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1、作圖:(1)如圖,池子底部有一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S,人眼在A處觀察到的像點(diǎn)在P點(diǎn),請(qǐng)?jiān)诖痤}紙的圖中畫(huà)出光從S發(fā)出的一條光線到達(dá)A處的光路圖。(2)完成如圖所示凸透鏡的光路圖。【答案】(1);(2)【解析】(1)眼睛觀察到的P點(diǎn)在S點(diǎn)的正上方,然后連接AP與界面的交點(diǎn)為折射點(diǎn)O,在圖中光由S點(diǎn)發(fā)出,經(jīng)水面射入空氣中時(shí)發(fā)生折射,折射角大于入射角,而射入A點(diǎn),P就在折射光線的反向延長(zhǎng)線上,如圖所示:(2)平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后過(guò)焦點(diǎn),過(guò)光心的光線傳播方向不變,如圖所示:2、如圖乙所示,有一點(diǎn)光源S,它在平面鏡中的像與凸透鏡的焦點(diǎn)F重合,S發(fā)出的一條光線經(jīng)平面鏡反射后,反射光線a如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出:凸透鏡的焦點(diǎn)F、點(diǎn)光源S的位置、光線a經(jīng)過(guò)凸透鏡后的折射光線?!敬鸢浮俊窘馕觥科矫骁R成像時(shí),反射光線的反射延長(zhǎng)線過(guò)像點(diǎn),又因?yàn)辄c(diǎn)光源在平面鏡中的像與凸透鏡的焦點(diǎn)F重合,故反射延長(zhǎng)線與凸透鏡主光軸的交點(diǎn)點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn)F,同時(shí)也是點(diǎn)光源在平面鏡中像的位置;過(guò)焦點(diǎn)F作平面鏡的垂線,找到焦點(diǎn)關(guān)于鏡面的對(duì)稱點(diǎn),即為點(diǎn)光源S的位置;由于反射光線a是過(guò)焦點(diǎn)的光線,所以經(jīng)凸透鏡折射后,平行于主光軸,故作圖如下:3、如圖,凸透鏡水平放置,F(xiàn)為其焦點(diǎn),從焦點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射、平面鏡反射后,以圖示的角度投射到豎立的屏幕上。請(qǐng)?jiān)趫D中作出完整的光路圖,并在反射光路中標(biāo)明反射角的大小?!敬鸢浮俊窘馕觥窟^(guò)焦點(diǎn)F的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸,將投射到平行放置的屏幕上的光線反向延長(zhǎng),與折射光線的交點(diǎn)B即為入射點(diǎn),過(guò)入射點(diǎn)B作∠ABC的角平分線BE即為法線,然后做法線的垂線即為平面鏡的位置;由圖和題意可知,屏幕平行于凸透鏡的主光軸,且∠BCD=70°,因平行線同旁內(nèi)角互補(bǔ),則∠ABC=110°,且BE是法線,也是∠ABC的角平分線,所以在平面鏡的反射光路中,反射角∠EBC=55°。如圖所示:4、如圖所示,請(qǐng)畫(huà)出由燭焰S點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后的兩條折射光線,并確定發(fā)光點(diǎn)S的像點(diǎn)S′的位置。【答案】【解析】過(guò)光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變,平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過(guò)焦點(diǎn),兩條折射光線的反向延長(zhǎng)線的焦點(diǎn)即為發(fā)光點(diǎn)S的像點(diǎn)S′如圖所示:
5、如圖所示,是投影儀的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出入射光線經(jīng)凸透鏡折射及再經(jīng)平面鏡反射后的光路圖?!敬鸢浮俊窘馕觥窟^(guò)凸透鏡左側(cè)焦點(diǎn)的入射光線,必然平行主光軸射出,故過(guò)折射點(diǎn)做一條向右的平行線,并標(biāo)上向右的箭頭,既是凸透鏡的折射光線,也是平面鏡的入射光線,入射光線與平面鏡相交的點(diǎn)即為入射點(diǎn),過(guò)入射點(diǎn),用虛線做一條垂線,即為法線,根據(jù)反射角等于入射角,即可畫(huà)出反射光線,并標(biāo)上向下的箭頭,故如下圖所示:6、小科站在游泳池邊的A處,他看到路燈在池水中的像與池中的一條魚(yú)在C點(diǎn)重合,請(qǐng)?jiān)趫D乙中用光學(xué)作圖法確定路燈B的位置和魚(yú)D的大致位置?!敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)平面鏡成像特點(diǎn):像與物關(guān)于平面鏡對(duì)稱,作出像C的物體路燈B,連線用虛線;在空氣中看去,光好像是從像C點(diǎn)發(fā)出,連接AC,與水面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)O,連接BO為入射光線,OA為反射光線,完成平面鏡成像的光路圖;魚(yú)的像也在C點(diǎn),首先作出法線,根據(jù)光從水中斜射入空氣中時(shí)折射角大于入射角的規(guī)律,作出入射光線的大致光路圖DO,OA為折射光線,D在C點(diǎn)的下方。7、如圖,凹透鏡與凸透鏡的主光軸平行且凸透鏡的主光軸與水面重合,凹透鏡的虛焦點(diǎn)為F1,凸透鏡的焦點(diǎn)為F2,一條光線經(jīng)凹透鏡(該光線的延長(zhǎng)線過(guò)凹透鏡的虛焦點(diǎn)F1)折射后射向凸透鏡,后經(jīng)凸透鏡折射后最終射入水中,請(qǐng)畫(huà)出此過(guò)程的光路圖:【答案】【解析】對(duì)準(zhǔn)凹透鏡的虛焦點(diǎn)F1入射的光線(延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)),經(jīng)凹透鏡折射后,折射光線平行于主光軸;平行于凸透鏡主光軸入射的光線,經(jīng)凸透鏡折射后,折射光線的經(jīng)過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn)F2;當(dāng)光從空氣中斜射入水中時(shí),在水和空氣的界面發(fā)生折射,折射角小于入射角,光路如下圖8、如圖甲所示,在小寧與平面鏡之間有一只杯子,為何杯子和杯子的像在小寧眼球視網(wǎng)膜上成的像大小不同?根據(jù)“平面鏡成像”、“視覺(jué)的形成”等有關(guān)知識(shí),我們可以用作圖的方法來(lái)解釋上述現(xiàn)象。圖乙為杯子的像CD在視網(wǎng)膜上成像的示意圖,請(qǐng)你在圖丙中畫(huà)出杯子AB在視網(wǎng)膜上成的像A'B'。(要求:先根據(jù)平面鏡成像規(guī)律畫(huà)出AB,再用圖乙的方法畫(huà)出A'B')【答案】【解析】據(jù)平面鏡成像特點(diǎn):像與物到鏡面的距離相等,像與物的連線與鏡面垂直,可分別過(guò)CD作鏡面的垂線,從而確定杯子AB的位置。眼球的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡,物體在視網(wǎng)膜上所成的是倒立、縮小的實(shí)像。由圖乙知,CD兩點(diǎn)射向晶狀體的過(guò)光心的光線傳播方向不改變,這兩條折射光線到達(dá)視網(wǎng)膜便形成了CD在眼球中的像。同理,過(guò)AB兩點(diǎn)作通過(guò)光心的光線,這兩條光線到達(dá)視網(wǎng)膜的位置,便是杯子AB在視網(wǎng)膜上成的像。作圖如下:9、如圖所示,水池邊有一路燈S,路燈上方有一平面鏡,S發(fā)出的光能經(jīng)反射后射入水中,請(qǐng)畫(huà)出:(1)S在平面鏡中所成的像;(2)經(jīng)反射后過(guò)A點(diǎn)的反射光線;(3)照射到水池底的光路圖?!敬鸢浮浚?)(2)(3)【解析】(1)(2)(3)據(jù)平面鏡的成像特點(diǎn),過(guò)S作MN垂線,據(jù)像到鏡面的距離與物到鏡面的距離相等,作出像點(diǎn)S′;連接S′A與MN相交于O點(diǎn),光線OA是S射向MN的光線經(jīng)反射后的過(guò)A點(diǎn)的反射光線;光線OA斜射向水面時(shí)發(fā)生折射,折射角小于入射角,可大概作出折射光線,且折射光線射向池底的B點(diǎn)。作圖如下:10、承德避暑山莊湖景如畫(huà),如圖甲所示。小玉同學(xué)在岸邊,通過(guò)平靜的湖面,既可看到建筑物的倒影,又可看到水中的鯉魚(yú)。圖乙中,A點(diǎn)代表建筑物的頂點(diǎn),B點(diǎn)代表小玉看到的魚(yú),C點(diǎn)代表小玉的眼睛。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出:(1)A點(diǎn)在水中的像A';(2)小玉看到A'的光路;(3)魚(yú)的大致位置B'并完成看到B'的光路圖?!敬鸢浮俊窘馕觥浚?)作出建筑物的頂點(diǎn)A關(guān)于水面的對(duì)稱點(diǎn)A',即為建筑物的頂點(diǎn)A在水中的像A'。(2)連接A'和小玉的眼睛C的連線,交水面于O,OC為反射光線,連接AO為入射光線,即為小玉看到A'的光路。(3)水中的魚(yú)反射的光線斜射入空氣中時(shí),折射角大于入射角;折射光線進(jìn)入人眼,人眼逆著折射光線看過(guò)去,看到魚(yú)的虛像在魚(yú)的實(shí)際位置的上方;連接BC交水面于O',過(guò)點(diǎn)O'作法線,O'C為折射光線,根據(jù)折射角大于入射角作出入射光線B'O',即為看到B'的光路圖,魚(yú)的大致位置B'在B的正下方,如圖所示:11、圖中的光線經(jīng)過(guò)平面鏡反射后水平射向豎直放置的凸透鏡,請(qǐng)畫(huà)出平面鏡的入射光線和凸透鏡的折射光線。【答案】【解析】過(guò)反射點(diǎn)做平面鏡的垂線,根據(jù)反射角等于入射角,畫(huà)出入射光線,延長(zhǎng)反射光線,直至與凸透鏡相交,反射光線平行主光軸射入凸透鏡,會(huì)發(fā)生偏折,折射光線必然過(guò)焦點(diǎn),故連接折射點(diǎn)和右側(cè)焦點(diǎn),并且?guī)舷蛳碌募^,即為折射光線,故如圖所示:12、一條光線從水中斜射入空氣中時(shí),其反射光線如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出入射光線、折射光線的大致位置并標(biāo)出入射角的度數(shù)。【答案】【解析】由圖可知,反射光線與水面的夾角為60°,則反射角為90°-60°=30°反射角等于入射角,入射角等于30°,在法線右側(cè),水面下畫(huà)出入射光線;過(guò)入射點(diǎn)在法線左側(cè)的空氣中畫(huà)出折射光線,折射角大于入射角,如圖所示:13、在防溺水教育活動(dòng)中,老師告訴學(xué)生,池塘里水的實(shí)際深度比看起來(lái)的深度要大不能貿(mào)然下水游泳。下圖為解釋這一現(xiàn)象的情景,其中A為水底的物體,A′是岸邊兒童看到的A的像。
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