第50页 - 通城学典课时作业本八年级物理苏科版江苏专用

【分析】
首先我们需要理清作图的逻辑顺序：第一步先确定基准线法线，界面是水和空气的水平分界面，法线是过入射点O垂直于界面的虚线，是后续角度计算的参照。第二步，根据图中给出的反射光线和界面夹角为60°，算出反射角为90°-60°=30°，再依据光的反射定律“反射角等于入射角”，在水中法线的另一侧画出对应的入射光线。第三步，光从水斜射入空气，根据折射规律，折射角大于入射角，折射光线分布在空气侧、法线的另一侧，沿远离法线的方向画出折射光线，同时注意实际光线标注正确的传播箭头，法线用虚线绘制。
【解析】
1. 过入射点O作垂直于水平界面的虚线，即为法线；
2. 由图可知反射光线与界面夹角为60°，因此反射角（反射光线与法线的夹角）为90°-60°=30°，根据光的反射定律，入射角等于反射角也为30°，在水中法线的另一侧画出入射光线，箭头指向O点；
3. 光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，在空气侧法线的另一侧，画出远离法线的折射光线，箭头背离O点，完成全部作图。
【答案】

【知识点】
光的反射定律；光的折射规律
【点评】
本题是光学基础作图题，核心考查反射、折射规律的应用，易错点是混淆入射角、反射角的定义，或是记错光从水斜射入空气时折射角大于入射角的规律，同时需要注意作图规范：法线用虚线，所有实际光线标注正确的传播方向箭头。
【难度系数】
0.7

【分析】
首先我们要明确解题的核心逻辑：题目中入射光束、容器位置都保持不变，仅水面从A上升到B。第一步先找到上升后的水面（B所在的水平面）和原入射光线的交点，这个点就是新的入射点；由于入射光线方向没有变化，所以此时的入射角和水面在A位置时的入射角完全相等，根据光的折射规律，入射角不变时，光从空气斜射入水中的折射角也不会改变，因此新的水中折射光线会和原来水面在A时的水中折射光线互相平行，沿着这个方向画出折射光线即可，不需要改变折射光线的偏折程度。
【解析】
作图步骤如下：
1. 确定新的分界面：水面上升到B位置，B所在的水平虚线即为新的空气和水的分界面；
2. 确定新入射点：找到原入射光线与B所在分界面的交点，该点就是新的入射点；
3. 作法线：过新的入射点作垂直于B所在水平面的竖直虚线，即为法线；
4. 画折射光线：由于入射角和原光路的入射角相等，因此折射角也和原水中光路的折射角相等，过新入射点作出与原水中折射光线平行的折射光线，延伸至容器底部即可。
【答案】

【知识点】
光的折射规律；折射光路作图
【点评】
本题的易错点是很多同学会错误沿用原水面在A处的入射点来画新的折射光线，忽略水面上升后入射点会沿入射光线向上移动的特点，解题的核心是抓住“入射光线方向不变→入射角不变→折射角不变→新折射光线与原水中折射光线平行”的逻辑，灵活应用折射规律，避免机械套用作图步骤。
【难度系数】
0.5

【分析】
我们可以分两步来思考作图：第一步先分析第一次入射的情况，光线是垂直射向三棱镜的竖直直角边，回忆折射规律，光垂直入射到两种介质的分界面时传播方向不会改变，所以光线进入三棱镜后会继续沿直线传播，直到到达三棱镜的斜边上的出射点；第二步分析出射过程，此时光线是从玻璃（光密介质）斜射入空气（光疏介质），折射角大于入射角，折射光线会向远离法线的方向偏折，按照这个规律就能画出完整的折射光路。
【解析】
1. 第一次折射：入射光线垂直于三棱镜的竖直直角边入射，此时入射方向与界面的法线完全重合，根据光的折射规律，光从空气垂直进入玻璃时，传播方向保持不变，光线沿原水平方向在三棱镜内部传播，抵达斜边的出射位置。
2. 第二次折射：在斜边的出射点处，先作垂直于斜边的法线，光线从玻璃斜射入空气，折射角大于入射角，因此折射光线向远离法线的方向偏折，最终从斜边射出三棱镜，得到完整的光路。
【答案】

【知识点】
光的折射规律；折射光路作图
【点评】
本题是基础的光的折射作图题，核心易错点是容易忽略第一次垂直入射时传播方向不变的特点，部分同学会错误让光线在直角边处就发生偏折，需要牢记不同入射条件下的折射规律，明确光从光密介质射入光疏介质时折射光线远离法线的特点。
【难度系数】
0.7

【分析】
我们可以按照以下思路解题：首先回忆光的折射规律，当光从水斜射入空气时，折射角始终大于入射角，且折射角会随入射角的增大而增大、随入射角的减小而减小。接下来对比图中两条入射光线：BO比AO更靠近法线，说明BO的入射角小于AO的入射角，因此BO对应的折射角也必然小于AO对应的折射角（也就是OA'与法线的夹角）。由此可以确定BO的折射光线位置：它会落在法线和OA'之间的空气区域内，最后标注出折射光线与法线的夹角，就是折射角r。
【解析】
1. 明确折射规律前提：本题中光的传播方向是从水斜射入空气，满足折射角大于入射角的规律。
2. 对比入射角大小：入射光线BO与法线的夹角（入射角）小于AO的入射角，根据折射角随入射角减小而减小的特点，BO对应的折射角小于OA'的折射角。
3. 绘制折射光线：在空气侧的法线与OA'之间画出从O点出发的折射光线，箭头指向远离O点的空气一侧。
4. 标注折射角：在折射光线与法线的夹角位置，标注字母r，代表折射角。
【答案】

【知识点】
光的折射规律，折射角变化规律
【点评】
本题是光的折射的基础作图题，核心考查对折射角和入射角大小对应关系的理解，不少同学容易错误将BO的折射光线画在OA'远离法线的一侧，解题时只要牢记同一种入射介质中，入射角越小折射角也越小，就能准确确定折射光线的位置，同时注意折射角是折射光线与法线的夹角，不要误标为和水面的夹角。
【难度系数】
0.7

【分析】
解题时可以分三步思考：第一步，先处理N点的反射：已知入射光线沿ON射向镀银的底面N点，且已经给出底面的法线PN，根据光的反射定律，反射角等于入射角，即可画出N点的反射光线，该光线处于玻璃内部，指向球冠的圆弧面。第二步，确定圆弧面出射点的法线：由于圆弧是球面的一部分，球心为O，因此反射光线与圆弧的交点处的法线，就是球心O与该交点的连线（即球面的半径）。第三步，处理折射过程：光线从玻璃斜射入空气，根据光的折射规律，折射角大于入射角，画出从圆弧面向空气射出的折射光线，最后标注所有光线的箭头，区分实线（实际光线）和虚线（法线）即可。
【解析】
1. 在N点，以PN为法线，作反射光线，使反射光线与法线PN的夹角等于入射光线ON与法线PN的夹角，反射光线在玻璃内部，向球面延伸；
2. 标记反射光线与球冠圆弧面的交点Q，连接OQ，OQ即为Q点的法线，用虚线绘制；
3. 在Q点，光从玻璃斜射入空气，折射角大于入射角，作出折射光线，向远离法线OQ的方向偏折，最终射出玻璃球冠；
4. 为所有实际光线标注指向传播方向的箭头，法线保持为虚线，完成光路。
【答案】

【知识点】
光的反射定律
光的折射规律
球面法线特点
【点评】
本题是光学综合作图题，先后考查了反射定律、折射规律的应用，易错点在于球面出射点的法线确定，不少同学会忘记球面任意一点的法线均为过球心的半径，同时要注意区分光线和法线的虚实，不能将光线的传播箭头标反。
【难度系数】
0.6

【分析】
这是光的折射类的光路作图题，解题思路如下：首先明确航天员在空气中看到水中斑马鱼的虚像，是斑马鱼反射的光从水斜射入空气发生折射后进入人眼，人眼逆着折射光线看去就看到了虚像S'。第一步，先确定折射光线的路径：人眼会默认光沿直线传播，所以虚像S'一定在折射光线的反向延长线上，因此直接连接眼睛和S'，该线与水和空气的分界面（容器壁）的交点就是光线的入射点。第二步，连接实际物点S和入射点得到入射光线，再连接入射点和眼睛得到折射光线，最后标注好光线的传播方向，注意虚像到入射点的部分是反向延长线，需要画成虚线。
【解析】
1. 连接眼睛与像点S'，该线段与容器壁（水和空气的分界面）交于点O，O即为入射点，S'到O的部分为折射光线的反向延长线，画为虚线。
2. 连接实际物点S和入射点O，得到入射光线，在光线上标注指向O的箭头，表示光从S射向分界面。
3. 连接入射点O和眼睛，得到折射光线，在光线上标注指向眼睛的箭头，表示光从分界面射向人眼，完成光路绘制。
【答案】

【知识点】
光的折射作图，光的折射规律
【点评】
本题结合航天航空的新情境考察水中物体折射成像的光路绘制，核心是明确虚像的成因是折射光线的反向延长线会聚形成，易错点是光线箭头方向画反、将反向延长线画为实线，需要牢记光的传播方向是从水中的物体出发最终进入人眼，区分实际光线和辅助线的虚实要求。
【难度系数】
0.6

【分析】
这是一道凸透镜光路作图题，我们可以借助凸透镜的特殊光线规律来完成作图：首先观察入射光线a，它是平行于主光轴入射到凸透镜上的，根据凸透镜的光学特性，平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线会通过透镜另一侧的焦点；再看折射光线b，它是平行于主光轴从凸透镜射出的，结合光路可逆的原理，这条折射光线对应的入射光线，必然是从凸透镜左侧的焦点出发、射向凸透镜的，按照上述规律绘制光线，同时标注正确的传播箭头即可。
【解析】
1. 绘制入射光线a的折射光线：找到入射光线a和凸透镜的交点，从该交点出发，连接凸透镜右侧的焦点F，在这条线段上标注指向右侧的箭头，就得到入射光线a经过凸透镜后的折射光线。
2. 绘制折射光线b对应的入射光线：找到折射光线b和凸透镜的交点，从凸透镜左侧的焦点F出发，连接该点和上述交点，在这条线段上标注指向凸透镜方向的箭头，就得到折射光线b对应的入射光线。
【答案】

【知识点】
凸透镜特殊光线，光路可逆
【点评】
本题是光学基础作图题，核心考察凸透镜特殊光线的应用，解题时要注意实际光线必须用实线绘制，箭头方向要和光的传播方向一致，避免出现箭头反向、用虚线绘制实际光线的错误，是凸透镜光学部分的入门必掌握考点。
【难度系数】
0.8

【分析】
首先识别图中透镜为凹透镜，我们可以对照凹透镜的三条特殊光线规律，逐条处理图中给出的光线：第一步先处理平行于主光轴入射的光线，回忆凹透镜对平行入射光的发散作用，折射后光线的反向延长线要过同侧虚焦点；第二步处理过光心的光线，牢记过透镜光心的光线传播方向始终不变，直接沿原方向延长即可；第三步处理出射后平行于主光轴的光线，利用光路可逆的特点，反推入射光线的延长线需要经过凹透镜另一侧的虚焦点，补全入射侧的光线即可。
【解析】
1. 针对图中上方平行于主光轴入射的光线：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜同侧的虚焦点，从该光线在凹透镜上的入射点出发，向外画出发散的折射光线，保证折射光线的反向延长线恰好经过透镜左侧的F点，反向延长线用虚线绘制。
2. 针对图中经过光心O的光线：所有经过透镜光心的光线传播方向都不发生偏折，直接沿着该光线原本的传播方向，向透镜另一侧完整延长即可。
3. 针对图中下方出射后平行于主光轴的光线：根据光路可逆原理，该折射光线对应的入射光线，其延长线会经过凹透镜右侧的虚焦点F，从该光线在凹透镜上的入射点出发，向左侧补全入射光线，保证入射光线的延长线恰好经过透镜右侧的F点，该延长线用虚线绘制。
【答案】

【知识点】
凹透镜特殊光路；过光心光线性质；光路可逆原理
【点评】
本题是凹透镜光学作图的基础题型，核心考察凹透镜特殊光线的作图规则，易错点在于容易将凹透镜的发散光路和凸透镜的会聚光路混淆，作图时要注意：实际光线必须标注箭头，代表反向延长线的辅助线需要用虚线绘制，不要把凹透镜的焦点使用位置和凸透镜搞反。
【难度系数】
0.7

【分析】
这道题是凸透镜的光路作图题，我们可以直接利用凸透镜的两条特殊光线规律来解题：首先观察光线a，它是射向凸透镜光心O的入射光线，我们回忆规律可知过光心的光线传播方向不会改变，直接沿原方向延长画出它的折射光线即可。再观察光线b，它的出射段是指向焦点F的，根据凸透镜的光路可逆规律，折射后过焦点的入射光线一定是平行于主光轴的，我们只需要反向推导，从光线b和透镜的交点向左画平行于主光轴的线，就得到b对应的入射光线了。
【解析】
1. 处理光线a：入射光线a经过凸透镜的光心O，根据凸透镜光学特性，过光心的光线传播方向保持不变，沿光线a的原有直线方向，穿过凸透镜继续延伸，就得到光线a对应的折射光线。
2. 处理光线b：已知光线b经过凸透镜右侧的焦点F，根据凸透镜的光路规律，经凸透镜折射后过焦点的光线，其入射光线必然平行于主光轴，因此从光线b与凸透镜的交点位置，向左绘制一条平行于主光轴的直线，该直线就是光线b对应的入射光线。
【答案】

【知识点】
凸透镜特殊光线，凸透镜光路作图
【点评】
本题属于透镜光路的基础作图题，核心考察凸透镜两条最常用的特殊光线规律，只要牢记过光心光线传播方向不变、平行主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点这两个结论，结合光路可逆的思路就能快速完成作图，需要注意区分凸透镜和凹透镜的光路差异，避免规律混淆。
【难度系数】
0.8