中考物理重难点知识点+训练专题02 光学作图学生版+解析版.docx
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中考物理重难点知识点+训练专题02光学作图学生版+解析版
专题02:
光学作图
光学作图是学习光学的重要组成部分,也是各省市中考的主要的考查点之一。
通过光学作图能考查学生对光学知识模块的理解和掌握情况,而且也能考查学生的画图能力、分析能力和解决实际问题的能力。
考查的主要有反射作图、折射作图平面镜成像作图和透镜作图四个方面的作图。
一、光学作图要求:
在光学作图中,无论是哪类作图,都要注意以下几点:
1、分清实线和虚线:
入射光线、反射光线及折射光线均用实线表示,虚像、法线和光的反向延长线等均用虚线表示。
2、光线连续不能断开,箭头要标正确:
入射光线的箭头方向都是“指向界面”,反射、折身光线的箭头方向都是“背离界面”;
3、分清角的关系:
不要把入(或反或折)射光线与反射面或界面的夹角视为入(或反或折)射角。
4、作图一定要用尺规作图,并保留作图痕迹,作图清晰规范,不能涂改。
5、法线与界面或反射面垂直,标垂直符号。
二、光学作图方法:
1、反射作图:
方法一根据光的反射定律作图,适用于较简单的作图:
(1)过入(反)射光线和界面的交点且垂直界面作法线(用虚线表示),并标垂直符号;
(2)根据反射角等于入射角,利用量角器作出反(入)射光线,并标上箭头。
方法二利用平面镜成像特点作图,适合较复杂的作图:
(1)作发光点关于平而统的对称点,即像点;
(2)用虚线连接像点和光线接收点(或人眼)交平面镜于一点,即为反射点;
(3)用实线连接发光点与反射点,标上箭头为入射光线,用实线连接光线接收点(或人眼)与反射点,标上箭头,即为反射光线。
2、折射作图:
(1)确定入(折)射点:
入(折)射光线与界面的交点即为入(折)射点;
(2)根据法线和折射面垂直,过入(折)射点作出法线(用虚线),并标出垂直符号;
(3)根据光的折射定律,画出入射光找的折射光线、或画出折射光线的入射光线(通常情况下,不管是入射角还是折射角,总是空气中的角较大)
(4)对于较复杂的折射作图,由于人的眼睛总认为光是沿直线传播的,所以可以连接人眼和人眼看到的像,根据光的折射规律确定入射点,从而确定入射光线和折射光线,注意传播方向。
3、平面镜成像作图:
方法一根据平面镜成特点作图——所有线均用虚线:
(1)选取物体上的特殊点(物点);
(2)根据平面镜成像有对称性的特点,找出特殊点关于平面镜的对称点(即像点的位置);
(3)用虚线连接特殊点(物点)和对称点(像点)
(4)用虚线连接对称点即为虚像。
方法二根据反射定律作图:
(1)作出物点射到平面镜上的任意两条光线;
(2)根据反射定律作出其反射光线;
(3)将反射光线反向延长交于平面镜后的一点(镜后的反向延长线要画虚线,虚线不加箭头),该点即为物点的像点。
4、透镜作图:
作图主要以三条特殊光线为依据。
光线特点
过光心
平行主光轴
过焦点
凸透镜
穿心不变
平行过焦
过焦平行
凹透镜
穿心不变
平行过焦
过焦平行
一、中考题型分析
中考中,光学作图主要以作图题题型为主,兼有通过作图解释光现象。
作图以反射作图、折射折射作图最为常见,而凸透镜作图则侧重考查三条特殊光线。
分值大约占2—3分。
二、典例精析
★考点一:
反射作图
◆典例一:
(2020河南)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。
★考点二:
折射作图
◆典例二:
(2020成都)如图所示,请画出激光束从三棱镜折射入空气时,法线的位置和折射光线的大致位置。
★考点三:
平面镜成像作图
◆典例三:
(2020盐城)请在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A'B'。
★考点四:
凸透镜作图
◆典例四:
(2020青海)如图所示,平面镜垂直于凸透镜主光轴且在凸透镜左侧焦点上,请完成光路图。
1、(2020上海)在图中,根据给出的反射光线OB画出入射光线AO,并标出入射角的大小。
2、(2020鞍山)一束光线从空气垂直射向玻璃砖,穿过玻璃砖后从另一表面射出,请在图中画出该光路图(不考虑光的反射)。
3、(2020湘潭)一束光从空气斜射入水中时,水中的折射光线OA如图所示,试用带箭头的直线画出入射光线的大致方向。
4、(2020哈尔滨)光从空气斜射向玻璃,发生反射和折射。
请完成光路。
并标出反射角的度数。
5、(2020遂宁)图中A'B'是物体AB在平面镜中所成的像,请根据平面镜成像特点作出物体AB。
(保留作图痕迹)
6、(2020·阜新)小明站在池水旁观赏游鱼,恰好看见一架飞机飞过,分别用A代表小明的眼睛、B代表看到的鱼、C代表看到的飞机,请画出小明看见鱼和飞机的光路图,并用“D”大致标出鱼在池水里的实际位置。
(保留必要的作图痕迹)
7、(2020恩施)有一工作间,人在B处要想看到外间A处的花盆,需要在某处安装一块平面镜。
请把平面镜C画到合适的位置,并完成由B看到A的光路(只需在图中画出一条光的完整路径)。
8、(2020潍坊)如图所示,在清水池底水平放置一平面镜,一束光射向水面的A点,经水折射和平面镜一次反射后射向水面的B点,请作出该过程的光路图。
9、(2020娄底)如图,OA是光源S发出的一条经平面镜反射后的反射光线,反射光线OA经过了凸透镜焦点F.请作出OA的入射光线和经凸透镜折射后的折射光线。
10、(2020通辽)如图所示,有一条经过平面镜反射过点P的反射光线且平行于主光轴入射到凹透镜上,S'为像点,请确定点光源S的位置,并补全光路图。
11、(2018河南)如图所示,一玻璃三棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC.一束红光平行于BC边从S点射入三棱镜,经AB面折射后,又在BC面发生反射,然后恰好从P点折射后射出.请画出这个传播过程的光路图。
12、(2020黄冈)北京天坛的圜丘体现了我国古代高水平的建筑声学成就,它将建筑学和声学完美结合。
当人站在圜丘中心处说话,会觉得声音特别洪亮。
这是由于人说话的声音有一部分被四周的石栏杆反射,射到稍有倾斜的台面后又反射到圜丘中心(图甲),使回声和原声混在一起。
若声音的反射遵守光的反射定律,台面和石栏杆表面光滑,请在图甲中完成人的声音从A点发出,经石栏杆反射到C点的声音路径图。
专题02:
光学作图
光学作图是学习光学的重要组成部分,也是各省市中考的主要的考查点之一。
通过光学作图能考查学生对光学知识模块的理解和掌握情况,而且也能考查学生的画图能力、分析能力和解决实际问题的能力。
考查的主要有反射作图、折射作图平面镜成像作图和透镜作图四个方面的作图。
一、光学作图要求:
在光学作图中,无论是哪类作图,都要注意以下几点:
1、分清实线和虚线:
入射光线、反射光线及折射光线均用实线表示,虚像、法线和光的反向延长线等均用虚线表示。
2、光线连续不能断开,箭头要标正确:
入射光线的箭头方向都是“指向界面”,反射、折身光线的箭头方向都是“背离界面”;
3、分清角的关系:
不要把入(或反或折)射光线与反射面或界面的夹角视为入(或反或折)射角。
4、作图一定要用尺规作图,并保留作图痕迹,作图清晰规范,不能涂改。
5、法线与界面或反射面垂直,标垂直符号。
二、光学作图方法:
1、反射作图:
方法一根据光的反射定律作图,适用于较简单的作图:
(1)过入(反)射光线和界面的交点且垂直界面作法线(用虚线表示),并标垂直符号;
(2)根据反射角等于入射角,利用量角器作出反(入)射光线,并标上箭头。
方法二利用平面镜成像特点作图,适合较复杂的作图:
(1)作发光点关于平而统的对称点,即像点;
(2)用虚线连接像点和光线接收点(或人眼)交平面镜于一点,即为反射点;
(3)用实线连接发光点与反射点,标上箭头为入射光线,用实线连接光线接收点(或人眼)与反射点,标上箭头,即为反射光线。
2、折射作图:
(1)确定入(折)射点:
入(折)射光线与界面的交点即为入(折)射点;
(2)根据法线和折射面垂直,过入(折)射点作出法线(用虚线),并标出垂直符号;
(3)根据光的折射定律,画出入射光找的折射光线、或画出折射光线的入射光线(通常情况下,不管是入射角还是折射角,总是空气中的角较大)
(4)对于较复杂的折射作图,由于人的眼睛总认为光是沿直线传播的,所以可以连接人眼和人眼看到的像,根据光的折射规律确定入射点,从而确定入射光线和折射光线,注意传播方向。
3、平面镜成像作图:
方法一根据平面镜成特点作图——所有线均用虚线:
(1)选取物体上的特殊点(物点);
(2)根据平面镜成像有对称性的特点,找出特殊点关于平面镜的对称点(即像点的位置);
(3)用虚线连接特殊点(物点)和对称点(像点)
(4)用虚线连接对称点即为虚像。
方法二根据反射定律作图:
(1)作出物点射到平面镜上的任意两条光线;
(2)根据反射定律作出其反射光线;
(3)将反射光线反向延长交于平面镜后的一点(镜后的反向延长线要画虚线,虚线不加箭头),该点即为物点的像点。
4、透镜作图:
作图主要以三条特殊光线为依据。
光线特点
过光心
平行主光轴
过焦点
凸透镜
穿心不变
平行过焦
过焦平行
凹透镜
穿心不变
平行过焦
过焦平行
一、中考题型分析
中考中,光学作图主要以作图题题型为主,兼有通过作图解释光现象。
作图以反射作图、折射折射作图最为常见,而凸透镜作图则侧重考查三条特殊光线。
分值大约占2—3分。
二、典例精析
★考点一:
反射作图
◆典例一:
(2020河南)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】见解析
【解析】根据平面镜的成像规律,作视力表上A点在平面镜的对称点A′,连接被测者的眼睛与点A′,交于平面镜O上,再连接视力表上A点与平面镜的点O,即可得到入射光线与反射光线,并标上箭头,如下图所示:
。
★考点二:
折射作图
◆典例二:
(2020成都)如图所示,请画出激光束从三棱镜折射入空气时,法线的位置和折射光线的大致位置。
【答案】见解析
【解析】光从玻璃折射出空气,法线垂直于玻璃面,入射角小于折射角,如图所示:
。
★考点三:
平面镜成像作图
◆典例三:
(2020盐城)请在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A'B'。
【答案】见解析
【解析】先作出端点AB关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,图所示:
。
★考点四:
凸透镜作图
◆典例四:
(2020青海)如图所示,平面镜垂直于凸透镜主光轴且在凸透镜左侧焦点上,请完成光路图。
【答案】见解析
【解析】根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,画出经凸透镜折射后的光线;平面镜垂直于凸透镜主光轴且在凸透镜左侧焦点上,射向焦点的光线入射到平面镜上,入射点为F,法线与凸透镜主光轴重合,根据反射角等于入射角,画出反射光线;该反射光线是从凸透镜焦点发出的,经凸透镜再次折射后将平行于主光轴射出,如图所示:
。
1、(2020上海)在图中,根据给出的反射光线OB画出入射光线AO,并标出入射角的大小。
【答案】见解析
【解析】由图知,反射角为60°,根据光的反射定律,可得入射角也为60°,在法线左侧画出入射光线,标出入射角60°,如图所示:
。
2、(2020鞍山)一束光线从空气垂直射向玻璃砖,穿过玻璃砖后从另一表面射出,请在图中画出该光路图(不考虑光的反射)。
【答案】见解析
【解析】根据光的折射规律知,光垂直射到玻璃上时,传播方向不变,但从玻璃中斜射入