根據光學作圖題特點進行物理中考復習

【考點歸納】

1.光線作圖(光的直線、入射光線、反射光線、折射光線、透鏡折射光線等)。

2.成像作圖(小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成像等)。

3.確定位置類(反射面的位置、光源的位置、像的位置、透鏡的位置)。

4.范圍作圖(觀察范圍、照射范圍等)。

5.暗箱填充作圖。

【方法提示與點撥】

1.判斷是哪類光學作圖，選擇對應的規律、原理作圖。

2.要結合成像規律(小孔成像、反射或折射規律)作圖。

3.要辨明光的傳播方向(光是從哪兒射向哪兒的)，注意介質是否相同，界面的位置。

4.注意箭頭不能漏畫，箭頭的方向不能畫反。

5.法線、對應點連線、光線的反向延長線用虛線。

6.實像用實線、虛像用虛線。

7.不要漏掉問題中的某一個，作圖要完整、美觀、嚴謹。

【實例講解】

一、光線作圖

教學指導:針對光線的作圖，要掌握光的反射和光的折射規律，對于透鏡來說，要掌握3條特殊光線的作法。對于光學的綜合類試題，要注意各種規律或原理、性質的運用，或根據幾何知識、建模、光路的可逆性等方法來進行作圖，而對于作圖時，要注意光線的實虛、箭頭的存在、角度的大小等，這是教學的基礎。

例1:(2009年四川省遂寧市)如圖甲所示，B為隧道中的一堵墻，墻的左側有一激光器S，發出一束微光經平面鏡MN反射后恰好經過A點，請根據平面鏡成像特點畫出符合要求的入射光線和反射光線。

分析:光線的作圖關鍵在于原理的把握，解決此題必須利用平面鏡成像的特點先確定像的位置，再根據所有反射光線的反向延長線必經過像點的原理進行作圖。要作出入射光線和反射光線，必須準確找到入射點(或反射點)，這里需要學生深刻理解反射光線的反向延長線都經過像點的事實，所以連接像點和反射光線經過點的直線與平面鏡的交點即是入射點。然后進行入射光線和反射光線就不再難了。另外，警示學生注意光線的實虛，和光線的箭頭的指向。

答案:如下圖乙。

二、成像作圖

教學指導:對于3種成像問題，抓住成像的原理進行作圖，這是解題的關鍵。因此，要分清是哪種成像光路圖，針對平面鏡成像作圖時，要辨析清楚是根據原理還是特點作圖，防止不按要求進行作圖而出錯。

例2:(2008年山東省青島市)請在圖甲中完成物體AB經凸透鏡成像的光路圖。

分析:此題是一道凸透鏡成像的光學作圖題，對于凸透鏡成像的光路圖，要掌握3條特殊光線的作法，對于凸透鏡來說，經過光心的光線折射后方向不改變、平行于主光軸的光線經過折射后會聚于異側的焦點、從焦點發出的光線折射后平行于主光軸、從二倍焦距點發出的光線折射后經過異側的二倍焦距點。特別是對于放置在主光軸上的物體，只要作出端點的像即可，需作兩條特殊光線，經過折射會聚的點或折射光線的反向延長線的交點即是像點，然后向主光軸作垂線，可得像。注意光線都用實線表示。

答案:如上圖乙。

三、確定位置作圖

教學指導:對于位置的確定，要抓住其應用的知識點和已知條件來選擇相應的原理進行作圖，比如:平面鏡位置的確定，若給定物和像，根據“對稱”的方式來確定平面鏡的位置等。有時，也要通過精確的作圖來確定像的位置等，比如:由于光的折射形成水中魚的虛像等。

例3:(2008年山東省濱州市)小明媽媽的錢包掉到了沙發下，沒有手電筒，小明借助平面鏡反射燈光找到了錢包。下圖甲中已標出了反射光線和入射光線，請你在圖中畫出平面鏡，并保留作圖痕跡。

分析:此題屬于平面鏡位置的判斷作圖，根據光的反射定律來進行判斷，要對于反射定律的“三線二角”有深刻的理解，并且能認識到法線相當于反射光線與入射光線組成的夾角的角平分線。首先作出入射光線和反射光線夾角的角平分線即法線，然后根據法線始終垂直平面鏡，作出角平分線的垂線，即平面鏡的位置。注意此題的要求，另外，法線畫出虛線。

答案:如上圖乙。

例4:(2008江蘇省揚州市)如下圖甲所示，OO'為凸透鏡的主光軸，S'為點光源S經凸透鏡成的像，SA為光源S發出的一條光線，請在圖中適當的位置畫出凸透鏡，并完成光線SA通過凸透鏡的光路圖。

分析:透鏡類的作圖，關鍵掌握透鏡特殊光線的做法，對于凸透鏡:經過光心的光線折射后方向不改變、平行于主光軸的光線經過折射后會聚于異側的焦點、從焦點發出的光線折射后平行于主光軸、從二倍焦距點發出的光線折射后經過異側的二倍焦距點。

對于此題是判斷凸透鏡位置的作圖題，解決的辦法是熟悉凸透鏡特殊光線的特點及做法，對于凸透鏡的位置的確定重在找到光心的位置，而光心的特點是通過它的光線方向不變，所以連接S和S'與主光軸的焦點為光心，即是凸透鏡的位置。然后根據S發出所有光線通過凸透鏡折射后必會聚與像點S'的原理，連接折射點與像點即是所畫的折射光線。

答案:如上圖乙。

四、范圍作圖

教學指導:要確定能看到像的范圍，就要分析反射光線的范圍.哪里有反射光線，哪里就能看到像.另外，要確定好邊界光線，將會對解題有著重要的作用。對于確定反射光的傳播范圍的方法是解決平面鏡問題中常用且重要的方法.

例5:(2004年河南省)在一個干枯的井底正中央P點趴著一只青蛙，它能看到的視野范圍如圖(a)所示，天降大雨時井全部灌滿水，若青蛙仍在P點，它的視野將發生變化，請你在圖(b)中利用光路圖確定青蛙視野的大致范圍，并用陰影線表示出來。

分析:此題考查光的直線傳播和光的折射綜合知識，要知道各自成立的條件(介質的均勻與否)，井內外的介質發生改變，因此光的傳播方向也將改變，導致范圍改變。在發生光的折射時，空氣中光線更遠離法線。

當井中全部灌滿水，若青蛙仍在原處，它的視野發生變化是由于光由水中射向空氣時發生了折射現象，如圖(b)所示。此題通過折射現象擴大視野的問題，原來井干枯的時候，內外介質相同，所以光沿直線傳播，當井全部灌滿水時，外面的光線射入水中時，發生折射，根據光的折射定律和光路是可逆的原理，外部的光線要遠離原來的關系，所以視野增大。

答案:如上圖乙。

例6:(2007年山東省泰州市)如圖甲所示，一間房子的墻壁上掛著一面平面鏡MN，其對面的墻上有一窗戶。A為人眼，試作出人眼A從鏡子里所能看到的窗子外面的景物范圍。

分析:此題主要考查學生對平面鏡成像原理的認知程度，能理解外界景物反射的光通過平面鏡反射進入人眼。解決此題可以抓住平面鏡成像原理，根據平面鏡成像的特點“對稱”，確定像的位置，即物點是所有入射光線的“發光點”;像點看作是所有反射光線的“收光點”(因所有反射光線反向延長都經過像點)。再畫出邊界光線，其中公共部分就是觀察的像的范圍。

首先根據平面鏡成像特點(對稱性)很容易確定A的像位置A'.連接A'與窗戶兩端點延長，即是邊界光線.注意箭頭的指向，應是外界的景物的光線向墻壁上照射，不要畫反。

答案:如上圖乙。

五、填充作圖

教學指導:對于暗箱問題，一般填充光學元件:平面鏡、凸面鏡、凹面鏡、凸透鏡、凹透鏡等，要抓住各個光學元件的特點，針對題的要求對號入座。 另外，也可能是多個光學元件組合填充來完成光學作圖，這是教學的難點。

例7:(2009年貴州省黔東南州)請根據近視眼成因及矯正方法，在圖甲所示方框內畫出矯正所需的透鏡并完成光路圖。

分析:這是一道光的折射規律和凸透鏡成像結合的試題，是光的折射規律和凸透鏡成像規律在實際中應用的題，屬于熱點考題。對于暗箱填充問題，應根據題中的現象和特點進行分析、判斷，抓住光線的方向的變化的特征，由于是近視眼的矯正，首先了解近視眼的成因，是由于晶狀體太厚使其折光能力過強，導致使像落在視網膜的前方，因此需要將光線發散一些，需要填充凹透鏡，將像清晰的呈在視網膜上。

答案:如下圖乙。