中考物理作图题之必考10种类型学考练 专题03 利用折射规律的作图题

专题03 利用折射规律的作图题

1．光的折射规律

（1）折射光线、入射光线和法线都在同一平面内。

(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。

（3）光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，即折射角小于入射角(如图甲所示）；光从其他介质斜射入空气时，折射光线向远离法线的方向偏折，即折射角大于入射角(如图乙所示）。

(4)光路是可逆的。

2.光的折射规律作图考法

(1)根据入射光线及其给定的分界面作出折射光线或反射光线；

(2)根据入射光线和折射光线，作出法线；

(3)根据给定的入射光线和折射射光线，判断分界面及其介质。

3.光的折射规律作图注意事项

(1)注意“箭头”方向；

(2)折射成像一定要画成“虚线”；

(3)根据入射角和折射角大小，可以判断界面上方是空气还是其它透明介质。

（4）折射角是折射光线与法线的夹角，不要误认为是折射光线和界面的夹角．

【例题1】（2021吉林）请在下图中画出折射光线的大致位置。

【答案】如图所示。

【解析】根据光的折射规律可知；当光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角；当光从水或其它透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。

首先通过入射点做垂直于分界面的法线，然后在法线右侧水里面根据“折射角小于入射角”画出折射光线的大致位置。
【例题2】（2021贵州黔西南）如图，装有水的烧杯底部有一枚硬币A，眼睛在B处看到硬币在C处。画出人眼看到硬币的光路图。

【答案】

【解析】当折射光线进入人眼时，人凭光沿直线传播的感觉，判断硬币在折射光线的反向延长线上的C处，人看到的是硬币的虚像；从题中条件可知，人眼在B处，像在C处，先连接B、C两点，与水面交于点O，那么O为入射点，再连接AO，这为入射光线，标上箭头，OB为折射光线，并标上箭头。

1.    （2021深圳）一束光线从空气射入玻璃时，界面 MN 上的反射光线如图所示，请画出对应的入射光线和大致的折射光线。 

【答案】 如图所示.

【解析】首先通过入射点做垂直与分界面的法线，然后根据入射角等于反射角做出入射光线；最后在法线上面玻璃一侧，根据折射角小于入射角做出折射光线。
2.（2021安徽）光从空气斜射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空中，其光路如图甲。现在让光逆着折射光线的方向从水中斜射到与空气的分界面，请在图乙中画出相应的折射光线和反射光线。 

【答案】 如图所示：  

【解析】图中已经过入射点O作出垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角在水中法线的另一侧画出反射光线；光从水斜射入空气中，根据折射角大于入射角画出折射光线，折射光线要比原来远离法线。

3．（2021湖北随州）半径为R的半圆形玻璃砖，圆心在O点，弧面ABC涂有反光层。一束激光垂直于直径AC从D点由空气射入玻璃砖（如图为平面图），已知OD＝R，画出光束经圆弧面两次反射最后从AC边出射到空气中的光路图，要求标明两次反射过程中的入射角大小。

【答案】如图所示：

【解析】根据光的折射和光的反射规律，再结合数学知识即可作图。

一束激光垂直于直径AC从D点由空气射入玻璃砖，传播方向不变，到达弧面ABC，连接OO1即为法线，根据反射角等于入射角作出反射光线，

到达弧面ABC的左侧，连接OO2即为法线，根据反射角等于入射角作出反射光线，此时反射光线垂直于AC射入空气中，传播方向不变，如图所示：

由勾股定理得，O1D＝＝R，

所以，△ODO1为等腰直角三角形，即第一次的入射角为45°；

所以反射角也为45°，则O1O2∥AC，

同理，第二次的入射角也为45°。

4. （2021山东潍坊）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。

【答案】

【解析】过平面镜做A点的对称点A′，连接A′B交平面镜与点O，OB即为反射光线，连接AO，即为折射光线(也是OB对应的入射光线).

5.（2021山东聊城）一束光从水斜射入空气中，其折射光线如图所示。请在图中作出此光线的入射光线（注意标出法线）。

【答案】

【解析】首先画出法线，然后根据光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角画出入射光线。

6. （2021山东东营）如图所示，一束光从水中斜射向空气中，同时发生折射和反射，试在图中画出这束光的折射光线的大致方向和反射光线。

【答案】

【解析】过入射点与水面垂直画出法线，在法线右侧的水中画出反射光线，注意反射角等于入射角；在法线的右侧空气中画出折射光线，注意折射角大于入射角.

7.如图所示，S是点光源，作出入射光线SO的反射光线和大致的折射光线。

【答案】如图所示：

【解析】根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且入射角等于反射角，画出反射光线；根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角小于入射角，确定折射光线的方向。根据反射角等于入射角在法线右侧的空气中画出反射光线；根据折射角小于入射角在法线右侧水中画出折射光线。

8.（2021四川南充）一東光从空气射向玻璃砖，并穿过玻璃砖；画出这束光进入和离开玻璃砖的折射光线。

【答案】

【解析】光从空气垂直进入玻璃砖，所以其传播方向不变；然后光从玻璃斜射入空气中，先过入射点垂直于界面画出法线，然后根据折射光线和入射光线分别位于法线两侧、折射角大于入射角，画出折射光线。

9. （2021辽宁阜新）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）

【答案】

【解析】C点是飞机，A点是人眼，人眼看到飞机即飞机发出的光线直接进入人眼，故连接AC，并标上箭头，箭头指向人眼；人看到水里的鱼在B处，认为鱼就在B，即鱼的像发出的光线进入人眼，该直线与水面的交界点即为折射点O，该直线的水面以上即为折射光线，连接AD由于从一种介质进入到另外一种介质时，会发生光的折射，即水面以上即为折射光线，是折射光线的延长线，人眼逆着折射光线看到鱼的像在B处，故水面以下的是虚线，连接DO，即入射光线，并标上箭头，箭头指向O点.

10．（2021贵州黔东南）如图所示，凸透镜主光轴与水面重合，即：上半部分在空气中，下半部分在水中，请作出通过凸透镜的入射光线，以及折射入水后的光线（方向大致符合物理规律即可）。

【答案】如图所示：

【解析】（1）平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，由此可以画出这条折射光线对应的入射光线。（2）过入射点垂直于水面作出法线，根据折射角小于入射角，在水中法线的另一侧作出折射光线。

11. 一圆形蓄水池装满水，水面与地面相平，在池的中心正上方B处悬挂着一盏灯，一人站在岸边，设A处为人眼，作出灯发出的光经过水面反射后进入人眼的反射光线。（保留辅助线）

【答案】如图所示。

【解析】水面相当于平面镜，B点发出的入射光线到水面的某一点，经过水面反射后过人眼睛，即A点。满足这样的条件的入射点只有一个，所以找出这个点非常关键。我们知道经过A点的反射光线的反向延长线一定经过B点的虚像点B′，连接B′A与水面的交点就是要找的入射点0. 根据平面镜成像的规律，像与物关于镜面对称，很容易找到B′点。

作出点光源B在关于水面的对称点B′，即像点．连接B′A，与水面的交点O即为反射点，连接OA即为反射光线，连接BO即为入射光线．要用箭头标出入射光线和反射光线的方向。

12.如图所示，一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，OB为反射光线，请作出入射光线、法线和大致的折射光线。

【答案】如图所示： 

【解析】一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，当光发生反射时满足反射定律；而光从一种介质进入另一种介质，发生了光的折射。由于频率仍不变，所以波长与波速会发生变化。如图所示，当一束光线从空气斜射到水面时发生反射与折射，OB为反射光线。

光发生反射时，反射光线与入射光线分居在法线两侧，且反射角与入射角相等。当光发生折射时，反射光线与入射光线分居在法线两侧，因为光从空气斜射入水中，所以折射角小于入射角。

13.如图，光源S发出的一条光经墙上的平面镜反射后，射入游泳池中。请画出它经平面镜发生反射及进入水中发生折射的光路。

 【答案】如图所示。

【解析】要解决此题，需要掌握光的反射定律的内容：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。光的折射规律的内容：折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线的两侧，且当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。过入射点作法线，根据反射角等于入射角作出这条入射光线射到竖直放置的平面镜上的反射光线，再根据当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角。作出其折射光线。

14.如图所示，已知光线AO斜射入水中，O为入射点。请作出其反射光线OB和进人水中的折射光线OC的大致方向。

【答案】如图所示：

【解析】过入射点作出法线，然后根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且反射角等于入射角，画出反射光线；根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角小于入射角，确定折射光线的方向。过入射点O作垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角在法线右侧的空气中画出反射光线OB；光从空气斜射入水中时，根据折射角小于入射角在法线右侧的水中画出折射光线OC。

15. 从空气射向水面的入射光线，在水面发生反射和折射现象，如图所示，给出了反射光线，请你在图中画出入射光线和大致的折射光线。

【答案】如图所示。

【解析】一束光线由空气射到水面时，既要发生反射，又要发生折射，反射角等于入射角，折射角小于入射角。据此完成光路图。先过反射点O垂直水面作出法线，根据反射角等于入射角，在法线左侧的空气中画出入射光线，然后再根据折射角小于入射角在水中画出折射光线。

16.如图所示，一束激光从空气中射到半圆形玻璃砖上（O为圆心），发生了反射和折射，请在图中画出：①反射光线；②折射光线的大致方向。

【答案】如下图所示：

【解析】光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入玻璃中时，折射光线靠近法线，折射角小于入射角。图中法线已经画出，根据反射角等于入射角，在法线上侧的空气中作出反射光线；当光由空气斜射入玻璃中时，根据折射角小于入射角，在法线上侧的玻璃中作出折射光线。

17.如图，暗室内有一盛水的水槽，现有一束激光入射到平面镜（图中未画出）上的O点，经平面镜反射后照亮水槽底部的A点。请画出平面镜并完成光路图。

【答案】如图所示。

【解析】（1）在A点的正上方找一点A′，连接OA′与界面的交点，即为反射光线射到水面的入射点；（2）作∠COD的角平分线即为法线，然后作法线的垂线即为平面镜的位置，连接DA即为光从O点传播到A点的光路图。

18．如右图所示，一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，OB为反射光线，请作出入射光线、法线和大致的折射光线（在图上标明三条光线的名称）

【答案】如图所示：

【解析】光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线位于法线的两侧，反射角等于入射角；光折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线位于法线的两侧，光由空气斜射入水时，折射角小于入射角。