中考冲刺：光学作图专题（提高）知识讲解

中考冲刺：光学作图专题（提高）

【中考展望】

 1、中考要求

一般指根据题目的要求，完成相应的作图。它可以反映学生对某个物理概念和物理规律的理解和掌握程度，在中考试卷中所占分值约4分到9分。（各地要求略有不同）作图题一般分为两大类：基本作图题和设计作图题。基本作图题考察基本作图方法和基本作图能力，设计作图题考察建模能力，设计能力、创新能力和作图技巧。

2、中考动向

中考作图题主要在光学、力学、电学和电磁学部分。

光学作图题一般包括光的直线传播、光的反射、折射作图和平面镜成像作图。

【方法点拨】

1、光学作图主要考查如下内容

（1）光的直线传播：小孔成像，影子的形成；

(2) 光的反射和折射：根据要求作出入射或反射光线、折射光线；

（3）平面镜成像：根据平面镜成像特点作出物体的像或平面镜的位置 ；

 (4) 根据给定的入射光线和出射光线，在虚框内填适当光具。

2、解题指导 

(1)光线要画实线并加箭头，注意“箭头”方向 ；光的反向延长线要画虚线。

(2)平面镜成像成的是虚像，一定要画成“虚线” 。

(3)根据入射光线与出射光线在光具同侧或异侧判定面镜或透镜；根据出射光线变得会聚或发散判定凸透镜或凹透镜 。

【典型例题】

类型一、光的直线传播

1、（2012•东营）2012年5月21日清晨，我国东南沿海部分地区出现了“日环食”奇景。下图是发生日环食时太阳与月球的位置。请在图中画出人在其中能观察到日环食的阴影区，并在该影区内写入字母“HS”。
 

【思路点拨】解答此题要知道：
因为光是沿直线传播的，当月球转到地球和太阳之间，月球挡住了太阳照向地球的光，我们就看不到太阳，这就是日食，日食分为日全食、日偏食、日环食三种。
（1）太阳被月球完全遮住形成的日食叫日全食，在太阳光完全照不到的区域（本影区）可以观察到日全食；
（2）月球遮住太阳的一部分形成的日食叫日偏食，在部分太阳光照射到的区域（半影区）可以观察到日偏食；
（3）月球只遮住太阳的中心部分，在太阳周围还露出一圈日环，好象一个光环似的叫日环食。

【答案与解析】（1）日食是由于月球挡住了太阳照向地球的光，太阳发出的光照不到我们的眼睛，我们就看到太阳是黑色的，这是光的直线传播造成的；
（2）日环食是日食的一种，发生时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成光环，这是因为月球在太阳和地球之间，但是距离地球较远，不能完全遮住太阳而形成的。
答案如图
 

【总结升华】此题考查的是日食的成因，我们要能够根据我们所学的物理知识来解释生活中的物理现象，知道日环食的形成原因是解题的关键。

举一反三：

【变式】（高清课堂《中考冲刺—力、电作图专题》例1）“坐井观天，所见甚小”。请在图中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围（用斜线标出）

【答案】

类型二、光的反射

2、如图所示，两平面镜相互垂直，一束光入射到水平的镜面上，试在图中画出光经过两个平面镜两次反射的光路，并标出法线。

【思路点拨】根据反射定律知，反射角等于入射角，光经过两个平面镜两次反射后的反射光线与原来的入射光线平行。

【答案与解析】

【总结升华】本题利用了反射定律作图：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。

举一反三：

【变式】（高清课堂《中考冲刺—力、电作图专题》例6）自行车的尾部安装一种塑料制成的反光镜，夜间骑车时，在车灯照射下，能把光线按原来方向返回。反光镜结构如图所示，两手面镜相互垂直，当一条光线AB人射到其中一平面镜，   

（l）作出所有反射光线的光路图。

（2）证明经过两次反射后的反射光线会逆向射回。

【答案】

因为∠1+∠2=90° ，∠ABC=2∠1  ， ∠BCD=2∠2

所以∠ABC+∠BCD=2∠1+2∠2=2（∠1+∠2）=180°

所以AB∥CD

3、请在下图中，画出平面镜的位置。

【思路点拨】根据光反射定律知，反射角等于入射角，故反射光线与入射光线的夹角的平分线是法线的位置，再过入射点作出法线的垂线，就是平面镜所在的位置。

【答案与解析】由光反射定律知，反射角等于入射角，所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线，然后再过入射点作这个角平分线的垂线即可。如图所示：
                        

【总结升华】本题利用了光的反射定律作图：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。

举一反三：

【变式】小明妈妈的钱包掉到了沙发下，没有手电筒，小明借助平面镜反射灯光找到了钱包。下图中已标出了反射光线和入射光线，请在图中画出平面镜，并保留作图痕迹。

【答案与解析】此题应先确定哪条是入射光线和哪条是反射光线（本题已给出），箭头易标错。再做两线夹角的角平分线即为法线；再过入射点做法线的垂线并画上阴影线即为反射面。

4、如下图，有一束光线由A点发出射向镜面，反射后经过B点，请在图中画出入射光线和反射光线。
 

【思路点拨】根据平面镜成像知，物与像关于镜面对称，要作出B点的像点B′，连接AB′，与镜面的交点为入射点，再完成光路。

【答案与解析】作出B点的像点B′，连接AB′，与镜面的交点为入射点O．再连接AO、BO，画上箭头，如下图：
 

【总结升华】本题考查了平面镜成像特点作图。

类型三、光的折射

5、如图一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O，完成光进入和射出玻璃的折射光路图。
 

【思路点拨】由光的折射规律可知，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，当光垂直从玻璃射入空气中时，方向不变。

【答案与解析】当光线垂直射向两种介质的界面上时，传播方向不改变；当光从玻璃斜射入空气中时，折射光线将向远离法线的方向偏折，即入射角小于折射角。如下图所示：
 

【总结升华】本题考查了光的折射规律。

举一反三：

【变式】如图，作出入射光线AO的折射光线的大致方向。
 

【答案】因为当光从空气斜射入水中或者其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，当光线从空气垂直射向水中时，传播方向不改变。
 

6、如图所示，根据光的折射情况，在虚线框内填上一个适当的透镜。
 

【思路点拨】根据凸透镜对光线有会聚作用，而且平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，根据题目中的光路可知应画入凸透镜。

【答案与解析】折射光线比入射光线会聚，所以在方框中画入凸透镜，如图所示：
 

【总结升华】凸透镜对光线有会聚作用，而且有三条必须记住的特殊光线：过凸透镜光心的光线其传播方向不变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。