甲中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围（用线标出）．
（2）根据平面镜成像规律，画出图乙中ABC物体在平面镜中的像．
（3）如图丙有一束入射光线AO经平面镜反射后沿OB的方向射出，请作出平面镜的位置．
【解答】解：（1）图中圆点是青蛙的位置，将圆点与井口左边的端点相连成一直线，将圆点与井口右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围．如图所示：
（2）①作A点关于镜面的对称点A′；（做对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号）
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用虚线连接A′B′，B′C′，就是物体ABC在平面镜中的像．作图如下：
（3）过入射点作入射光线与反射光线夹角的平分线（即法线），再过入射点作垂直于法线的平面镜．如图所示：
11．如图，人眼在E处通过碗的边缘D点刚好能看到空碗底部硬币的左边缘A 点．现在向碗里缓慢加水，当水面到达C处时，人眼仍在E处，但能通过D点看到硬币的右边缘B点．用一条光线示意以上光学现象（并画出水面、法线）．
【解答】解：碗里无水时，人眼在E处通过碗的边缘D点刚好能看到空碗底部硬币的左边缘A点；
沿碗壁缓缓向碗中加水时，当水面到达C处时，能通过D点看到硬币的右边缘B 点，说明由B点射向水面的光线折射后进入了人的眼睛；
所以，作图方法为：过C点作水平直线（即水面），与AE交于O点（O为入射点），再过O点作法线，连接BO即为入射光线，则OD为折射光线，如图所示：
12．将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图．
【解答】解：①先画出光线垂直射入水中，此时光线方向不变．
②接着画光在平面镜上的反射：先画法线，然后反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．
③最后画光从水中射入空气中：先画法线，然后入射光线和折射光线分居法线的两侧，且折射角大于入射角．如图所示：
13．如图所示，光线MO从空气中垂直AB面射入等腰梯形玻璃砖，MO在CD 面反射后经AB面折射入空气中，请根据光的传播规律画出上述光路图．
【解答】解：
先过O点作法线，根据反射角等于入射角画出MO的反射光线，反射后的光线射向AB面时发生折射，与AB面的交点为入射点，再次作法线，根据折射角大于入射角作出折射光线，如图所示：
14．如图水面下有物体A，由于光的折射在水面上C处看到A的虚像点在B处，画出C处看到A的光路图．
【解答】解：
人在C处看到A的像点B，所以连接BC，与水面的交点为折射点，折射点与C 点间的连线为折射光线，然后连接A与折射点，即为入射光线，如图所示：
二．解答题（共2小题）
15．如图所示，暗室内有一盛水的水槽，水槽上方一激光束入射到平面镜（图中未画出）上的O点，光束经平面镜反射后照射到水槽中的B点．请画出平面镜并作出光从O点传播到B点的光路图．
【解答】解：
（1）当光由空气斜射入水中时，折射光线偏向法线，则可在B点的上方找一点B′（经平面镜反射后的光线的延长线会通过该点），连接OB′与界面的交点，即为反射光线射到水面的入射点；
（2）作∠COD的角平分线即为法线，然后作法线的垂线即为平面镜的位置，连接DB即为光从O点传播到B点的光路图．如下图所示：
16．图中，两条光线是由同一点光源S发出经平面镜反射后形成的，请完成光路图，并确定光源S的位置．
【解答】解：第一种方法：反向延长两条反射光线，交点S′就是像点，对称确定点光源位置S，画出入射光线，如图所示：
第二种方法：先过反射点垂直反射面作出两条法线，在法线另一侧画出两条入射光线，交点即为发光点S的位置，注意利用反射角的大小等于入射角的大小，如图所示：。