初中物理___光学作图专题[附答案及解析]

光学作图专题
一、作图题
1、如图10中S是发光点， S′经凸透镜所在的虚像。

(1)画出入射光线SA的折射光线的位置。

(2)作图确定此透镜的焦点。

2、（1）如图下左所示，F1、F2为凸透镜焦点。

CF2是经凸透镜折射后的光线，AB为一过焦点且与主光轴垂直的平面镜，请画出CF2进入凸透镜前的入射光线和经平面镜反射后的光线。

(2)如图下右所示，一个人站在河岸上，在B点位置可以看到对岸上发射塔的塔尖A在水中的倒影A′，完成光路图（保留作图痕迹）．
3、请你在下图两个虚线框内分别画出一个适当的光学器件，使它能够满足图中改变光路的要求，并补齐光路。

4、平面镜、凸透镜、凹透镜都可以使一细束光的光路发生如图的改变．请在图（A）（B）（C）中分别画出示意图．
5.如图所示,是探究凸透镜成像规律实验时,光屏上所得到的像.请你在图上大致画出其所对应的物体.
6、如图所示，OO′为凸透镜的主光轴，S′为点光源S经凸透镜成的像，SA为光源S发出的一条光线，请在图中适当的位置画出凸透镜，并完成光线SA通过凸透镜的光路图．
7、如图所示，B为发光点A通过凸透镜所成的像，试通过作图画出凸透镜的光心O及两个焦点F的位置；
8、体温表上部既是三棱又是圆柱面，并且有一个面涂成乳白色，其中AB为水银柱的直径。

请作图说明其看到的像的光路图。

9、如图，黑箱内有一只焦距为3cm的凸透镜和一只平面镜，请你画出黑箱内的光路图，并标出平面镜上入射角的度数。

10、如图11所示，由发光点A发出的光射到水面上，同时发生反射和折射，反射光线经过S点，试在图中画出入射光线、反射光线和大致的折射光线．
11、按照题目要求完成作图：
（1）通过细管可以看见水底的物块，但从细管穿过的直铁丝，却碰不上物块。

请在图10中作出通过细管看见物块的入射光线。

12、如图所示为一个等腰直角玻璃砖，一束光线从一个直角边AB垂直入射。

请你画出该光线从AB边折射进入玻璃砖，从斜边AC反射后从另一个直角边BC出射的光路图。

13、如右图所示，AB表示一水平放置的平面镜，P1P2是呈水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜)，MN 是屏，三者相互平行，屏MN上的ab 表示一条缝(即ab之间是透光的)，某人眼睛紧贴米尺上小孔S，可通过平面镜看到米尺的一部分刻度，试在题图上用作图的方法求出可以看到的刻度尺的部位，请保留作图痕迹．
14、如图所示一束光从半球面上的A 点沿半径方向射入半球形玻璃砖，已知半球形玻璃砖的球心为O，且光线到达半球形玻璃砖下表面处时可以发生折射和反射。

请画出这束光线从射入玻璃砖到射出玻璃砖的完整光路图。

15、如图所示，由发光点S发出的某一条光线射到空气和水的界面上，同时发生折射和反射，其反射光线过P点，折射光线过Q点，试在图中按题意画出光路图．
16、李华在洪泽湖乘船游玩时，发现水中有一只青蛙如下图示，他用激光笔照射
到了这只青蛙。

请在图中画出李
华照射青蛙时的入射光线、折射
光线和反射光线。

17、如图所示，夏天的一个傍晚，有一个小孩站在池塘边看到了水中有一轮弯弯的月亮。

请你运用光学知识作图说明这个小孩为什么能看到水中的明月。

（保留作图的痕迹）
18、美术课上，小琼面前立着一幅“米老鼠”的简笔画(如下图甲所示)。

她从没学过绘画，竟然清晰、准确的描出了画中的“米老鼠”。

请说明其中的奥妙，并作图示意(作图时，以图乙中A点代表简笔画中的“米老鼠”)。

19、根据光的反射规律，(1)画出图12中光线AO经平面镜反射后的反射光线，并在图中标出反射角大小；（2）画出图13中的光线AB经过凸透镜后的径迹．
20、在图18中做出人看到球的光路图。

21、如图所示，有一条光线从空气斜射到玻璃，入射角是60°，入射光线、反射光线、折射光线在图中用带箭头的线表示，O是入射点，已知OB、OC是垂直的，AO、OC间夹角是150°，请在图中画出法线和空气、玻璃分界面，标出折射角的大小。

22、如图所示，由A点发出一束激光在液面MN上的O点发生反射，反射光线的光斑射到B点，由于液面高度发生变化，反射光斑由B移到C点（B和C是屋顶上的两点），试用作图法画出液面变化的高度。

23、如图15所示水面上方有一发光点A1，水中另有一发光点A2．人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置。

画出：
（1）A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图（2）A2发出的光进入人眼的光路图
24、如下图，入射光线从半圆形玻璃射向空气，在玻璃和空气的界面同时发生了反射和折射，请分别画出图中反射光线和折射光线(大概位置)。

25、如图为激光液面控制原理简图，固定的一束激光AO以入射角照射到水平液面，反射光OB射
到与其垂直的光屏上，用光电转换器将光信号变成电信号，输入控制系统用以控制液面高度，如果液面降
低，发现光点B在光屏上移动了一段
距离到，请作出光路图，在图中
标明的位置。

26、实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光，这可以利用两块透镜的组合来解决。

请在图4的两个方框中各画出一种组合方式（要在图中画清光束粗细的变化），分别写出两块透镜间的距离s跟两块透镜到各自焦点的距离f1、f2的关系。

27、雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象。

在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路。

一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d。

在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图。

28、在一个干枯的井底正中央P点叭着一只青蛙，它能看到的视野范围如图a所示，天降大雨时井全部灌满水，若青蛙仍在P点，它的视野将发生变化，请你在图b中利用光路图确定青蛙视野变化的大致范围，并用阴影线表示出来.
参考答案
一、作图题
1、（略）
2、
3、略
4、略
5、答案：
6、7、如图所示：
8、
9、答案：如下图所示。

解析：由题意可知，平行于主光轴的光线先经过凸透镜折射，再经过平面镜反射。

凸透镜的位置不唯一，可选定某个位置画出凸透镜，标出其焦点。

注意焦距为3 cm，恰好等于平行于主光轴的光线到主光轴的距离。

根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，作出这条过焦点的光线。

反向延长反射光线与折射光线相交，过这个交点作两条光线夹角的角平分线，即为法线，则平面镜与该法线垂直。

用几何知识可以证明，对于平面镜来说，其反射光线与入射光线垂直，因此，平面镜上入射角的度数为45°
10、
11、略
12、如图所示：
13、CD部分即为所求作
14、图略
15、【解析】综合考查了平面镜成像的原理，折射规律．先根据成
像特点确定发光点S的像点S′，平面镜成的像是反射光线反向延
长线的交点，所以过P点的光线反向延长线一定过S′，确定出入
射点，就很容易完成折射光路了．注意虚线、实线．
【答案】
16、略
17、
18、玻璃板相当于平面镜，而且是通明的，通过平面镜成像原理，人
眼能看见“米老鼠”的像正好在桌面的位置上，所以能照着描出来。

图略
19、略
20、答案：
21、如图所示导解：作AB之间夹角的平分线为法线与法线垂直的为空气、玻璃分界面，根据题目给定的角度不难求出折射角为30°。

22、解析：由于液面上升或下降，A点虚像不好确定，所以不好找虚像。

根据题意，入射光线的方向是不会改变的，由于液面总是水平的，故入射角不会改变，由反射定律，反射角也不会改变，所以液面改变后，反射光线的方向应当与BO平行，根据这一思路，就很好作图了。

答案：过C点作BO的平行线交AO的延长线于，过作MN的平行线，与MN的距离就是所求的h，如图所示。

方法提练：分析题意，要善于找出哪些是不变的，哪些是按什么规律变化的，从中找出便于作图的元素，问题就迎刃而解了。

23、
24、
25、
26、甲：两个都是凸透镜。

S=f1 +f2乙：第1个凸透镜，第二个凹透镜 S=f1 – f2
27、
28、。