八上物理专题04 光现象作图(解析版)

专题04 光现象作图（解析版）
类型一光的反射作图
【方法技巧】准确作图要求：
（1）反射角等于入射角，像物到镜面等距。

（相等）
（2）法线与反射面垂直，像物连线与镜面垂直。

（垂直）
（3）实际光线、实像、反射面用实线；光线的反向延长线、法线、虚像用虚线。

（虚实）【专项训练】
1.一束光照射到平面镜上，如图所示．请在图中画出反射光线并标出反射角的度数．
【答案】如图所示
【解析】本题考查光的反射作图．先过入射点作法线，根据反射角等于入射角画出反射光线，反射角的度数为90°−60°=30°．
2.用一平面镜将与水平面成30°角的阳光竖直照射到深井内，请你在图中画出平面镜的位置，并标出反射角的大小。

【答案】解：因为太阳光竖直射入深井内，所以反射光线竖直向下，由此画出法线，
过入射点画出法线的垂线，即平面镜的位置，因入射光线与水平面成30°，而反射光线是竖直向下的，所以入射光线与反射光线的夹角为30°+90°=120°，则入射角、反射角为60°.如图
所示：
【解析】首先根据反射光线的方向(竖直向下)作出反射光线，反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置，画出法线，然后根据法线是与平面镜是垂直的关系画出平面镜，标明反射角的度数。

首先知道反射定律的内容，然后根据反射定律完成反射光路，最后根据图中角之间的关系计算反射角的大小。

3如图所示，一小球放在桌子的右侧，请画出人通过平面镜看到球的光路图。

【答案】解：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，如图所示：
【解析】利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出球的像点，根据反射光线反向延长通过像点，可以由像点和眼睛点确定反射光线所在的直线，从而画出反射光线，并确定反射点，最后由发光点和反射点画出入射光线，从而完成光路。

在平面镜成像作图中，若作出物体在平面镜中所成的像，要先根据像与物关于平面镜对称，先作出端点和关键点的像点，再用虚线连接各点即为物体的像。

同时会根据平面镜成像的实质完成光路。

4.图中A和B是放在平面镜前完全相同的两支蜡烛，请画图表示眼睛从什么方向向平面镜看去时，两支蜡烛的像重叠。

【答案】如图所示
【解析】【解析】根据像与物关于平面镜对称的特点分别作出A、B关于平面镜的对称点，即A、B的像；连接BA并延长，与平面镜的交点为O，O点即为入射点；连接，并延长，则CO即为向平面镜看去时两支蜡烛的像重叠的方向，如图所示。

5.如图所示，要将一束太阳光AO反射到室内的B点，请你在O点正确地填入平面镜，并标出反射角r。

保留作图痕迹
【答案】如图所示
【解析】先作出入射光线和反射光线夹角的平分线，即为法线，再过入射点垂直法线作出平面镜，反射角为反射光线与法线的夹角。

6.太阳光线跟水平方向成角，为了使反射光线水平行进，请在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数。

【答案】解：如图甲或乙所示：
【解析】点拨：在图甲中，反射光线与入射光线的夹角为，反射角和入射角均为，则平面镜与水平方向成角。

在图乙中，反射光线与入射光线的夹角为，反射角和入射角都为，则平面镜与水平方向成角。

7.根据平面镜成像特点，在图丙中画出物体AB所成的像。

【答案】解：先作出物体AB的端点A、B在平面镜中的对称点A′、B′，连接A′、B′点即为物体AB 在平面镜中的像，注意辅助线和像用虚线，如图所示：
【解析】平面镜成像的特点：像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、大小相等、左右相反，即像与物关于平面镜对称；基本作法：作出两个端点A、B的像点，连接像点即为物体AB 在平面镜中的像。

在平面镜成像作图中，若作出物体在平面镜中所成的像，要先根据像与物关于平面镜对称，先作出端点和关键点的像点，再用虚线连接各点即为物体的像。

8.如图所示，家用小轿车的前挡风玻璃都是斜的。

(1)请在图中画出司机眼睛(A点)通过挡风玻璃看到车内装饰物(B点)的像的光路图。

(2)请根据上图，分析轿车的前挡风玻璃做成倾斜的原因。

【答案】解：(1)作出车内装饰物(B点)关于平面镜的对称点B′，即为像点，连接B′A交平面镜于点O，连接BO画出入射光线，沿OA画出反射光线，如图所示：
(2)小轿车前面的挡风玻璃相当于平面镜，平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，如果竖直安装，像会在正前方，干扰司机观察路况，如果玻璃是倾斜的，使驾驶室内物体的像成在司机的视线的上方，不干扰司机观察路况，排除因平面镜成像造成的不安全因素。

故答案为：(1)见上图；
(2)小轿车前面的挡风玻璃相当于平面镜，平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，如果竖直安装，像会在正前方，干扰司机观察路况，如果玻璃是倾斜的，使驾驶室内物体的像成在司机的视线的上方，不干扰司机观察路况，排除因平面镜成像造成的不安全因素。

【解析】(1)利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出车内装饰物(B点)的像点B′，根据反射光线反向延长通过像点，可以由像点和A点确定反射点，最后由发光点和反射点画出入射光线和反射光线，从而完成光路。

(2)根据平面镜成像的特点知，物与像关于镜面对称，斜安装时，成的像在玻璃的斜上方，不会影响驾驶员的视线。

本题主要考查了平面镜成像特点的实验及其应用。

这是光学中的一个重点，也是近几年来中考经常出现的题型，要求学生熟练掌握，并学会灵活运用。

9.检查视力时，为节省空间，常让被测者背对视力表观察对面墙壁上平面镜M中视力表的像。

请在图中作出被测者通过平面镜M看到视力表上A点的光路图。

【答案】
【解析】解根据物像连线与镜面垂直，由A向平面镜作垂线并延长，根据物像到平面镜距离相等，找到A点的像A′点，连接眼睛和像点A′，交平面镜于O点，连接A、O即入射光线，O到眼睛为反射光线。

10.图为魔术“飞天仙女”的解密图。

请你作图来说明为什么观众看不到演员本人却可以看到直立在空中的“飞天仙女”？(图中“←”表示水平躺在转盘上的演员)
【答案】如图所示。

【解析】由题图可知，演员水平躺在转盘上，根据平面镜成像时像与物关于平面镜对称作出演员在平面镜中的像，演员头部的光射向平面镜后反射光的反向延长线过像点，由此作出其头部的光反射后恰好通过挡板的光线，同理作出其脚部的光反射后恰好通过挡板的光线，如图所示。

因为光在同种均匀介质中沿直线传播，挡板使观众看不到转盘及演员，由图可知，由演员射向平面镜的光经镜面反射后能进入观众的眼睛，所以观众可以通过平面镜看到演员在镜中的像(即看到直立在空中的“飞天仙女”)。

类型二光的折射作图
【方法技巧】
（1）空气中的“角”较大。

（2）看到水中的物体，光从水中射向空气。

【专项训练】
1.如图所示，一束光从空气斜射到玻璃的表面，请画出进入玻璃的折射光线．
【答案】如图所示
2.“珍爱生命，注意安全”是我们应具备的安全意识。

由于光的折射，池水看起来比实际的浅，夏季要特别注意防范溺水事故。

用A、A′分别表示池底和看到的“池底”，请在图中画出人眼看到的池底的光路图。

【答案】解：眼睛观察到的A′点在A点的正上方，然后连接A与眼睛与界面的交点为折射点O，在图中A点是A′点的像，光由A′点发出，经水面射入空气中时发生折射，折射角大于入射角而射入眼睛点。

A就在折射光线的反向延长线上。

如图所示：
【解析】先根据A与眼睛点确定入射光线的方向，然后根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，池底在A的下方，确定折射光线的方向和池底的位置。

要解决此题需要掌握光的折射定律的内容。

知道光从水中斜射入空气中时折射角大于入射角，折射光线将远离法线。

3.如图，S点是岸边路灯的位置，S′点是潜水员A看到的路灯位置，请画出S点发出的一条光线进入潜水员眼睛的光路。

【答案】解：经分析，连接路灯像点S′与A的连线，与水面的交点为入射点，则入射点到A的连接为折射光线，连接S与入射点连接为入射光线，如图所示：。

【解析】路灯的光斜射入水中时，发生折射，折射角小于入射角，折射光线水中潜水员的眼睛，潜水员看到的路灯是折射光反向延长线相交形成的虚像，比路灯的实际位置高。

本题考查根据折射规律作图，用好折射光线的反射延长线一定过像点，据此确定入射点是关键。

4.如图甲是小超和爷爷乘船在湖中叉鱼的情景，图乙表示小超看到湖中的“鱼”，请你在图乙中画出这一光路图，并标出鱼的大致位置S。

【答案】
【解析】
【分析】
本题考查折射光路图和折射规律。

利用折射成虚像知识及光的折射规律作图即可。

【解答】
人看到的是虚像(人默认光是沿直线传播过来)，实质是光在两种介质之间发生偏折。

注意光路的方向(眼睛不会发光，光线从鱼到眼睛)。

光从水斜射到空气中，折射角大于入射角。

虚线和水面的交点即是入射点，过入射点作法线，然后即可做出光路图，标出鱼的大致位置S。

5.如图所示，有一束入射光，由空气斜射入玻璃中，在界面处同时发生反射现象和折射现象，在图中画出空气与玻璃的分界面MM′和法线NN′，并标出入射光线、反射光线和折射光线。

【答案】
【解析】解：方法一：如图甲，作∠AOB的角平分线，即为法线NN′，然后过O点作NN′的垂线MM′，即为分界面，然后根据光的反射定律和折射规律确定三条光线，该图中MM′右侧为玻
璃；方法二：同理，作∠AOC的角平分线，如图乙，图中MM′下方为玻璃；方法三：同理，作∠BOC 的角平分线，如图丙，图中MM′左侧为玻璃。

6.“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】解：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；大致范围如图中两条入射光线之间的区域所示，如下图：
【解析】青蛙之所以坐在井里，只能看到很小的一片天，就是因为光是沿直线传播的缘故。

当井中有水时，光由空气进入水中，在水面上要发生折射，根据折射定律画出大致的光线传播路径，确定青蛙的视野范围。

本题通过作图的形式考查了光是沿直线传播的，并结合了成语，是一道好题，解答此题的关键有两点：一是看光线的方向是否正确，光线是从外界射进井里；二是光的传播路径是否是直的。

7.如图甲所示，潜水员眼睛在水下方A点处，看到浮在水面上B点的小鸭子与飞在天空中C 点的小鸟“撞”在了一起．请在图乙中画出能说明人眼看到小鸟的一条入射光线及对应的折射光线．
【答案】
【解析】此题考查光在同种均匀介质中沿直线传播与光的折射定律，难点是确定光的入射点与光线的方向。

(1)根据光在同种均匀介质中沿直线传播的规律作出潜水员观察小鸭子的光路图；
(2)根据光从空气中进入水中时折射角小于入射角的规律作出潜水员观察鸟的光路图。

【解答】
(1)直接连接BA，光线方向从B指向A，光线BA即为潜水员观察小鸭子的光路图；
(2)看到浮在水面上B点的小鸭子与飞在天空中C点的小鸟“撞”在了一起，说明小鸟处光线的入射点在B点，连接CB即为入射光线，BA为折射光线，逆着折射光线看上去，看到了浮在水面上B点的小鸭子与飞在天空中C点的小鸟在一条直线上。

8.(1)如图甲所示，一束光从水中斜射到空气中，请画出折射光线的大致方向。

(2)图乙中的两架飞机A、B，一架是实际飞机，一架是人从潜水艇中观察到的该飞机的像，请作出该过程的示意图。

【答案】如图所示
【解析】解：(1)过入射点画出法线，根据折射光线、入射光线分居法线两侧，在法线右侧的
空气中画出折射光线，注意折射角大于入射角。

(2)飞机反射的光线从空气斜射入水中，在水面处发生折射，折射角小于入射角，折射光线向法线方向偏折，水中的潜水艇中的人逆着折射光线看到飞机的像，因此潜水艇中的人所看到的飞机的像的位置比飞机的实际位置高，因此B是实际飞机，A是飞机的像。

飞机的像在折射光线的反向延长线上。

连接飞机的像与观察口，连线与水面的交点是折射光线的入射点，过入射点作出法线，连接飞机B与入射点，即可画出入射光线。