人教版中考物理三轮冲刺疑难易错 专题03 复杂光学作图

专题03 复杂光学作图- 疑难易错题精选

1．（2020•资阳）白光通过棱镜后会产生色散现象，在光屏上出现颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的七彩光带。如图所示，一束白光沿直角三棱镜abc的一个直角边ac上A点垂直入射，从直角三棱镜的斜边ab上某点B射出并投射到竖直光屏上，形成由C（红）→D（紫）的彩色光带；已知紫光的偏折程度最大，红光的偏折程度最小；请在图中画出白光通过棱镜的光路图，并在光屏上用C、D标出彩色光带顺序。

解：光垂直于三棱镜入射时，光的传播方向不变；太阳光经过棱镜时，在光屏上看到七种色光的色带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，紫光的偏折程度最大，红光的偏折程度最小，因此A光屏上方是红光，下方是紫光；如图所示：

2．（2020•日照）“五一国际劳动节”假期中，小明跟随爸爸学习钓鱼。如图所示，小明的眼睛位于N处，浮标位于水面的O处，鱼饵灯位于水下M处，此时小明发现鱼饵灯刚好被浮标挡住。已知N、O、M在同一竖直面内，请画出小明看到鱼饵灯光的光路图。

解：

在水中，鱼饵灯发出的光线入射到O点，在水面发生折射，折射光线进入人眼，折射光线好像是从虚像M′上发出的，使小明感觉鱼饵灯刚好被浮标挡住，如图所示：

3．（2020•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）

解：C点是飞机，A点是人眼，人眼看到飞机即飞机反射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；

人能看到水中的鱼，是因为鱼折射的光线经水面折射后进入人眼，人眼看到的鱼是鱼的虚像，虚像在鱼的实际位置的上方，因此鱼的实际位置在D点，在B点的下方，所以先连接AB，AB与水面的交界点O为折射点，然后连接AO即为折射光线，并标上箭头，箭头指向A点，如图所示：

4．（2020•常州）如图所示，AB、CD是点光源S发出的光，经平面镜MN反射后的两条反射光线，请在图中作出点光源S。（保留作图痕迹）

解：

方法1：先过A点垂直镜面作出法线，在法线右侧指向入射点画出入射光线，注意反射角要等于入射角，同理画出反射光线CD的入射光线，两条入射光线的交点S即为发光点的位置，如图所示：

方法2：先将两条反射光线AB、CD反向延长交于一点S′，在通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并连接SA、SC画出入射光线，如图所示：

5．（2020•广州）如图，光源S发出的一束光从空气射向水面，在容器壁上点P、Q处出现光点，画出上述现象的入射光线、反射光线和折射光线。

解：

根据平面镜成像的规律，作出点光源S的对称点S′，即为S的像，由于反射光线的反向延长线要过像点S′，连接PS′，其与水面的交点就是入射点O．则SO 为入射光线，OP为反射光线，OQ为折射光线，如图所示：

6．（2020•随州）如图是一长方形玻璃砖ABCD，其中AB、BC面涂有反射涂层，一条光线从AD面射入玻璃砖，请画出该光线进入玻璃砖后经过AB、BC面的两次反射，并最终从AD面射出的光路图。

解：

①光斜射向AD面时，过入射点先作法线，光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，由此在法线右侧的玻璃中画出折射光线；

②经过折射光线射到AB面时发生光的反射，先过入射点作法线，根据反射角等于入射角作出反射光线；同理作出光射到BC面的反射光线；

③经BC反射的光线射到AD面上时，再次发生折射，过入射点作法线，光由玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，由此在法线左侧空气中作出最终从AD面射出的光线。如图所示：

7．（2020•成都）如图所示，请画出激光束从三棱镜折射入空气时，法线的位置和折射光线的大致位置。

解：激光束从三棱镜折射入空气时，此时的折射角要大于入射角，首先做出法线，根据折射角和入射角的关系做出折射光线，如图所示：

8．（2020•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。

解：

过平面镜做A点的对称点A′，即A的像点，连接A′B交平面镜于一点，连接这个交点与B的连线，即为反射光线，连接A与交点的连线，即为折射光线（也是OB对应的入射光线），如图所示：

9．（2019•恩施州）如图一束光射向半圆形玻璃砖，O为圆心，请作出光通过a、b两个界面的折射光线。

解：当光线垂直射向a界面时，其传播方向不改变；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：

10．（2019•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。

解：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°。

11．（2020•十堰）如图，空气中某点光源S发出一条光线射向水面，在水面发生反射和折射，反射光线经过P点。请在图中作出这条入射光线、对应的反射光线和折射光线的大致方向（保留作图痕迹）。

解：根据平面镜成像的规律：像与物关于镜面对称，作出点光源S在关于水面的对称点S′，即像点。

连接S′P，与水面的交点O即为入射点，连接SO即为入射光线；连接OP即为反射光线；

过入射点O做水面的垂线即为法线，光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，在法线右侧的水中画出折射光线OA．如图所示：

12．（2020•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。

解：过入射点先画出法线，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，如图所示：

13．（2020•恩施州）有一工作间，人在B处要想看到外间A处的花盆，需要在某处安装一块平面镜。请把平面镜C画到合适的位置，并完成由B看到A的光路（只需在图中画出一条光的完整路径）。

解：过水平框作出点A的对称点A′，即为A在平面镜中的像，连接BA′与水平框交于O点，即为入射点（反射点），连接AO就得到入射光线，OB为反射光线，平面镜C移到O位置比较合适，如图所示：

14．（2020•黔西南州）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。

解：

当折射光线射入人眼时，人凭光沿直线传播的感觉，认为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；

由题可知，像在C处，眼睛在B处，先连接B、C两点，与水面交于O点，则O为入射点；连接AO，标上箭头为入射光线，则OB为折射光线，并标上箭头，如图所示：

15．（2020•枣庄）如图所示，小明利用一块平面镜使此时的太阳光射入隧道内，请你通过作图画出平面镜，并在图中标出反射角的度数。

解：

由题要利用平面镜使此时的太阳光射入隧道内，即反射光线水平向右，由此画出反射光线，根据光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置，则反射光线和入射光线的夹角180°﹣60°＝120°，所以反射角等于入射角等于60°．如图所示：

16．（2020•黔南州）如图所示，一束光射向玻璃砖并穿过玻璃砖，画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线。

解：

先画出法线，当光从空气斜射入玻璃时，折射光线和入射光线分居法线的两侧，折射角小于入射角。

当光从玻璃斜射入空气时，折射光线和入射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角。

据此作出两条折射光线，如图所示：