2024年中考物理专题训练——光学作图(含解析)
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2024年中考物理专题训练——光学作图
1．完成下图通过凸透镜的折射光线。
2．如图所示，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射向凹透镜右侧虚焦点F。请画出点光源S并补全光路图。
3．如图所示，画出两条经凹透镜折射后的光线。
4．如图所示，一束激光a斜射向半圆形玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑，请画出形成两个光斑的光路图。
5．一点光源S发出的三束光线，SA平行凹透镜主光轴射向凹透镜，SO经凹透镜的光心，SB射向在主光轴上的平面镜MN， 在图中画出SA、SO经凹透镜折射后的光线和SB经平面镜的反射光线。 6．如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。
7．请在图中画出入射光线经过透镜后的折射光线。
8．请画出图中的入射光线。
9．在下列虚线框内画出合适的透镜。
10．一束光从水中射向空气，其反射光路如图所示，画出入射光线和大致的折射光线。
11．如图，是光经过水和空气分界面后的折射光线，请大致画出对应的入射光线和入射光的反射光线。
12．如图所示，O为凸透镜的光心，F1、F2为凸透镜的两个焦点。请在图中画出光源S经凸透镜所成的像S`。（保留必要的作图痕迹）
13．作出图中的光线从水中射入空气后的折射光线，并标出折射角θ。
14．如图所示，A为发光点，A1为发光点通过凸透镜所成的像。请完成光路图，确定凸透镜光心O，并画出凸透镜；通过光路图确定凸透镜焦点F的位置。（只确定一侧焦点即可）
15．2022年10月12日“天宫课堂”第三课航天员刘洋在水球变“懒”实验中，成功演示了紫色水球从“活跃”到“懒惰”的过程：刘洋将一个钢球推入紫色的水球中，钢球没有穿透水球，而是被包裹在水球里，用针筒吹气，在相同外力作用下，水球的振动幅度明显减小，称为水球变懒。如图甲所示。请在图乙中完成人眼看到钢球A点像的大致光路，A为钢球上的一点，O为球心。
16．潜水员的眼睛在水面以下A处，观察岸上的物体。图中的两个B1和B2分别是物、像的位置，请在图中作出潜水员观察物体的光路图和入射角i。
17．将图中的光路补充完整。
18．如图所示，已知凸透镜的两个焦点，点燃的蜡烛位于凸透镜焦距以内，请在图中先画出两条入射光线的折射光线，再画出烛焰S点的像S。
参考答案：
1．
【详解】平行于主光轴入射的光线，经凸透镜后折射光线过焦点；入射光线经光心，其传播方向不改变。作图如下：
2．
【详解】平面镜成像时，像与物体关于镜面是对称的，据此作出发光点S；由图可知，像与反射光线的连线与镜面的交点为反射点，连接S和反射点，该光线为入射光线；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。如图所示
3． 【详解】平行于凹透镜主光轴的光经过凹透镜被发散，发散的光线反向延长经过虚焦点，经过光心的光线，传播方向不变，如下图所示：
4．
【详解】因为激光斜射入半圆形玻璃砖圆心O，在界面既发生反射又发生折射，反射时，根据光的反射定律，反射角等于入射角，做反射光线；折射时，光从空气中斜射入玻璃中，折射角小于入射角，即折射光线靠近法线射向屏幕，如下图所示：
5．
【详解】平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散射出，其折射光线的反向延长线经过焦点；射向凹透镜光心的光线其传播方向不变；根据光的反射定律画出反射光线，如图所示： 6．
【详解】在烛焰上取一点S，在所成的像上找出其对应的像点S′，连接SS′，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置；过S点作平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后要过S′，折射光线与主光轴的交点就是凸透镜焦点F的位置，根据光折射时光路可逆做出凸透镜左侧的焦点F，如下图所示：
7．
【详解】（1）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；
（2）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，过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
8．
【详解】平行于主光轴入射的光线经凸透镜后，折射光线过焦点，作图如下：
9．
【详解】由第一个图可知：会聚的两条光线经过透镜后变得发散了，所以该透镜为凹透镜；由第二图可知：会聚的两条光线经过透镜后变得更加会聚，所以是凸透镜。如下图所示
10．
【详解】图中已过入射点画出法线，且已知反射光线，根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，在法线右侧的水中画出入射光线；光由水中斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，根据折射光线、入射光线分居法线两侧，折射角大于入射角，在法线左侧的空气中画出折射光线。如图所示： 11．
【详解】据题意可知，此情况为光从水中斜射入空气中。先过折射点（入射点）画出法线，根据折射角大于入射角在法线右侧水中画出入射光线，再根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，在法线左侧水中画出反射光线，如图所示：
12．
【详解】利用凸透镜的三条特殊光线就可以找到光源S经凸透镜所成的像S`。如图所示。
13．
【详解】图中法线已画出，由光的折射规律知，当光由水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，由此在法线右侧的空气中画出大致的折射光线，并标出折射角，如图所示：
14．
【详解】根据凸透镜的三条特殊光线作法，过凸透镜光心的光线，其传播方向不变，由此连接AA1两点，其连线交于主光轴，交点为光心O，并画出大致的凸透镜；根据平行于主光轴的光线，经过凸透镜时，会经过焦点，由此连接这两点，连线交于主光轴，交点为焦点；如下图所示：
15．
【详解】自A点的入射光线照射到水球边缘B点，B点为入射点，连接B点与球心O并延长即法线，光线AB从水球斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线更远离法线。如图所示 16．
【详解】连接2AB两点（空气中用虚线，水中用实线）与水面相交，则交点O为入射点，过入射点O作垂直于水面的法线；连接1BO即为入射光线，OA为折射光线，法线和1BO的夹角即为i，如下图所示：
17．
【详解】根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点作出入射光线；根据通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴作出折射光线，如图所示： 18．
【详解】由S发出的通过光心的光线方向不变；平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点，蜡烛在一倍焦距内，此时折射光线不能会聚成实像，但折射光线的反射延长线相交于一点，人眼透过凸透镜能看到成正立放大的虚像。两条折射光线的反向延长线为S的像S，如图所示：
