光學(xué)作圖題考點歸納

光學(xué)作圖題考查的主要類型有光的直線傳播作圖、光的反射和折射作圖、透鏡作圖，下面分類介紹。

考點一：光的直線傳播作圖

光的直線傳播作圖主要考查小孔成像作圖和視野范圍作圖兩類。

例1 如圖1所示是小強在紙杯上蒙上一層塑料膜做小孔成像實驗的情景，請在圖中作出燭焰（用箭頭AB表示）在塑料膜上成的像（用箭頭A′B′表示）及光路圖。

[小孔][塑料膜][A][B] [小孔][塑料膜][A][B] [B'][A']

圖1 圖2

思路：分別作出過物體兩端點A、B的光線經(jīng)過小孔投射到塑料膜上所成的像點A'、B'，然后用實線連接A'B'。作圖時光路的傳播方向要用箭頭標注，光線和實像務(wù)必用實線表示。答案如圖2所示。

考點二：平面鏡成像特點作圖

常見的平面鏡成像特點作圖有三種：（1）已知物體畫平面鏡所成的虛像；（2）已知物、像位置關(guān)系畫平面鏡；（3）結(jié)合光的反射定律和虛像成因畫反射光路圖。

例2 如圖3所示，S′是某一發(fā)光點S在平面鏡里的像，Q是S發(fā)出的一束光經(jīng)平面鏡反射后經(jīng)過的一點，請在圖中找到S的位置，并完成光路圖。

[S'][Q] [S'][Q] [O][S]

圖3 圖4

思路：根據(jù)物像關(guān)于鏡面對稱，作出像點S′的發(fā)光點S；再根據(jù)反射光線的反向延長線交于像點，連接QS'，與鏡面交點O為入射點，連接SO為入射光線，OQ為反射光線。作圖時，物像連線、虛像、反向延長線畫虛線，物像連線與鏡面垂直要標注垂足。答案如圖4所示。

考點三：光的折射規(guī)律作圖

常見的光的折射規(guī)律作圖有兩種：（1）已知入射（或折射）光線畫折射（或入射）光線；（2）結(jié)合折射成虛像原理和眼睛看“虛像”原理畫折射光路圖。

例3 在“預(yù)防溺水”主題班會上，主持人小明用光路圖來解釋“水池變淺”的道理：如圖5，池底A點射出的光線經(jīng)過水面折射進入B點的人眼，C點是人眼看到的池底A點像的位置。請你畫出入射光線、折射光線，并標出折射角r。

[空氣][水][水池底][A][C] [B] [空氣][水][水池底][A][C] [B] [O] [r]

圖5 圖6

思路：先根據(jù)折射光線的反向延長線交于像點C連接BC，與水面的交點O為入射點，連接AO為入射光線，OB為折射光線，過O點作分界面垂線為法線，夾角r為折射角。作圖時不要把進入人眼的折射光線的方向畫錯。斜射時，空氣中的角總是大角。答案如圖6所示。

考點四：透鏡作圖

常見的透鏡作圖有三種：（1）三條特殊光線作圖；（2）填畫透鏡類型；（3）近（或遠）視眼矯正光b8ada4b5762b2886bec3b1c614600d9372c8a364eb9bfd2900ffbb0cb43100b2路圖。

例4 如圖7，一束光射向凹透鏡，請畫出該光線依次經(jīng)過凹透鏡、凸透鏡的折射光路。

[O][F][F] [O][F] [O][F][F] [O][F]

圖7 圖8

思路：三條特殊光線作圖要訣：過心不變；平軸過焦；過焦平軸。答案如圖8。

拓展訓(xùn)練

1.“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉，如圖9，圖中M點表示青蛙。請根據(jù)光的直線傳播知識畫圖說明為什么“坐井觀天，所見甚小”。

2.如圖10，圖甲是隨嫦娥六號一起發(fā)射的角反射器的示意圖，其三個反射面相互垂直，其中兩個反射面如圖乙所示，一束光只在這兩個反射面發(fā)生了反射，請在圖乙中畫出這束光反射的光路圖（保留作圖痕跡）。

3.如圖11，物體AO放置在水平面上，A'O是AO在平面鏡中的像，且A'O垂直于AO。請在圖中畫出平面鏡的位置，并標出鏡面與水平面夾角的大小。

[M] [甲] [乙] [A][A'][O]

圖9 圖10 圖11

4.如圖12，光線AO從空氣斜射入水中，畫出水中折射光線的大致方向。

[空氣][A][O][水]

圖12

5.如圖13，圖甲是近視眼的成像示意圖，其中晶狀體相當于凸透鏡，平行光經(jīng)過晶狀體等結(jié)構(gòu)未會聚在視網(wǎng)膜上。請在乙圖虛線框內(nèi)畫出適當?shù)耐哥R，并將兩條光線的光路補充完整，使光線會聚在視網(wǎng)膜上的A點。

[晶狀體] [晶狀體][視網(wǎng)膜][A]

甲 乙

圖13

答案：1～5題分別如圖14～18。

[M] [45°][A][A'][O]

圖14 圖15 圖16

[空氣][A][O][水] [晶狀體][視網(wǎng)膜][A]

圖17 圖18

（作者單位：山東省棗莊市薛城區(qū)教學(xué)研究中心）