題型二光學作圖光學作圖涉及的內容包括光的反射定律、平面鏡成像、光的折射定律、凸透鏡和凹透鏡對光線的折射等。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;(5)經過透鏡的三條特殊光線要記住,即平行于主光軸的光線、經過透鏡焦點的光線、經過透鏡光心的光線。一、光的反射作圖 例1(2016貴州黔南州中考)小明媽媽的手機掉到了沙發(fā)下,沒有手電筒,小明借助平面鏡反射燈光找到了手機。如圖中已標出了反射光線和入射光線,請在圖中畫出平面鏡位置,并保留作圖痕跡。解析 由光的反射定律可知,入射光線、反射光線和法線在同一平面內,入射光線和反射光線的交點即為入射點(或反射點),入射光線和反射光線的角平分錢就是法線,再過入射點作法線的垂線即為鏡面。方法歸納由反射定律進行分析可知,法線是入射光線和反射光線夾角的角平分線,鏡面始終和法線垂直,這是解決此類問題的關鍵。二、平面鏡成像作圖例2(2016四川宜賓中考)如圖所示,S為發(fā)光點S在平面鏡MN中所成的像,S發(fā)出的一條光線經平面鏡反射后經過P點,請在圖中作出發(fā)光點S的位置,并作出經過P點的反射光線及相應的入射光線(保留作圖痕跡)解析 由平面鏡成像的特點可以知道物像關于平面鏡對稱。作出像點S的對稱點,即為物點S,連接PS,與鏡面的交點為入射點O,SO為虛線,OP為定線,再連接SO,SO為入射光線,OP為反射光線,應畫上箭頭。方法歸納平面鏡成像的基本特點是物、像關于平面鏡對稱;所有的反射光線的反向延長線都要過像點。三、光的折射作圖例3(2016山東聊城中考)如圖所示,一束光射向一塊玻璃磚,并穿過玻璃磚。畫出這束光進入玻璃和離開玻璃后的光線(注意標出法線)。解析 畫折射光線時,要先畫出法線。當光從空氣斜射入玻璃時,入射光線和折射光線分居法線的兩側,折射角小于入射角。當光從玻璃斜射入空氣時,入射光線和折射光線分居法線的兩側,折射角大于入射角。由空氣斜射入玻璃時,入射角與折射角的對應關系與由玻璃斜射入空氣時,折射角與入射角的對應關系相同,光線從玻璃折射出來后與剛入射玻璃時的光線是平行的。方法歸納當光從空氣斜射入玻璃時,入射光線和折射光線分居法線的兩側,折射角小于入射角。當光從玻璃斜射入空氣時,入射光線和折射光線分居法線的兩側,折射角大于入射角。光從空氣斜射入玻璃和光從玻璃斜射入空氣,入射角和折射角的大小關系是不同的。四、透鏡作圖例4(2016湖南永州中考)如圖所示,請在圖中作出兩條入射光線經凹透鏡折射后的折射光線。解析 延長線過另一側焦點的光線經凹透鏡折射后將平行于主光軸;過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變。方法歸納凹透鏡三條特殊光線的作圖:延長線過另一側焦點的光線經凹透鏡折射后將平行于主光軸。平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后,其折射光線的反向延長線過焦點。過光心的光線經凹透鏡折射后傳播方向不改變。五、凸透鏡成像規(guī)律的作圖例5(2016四川資陽中考)如圖所示,已知凸透鏡的兩個焦點,點燃的蠟燭位于凸透鏡焦距以內,請在圖中用作圖法畫出燭焰S點的像S。解析 由S發(fā)出的通過光心的光線方向不變;平行于主光軸的光線經過凸透鏡折射后過焦點,兩條折射光線的反向延長線的交點為S的像S。方法歸納利用好凸透鏡的三條特殊光線:通過焦點的光線經凸透鏡折射后將平行于主光軸。平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點。過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變。1.(2016上海中考)在圖中,根據(jù)給出的入射光線AO畫出反射光線OB,并標出反射角的度數(shù)。解析 (1)秤鉤對秤桿的拉力F2的作用點在秤桿上,方向豎直向下,過拉力作用點作豎直向下的力F2;(2)反向延長秤砣繩對秤桿拉力F1得到動力作用線,然后過支點O作F1作用線的垂線段,即動力臂L1。2.(2016湖北孝感中考)如圖所示是一種稱為“角反射器”的光學裝置,有一束激光沿a、b方向入射到平面鏡S1上。試在圖中作出經平面鏡S1、S2反射后的光路(保留必要的作圖痕跡)。解析 重物的重心在物體的幾何重心,重力的方向是豎直向下的,從作用點起沿豎直向下的方向,畫一條帶箭頭的線段。O點是杠桿的支點,從支點向拉力F1作用線作垂線,即是力臂L1。3.(2016山東煙臺中考)如圖所示,從S點發(fā)出的一條光線,經平面鏡反射后,其反射光線恰好通過P點。請你作出這條入射光線并完成光路圖。解析 物體A受到重力和浮力作用,作用點都在物體重心,重力從重心豎直向下畫,標出符號G,浮力從重心豎直向上畫,標出符號F,注意物體下沉,重力大于浮力,重力的長度大。4.(2016山東威海中考)如圖所示,AB是物體AB在平面鏡中所成的像,根據(jù)平面鏡成像的特點在圖中畫出平面鏡(保留作圖痕跡)。解析 重力從重心豎直向下畫,標出符號G,支持力從重心豎直向上畫,標出符號F支,注意兩個力大小相等,所畫的長度要相等。5.(2016青海西寧中考)如圖所示的是一條經水面反射后的光線,在圖中畫出其入射光線的準確方向及對應的折射光線的大致方向。解析 鐵鎖受到的重力方向豎直向下,從鐵鎖的重心,豎直向下作出重力的示意圖;從支點O向重力的作用線作垂線段,即可以作出重力的力臂。6.(2016福建三明中考)請在圖中畫出兩條入射光線經過凸透鏡后的折射光線。解析 圖中有兩個動滑輪,最多繩子可承擔的繩子的股數(shù)為2n+1,所以為5股,繩子的起始端為動滑輪。7.(2016湖南湘西中考)根據(jù)入射光線和折射光線,在圖中虛框內畫出適當類型的透鏡。解析 要想添加一個滑輪使拉力最小,只能添加動滑輪。由于定滑輪就一只,所以繞繩最多為4股。8.(2016赤峰中考,15)如圖所示,透鏡的焦點與杯中水面的中心點重合。一束平行凸透鏡主軸的光線,經凸透鏡折射后射入盛水的杯中,在杯底形成光斑。畫出這束光線的光路圖。解析 物體所受重力豎直向下,滑動摩擦力平行于斜面向上。重力與滑動摩擦力的示意圖如答圖所示。