2021年中考物理真题(140套)分类汇编-专题1-光学作图题(教师版).doc
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- 2021 年中 物理 140 分类 汇编 专题 光学 作图 教师版
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1、2.1 光学作图题满招损,谦受益。尚书怀辰学校 陈海峰组长1(2019年广州)如图所示,一束由A发出的光射到平面镜表面O点,画出物体AB在平面镜中的像,并画出入射光线AO的反射光线。【答案】见解析【解析】根据平面镜成像特点:物像关于平面镜对称。可作出物体AB在平面镜的像,如图所示;根据光的反射规律,反射角等于入射角,可作出AO的反射光线;或将A与O点连接,并延长AO即可作出入射光线AO的反射光线,如图所示。2(2019年盐城)在下图碗中加满水后恰好看到硬币右边缘,画出恰好看到右边缘的一条光路。【答案】【解析】画出碗中的水面,水面与进眼睛光线(折射光线)的交点处即为硬币右边缘光线的折射点,连接硬
2、币右边缘到折射点就是入射光线,再连接折射点到人的视线即为折射光线,并在连接线上标上箭头表示光的传播方向,如图所示。3(2019年南充)如图,在舞蹈室的墙面上装有一块平面镜,王老师用一激光笔从S点照向镜面,在地面上P点看到一光斑,请用平面镜成像特点完成光路图。【答案】见解析【解析】根据平面镜成像的原理:像点、入射点、反射光线上的P在同一条直线上,即可完成光路。根据像与物体关于平面镜对称先作出S的像点S,连接SP,与平面镜的交点即为入射点,再连接S与入射点连线为入射光线,P与入射点连线为反射光线,如图所示:4. (2019年烟台)汉代的淮南万毕术中记载:“取大镜高悬,置水盆于下,则见四邻矣。”(如
3、图)。请在答题卡指定位置,通过作图确定“大镜”的位置。【答案】见解析【解析】由题意可知,“大镜”将四邻景物射来的光线反射到盆中的水面,水面又将光线反射到人的眼睛;由光的反射定律知,反射角等于入射角,所以先作出入射光线与反射光线的夹角的平分线即为法线,然后再过入射点作法线的垂线即为“大镜”的位置。如下图所示:5(2019年潍坊)如图所示,AB为遮光板,S是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。请画出:(1)光源S的位置;(2)光线EF的入射光线;(3)光线EF经凸透镜后的出射光线。【答案】见解析【解析】(1)根平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称作
4、出光源S的位置;(2)连接光源S与入射点补出入射光线;(3)凸透镜三条特殊光线的作图: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焦点。过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。解:(1)通过平面镜作出S的对称点S,即为光源S的位置;(2)连接S与入射点E,则SE即为光线EF的入射光线;(3)由图可知,光线EF过凸透镜左侧焦点F,则该光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出,如图所示:6(2019营口)如图所示,A、B是发光点 S发出的经平面镜反射后的两条反射光线,请你画出:(1)发光点 S的位置;(2)A、B两条光线通过凹透镜的折射光线。【答案】见解析【解析】
5、(1)先将两条反射光线AB、CD反向延长交于一点S,S即为S的像点,再通过平面镜作出S的对称点S,即为发光点的位置S;(2)过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射将平行于主光轴,如图所示:SS7(2019年攀枝花)一束从空气中垂直射向玻璃砖,请画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的大致光线(注意标出法线,不考虑光的反射)。【答案】见解析【解析】光从空气垂直进入玻璃砖,所以其传播方向不变;然后光从玻璃斜射入空气中,先过入射点垂直于界面画出法线,然后根据折射光线和入射光线别位于法线两侧、折射大于入射角,画出折射光线。如图所示:8.(2019年黄冈)如图所示,小
6、明通过容器上方固定的空心管,刚好看不到容器底的硬币(硬币未画出)。现往容器中加水至MN处,通过空心管又能看到硬币了。请作出小明通过空心管又能看到硬币的光路图。【答案】见解析【解析】当我们用眼睛看水中物体时,是物体所反射的光进入到了我们的眼睛,才看清物体;光的折射规律是当从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折;光从水或者其他介质斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折。由题知,原来通过空心管刚好看不到容器底的硬币,现往容器中加水至MN处,通过空心管又能看到了硬币,产生这种现象的原因是从硬币反射出的光线经水面折射,折射角大于入射角,当折射光线射入人眼,人凭光沿直线传播的经验,认
7、为硬币在折射光线的反向延长线上,人看到的是硬币的虚像,由此画出入射光线。如图所示:9.(2019年云南)请在图中画出三角形ABC在平面镜MN中所成的像。【答案】见解析【解析】依据平面镜的成像特点,分别做出A、B、C点关于镜面的对称点,然后连接,就是ABC在镜中的像。作A点关于镜面的对称点A;(作对称点留下的作图痕迹是对应点的虚线连线和垂直符号)作B点关于镜面的对称点B;作C点关于镜面的对称点C;用虚线连接AB,BC,AC,则ABC就是ABC在平面镜MN中所成的像。作图如下:10.(2019年连云港)(1)如图所示,小明在房间的A点通过平面镜看到了坐在客厅沙发上B点的爸爸,请画出此现象的光路图。
8、【答案】(1)由题知,小明的眼睛在A点,爸爸在B点,小明在A点通过平面镜看到了B点的爸爸,作B点关于镜面的对称点B,即为像点,连接像点和A点与镜面相交于一点O,即为入射点,连接BO、OA,则BO是入射光线,OA为反射光线,如下图所示。【解析】要根据平面镜成像的特点:像与物体关于镜面对称。并且要知道反射光线的反向延长线过像点。明确平面镜成像的实质,并把握好作图的顺序,是完成此题的关键,同时,还要注意实线、虚线的区别。11(2019年泰安)如图所示,从点光源S发出的一条光线射向平面镜,经平面镜反射后射向墙壁上的O点处。请作出这条入射光线并完成光路图。【答案】解:过镜面作出点S的对称点S,即为点光源
9、S在平面镜中的像,连接SP与镜面交于O点,即为入射点(反射点),连接SO就得到入射光线,如下图所示:OSSP平面镜墙壁【解析】根据平面镜成像的特点知,反射光线好像是由像点发出的,由物与像关于镜面对称,作出像点后,作出射线SP,与镜面的交点为入射点,再完成光路。本题还可以作出P点的像P,连接SP与镜面交于O点,从而确定入射光线和入射点,连接OP画出反射光线。12. (2019年青岛)自行车尾灯的反光原理如图甲所示。请完成反射光路, 并标出反射角度数。【答案】【解析】光线在尾灯中发生两次反射,根据光的反射定律即可画出反射光线。13. (2019年聊城)如图所示,画出物体AB在平面镜中的像AB。【答
10、案】解:根据平面镜成像的特点,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】首先要知道平面镜成像的特点: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; 其次掌握本题的基本作法: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。14(2019年自贡)有一点光源S,它在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,S发出的一条光线经平面镜反
11、射后,反射光线为a,如图所示。请在图中画出:(1)凸透镜的焦点F;(2)点光源S的位置;(3)光线a经过凸透镜后的折射光线。【答案】见解析【解析】(1)因为反射光线好像是从虚像上发出的,已知点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,所以反向延长光线a,与主光轴的交点为凸透镜的焦点F;(2)画出像S(F)的对称点,可得点光源的位置S;(3)光线a过凸透镜的焦点,经凸透镜后折射光线平行于主光轴,如图所示:15(2019年通辽)如图所示,一束光线经凹透镜折射后,射向与凹透镜主光轴平行的平面镜上,请画出:(1)射向凹透镜的入射光线;(2)经平面镜的反射光线。【答案】见解析 【解析】(1)作出入射光线
12、要根据: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。(2)作出反射光线要根据反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。解:(1)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,据此画出入射光线;(2)过平面镜的入射点垂直于镜面作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线右侧作出反射光线,如下图:16. (2019年济宁)请按要求完成下列作图。(1) (2019年济宁)如图10所示,一束光水平射入潜望镜镜口后,通过潜望镜进入小明的眼睛。请画出光的传播路径潜望镜【答案】见解析【解析】潜望镜内平面镜与水平面成
13、45角,由光的反射定律可知,反射光线与入射光线垂直;过反射点作竖直向下的反射光线,再过二次反射点作垂直于入射光线的反射光线。如图所示:17(2019年百色)一束光线从空气斜射入水中,在水面发生反射和折射,已知反射光线OA如图所示,请在图中画出它的入射光线和大致的折射光线。【答案】如图所示【解析】图中已经过反射点垂直界面画出法线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,在法线左侧画出入射光线,使反射角等于入射角,在法线右侧的水中从O点画出折射光线,注意折射角小于入射角,如图所示。18(2019年青海)如图7所示,已知入射光线在玻璃中的折射光线,请画出对应入射光线的大致方向。【答案】见解析【解析】首先
14、过折射点垂直于界面作出法线,然后根据光由空气斜射进入玻璃中时折射光线向法线偏折,折射角小于入射角作出入射光线。如图所示:19(2019年锦州)如图所示,一束光线从空气射入玻璃中,请在图中画出该光线在界面处发生反射和折射的大致光路。【答案】见解析【解析】过入射点O作垂直于界面的法线,根据反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角画出反射光线;根据折射角小于入射角画出折射光线。如图所示:20(2019年大连)如图所示,一束光从玻璃斜射入空气中,请画出折射光线并标出折射角。空气玻璃【答案】见解析【解析】光从玻璃斜射入空气中时发生偏折,折射光线与法线的夹角即为折射角,折射角大于入射角,如图所示:
15、空气水21(2019年宁夏)阅读下面的短文,按要求解决问题:20182019年年的中国上演了一出“嫦娥”登月大戏。和以往不同,嫦娥这次登陆地在月球背面。月球背面电磁环境非常干净,无法直接接收来自地球的信号,所以在登月之前,先要发射一颗中继卫星保障通讯。2018年5月21日,嫦娥四号的“开路先锋”鹊桥中继卫星发射升空进入距月球约6.5万公里的环月使命轨道。2019年年1月3日早上 “嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面南极一艾特肯盆地冯卡门撞击坑的预选着陆区。地球、月球、中继卫星的位置如图10甲所示,这样地球上的测控站就可以通过鹊桥中继卫星与嫦娥四号探测器进行通讯了。把中继卫星假想成一个平面镜,搭
16、载控制信号的微波传播特点接近光。请你在图10乙中画出地面测控站A点与嫦娥四号探测器B点的通讯路径。 【答案】【解析】因为中继卫星相当于镜面,因此由平面镜成像规律,物与像的连线垂直于平面镜,物与像到平面镜的距离相等,可作出B点关于镜面对称的像点B,又因为在反射过程中,入射光线的延长线过像点B,因此直接连接A B,A与镜面的交点即入射点,连接入射点和点B即可完成作图。22(2019年贵阳)如图所示是一条光线从透明玻璃砖的一面,垂直入射的光线,玻璃砖的截面为等腰三角形顶角为120,请结合几何知识画出这条光线经玻璃砖从另外两个面射出的光路图。 【答案】如解析图所示【解析】解:首先光从空气垂直入射到玻璃
17、的表面,所以传播方向不变。已知玻璃砖的截面为等腰三角形顶角为120,则两个底角都为30,过入射点做出法线,法线正好平分顶角,则折射光线ED与法线的夹角为3反射角等于入射角,故反射光线与法线的夹角也为30,当光线由玻璃垂直入射时,传播方向不改变,即DF,当光线由玻璃斜射人空气中时,折射光线与入射光线分居法线两侧,折射角大于入射角,由此可画出折射光线DG,如图所示:23(2019年随州)半径为R的半圆形玻璃砖,圆心在O点,弧面ABC涂有反光层。一束激光垂直于直径AC从D点由空气射入玻璃砖(如图为平面图),已知ODR,画出光束经圆弧面两次反射最后从AC边出射到空气中的光路图,要求标明两次反射过程中的
18、入射角大小。【答案】如解析图所示【解析】根据光的折射和光的反射规律,再结合数学知识即可作图。解:一束激光垂直于直径AC从D点由空气射入玻璃砖,传播方向不变,到达弧面ABC,连接OO1即为法线,根据反射角等于入射角作出反射光线,到达弧面ABC的左侧,连接OO2即为法线,根据反射角等于入射角作出反射光线,此时反射光线垂直于AC射入空气中,传播方向不变,如图所示:由勾股定理得,O1DR,所以,ODO1为等腰直角三角形,即第一次的入射角为45;所以反射角也为45,则O1O2AC,同理,第二次的入射角也为45。24(2019年宜宾)如图8所示,空气中一束光经过S点斜射向竖立放置的平面镜,经平面镜反射后射
19、向一块玻璃砖的上表面,并穿过玻璃砖从下表面射出,请在图8中画出该光路图(不考虑玻璃砖的反射)。【答案】见解析【解析】(1)首先垂直于镜面作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线的下侧画出反射光线;(2)光线射到玻璃砖上表面时发生折射,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。如下图所示:25(2019年凉山)如图所示,请作出物体AB在平面镜MN中所成的像AB。【答案】见解析【解析】平面镜成像的特点是:像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换,即像物关于平面镜对称,利
20、用这一对称性作出AB的像。解:分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A、B,用虚线连接A、B即为AB在平面镜中的像。如图所示:26(2019年深圳)(1)一束光线从空气射入玻璃时,界面 MN 上的反射光线如右图所示,请画出对应的入射光线和大致的折射光线。【答案】见解析【解析】已知反射光线,可根据光的反射定律画出入射光线;根据光的折射规律,空气中的角是大角,因此玻璃中的折射光线向法线靠拢,如图所示。27(2019年上海)在图中根据给出的入射光线AO画出反射光线OB。【答案】见解析【解析】根据反射定律作出反射光线的光路图,题目中已经作出法线,在根据反射光线和入射光线分居法线两侧,作出反射角等
21、于入射角即可。根据光的反射定律,题目中已经作出垂直于镜面的法线,做反射光线OB使反射角等于入射角即可。故答案为:28(2019年山西)如图甲所示,家用小轿车的前挡风玻璃都是斜的,这样可以保证夜间行车时,车内景物通过挡风玻璃所成的像,成在司机前面斜上方避免干扰司机视线,保证驾驶安全。请你在图乙中画出司机眼睛(B点)通过挡风玻璃MN看到车内装饰物(A点)的像的光路图。【答案】见解析【解析】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(A点)的像点A,根据反射光线反向延长通过像点,可以由像点和B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。作出车内装饰物(A点
22、)关于平面镜的对称点A,即为像点,连接AB交平面镜于点O,连接AO画出入射光线,沿OB画出反射光线,如图所示:29.(2019年兰州)如图所示为某同学利用标有角度的圆盘、激光器和半圆形玻璃砖“探究光的折射规律”的实验示意图,其中AO为激光器发出的从空气射向半圆形玻璃砖的一束入射光线,请画出反射光线和玻璃砖中折射光线的大致方向。【答案】如图所示【解析】解:(1)首先过入射点O垂直于反射面作出法线,然后根据反射角等于入射角在法线右侧的空气中作出反射光线:(2)当光从空气斜射入玻璃中时,折射光线将向靠拢法线的方向偏折,即折射角小于入射角,据此作出玻璃砖中折射光线的大致方向。如图所示:30.(1)(2
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