光學作圖專題訓練一、成像知識回顧1．成像的主要原因a．光的直線傳播，如小孔成像；b．光的反射，如平面鏡成像；c．光的折射，如水中的折射成像、透鏡成像等。2．成像的性質(zhì)像的性質(zhì)主要有：虛與實、倒與正、放大與縮小或等大。實像是由物體發(fā)出的光經(jīng)過光學器件會聚形成的，不僅能用眼睛看見，還能用光屏接收并保存下來；虛像是物體發(fā)出的光經(jīng)反射或折射后反向延長相交而成的，不能用光屏接收。“倒與正”、“放大、縮小或等大”都是物體所成的像相對物體而言的。3．像的動態(tài)變化當物體相對光學器件運動時，所成的像的大小、像離光學器件的距離都有相應的改變，初中階級主要考查平面鏡與凸透鏡成像的動態(tài)變化，其中凸透鏡成像的規(guī)律可以整理成口訣：一倍焦距分虛實，二倍焦距分大??；物像同側(cè)虛像正，物像異側(cè)實像倒；物近像遠像變大，物遠則像近像小，像距物距唱反調(diào)。即：物體離凸透鏡的距離大于一倍焦距時成實像，小于一倍焦距時成虛像；虛像相對于物體是正立的，且和物體在透鏡的同側(cè)；實像相對于物體是倒立的，且和物體在透鏡的異側(cè)；物體向焦點運動，所成的像變大，物距變大像距變小，物距變小像距變大。二、作圖要點1．光的反射作圖要點：a．物、像關于平面鏡對稱；b．平面鏡是物點和像點連線的垂直平分線；c．反射角等于入射角，法線是反射光線和入射光線夾角的角平分線，且法線與鏡面垂直，平面鏡成像時，所有反射光線的反向延長線一定經(jīng)過鏡后的像。2．光的折射作圖要點：a．凸透鏡對光起會聚作用，有三條特殊光線。凹透鏡對光起發(fā)散作用，有三條特殊光線。b．當光從空氣斜射入玻璃或水等其它介質(zhì)時，折射角小于入射角；反之則折射角大于入射角。3．作圖注意事項：（1）要借助工具作圖，作圖一定要規(guī)范。（2）是實際光線畫實線，不是實際光線畫虛線。（3）光線要帶箭頭，光線與光線之間要連接好，不要斷開。（4）作光的反射或折射光路圖時，應先在入射點作出法線（虛線），然后根據(jù)反射角與入射角或折射角與入射角的關系作出光線。三、典型題練習1.完成圖乙中入射光線AO的反射光路圖。   2．如圖甲所示，一束光與平面鏡成45°角射到平面鏡上，請根據(jù)光的反射定律畫出它的反射光線，并標明反射角的大小。3．根據(jù)平面鏡成像特點，在圖中畫出物體AB在平面鏡MN中所成的像．4.OA為光源S發(fā)出的一條光線SO經(jīng)平面鏡后的反射光線．請在圖中畫出平面鏡的位置，并標出入射角i和反射角r。  5、如圖1所示，S’為點光源S在平面鏡MN中的像，SA為光源S發(fā)出的一條光線，請畫出平面鏡MN，并完成光線SA的光路。圖 16．如圖所示，試畫出點光源S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后經(jīng)過A點的光路圖。 7．如圖，在平面鏡的上方有一發(fā)光點S，OB、O′B′分別是S發(fā)出的兩條光線經(jīng)平面鏡后的反射光線，請根據(jù)平面鏡成像特點確定發(fā)光點的位置。(要求保留必要的輔助線) 8．如圖所示是光從水中斜射入空氣中時入射光的光路情況，請在適當位置畫出該入射光線對應的折射光線。由于光的折射現(xiàn)象，我們洗臉時，看盆內(nèi)的水深比實際水深要_____（選填“深”或“淺”）些。9.在圖中畫出一束光從空氣射入玻璃和離開玻璃磚后的光路圖．  10.請在左圖中作出光線由空氣斜射到玻璃表面時的反射光線和大致的折射光線。11．將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中，有一束光線垂直射向水面，如圖所示，請畫出這束光線在水中行進最后射出水面的光路圖。12.完成如圖所示透鏡的光路圖。13．如圖4所示，平行主光軸和通過光心的兩條光線入射到凸透鏡上，畫出這兩條光線的折射光線。14．入射光線和出射光線如圖所示，可知方框內(nèi)的光學元件對光有_______作用，請將該元件畫在方框內(nèi)．15．在下圖方框中填入適當?shù)耐哥R，并完成光路。16.圖中L為凸透鏡，MN為其主光軸，O為光心，若物體AB經(jīng)凸透鏡成的實像為A'B’，試用作圖的方法確定凸透鏡的一個焦點F，并在圖中標出F的位置。 光學作圖專題訓練答案1.如圖所示。2.（1）如圖所示，其中光線1分，反射角1分。解析：根據(jù)反射定律，反射角等于入射角，即反射角等于45°，入射光線如圖所示；3.如圖所示，虛像不畫虛線扣1分；不標箭頭表明正立扣1分．解析：根據(jù)平面鏡成像特點，實像和虛像關于平面鏡對稱，分別做出A點和B點關于平面鏡的對稱點A｀和B｀，因為平面鏡所成的像是正立、等大的虛像，所以虛像要化成虛線，還要標出箭頭表示正立，如上圖所示。 4.如圖所示5、本題關鍵是根據(jù)平面鏡成像的對稱性，即像與物體的連線與平面鏡垂直，像與物體到鏡面的距離相等，連接SS’并作其中垂線就是平面鏡的位置（如圖2所示），其它問題迎刃而解。答案如圖2所示。圖 26.光路圖如圖所示。解析：根據(jù)平面鏡成像的原理，像與物關于平面鏡對稱，所以首先過點光源S作平面鏡的垂線，找出像點S’，再連接像點與A點，即可得到入射點和經(jīng)過A點的反射光線，再連接S與入射點即為入射光線，如圖所示。注意：（1）物與像的連線要用虛線；（2）反射光線和入射光線都要用帶箭頭的實線表示，而反射光線的反向延長線要用虛線。7、8.如上圖右圖帶箭頭的紅線所示；淺解析：光從水中射入空氣中時，折射角大于入射角，如上圖右圖帶箭頭的紅線所示；我們洗臉時，看到的盆底，實際是光先從水底射出，然后從水中斜射入空氣并發(fā)生折射，最后折射光線射入人眼形成的。人眼逆著光線看過去，以為光線是從折射光線的反向延長線上發(fā)出的，感覺看到的水深比實際水深淺些。9.如圖所示解析：光線穿過玻璃磚要經(jīng)過兩次折射，兩次折射都遵循光的的規(guī)律：第一次由空氣斜射進入玻璃，過入射點垂直玻璃上表面作出法線，在玻璃中法線的另一側(cè)作出折射光線，注意折射角小于入射角；第二次由玻璃斜射進入空氣，同樣先作法線，折射光線遠離法線偏折，折射角大于入射角，一定注意玻璃下表面的光線與上表面的入射光線平行．10.如圖所示。解析：光線由空氣斜射到玻璃表面時，既發(fā)生光的反射，也發(fā)生光的折射；發(fā)生反射時，入射光線、法線和反射光線在同一介質(zhì)中的同一平面內(nèi)，入射光線和反射光線分居法線兩側(cè)，并且反射角等于入射角；發(fā)生折射時，入射光線和折射光線處在不同介質(zhì)內(nèi)，入射光線和反射光線分居法線兩側(cè)，并且折射角小于入射角，即折射光線要靠近法線，如上圖所示。11、12.根據(jù)會聚在虛焦點上的光線經(jīng)凹透鏡折射后光線平行于主光軸射出，可作出如圖所示光路圖13.如圖所示(兩條折射光線的方向各1分；實線、箭頭1分) 解析：平行主光軸的光線入射到凸透鏡上后折射光線經(jīng)過焦點，通過光心的光線入射到凸透鏡上后折射光線的方向不變，如上圖所示，注意光線畫成實線，用箭頭標出光的方向。14.會聚；如圖所示解析：由圖象可知，光線水平射入，經(jīng)某一光學元件后向中間靠攏，所以該光學元件是凸透鏡，對光線有會聚作用。16.如圖所示（畫出其中一條光路即可）解析：做凸透鏡的光路圖，抓住三條特殊光線：（1）過光心的光線經(jīng)透鏡后不改變方向；（2）平行于主光軸的光線經(jīng)透鏡后過焦點；（3）過焦點的光線經(jīng)透鏡后平行于主光軸。本題中，可過物點A作平行于主光軸的光線，光線經(jīng)透鏡后必過像點A'，且與主光軸相交，該交點就是凸透鏡的焦點。也可利用光路的可逆性，過像點A'做一條平行于主光軸的直線，直線經(jīng)透鏡后必過物點A，且與主光軸相交，該交點就是凸透鏡的焦點，最后標出正確的光線方向。如圖所示（畫出其中一條光路即可）。                         

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