人教版八年级物理光学作图选编——光的反射作图
1.光与镜面成30°角射在平面镜上,反射角是多大?试画出反射光线,标出入射角和反射角。如果光垂直射到平面镜上,反射光如何射出?画图表示出来。
2.如图所示,一束光照射到平面镜上,请画出其反射光线,并标出反射角的度数。
3.如图所示,请根据反射光线画出入射光线并标出入射角的大小。
4.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。
5.如下图所示,一束平行光线斜射到镜上,请画出该束平行光线的反射光线。
6.请在图中画出入射光线经过平面镜反射后的反射光线,并写出反射角和入射角的度数。
7.武陵山腹地的十八洞村被群山包围,风景优美,但难以获得阳光照射。学了光学知识后,可以把村中的N处照亮。若太阳光位于图中所在的位置,太阳光经平面镜反射后,反射光线与入射光线之间夹角为60°。请帮小明在M处添加平面镜,并标出反射角的大小(保留作图痕迹)。
8.某村被群山包围,B点的蔬菜大棚因为较少获得阳光照射产量很少。小明参观后建议在位置A处安装平面镜照亮B处。若太阳位于如图所示位置,请在A处添加平面镜并完成反射光路图。(保留作图痕迹)
9.航关员舱外作业时,宽厚的航天服限制了他的视野,为了看清胸前的操作面板,可以通过手腕处的小镜子(如图甲)进行观察。乙图中A点代表航天员的眼睛,B点代表胸前某一按钮,C点是小镜子的位置,请你根据反射光路图在C点准确画出镜面并标出镜面与竖直面的夹角。(保留作图痕迹)
10.如图所示,太阳光与水平面成 60°角,要利用平面镜使太阳光沿竖直方向以照亮井底, 请通过作图确定平面镜的位置并标出反射角的度数。
11.在如图中,根据给出的入射光线和反射光线,画出平面镜 .
12.小宇想让室外太阳光照射到室内盆中花上的B处,如图所示,请你在图中把光路补充完整
13.如图甲所示是奥运会圣火采集画面,其原理图如图乙;太阳光照到凹面镜上O点,光线经凹面镜反射后,射入采火器B点,请在图中画出反射光线,并通过作图确定镜面的位置(研究单条光线时可将凹面镜的一小段近似看成平面镜)。
14.我们能够看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。请画出图中小丽看到书本的反射光线。
15.如图所示,在学习光的反射时,老师在教室外的A点放置一块平面镜,把太阳光反射到了教室内的B点。请你利用所学知识画出A点放置的平面镜。
16.黑暗的房间里有两盏电灯,只有一盏灯点亮,但人能看到未点亮的灯泡,请画出光的传播方向。
17.如图是小猫和小聪能够通过平面镜互相看到对方,请在图中用光学作图法画出平面镜,并且画出箭头表示小猫看到小聪的光路。
18.人们设想在高空放置巨大的反射镜,在夜间把太阳光反射到地面,从而为城市和野外活动提供照明,要使太阳光经反射镜反射后能照亮地球的背光面,应如何放?请在图中画出反射镜的位置。
19.如图所示,将一支激光笔放置到A处,将一枚硬币放置在不透明容器底部B处,请你利用一种实验器材或生活中的物品,想办法使A处发出的光能照射到B处。
(1)请说出你所选择的这种实验器材或物品的名称;
(2)大致画出你的设计思路(器材或物品的位置及光路)。
20.如图所示,请作图说明人眼看到地上那本书的光学原理(显示光的传播径迹,留下作图痕迹)。
21.我国某处有一口深井,如图所示,阳光每年只有一次能够直射井底,如果想让今天正午的阳光竖直射入井底,请你画出光路图。如果需要其他仪器辅助,请同时画出其他仪器的位置并标注名称。
22.北京天坛的圜丘将建筑学和声学完美结合,当人站在圜丘中心处说话,会觉得声音特别洪亮,因为回声和原声混在一起(如图)。声音的反射遵守光的反射定律,台面和石栏杆表面光滑,请在图中完成人的声音从A点发出,经石栏杆反射到C点的声音路径图。
23.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。
24.小明的书桌放在南窗边,冬日的暖阳斜射在书桌玻璃台板上,他将一支铅笔放在玻璃圆镜正上方10厘米处,墙上光斑中出现了两个黑色的阴影。请你在图中用光学作图来说明光斑中为什么会出现两个黑影。
25.在图中根据反射光线a、b画出点光源S的位置并完成光路。
26.如图所示,一点光源S发出的光线经平面镜反射后的两条反射光线,请根据光的反射定律,确定点光源S的位置。(保留作图痕迹)
27.如图所示,AO 是点光源 S 发出的一条入射光线,请作出它的反射光线;BC 是S 发出的另一条入射光线的反射光线,请找出光源S的位置。
( )
28.请你在黑箱中填入合适的镜面,并将光路补充完整。
29.如图是一个简易的潜望镜,当一条光线射入潜望镜后发生两次反射,请完成作图。
30.如图,一束光射向平面镜,经反射后的光线射向另一平面镜,再经反射后沿射出,。请完成光线经反射的光路图及标出平面镜。
31.如图所示,给出了光线在光学器件上射入和射出的方向,试在方框内画出可用的光学 器件和光路图 。
32.请在图中画出人眼看到蜡烛S点的光路图。
33.用激光笔照射水平放置的平面镜时,在旁边竖直白墙上的A点形成一个红色的光斑,如图所示。若保持入射点O不变,使光点下移到B点,则需要调整入射光线,请完成光路图。
34.如图所示,一束太阳光经平面镜上的O点反射后到达B点,画出入射光和反射光。
35.如图所示,一束光线从空气斜射向水面上的O点,光线经水面反射后,在墙壁上形成一个亮点A,请画出反射光线和对应的入射光线。
36.如图所示是一种液面升降监测装置原理图.点光源S发出的一束激光经过液面反射到液面上方水平标尺上的S′点,当液面下降到直线MN所示的位置时,光源位置不变,请画出反射光线以及反射到标尺上的点P .
( )
37.如图所示,方向不变的激光束斜射到液面上,反射光线会照射到光电屏上的某一位置,利用该装置可监测液面的高度变化。若光电屏上的光点由S1移至S2,请通过光路作图的方法画出此时的液面。
38.请在图中画上一面位置合适的平面镜。
39.如图甲所示魔术箱顶部的中央有一条窄缝,使激光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出,将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,但遮光板没有挡住激光束的传播。请利用三块平面镜尝试解释其传播过程,请在图乙中完成光路图。
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40.如图所示,一束光线垂直照射在平面镜上。保持入射光线的方向不变,将平面镜顺时针旋转15°到图中虚线的位置。请作出此时的反射光线,并在图中标明反射角的大小。
41.如图中 AB 为一平面镜,小徐站在M 处,小吴沿 OO′走向镜子,那么小吴至少走到何处时(用C 表示),两人能在镜中互相看到,请作出光路图.
( )
42.如图甲为凹面镜对光的作用示意图,请在图乙中做出光线AO经凹面镜后的反射光线,并标识出A的像点A'.
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参考答案:
1.见详解
【详解】由于法线与镜面垂直,光与镜面成30°角射在平面镜上,反射角等于入射角都为
90°-30°=60°
如图所示
如果光垂直射到平面镜上,入射角为0°,则反射角也为0°,即原路返回,也垂直于镜面,如图所示
2.
【详解】先过入射点垂直于平面镜作出法线,由图知入射角为
90°-45°=45°
因为反射角等于入射角,所以反射角也为45°,再在法线的另一侧根据反射角45°作出反射光线,并标出反射角的度数,如下图所示
3.
【详解】反射光线与反射面的夹角为50°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,故入射角为
90°-50°=40°
垂直反射面画出法线,入射光线与法线成40°角,画好箭头,如图所示:
4.
【详解】如图过入射点作镜面S1的垂线为法线,根据反射角等于入射角做出反射光线,反射光线与平面镜S2的交点作为入射点,再重复上述过程,做出反射光线,最后的反射光线与射向S1的入射光线平行,具体作图如图所示:
5.
【详解】由图中的入射点画出两条法线,根据反射角等于入射角做出两条反射光线,如图所示:
6.
【详解】当入射光线垂直于平面镜时,由于法线也垂直于平面镜,所以此时的入射光线和法线重合,入射角等于0°,由于反射角等于入射角,所以反射角也等于0°,此时的反射光线也和法线重合,光路如图所示
7.
【详解】由光的反射定律可知,反射角等于入射角,所以,先作出反射光线与入射光线夹角的平分线,即为法线,然后再过入射点作法线的垂线即为平面镜;图中反射光线与入射光线的夹角为60°,所以反射角等于入射角等于30°,如图所示
8.
【详解】连接AB,即为反射光线;然后画出入射光线与反射光线的角平分线,即为法线,最后根据平面镜与法线垂直画出平面镜,如下图所示:
9.
【详解】如图所示,根据光的反射规律:反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,可以得出:法线在由入射光线和反射光线组成的角平分线上;因为法线是垂直于镜面的,所以用虚线做出法线后,过入射点做法线的垂线,镜面就在这条垂线上,镜面要朝向入射光线和反射光线的一侧。
因为反射光线与竖直面的夹角为50°,入射光线与竖直面的夹角为70°,所以反射角与入射角之和为60°,则反射角等于入射角等于30°,所以可以得出反射光线与镜面的夹角为60°,则镜面与竖直面的夹角为
则光路图如下图所示:
10.
【详解】过入射点作竖直向下的反射光线,因为入射光线和反射光线的夹角为入射角和反射角之和,而入射角等于反射角,所以作入射光线和反射光线夹角的平分线是法线,如图所示
因为反射光线与水平面垂直,而入射光线与水平面成60°的角,所以入射角等于
反射角等于75°,则入射光线与平面镜的夹角为90°-75°=15°,故平面镜与水平方向的夹角为15°+60°=75°或180°-75°=105°,如图所示:
11.
【详解】解答:由光反射定律知,反射角等于入射角,所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线,然后再过入射点作这个角平分线的垂线即可.如图:
【点睛】根据光反射定律知,反射角等于入射角,故反射光线与入射光线的夹角的平分线是法线的位置,再过入射点作出法线的垂线,就是平面镜所在的位置.
12.
【详解】连接AB,此线即为反射光线,然后作出入射光线和反射光线夹角的角平分线,即为法线;再作一条线段与法线垂直,该线段的位置即为镜子的位置。
13.
【详解】过入射点O作垂直于界面的法线,根据反射角等于入射角画出反射光线,如图所示:
14.
【详解】连接入射点和眼睛,得到反射光线,如图所示:
15.
【详解】连接AB,此线即为反射光线,然后作出入射光线和反射光线夹角的角平分线,即为法线,过A点再作一条线段与法线垂直,该线段的位置即为镜子的位置,如下图所示:
16.
【详解】点亮的灯泡属于光源,会发出光线,未点亮的灯泡会反射点亮的灯泡的光线,使光线进入人的眼睛,从而人看到了未点亮的灯泡,光的传播方向如图所示:
17.
【详解】小猫能看到小聪,是小聪身上的光线射向平面镜时,其反射光线进入猫的眼睛。那么从小聪身上射出的光线为入射光线AO,O为入射点,射向小猫的光线为反射光线OB。而在光的反射现象中,反射角等于入射角,可作反射光线与入射光线的夹角∠AOB的角平分线,即为法线ON,过O点作ON的垂线,此垂线所在的位置即为平面镜所在的位置。作图如下:
18.
【详解】根据入射光线与反射光线的夹角,即可确定法线,根据法线与镜面的垂直关系即可确定平面镜的位置,由光的反射定律知,反射角等于入射角,再过入射点作出法线的垂线,如图所示:
19.(1)平面镜;(2)
【详解】(1)利用平面镜将A发出的光反射到B处。
(2)在B点的正上方容器外面画出一点O,连接OB画出反射光线OB,连接OA,AO为入射光线,因为反射角等于入射角,所以作入射光线和反射光线夹角的平分线即为法线,再作法线的垂线即为平面镜的位置。如图所示:
20.
【详解】人眼之所以能看到地上那本书,是因为太阳光射在书上,然后反射到人的眼睛里,连接人眼与书本,可得反射光线,然后过入射点作出垂直于书本的法线,再根据反射角等于入射角,在法线左侧作出入射光线,如图所示:
21.
【详解】如果想让今天正午的阳光竖直射入井底,必须借助平面镜;如图,一束光线照射到井边,反射光线要竖直向下,则过入射点作入射光线与反射光线夹角的平分线即为法线,再过入射点作垂直于法线的平面镜。如下图
22.
【详解】已知反射光线CA和入射点C,过入射点C作台面的法线,根据光的反射定律,入射角等于反射角,作出台面的入射光线BC;由于声音从A发出,连接AB即可;如图所示:
23.
【详解】过入射点做入射光线与反射光线所成夹角的平分线,即法线,法线用虚线表示;再做法线的垂线,可得镜面的位置;反射光线与入射光线的夹角为120°,则反射角和入射角均为60°,反射光线与镜面的夹角为
则镜面与水平方向的夹角为30°,如图
24.
【详解】如图所示,一个影子由镜子反射的光照射到铅笔上被铅笔挡住形成的,另一个影子是射向镜子的太阳光被铅笔挡住形成的,如下图所示:
25.
【详解】分别过两个反射点垂直镜面做出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线左侧画出两条入射光线,两条入射光线的交点即为点光源S的位置,如图
26.
【详解】先画出法线,根据反射角等于入射角分别画出入射光线,两条入射光线的交点为发光点S的位置,如图所示:
27.
【详解】先过B点垂直平面镜画出发现,再在法线左侧做出BC的入射光线,注意反射角等于入射角,再反向延长光线OA,与BC的入射光线的交点就是光源S的位置,如图所示:
。
28.
【详解】由题意得,该镜面有改变光路的作用,图中应该有两块互相平行的平面镜组成,将光进行二次反射,如下图所示:
29.
【详解】法线是过入射点垂直于平面镜的虚线;入射光线与法线之间的夹角为入射角,反射光线与法线之间的夹角为反射角。潜望镜上端,过入射点作垂直于平面镜的法线,已知入射光线水平射入,平面镜与水平方向即入射光线之间夹角为45°,故可知反射角=入射角=45°。入射光线与反射光线之间的夹角为90°,所以反射光线竖直向下射入潜望镜。潜望镜下端,入射光线竖直向下射向平面镜,过入射点作垂直于平面镜的法线,已知平面镜与水平方向之间夹角为45°,故可知反射角=入射角=45°。从而可知入射光线与反射光线之间的夹角为90°,所以反射光线水平射出潜望镜,进入人眼,如下图所示:
30.
【详解】过入射点画出法线,法线与界面垂直虚线,根据反射角等于入射角画出反射光线;已知反射光线经反射后沿射出,,由几何知识可得,,作的平分线,即法线;过入射点做法线的垂线,即为平面镜;如图所示
31.
【详解】根据平面镜的入射光线和反射光线,如图所示:
32.
【详解】人眼看到蜡烛S点的光路,光线从S点发出射向眼睛,光在同种均匀介质中沿直线传播,如图所示:
33.
【详解】过入射点作出法线,连接OB,OB为变化后的反射光线,根据光的反射定律,反射角等于入射角,在法线右侧作出变化后的入射光线,如图所示:
34.
【详解】根据平面镜成像的特点,过镜面作出点B的对称点B′,即为点光源B在平面镜中的像,连接B′O点,并延长,得到入射光线,连接OB为反射光线,如图所示:
35.
【详解】过入射点O作法线,连接OA为反射光线,根据反射角等于入射角,在法线左侧空气中作出入射光线,如图所示:
36.
【详解】当液面下降时,延长原来的入射光线与MN的交点即为入射点,由于入射角的大小不变,所以反射光线与原来的反射光线平行;反射光线与水平标尺即为P的位置,如图所示:
37.
【详解】由于入射光线是固定的,且光在水面上发生的是镜面反射,当水面发生变化时,反射光线的方向与原来的反射光线是平行的,如图所示,当反射到光电屏接收平面上的光点从S1点移向S2点,被监视的液面是上升的。如下图所示:
38.
【详解】由图可知,两条光线经过平面镜反射后向下反射出来,分别延长对应的光线,两条光线的交点为反射点,两个反射点所在的直线为平面镜所在的位置,如图所示:
39.
【分析】首先根据激光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出时光线的特点,然后再根据面镜对光线的作用,即可解答。
【详解】由激光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出时光线的方向没有发生改变,其实就是三块平面镜的反射,如下图所示:
40.
【详解】入射光线的方向不变,将平面镜顺时针旋转15°到图中虚线的位置,入射光线与平面镜的夹角为
90°-15°=75°
做平面镜的法线,则反射角等于入射角为15°,作图如下
41.
【详解】将M视为一个点光源,射向B点的临界光线,根据反射角等于入射角作出反射光线,与OO′交于一点C,由光路可逆原理可知,小吴至少走到C点,两人能在镜中互相看到,如下图所示:
42.
【详解】观察图甲知道,平行光线经过凹镜的反射,变为了会聚在焦点的光线,所以,光线AO经凹面镜后的反射光线,经过焦点,与另一条反射光线的交点即A的像点A':