专题28 光路作图专题（原卷版）

专题28 光路作图（原卷版） 【内容播报】 特别说明：典例主要是2023 年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关 中的基础过关主要是2022 年的期末考试题，能力提升主要是2023 年的模拟考试题，真题感 悟主要2023 年的中考真题中，所有题型经过多次筛选。知识点以挖空的形式设计，便于学生 提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记忆，好题冲关分层设计，针对 于不同的学生。 考点 好题冲关 光的直线传播（1 例题+2 即时检测） 基础过关（20） 光的反射（1 例题+2 即时检测） 能力提升（22） 平面镜成像（1 例题+3 即时检测） 真题感悟（13 题） 透镜的应用（1 例题+4 即时检测） 1. 掌握光的直线传播的方法； 2. 理解光的光的反射定律，掌握光的反射的画法； 3. 掌握光的平面镜成像特点，掌握平面镜成像的作图方法； 4 掌握透镜的特点，并掌握透镜的光路作图方法； 考点一 光的直线传播 1. 光线：用一条带箭头的直线表示光传播的径迹和方向； 2. 光在同种均匀介质中沿直线传播，例如：小孔成像；影子的形成；工程上的测绘、日食和月食等； 3. 注意：光在传播（直线传播、反射和折射）的过程中，光路是可逆的； 【典例1】（2023·湖南郴州·中考真题） 井底之蛙 这个成语大家都很熟悉，图中 “ ” M 点表示青蛙。请根 据光的直线传播知识画图说明为什么 坐井观天，所见甚小 。（温馨提示：必须标出光的传播方向） “ ” 【变式1】（2023·四川成都·一模）《墨经》有小孔成像的记录，物体的投影之所以会出现倒像，是因为光 线沿直线传播，在针孔处，不同方向射来的光束互相交叉而形成倒影。图甲是小王同学做小孔成像实验的 情景，在图乙中大致画出烛焰B（烛焰可以抽象为带箭头的线段）通过纸杯的小孔在黑塑料膜虚线上所成 的像 ，并标明两条光线的传播方向。 【变式2】（2023·四川成都·一模）世界最早、距今约4000 年的山西陶寺镇古观象台，由13 根直立的夯土 柱组成，呈半圆形，如图是其结构示意图。古人观象测日，日出霞光从第二个狭缝穿越而过，确定为冬至 日；从第十二个狭缝穿过则为夏至日。请你分别画出冬至日和夏至日光的大致传播方向。 考点二 光的反射 1 . 光的反射定律：（1）入射光线（）、反射光线(B)和法线()位于同一平面内（三线合一）； （2）入射光线与法线的夹角即为入射角(∠)，反射光线与法线的夹角即为反射角 (∠r)； （3）反射角等于入射角； 2. 注意事项：（1）入射光线只能写成，表示光线从点到点，故不能写成； （2）反射光线只能写成B，不能写成B； （3）法线（或）用虚线表示； 【典例2】（2023·山东枣庄·中考真题）自行车尾灯可有效避免夜间交通事故的发生，它由多组 直角反射 “ 器 组成，其中一组 直角反射器 如图所示，一束光射向平面镜 ” “ ” S1，请在图中画出经过S1、S2两个平面 镜反射后的光路图。 【变式1】（2022·河南洛阳·一模）图甲所示，塔式太阳能电站通过平面镜将太阳光反射会聚到吸热塔上， 以此来利用太阳能。某时刻一束阳光沿方向照射到平面镜上的点，被平面镜反射到了吸热塔上的B 点，请 在图乙中作图说明平面镜应该如何放置。 【变式2】（2022·江苏扬州·二模）如图所示为某商店内一款扫码收款机的照片，底部有一平面镜，机器顶 部是摄像头，顾客付款时将付款码向下即可完成扫码付款，请在图中画出手机屏幕上一点经平面镜反射到 摄像头B 的光路图。 考点三 平面镜成像作图 1. 平面镜成像的特点 （1）像和物的大小相等 ； （2）像和物的对应点的连线跟镜面垂直； （3）像和物到镜面的距离相等 ； （4）像和物的左右相反； （5）所成的像是虚像； 2 实像和虚像的区别 （1）虚像：①虚拟光线传播所形成的像；②只能用眼睛观察到，不能用光屏去呈接。 （2）实像：②实际光线传播形成的像；②能用光屏去呈解； 【典例3】（2023·黑龙江大庆·中考真题）如图， 为暗室中的点光源， B 为不透光薄板， B 与上方水平 放置的平面镜左边缘对齐，请画出B 薄板右侧水平地面被光照亮的区域左右边界的光路图（只考虑直接经 平面镜到达地面光线）。 【变式1】（2022·江苏连云港·二模）根据平面镜成像特点，请在图甲中画出物体 在平面镜中所成的像 （保留作图痕迹）。 【变式2】（2022·陕西咸阳·模拟预测）如图所示，M 是苹果上的一点，是人眼的位置，请画出M 点在平 面镜中的像M 及某点发出的一条光线经平面镜反射后经过点的光路图。 【变式3】（2021·宁夏银川·二模）如图是司机在倒车时通过后视镜看到左后方的障碍物，P 点是司机的眼 睛。请你画出司机看到点的光路图。 考点四 光的折射 1. 光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，其传播方向发生折射，这种现象叫做光的折射； 2. 光的折射规律（光从空气斜射入水中） （1）折射光线（B）、入射光线（）、法线（M）在同一平面内（三线共面）； （2）折射光线和入射光线分居法线两侧（两线分居）； （3）折射角（∠r）<入射角（∠）两角不等（两角不等）； （4）入射角增大，折射角也增大； 3 注意事项 （1）当光线垂直与分界面时，光在分界面既发生了发射也发生了折射，入射角、反射角和折射角都为 0°； （2）入射光线只能用，表示光线从点到点，故不能用表示；同样折射光线只能用B 表示； （3）法线M 用的是虚线表示； 【典例4】（2023·辽宁本溪·中考真题）小明将两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字。手拿红环将 蓝环竖直放入水中，使蓝环刚好浸没，从水面上方点可以观察到红环的 倒影 和蓝环的像并不完全重合 “ ” ， 如图甲所示。请在乙图中作出： （1）红环最上端点在水中的像 点； （2） 点为蓝环最下端B 点的像，请完成从点看到B 点的光路。 【变式1】（2023·徐州·一模）如图所示，一束光线从空气射到水面，画出入射光线对应的大致的折射光线。 【变式2】（2023·山东潍坊·一模）小明站在池水旁观赏鱼，恰好空中一只小鸟飞过，呈现 水中鱼鸟同 “ 游 的美景。请分别画出小明看见鱼的光路和看见 ” D 的光路图，图中代表小明的眼睛、B 代表看到的鱼、 代表小鸟，D 代表小鸟在水中的像（图中未画出）。 考点五 透镜作图 凸透镜 凹透镜 定义 中间厚边缘薄（孕妇） 中间薄，边缘厚（肚子饿扁了） 特点 光线提前相交（汇聚） 光线延后相交（发散） 对光线的作用 光路（可逆） 特点 （1）过心不变；（2）平行过焦；（3）过焦点不变； 【典例5】（2023·辽宁抚顺·中考真题）如图所示，Sʹ 是光源S 在平面镜中的像。光线是光源S 发出的光线 经平面镜反射后，平行于凸透镜主光轴射向凸透镜的光线。请画出： （1）光源S 的位置； （2）反射光线对应的入射光线； （3）光线经凸透镜折射后的折射光线。 【典例6】（2023·江苏苏州·一模）如图所示，F 为凹透镜的焦点，请画出对应的入射和折射光线。 【变式1】（2023·河南许昌·二模）如图所示，某同学在探究凸透镜成像规律时作出的光路图的一部分，请 在图中画出两束入射光线对应的折射光线。 【变式2】（2023·辽宁丹东·二模）如图所示，光线是发光点S 射向平面镜后的一条反射光线，并平行于主 光轴入射到凹透镜上： （1）发光点S 的位置。 （2）光线的入射光线。 【变式3】（2023·山东淄博·一模）如图所示，凸透镜的主光轴处于水平位置， 是其焦点，平面镜与水 平方向成 ，请画出竖直激光束 经平面镜反射，再经凸透镜折射的光路图。 1．请完成以下透镜的光路图。 2．如图所示，入射光线与镜面的夹角为40°，完成光路图，标出反射角的大小。 3．根据平面镜成像特点，在图中画出物体B 在平面镜M 中所成的像B。 4．图是用两块平面镜制作的昆虫观察箱，能同时观察到昆虫的腹部和背部，用点表示昆虫的腹部，请在 图中作出观察者通过平面镜 看到昆虫腹部的光路图。（忽略玻璃板的厚度） 5．图甲是小王同学做小孔成像实验的情景，请在图乙中做出烛焰（用箭头 表示）在黑塑料膜上成像的 光路图，用 表示所成的像。 6．物体B 所成的像如图所示，请根据平面镜成像特点作出物体B 的位置。 7．完成图中的光路图 8．在图中分别作出相应的折射光线或入射光线。 9．如图所示，清澈平整水面下的 射灯 射出一束光，从水中斜射到水与空气的界面时将发生反射和折 “ ” 射，若入射光线与界面成 53°角，反射光线与折射光线的夹角为100°，在图中画出反射光线和折射光线， 并在图中标出反射角和折射角的度数大小。 10．要将一束太阳光反射到室内的B 点，请在图中画出平面镜的位置并标出反射角r。 11．如图所示，L1为入射光线，L2为反射光线。请在图中画出平面镜的位置。（请保留作图痕迹。） 12．人通过窗口能看到的范围是有限的，请在图中作图表示人眼所看到的窗外范围； 13．在图中画出对应的入射光线和折射光线（保留作图痕迹）。( ) 14．如图所示，小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请你通过作图画出反射光线，并 标出平面镜的位置。 15．如图所示，F 是凸透镜的焦点，请在图中画出物体B 在凸透镜中所成像的光路图。 16．如图所示，画出经过凹透镜折射后的光线所对应的入射光线。 17．根据图中给出的入射光线，画出相应的折射光线。 18．在图中根据给出的入射光线，画出相应的折射光线。 19．小明用手机给水中的小鱼拍照，发现手机在水中的像刚好与鱼缸中的一条小鱼的像重合，图中点表示 小明眼睛的位置，B′点是小明看到的小鱼和手机的像重合的位置。请画出： （1）手机的位置B； （2）小明看到手机的像的光路图； （3）水中鱼的大致位置及看到鱼的光路图。 20．如图，空气中某点光源S 发出的一条光线射向水面，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）。 1．如图，作出入射光线经过凹透镜后的折射光线。 2．如图所示，M 是苹果上的一点，是人眼的位置，请画出M 点在平面镜中的像M'及人眼看见这个点的光 路图。 3．如图，′B′是物体B 在镜中所成的像，确定平面镜的位置。 4．小明的乒乓球掉到沙发下，小明同学借助平面镜反射灯光找到了乒乓球。图中已标示了入射光线与反 射光线等，请在图中适当位置画出平面镜，并标出镜面与水平方向的夹角大小。 5．补全下列光路图。 6．图中给出了物体 B 及像 ′B′的位置，请通过作光路图的方式确定并画出凸透镜及其右侧焦点 F。（提 示：利用通过凸透镜的三条特殊光线作图） 7．友友的玩具不小心掉进水平管道中去了，由于没有手电筒，看不清楚玩具的位置。姐姐拿出一块平面 镜帮助他找到了玩具，请在图中画出平面镜的位置。 8．如图所示是小亮同学用两束激光同时射向一透镜后光的传播径迹，请在图中方框内测画出合适的透镜。 9．如图所示，点光源S 发出的那一条光线经平面镜反射后经过点，画出入射光线和反射光线。 10．如图所示，根据光线通过透镜后的方向，在如图虚线框中画出适当的透镜。 11．根据入射光线和折射光线，在图甲中的虚线框内画出适当类型的透镜。如图乙描述的是远视眼的成像 情况，请在方框内画出可以娇正视力的透镜。 12．如图所示是一条光线从空气垂直入射到玻璃砖表面，玻璃砖的截面为等腰三角形，请画出这条光线经 玻璃砖从另外两个面射出的光路图。 13．如图所示，F 是凸透镜的焦点，平面镜水平置于凸透镜右侧且与主光轴重合，图中光线是通过凸透镜 后的折射光线，请画出对应的入射光线和反射光线。 14．如所示，由池底发光点S 发出的一束光线经光滑池壁反射后，再经水面发生折射射入空气中，请你在 图中画出其相应的光路图。 15．图中S 点是水中鱼所在的位置，S'点是人的眼睛在P 处看到的鱼的像的位置。请完成人眼在P 处看到 鱼的光路图，并画出该光线在水面发生反射的反射光线。 16．如图所示，在某展厅内有一块水晶凸透镜，一束激光照射到凸透镜上，经凸透镜折射、大理石墙面反 射后，在地面上的P 点形成一个光斑。请你画出这个传播过程的光路图。（保留作图痕迹） 17．如图所示，S'是点光源S 在平面镜中所成的像，S 发出的一条光线经平面镜反射后恰好射向凹透镜右侧 虚焦点F。要求： （1）画出点光源S； （2）补充入射光线； （3）画出反射光线经过凹透镜的折射光线。 18．如图所示，一束光从空气射向半圆形玻璃砖的圆心，是经玻璃砖上表面反射的光，同时有一部分光通 过玻璃砖并从其下表面射出，请完成这束光通过玻璃砖的光路图。 19．小红在S 点用激光笔照射平静的水面某处，恰好把墙壁上的P 点照亮，如图所示，请你画出从S 点发 出的光照亮P 点的光路图。 20．如图，小文给同学们表演趣味小实验，她将一块厚玻璃砖竖立在桌面上，让小明站在玻璃砖右侧进行 观察。小文将一枚硬币缓慢移至玻璃砖左侧某一位置时，小明惊奇地发现，硬币 进入 了玻璃砖内。请 “ ” 画出从点出发的一条光线，经过玻璃砖进入眼睛的完整光路。 21．图甲为游客看到的北极熊 泳池分身术 的情景。图乙是简化图，其中为游客眼睛的位置， “ ” 是游客 看到北极熊水中 身体 的位置。请在图乙中画出游客看到水中 身体 的光路图，并画出北极熊身体的 “ ” “ ” 大致位置（用B 表示）。 22．大厦右边镀膜的玻璃外墙把太阳光反射到小明家，小明看到太阳的像S′（大致如图所示），这是一种 光污染。画出太阳光经过玻璃外墙到达小明家的光线。（保留作图痕迹） 1．（2023·全国·中考）小明将装有硬币的空杯放在弟弟面前，弟弟的眼睛在P 点看不到硬币，如图甲。小 明向杯中缓缓注满水，弟弟眼睛在P 点看到了硬币在B 点，如图乙。请你在图乙中画出弟弟看到硬币的入 射光线、折射光线，并标出折射角r（保留作图痕迹）。 2．（2023·威海·中考真题）从光源点发出的一束光其传播径迹如图所示，请再画出从点发出的另一束光的 传播径迹，以此来确定的像点并标为 。 3．（2023·菏泽·中考真题）室内有一吸顶灯S，人从平面镜M 中能够看到吸顶灯。请在图中画出人眼经平 面镜M 看到吸顶灯的完整光路图。 4．（2023·哈尔滨·中考真题）如图所示，S′为点光源S 在平面镜中所成的像，点光源S 为图中平面镜左侧 三点中的某一点，请利用平面镜成像特点作图确定点光源的位置并标出S。 5．（2023·日照·中考真题）一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上，其横截面如图所示。一条光 线从玻璃球冠上表面的M 点通过球心射到球冠的底面点。虚线P 为底面B 的法线。画出该光线经底面B 反 射后在球冠形玻璃球内外的光路图。 6．（2023·丹东·中考真题）如图所示，管道内处有一只正在发光的小灯泡，小潘的眼睛在B 处看到了平面 镜中小灯泡的像，请画出小潘看到小灯泡的像的光路图。 7．（2023·抚顺·中考真题）如图所示，Sʹ 是光源S 在平面镜中的像。光线是光源S 发出的光线经平面镜反 射后，平行于凸透镜主光轴射向凸透镜的光线。请画出： （1）光源S 的位置； （2）反射光线对应的入射光线； （3）光线经凸透镜折射后的折射光线。 8．（2023·本溪·中考真题）小明将两个大小相同的红、蓝环粘在一起形成“8”字。手拿红环将蓝环竖直放 入水中，使蓝环刚好浸没，从水面上方点可以观察到红环的 倒影 和蓝环的像并不完全重合，如图甲所 “ ” 示。请在乙图中作出： （1）红环最上端点在水中的像 点； （2） 点为蓝环最下端B 点的像，请完成从点看到B 点的光路。 9．（2023·赤峰·中考真题）如图所示，请根据平面镜成像特点，作出鸟喙上点通过水面成的像'。 10．（2023·长沙·中考真题）在课后实践活动中，小明自制了一个如图甲所示的手电筒，他将小灯泡放在 凸透镜的焦点处，请在图乙中画出光通过凸透镜后的光线。 11．（2023·湖北·中考真题） 仙女飞天 魔术表演中，位于 “ ” P 点的观众看到云雾中漫舞的仙女 ，实质 是挡板后的演员在平面镜中的虚像，如图所示。请作出平面镜的位置，并完成P 点观众看到仙女的光路图。 12．（2023·凉山·中考真题）如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F 是凸透镜的焦点，水下有一块平 面镜M，一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经水中的平面镜反射后恰过P 点，请将光路 图补充完整。 13．（2022·潍坊·中考真题）如图所示，水池边有一路灯S，路灯上方有一平面镜 ，S 发出的光能经 反射后射入水中，请画出： （1）S 在平面镜中所成的像 ； （2）经 反射后过点的反射光线 ； （3） 照射到水池底的光路图。