第四單元《光現(xiàn)象》4.光現(xiàn)象作圖（雙基過關(guān)）（解析版）

八年級物理大單元設(shè)計(jì)第四單元光現(xiàn)象4.光現(xiàn)象作圖知識點(diǎn)一、光的直線傳播：1.眼睛觀察到的范圍或發(fā)光點(diǎn)能照亮的區(qū)域作眼睛觀察的范圍，一般是人在一個(gè)狹窄的區(qū)域，外界的光進(jìn)入人眼，產(chǎn)生視覺。由于光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，沿該區(qū)域的邊界作出到眼睛的兩條光線，則兩光線之間的區(qū)域就為眼睛觀察到的范圍。如圖4-1. 2.尋找發(fā)光點(diǎn)（光源）沿光線射來的方向，反向延長出去，兩光線的交點(diǎn)即為發(fā)光點(diǎn)。如兩小孔射出兩條光線，確定光源的位置，如圖4-2。3.作影子的區(qū)域有兩種題型。一是已知發(fā)光點(diǎn)和障礙物，作出影子的區(qū)域；而是已知兩物影子的區(qū)域，找出發(fā)光點(diǎn)的位置。如圖4-3甲，已知發(fā)光點(diǎn)S和桿AB，作出影子AB’。如圖4-3乙，已知不透明物AB、CD的影子AB’和CD’，確定發(fā)光點(diǎn)S的位置。4.小孔成像從物體（線光源）的上下邊界引出兩條光線，通過小孔，到達(dá)光屏，在光屏上形成物體（線光源）倒立的實(shí)像，實(shí)像的大小與物和屏到小孔的距離有關(guān)。如圖4-4所示。5.日食和月食分別沿太陽的上下邊緣向地球（月球）的上下邊緣引兩條（共4條）光線，當(dāng)月球（地球）進(jìn)入地球（月球）的本影區(qū)，就會形成月食（日食）現(xiàn)象，如圖4-5甲圖為月食，乙圖為日食?；A(chǔ)自測：1．（2023·河南·九年級校聯(lián)考專題練習(xí)）“井底之蛙”是我們耳熟能詳?shù)囊粋€(gè)寓言故事，如圖所示，一只青蛙在枯井中，請你利用光路圖畫出青蛙（眼睛用點(diǎn)O表示）通過井口能觀察到的范圍。

【答案】

【解析】根據(jù)光的直線傳播，沿井的兩個(gè)邊緣連接O點(diǎn)，并由O向兩個(gè)邊緣延長，兩條射線間的范圍為青蛙能觀察到的范圍，如圖所示：

2．（2023·全國·八年級校聯(lián)考假期作業(yè)）如圖，畫出點(diǎn)光源S通過右側(cè)窗口照亮的范圍?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)光的直線傳播原理可知，從點(diǎn)光源S過右側(cè)窗戶的最上端和最下端分別作出邊緣的兩條光線，兩條光線之間即為光線能到達(dá)的范圍，如圖所示3．（2023·四川成都·校考二模）如圖所示，請根據(jù)兩人影子的位置畫出燈泡S的位置。【答案】【解析】光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，將兩人頭頂和影子的末端連接并延長可交于一點(diǎn)S，點(diǎn)S就是燈泡的位置，如圖所示：4．（2023·全國·九年級專題練習(xí)）如圖所示，人眼處于S點(diǎn)位置，P、Q為不透光的擋板，試作出人眼能看到擋板右側(cè)的范圍（用陰影線畫出）。【答案】【解析】由于在光在同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，連接S點(diǎn)與窗口的上端P和下端Q，做兩條射線，這兩條射線之間的范圍就是在擋板右側(cè)能看到的范圍。如圖所示5．（2023·吉林松原·校聯(lián)考二模）畫出路燈照在人身上形成的影子的光路圖，并畫出影子范圍?！敬鸢浮俊窘馕觥坑捎诠庋刂本€傳播，當(dāng)光照射到不透明的物體以后，在物體后邊會形成一個(gè)黑暗區(qū)域即影子，所以過路燈和人的頭頂作一條光線，這條光線和地面的交點(diǎn)就是人影子最右端的位置，如圖所示：6．（2023·四川成都·統(tǒng)考一模）《墨經(jīng)》有小孔成像的記錄，物體的投影之所以會出現(xiàn)倒像，是因?yàn)楣饩€沿直線傳播，在針孔處，不同方向射來的光束互相交叉而形成倒影。圖甲是小王同學(xué)做小孔成像實(shí)驗(yàn)的情景，在圖乙中大致畫出燭焰AB（燭焰可以抽象為帶箭頭的線段）通過紙杯的小孔在黑塑料膜虛線上所成的像，并標(biāo)明兩條光線的傳播方向?！敬鸢浮俊窘馕觥恳?yàn)楣庋刂本€傳播，所以火焰上頂點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)過小孔后在塑料膜上成像為A'，火焰下端點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)過小孔后在塑料膜上成像為B'，連接A'B'，如圖所示：7．（2023秋·天津·八年級?？计谥校┤鐖D所示，根據(jù)小孔成像的原理畫出物體AB在虛線上成的像A'B'?！敬鸢浮俊窘馕觥吭谖矬wAB上，A點(diǎn)射出的光線經(jīng)小孔沿直線射向光屏，形成像點(diǎn)A′，B點(diǎn)射出的光線經(jīng)小孔沿直線射向光屏，形成像點(diǎn)B′，連接像點(diǎn)A′B′，即可得到物體AB在虛線上成的像A'B'，如圖所示：8．（2017·河南·八年級統(tǒng)考期中）日食與月食的出現(xiàn)都是重要的天象，產(chǎn)生日食的原因是月亮擋在了太陽與地球之間，由于光的直線傳播，地球上特定區(qū)域的人們就有可能看到日食．請根據(jù)光的直線傳播原理，畫出圖中可能日全食的大致區(qū)域．【答案】1區(qū)是太陽光完全照射不到的區(qū)域，因此在1區(qū)域會看到日全食．【解析】日食形成的原因是當(dāng)月球轉(zhuǎn)到太陽和地球中間并且三者在一條直線上時(shí)，月球擋住了太陽照射在地球上的光線，地球處在月球的影子里，看不到太陽光，這就形成了日食．如圖,在地球上1區(qū)域，太陽射向地球的光全部被月球擋住，人們看到的是日全食．9．（2022秋·江蘇鹽城·八年級校聯(lián)考期中）在日食的發(fā)生示意圖中，從A、B兩點(diǎn)選出正確的一處，用“●”代表月球畫出它的位置?！敬鸢浮俊窘馕觥咳帐呈怯捎诠鈴奶栔本€向地球傳播時(shí)，被月球擋住了，在地球上留下了影子，所以日食時(shí)，月球在A點(diǎn)。作圖如下：知識點(diǎn)二、光的反射1.已知入射光線（反射光線）和反射面，作反射光線（入射光線）。應(yīng)先過入射點(diǎn)（反射點(diǎn)），作反射面的垂線（虛線），即法線；再作入射光線（反射光線）關(guān)于法線的對稱線，沿光的傳播方向標(biāo)上箭頭即為要作的發(fā)射光線（入射光線），如圖4-6。2.已知入射光線和發(fā)射光線，作鏡面的位置。方法：過入射點(diǎn)，作入射光線和反射光線的角平分線（虛線），即為法線；過入射點(diǎn)作法線的垂線，在垂線的沒有光線的一側(cè)畫短斜線即為鏡面的位置，如圖4-7?；A(chǔ)自測10．（2023·吉林延邊·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，OB是一條反射光線，畫出入射光線AO并標(biāo)出反射角r。

【答案】

【解析】過反射點(diǎn)垂直于鏡面作出法線，然后根據(jù)反射角等于入射角，在法線左側(cè)畫出入射光線AO反射角是反射光線與法線的夾角，并據(jù)此標(biāo).出反射角r，如圖所示：

11．（2023·吉林松原·校聯(lián)考三模）一束激光沿ab方向入射到“角反射器”的平面鏡S1上，請?jiān)趫D中畫出經(jīng)平面鏡S1、S2反射后的光路。

【答案】

【解析】如圖所示，光線射到鏡面S1，過光線的入射點(diǎn)做垂直于鏡面的法線，根據(jù)光的反射規(guī)律，反射角等于入射角，作出反射光線，該反射光線射到S2時(shí)再次反射，過光線的入射點(diǎn)做垂直于鏡面的法線，根據(jù)光的反射規(guī)律，反射角等于入射角，作出反射光線。光路圖如圖所示：

12．（2023·河南南陽·統(tǒng)考二模）如圖，利用一塊平面鏡使此時(shí)的太陽光水平射入隧道，請你畫出平面鏡的位置，并標(biāo)出反射角的度數(shù)。

【答案】

【解析】由題意知，要利用平面鏡使此時(shí)的太陽光射入隧道內(nèi)，即反射光線水平向右，由此畫出反射光線，根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射角，作反射光線和入射光線夾角的角平分線就是法線的位置，則反射光線和入射光線的夾角所以反射角等于入射角等于60°，如圖所示：

13．（2023·江蘇宿遷·一模）自行車尾燈本身不發(fā)光，它是由許多角反射器組成的反光裝置，請?jiān)谙聢D角反射器中，畫出入射光線在兩個(gè)平面的反射光路。

【答案】

【解析】將入射光線延長到反射面，其交點(diǎn)為入射點(diǎn)O1，過O1做法線，量出入射角的大小，根據(jù)光的反射中，反射角等于入射角，畫出反射光線，與第二個(gè)反射面交于O2，過O2做法線，同理畫出反射光線，如下圖

14．（2023·廣東廣州·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，護(hù)林員利用一塊平面鏡使此時(shí)的太陽光水平射向山洞中P點(diǎn)，請你通過作圖標(biāo)出平面鏡的位置。

【答案】

【解析】根據(jù)光的反射定律知道，反射角等于入射角，故可作出反射光線與入射光線之間的角平分線，即為法線；法線垂直于反射鏡面，因此作出法線的垂線所在位置即為平面鏡的位置，作圖如下

15．（2023·山東威?！そy(tǒng)考模擬預(yù)測）甲圖是我國的敦煌塔式光熱電站。它由12000面“定日鏡”圍繞吸熱塔組成，每面鏡子能追蹤太陽并把陽光反射到塔頂?shù)奈鼰崞魃稀Ｒ覉D是某個(gè)時(shí)刻太陽光經(jīng)某定日鏡反射后，照射到吸熱器的光路圖，請畫出該定日鏡并標(biāo)出反射角的大小?！敬鸢浮俊窘馕觥坑蓤D可知，入射光線與反射光線的夾角為由光反射定律知，反射角等于入射角，所以反射角為先做出反射光線與入射光線的夾角的平分線，然后再過入射點(diǎn)作這個(gè)角平分線的垂線即為該定日鏡的位置，入射角為入射光線與法線的夾角，反射角為反射光線與法線的夾角，如圖所示：知識點(diǎn)三、平面鏡成像根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)或光的反射定律，結(jié)合幾何知識可知，物與它的像關(guān)于鏡面是對稱的（如圖4-8）。作圖時(shí)要注意一下幾點(diǎn)：1.實(shí)際光線要畫成實(shí)線，并用箭頭表示傳播的方向，實(shí)物用實(shí)線表示，虛像用虛線表示。2.法線和發(fā)射光線的反向延長線要用虛線表示。3.為了表示實(shí)物與虛像的對稱關(guān)系，實(shí)物和虛像都要標(biāo)上相應(yīng)的字母。4.要符合光的反射定律和平面鏡成像的特點(diǎn)。基礎(chǔ)自測：16．（2022·廣東湛江·?？寄M預(yù)測）在如圖中作出物體AB在平面鏡中的像，保留作圖痕跡?！敬鸢浮俊窘馕觥肯茸鞒龆它c(diǎn)A、B關(guān)于平面鏡的對稱點(diǎn)A′、B′，用虛線連接A′、B′即為物體AB的像，如圖所示：17．（2023·江蘇泰州·泰州市第二中學(xué)附屬初中?？级＃┤鐖D，作出物體A在平面鏡MM'中所成的像A'。若鏡面繞M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則物像之間的距離會隨之變化，請畫出物像距離最大時(shí)的像A''的位置。

【答案】

【解析】根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，作A關(guān)于平面鏡的對稱點(diǎn)A'，可得物體A在平面鏡MM'中所成的像A'；若鏡面繞M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)AM為物體到平面鏡的距離時(shí)，物體到平面鏡的距離最大，此時(shí)物像之間的距離最大，根據(jù)像與物關(guān)于平面鏡對稱可得此時(shí)像A''的位置，如圖所示：

18．（2023·河南南陽·統(tǒng)考三模）如圖，在探究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中，請作出人眼看到燭焰上發(fā)光點(diǎn)A的像的光路圖（保留作圖痕跡）。

【答案】【解析】作出A點(diǎn)關(guān)于平面鏡的對稱點(diǎn)，即為像點(diǎn)A′，連接A′、眼睛交平面鏡于點(diǎn)O，O為入射點(diǎn)；連接點(diǎn)O、眼睛畫出反射光線，連接AO畫出入射光線，如圖所示：

19．（2023·廣東深圳·統(tǒng)考三模）如圖，請畫出圖中人物通過平面鏡看見菱形頭飾A點(diǎn)的光路圖。

【答案】

【解析】作出A點(diǎn)關(guān)于平面鏡的對稱點(diǎn)，即為像點(diǎn)A′，連接A′與眼睛交平面鏡于點(diǎn)O，O為入射點(diǎn)；連接點(diǎn)O、眼睛畫出反射光線，連接AO畫出入射光線，如下圖所示：

20．（2023·廣東江門·鶴山市沙坪中學(xué)?？级＃┪璧附淌矣幸幻嫫矫骁R，ABCD四位學(xué)生在平面鏡前排練舞蹈，請你根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，在圖中作出圖形ABCD的像，并分別用A'、B'、C'和D'標(biāo)出像的位置。

【答案】【解析】根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對稱，則圖形ABCD的像如下圖所示

知識點(diǎn)四、光的折射在光的折射作圖時(shí)，先過入射點(diǎn)作垂直于界面的垂線（虛線），即為法線。由于此時(shí)折射和反射是同時(shí)發(fā)生的，所以依據(jù)折射定律和反射定律作出折射光線和反射光線。作圖時(shí)應(yīng)注意：光線無論從空氣斜射入水或其他介質(zhì)，還是從水或其他介質(zhì)斜射入空氣，光線在空氣中與法線的夾角始終大于在水或其他介質(zhì)中光線與法線的夾角；垂直入射時(shí)，入射光線、反射光線、折射光線和法線在同一直線上。，圖4-9甲為光從空氣射入水；圖乙為光從玻璃射入空氣。基礎(chǔ)自測21．（2023·山東濟(jì)寧·統(tǒng)考一模）由于光的折射，池水看起來比實(shí)際的淺，夏季要特別注意防范溺水事故。如圖所示，某清澈池塘底部有一物體A，站在岸邊的小明（假設(shè)小明的眼睛在C處）看到物體在B處，請畫出小明看到物體A的光路圖。

【答案】

【解析】A反射的光斜射向水面時(shí)會發(fā)生光的折射，折射角大于入射角，人逆著折射光線看到的是A的虛像，即B點(diǎn)；連接眼睛C點(diǎn)和B點(diǎn)與水平面的交點(diǎn)為O，即為入射點(diǎn)，則AO為入射光線，OC為折射光線，如下圖所示：

22．（2023·山東泰安·統(tǒng)考二模）小明學(xué)習(xí)古詩詞時(shí)學(xué)到一句“潭清疑水淺”，為探究這句古詩背后的科學(xué)道理，利用飲料瓶做了物理實(shí)驗(yàn)，如圖所示，一瓶飲料放在空水槽中時(shí)，瓶底附近的一個(gè)黑色點(diǎn)在A處；當(dāng)向水槽中加水后，眼睛放在圖示位置觀察，發(fā)現(xiàn)瓶子變短了，瓶底附近的黑色點(diǎn)升高到了A′處。請畫出圖示中的眼睛看到黑點(diǎn)A的光路圖。

【答案】

【解析】來自A的光線斜射向水面時(shí)會發(fā)生光的折射，折射角大于入射角，人逆著折射光線看到的是A的虛像，即A′點(diǎn)；連接眼睛C點(diǎn)和A′點(diǎn)，與水面的交點(diǎn)即為入射點(diǎn)O，則AO為入射光線，OC為折射光線，如圖所示：

23．（2023·河南駐馬店·統(tǒng)考三模）如圖所示是一個(gè)半圓形的玻璃球，一束光線沿著圓心O射入玻璃球，請畫出光線射出玻璃球的光路圖。

【答案】

【解析】光線沿著圓心O射入玻璃球時(shí)，發(fā)生折射，過圓心O作垂線為法線，折射光線在法線的右上部分，偏向法線（即折射角小于入射角），據(jù)此作出光從空氣斜射到玻璃球中的折射光線；折射光線從玻璃球射入空氣中時(shí)，由于此光線是由圓心O射出，當(dāng)經(jīng)過第二個(gè)折射面時(shí)，正好與該入射點(diǎn)處的切線垂直，因此第二次折射光線的傳播方向不變。如圖所示

知識點(diǎn)五、光的組合作圖光的反射、平面鏡成像和光的折射可以進(jìn)行組合作圖，在作圖時(shí)需要綜合利用光的反射定律、平面鏡成像的特點(diǎn)和光的折射定律。例1.（2023·黑龍江大慶·統(tǒng)考中考真題）如圖，A為暗室中的點(diǎn)光源，B為不透光薄板，B與上方水平放置的平面鏡左邊緣對齊，請畫出B薄板右側(cè)水平地面被光照亮的區(qū)域左右邊界的光路圖（只考慮直接經(jīng)平面鏡到達(dá)地面光線）。

【答案】

【解析】先作出點(diǎn)光源A關(guān)于平面鏡的像點(diǎn)；連接A與平面鏡的左端，交平面鏡于點(diǎn)C的入射光線，作出入射光線AC和反射光線CE；連接A與擋光板的最上邊緣，交平面鏡于點(diǎn)D的入射光線，作出入射光線AD和反射光線DF；則水平地面被光照亮的區(qū)域?yàn)镋F，如圖所示：