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(二)光学重难点瓶颈突破专题解析版
专题 06 光学作图技法攻略解析版
【考查重难点剖析】
1.考点定位:
1)理想模型法是物理学研究问题的重要方法,同样也是解决问题的重要手段。光学以其独特的特
征,体现着视觉科学,为我们呈现了五光十色,精彩绝伦的世界,也为中考命题提供了丰富的素材
光学作图在中考试题中屡见不鲜,考查比重较大,占有十分重要的地位。
2)在考查时,形式比较固定,以作图题为主,也结合对图形的识别见诸于选择题、填空题,还与
实验探究题综合进行考查。
2.考点剖析:
作图与识图类型
考点整合
现象图 规律图 成像图 拓展组合
直接
基本光线
进入
人眼
光 直线传播与
的 反射组合
直
影子
线
现象
三 传
播
现
小孔
象
成像
作
图
镜面
剖 反射
反射与折射
析 光 组合
的
反
漫
射
反
射
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】折射
综合作图
虚像
光的
光 色散
的
折
射
基本光线
透镜组合
透镜
应用
【突破技巧】
1、光学作图作为中考一个必考点,考生是绕不开的。纵观全国各省市中考物理试题,即使没有专
门的光学作图类题,也会结合在填空题、实验探究题当中进行考查。也转化为作出图形让考生识别
采集生活中实际图片让考生识别。要保证得分,必须将规律及应用统一起来,否则必然难于应对。
2、难点:
①光学作图以其头绪较多,现象较乱,规律较杂而为考生所头疼,这是难点之一。
②尤其是组合应用问题,结合生活实际问题,是难点中的难点。
3、难点原因分析:
①对规律的本质理解不透彻,似是而非,造成作图无从下手;
②现象与规律对应不起来,应用时张冠李戴,造成作图不伦不类;
③组合类作图题理不清头绪,不知道切入点,综合能力差;
④作图完成后,必要的标注不到位,造成作图貌似正确,但不能得分;
⑤虚线与实线、光线与界面、物体与像等表达不清楚,也是作图难的重要原因;
⑥缺乏作图技巧,作图靠死记硬背,没有见过的图就不会做。
4、“难点”突破技巧:
【技巧一】——原理特点法
首先将光学三现象对应的光学原理、及重要成像特点透彻理解。“透彻理解”的标准就是能够
用作图准确表达对应原理。作图时,先分析对应原理,然后应用原理对应作图。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】此法关键:“透彻理解”原理。
【技巧二】——实物模拟法
利用手中物品,模拟发生现象的光路传播,然后应用规范的表达,将作图完成。
此法关键:模拟要正确,表达要规范。
【技巧三】——基本光线法
抓住各现象中“基本光线”的规律,理解光学三现象,牢记其规律作图。碰到实际问题,应用
“光线法”就能够完成原理图。再应用原理图完成其它要求。
此法关键:记住“基本光线”,并将它与三现象对应起来。
【注意】
1)基本光线说明:
①光的直线传播:
“基本光线”:点光源光线;平行光源光线(见“2考点剖析”表)。
②光的反射:
“基本光线”:入射光线、反射光线;“反射面”上发生反射(镜面反射、漫反射),找对
“反射面”是关键。
③光的折射:
“基本光线”:入射光线、折射光线;“介质面”上发生折射,找对“介质面”关键。
透镜的三类特殊光线,均为透镜的“基本光线”(见“2考点剖析”表)。
2)作图“四要素”:
一“方向”(光线必须有方向;非光线不能有方向)
二“虚实”(光线、物体、实像必须用实线;反向延长线、虚像必须用虚线)
三“守规”(“光线”必须遵循传播规律,如:直线传播的光线,遇到界面一定会发生反射)
四“标注”(“标注”包括两类:一类是“规律表达所必需的标注”。如:光的反射作图中,
“垂足、角的关系”是表达作图规律是否正确的重要标注;二类是“题中要求的标注”。如:光的
反射光路图中,常常要求标出反射角。)
作图“四要素”是光学作图必须表达的要素,也是作图成败的关键。“要素”不全就会丢分,
甚至不得分。
5、例析:
例:(2022 河南)图是某戏曲演员在平面镜前化妆的情景。请在图中画出演员头饰中弧线AB段
在平面镜中的像,并画出演员通过平面镜看见头饰上A点的光路图。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】
【解析】利用原理特点法,结合题意根据平面镜成像的特点,作出“头饰AB”在平面镜中的虚像
A`B`;再利用虚像A`与人眼的连线,找到基本光线之“反射光线”,然后补全入射光线。答案如
上图。
【考场试手】
1、(2022 上海)如图,物体AB正立在平面镜前,请作出物体AB在平面镜中所成的像。
【答案】
【解析】直接利用原理特点法,结合平面镜成像的特点,作出物体AB在平面镜中的虚像A`B`。注
意垂足、等距、虚像的符号标注即可。答案如上图。
2、 (2022 广东) (1)如图,凸透镜的焦点为F,光心为O。
①在图中画出S点出的光线a经过透镜光心后的光线。
②点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,在图中画出上述光路。
(2)如图,一条光线垂直界面AC进入玻璃砖后,在界面AB上只发生反射,在图中画出该光线经
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】界面AB反射和从界面BC离开玻璃砖后的光线。
【答案】
【解析】(1)应用光线法,结合透镜基本光线完成。
①S点发出的光线a经过透镜光心后,其传播方向不变;
②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,这说明该入射光线的反向延长线是过焦点的,
据此做出入射光线和折射光线,如图(1)所示:
(2)应用原理法,结合光的折射规律,光从空气垂直入射到玻璃界面上,传播方向不变,光
在AB界面反射时,反射角等于入射角都等于45°,反射光线垂直入射到玻璃与空气界面后进入空
气中,在作图时,注意做出法线,注意必要标注。
3、(2022 长沙)一束光斜射向水面,请画出这束光进入水后的光线。
【答案】
【解析】题中已知基本光线“入射光线”,法线,结合光的折射的原理,正确应用“基本光线法”,
就能找到折射光线。特别要注意的是,方向、角的关系标注。
4、(2021 辽阳) 如图所示,水池的侧壁上安装了一盏小射灯A,B点是它在水中像的位置,A发出
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】的一束光经水面折射后在池底C点形成光斑。请画出水面的位置及在C点形成光斑的大致光路。
【答案】
【解析】已知光点A与其像点B,应用“原理特点法”,作AB的垂直平分线,就能准确找到水面
的位置。再利用“光的折射成虚像,虚像位置会偏上”的特点,找出折射时的基本光线“入射光
线”,连接折射点与C找到折射光线。作图时,特点注意:方向、垂足、等距、角的关系的标注与
表达。
5、(2022 安徽)光线是表示光的传播路径和方向的物理模型。如图甲所示,一束光从空气斜射到
玻璃砖表面,一部分光射进玻璃中,另一部分光返回到空气中,请在图乙中大致画出该入射光的折
射光线和反射光线。
【答案】
【解析】已知入射光线、界面,应用“原理特点法”,先过入射点作出法线,再根据角的关系找到
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】基本光线——反射光线与折射光线。应特别注意的是,必要标注,如“方向”“垂足”“角的关
系”。
6、(2021 淄博) “珍爱生命,注意安全”是我们应具备的安全意识,由于光的折射,池水看起来比
实际的浅,夏季要特别注意防范溺水事故,用A、A′分别表示池底和看到的“池底”。请在图中画
出人眼看到池底的光路图。
【答案】
【解析】已知物体A(池底)与其像点A`(池底的像),已知人眼,应用原理特点法,结合“光的
折射成虚像,虚像位置会偏上”的特点,连接人眼与A`,就能准确找到折射光线,然后补全入射
光线。特别注意“方向”。
7、(2020 威海)如图所示,一条入射光线过凹透镜光心,一条折射光线与主光轴平行。请将光
路补画完整。
【答案】
【解析】本题是典型的基本光线作图,已知凹透镜,应用“基本光线法”,对应作图即可。特别注
意的是,发散光线反向延长线过焦点的表达要清楚,要注意方向。
8、 (2022 四川南充)一束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。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】
【解析】试题已知基本光线中的入射光线,应用原理特点法,结合“两种界面要折射,垂直进入不
变向”的折射特点,就能够正确找到进入的折射光线;结合光发生折射时。空气中的角总是偏大,
找到折射光线就易如反掌。特别注意的是,角的关系、方向、虚实、垂直等的标注。
9、(2021 无锡)图中物体AB在凸透镜两倍焦距以外,请画出AB经凸透镜所成像A′B′的大致位
置。
【答案】
【解析】应用“基本光线法”,找到物体AB上点A发出的两条基本光线,一条过光心,一条平行
于主光轴,正确作图后,两条基本光线过凸透镜后的交点就是物体上A点的像A`,从而进一步作
出所成的像A`B`。
10、(2020 青海)如图所示,平面镜垂直于凸透镜主光轴且在凸透镜左侧焦点上,请完成光路图。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】
【解析】这是凸透镜与平面镜的组合作图,应综合应用“基本光线法”与“原理特点法”。利用已
知的基本光线“平行于主光轴”折射后会聚于焦点,作出会聚光线,即为平面镜的基本光线“入射
光线”,利用二角相等的特点,作出反射光线,即为凸透镜第二条基本光线“过焦点的光线”,根
据该光线折射后平行于主光轴,完成光路图。作图时,应注意“角的关系”等标注。
【原创预测】
1. (学科网原创预测)学了凸透镜成像的应用后,小明用家中的照相机体验后,他像用作图的方法,
通过照相机所成的像准确找到物体所在位置。下面是小明想找的像的情况,请你帮他完成。
【答案】
【解析】这是凸透镜成像光路作图,应用基本原理法,找到像 A`B`中过点A`的两条基本光线——
平行于主光轴的、过光心的,完成光路图就能够准确找到物体A的位置,从而作出物体AB。应特
别注意的是方向,我们作图时应用光路的可逆性,方向不能标反了。
2. (学科网原创预测)小丽自制了显微镜,亲身体会了创造的快乐。然而她想作出显微镜的成像原
理图,下图是她的设计,请你帮她完成:
①找到她眼睛看见的像A’B’;
②找到物体AB;
③完成光路图。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】
【解析】这是凸透镜组合应用作图,已知人眼与两条进入人眼的折射光线,毫不犹豫反向延长就能
够找到虚像A`,从而作出虚像A`B`;补全两条进入人眼的光路图,就能够完成目镜的两条基本光
线光路图,其会聚点即为虚像A`的对应物体A``点,从而作出对应的物体(即物镜中所成的像)
A``B``;再应用“基本光线法”,从A``处完成光路图,从而找到物体AB的准确位置。特别注意的
是,一直利用的是光路的可逆性,方向不要标反了。
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