1. 如图ZT-2-1所示,画出眼睛在A点能观察到的墙壁右侧的范围。
答案
1.
解析
【分析】要确定眼睛在A点能观察到墙壁右侧的范围,需利用光沿直线传播的原理:只有墙壁右侧的物体发出或反射的光,能通过墙壁的缝隙沿直线传播到A点时,才能被A点的眼睛看到。解题思路为:从A点出发,分别连接墙壁缝隙的上下边缘,将这两条直线向墙壁右侧延长,两条直线之间的区域就是A点能观察到的范围。
【解析】1. 确定墙壁缝隙的上下两个边缘;2. 用直线连接A点与墙壁缝隙的上边缘,向墙壁右侧延长;3. 用直线连接A点与墙壁缝隙的下边缘,向墙壁右侧延长;4. 两条延长线之间的区域即为眼睛在A点能观察到的墙壁右侧的范围。
【答案】
【知识点】光的直线传播
【点评】本题考查光的直线传播的应用,属于光学基础作图题,需结合光沿直线传播的规律完成作图,难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】1. 确定墙壁缝隙的上下两个边缘;2. 用直线连接A点与墙壁缝隙的上边缘,向墙壁右侧延长;3. 用直线连接A点与墙壁缝隙的下边缘,向墙壁右侧延长;4. 两条延长线之间的区域即为眼睛在A点能观察到的墙壁右侧的范围。
【答案】
【知识点】光的直线传播
【点评】本题考查光的直线传播的应用,属于光学基础作图题,需结合光沿直线传播的规律完成作图,难度较低。
【难度系数】0.7
2. 如图ZT-2-2所示,S为固定光源,MN为竖直墙面,小明手拿一乒乓球,开始时球与光源S等高,松手后球竖直下落,墙面上球的影子也随之而动,请通过作图确定:当影子刚好到达墙角N点时,乒乓球的位置在哪里(用字母标记),完成相应光路图。
答案
2.
解析
【分析】
要确定影子到达N点时乒乓球的位置,需利用光的直线传播原理:光在同种均匀介质中沿直线传播,影子的形成是由于光沿直线传播被不透明物体(乒乓球)遮挡,在墙面形成暗区。当影子到达墙角N时,光源S发出的光线需经过乒乓球所在位置后到达N点,因此S、乒乓球位置、N三点共线。乒乓球竖直下落,其轨迹为过初始位置的竖直虚线,据此可找到交点确定乒乓球位置。
【解析】
解题步骤:
1. 明确乒乓球的运动轨迹:由题意,乒乓球从与S等高的位置竖直下落,轨迹为图中过初始乒乓球位置的竖直虚线;
2. 连接光源S与墙角N,得到直线SN;
3. 直线SN与乒乓球竖直下落轨迹的交点,就是影子到达N点时乒乓球的位置;
4. 画出光路:从S出发,经过上述交点指向N点的直线,即为对应光路。
【答案】

【知识点】
光的直线传播、光路作图
【点评】
本题结合影子的形成原理考查光的直线传播的应用,属于基础光学作图题,核心是理解光线传播路径与影子位置的对应关系,难度适中。
【难度系数】
0.7
要确定影子到达N点时乒乓球的位置,需利用光的直线传播原理:光在同种均匀介质中沿直线传播,影子的形成是由于光沿直线传播被不透明物体(乒乓球)遮挡,在墙面形成暗区。当影子到达墙角N时,光源S发出的光线需经过乒乓球所在位置后到达N点,因此S、乒乓球位置、N三点共线。乒乓球竖直下落,其轨迹为过初始位置的竖直虚线,据此可找到交点确定乒乓球位置。
【解析】
解题步骤:
1. 明确乒乓球的运动轨迹:由题意,乒乓球从与S等高的位置竖直下落,轨迹为图中过初始乒乓球位置的竖直虚线;
2. 连接光源S与墙角N,得到直线SN;
3. 直线SN与乒乓球竖直下落轨迹的交点,就是影子到达N点时乒乓球的位置;
4. 画出光路:从S出发,经过上述交点指向N点的直线,即为对应光路。
【答案】
【知识点】
光的直线传播、光路作图
【点评】
本题结合影子的形成原理考查光的直线传播的应用,属于基础光学作图题,核心是理解光线传播路径与影子位置的对应关系,难度适中。
【难度系数】
0.7
3.(2025苏州)图ZT-2-3中,光线AO斜射到镜面上,画出其反射光线OB。

答案
3.
解析
【分析】要画出光线AO的反射光线,需依据光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。解题时,先确定入射点O,过O作垂直于镜面的法线(虚线),再根据反射角等于入射角,在法线另一侧画出反射光线并标注箭头。
【解析】根据光的反射定律,作图步骤如下:① 过入射点O,作垂直于镜面的虚线(法线);② 以法线为基准,在法线另一侧,使反射角等于入射角,画出反射光线OB,箭头方向背离O点。
【答案】
【知识点】光的反射定律、光的作图
【点评】本题为基础光的反射作图题,考查对光的反射定律的应用,需掌握法线的画法及反射角与入射角的关系。
【难度系数】0.6
【解析】根据光的反射定律,作图步骤如下:① 过入射点O,作垂直于镜面的虚线(法线);② 以法线为基准,在法线另一侧,使反射角等于入射角,画出反射光线OB,箭头方向背离O点。
【答案】
【知识点】光的反射定律、光的作图
【点评】本题为基础光的反射作图题,考查对光的反射定律的应用,需掌握法线的画法及反射角与入射角的关系。
【难度系数】0.6
4. (2024 泸州)如图 ZT-2-4 甲所示是随“嫦娥六号”一起发射的角反射器的示意图,其三个反射面相互垂直,其中两个反射面如图乙所示,一束光只在这两个反射面上发生了反射,请在图乙中画出这束光反射的光路图(保留作图痕迹)。

图 ZT-2-4
图 ZT-2-4
答案
4.
解析
【分析】要完成这束光在两个垂直平面镜上的反射光路,需依据光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。解题思路为:先确定入射光线在竖直镜面的入射点,画出该点的法线,根据反射定律画第一次反射光线;再将第一次反射光线作为水平镜面的入射光线,画出水平镜面上入射点的法线,再次依据反射定律画第二次反射光线,最终出射光线与初始入射光线平行。
【解析】1. 过竖直镜面上的入射点,作垂直于竖直镜面的虚线(法线);2. 以该法线为基准,使反射角等于入射角,画出第一次反射光线,方向指向水平镜面;3. 过水平镜面上的入射点,作垂直于水平镜面的虚线(法线);4. 以该法线为基准,使反射角等于入射角,画出第二次反射光线,完成光路。
【答案】
【知识点】光的反射定律、平面镜光路作图
【点评】本题考查光的反射定律的应用,结合角反射器的光路特点进行作图,需掌握法线的画法及反射角与入射角的关系,属于光学基础作图题,注重对基本规律的应用。
【难度系数】0.6
【解析】1. 过竖直镜面上的入射点,作垂直于竖直镜面的虚线(法线);2. 以该法线为基准,使反射角等于入射角,画出第一次反射光线,方向指向水平镜面;3. 过水平镜面上的入射点,作垂直于水平镜面的虚线(法线);4. 以该法线为基准,使反射角等于入射角,画出第二次反射光线,完成光路。
【答案】
【知识点】光的反射定律、平面镜光路作图
【点评】本题考查光的反射定律的应用,结合角反射器的光路特点进行作图,需掌握法线的画法及反射角与入射角的关系,属于光学基础作图题,注重对基本规律的应用。
【难度系数】0.6
5. 如图ZT-2-5所示,一束光水平射入潜望镜镜口后,通过潜望镜进入小明的眼睛,请画出光的传播路径。

答案
5.
解析
【分析】
潜望镜由两块平行放置的平面镜组成,利用光的反射定律改变光的传播路径。解题思路:① 确定入射光线与上方平面镜的入射点,过该点作垂直于镜面的法线;② 根据反射角等于入射角,画出第一次反射光线(竖直向下);③ 该反射光线作为下方平面镜的入射光线,过其入射点作垂直于镜面的法线;④ 再次根据反射角等于入射角,画出第二次反射光线(水平向右),最终进入眼睛,完成光路。
【解析】
根据光的反射定律,反射光线与入射光线关于法线对称,反射角等于入射角。作图步骤:
1. 上方平面镜:水平入射光线与镜面交于一点,过该点作垂直于镜面的法线,入射光线与法线夹角为45°,故反射光线与法线夹角也为45°,方向竖直向下;
2. 下方平面镜:竖直向下的光线与下方镜面交于一点,过该点作垂直于镜面的法线,入射光线与法线夹角为45°,故反射光线与法线夹角也为45°,方向水平向右,指向眼睛,即完成光的传播路径绘制。
【答案】

【知识点】
光的反射、平面镜应用
【点评】
本题考查光的反射定律在潜望镜中的实际应用,属于基础作图题,核心是掌握反射定律的作图方法,明确潜望镜的两次反射原理。
【难度系数】
0.6
潜望镜由两块平行放置的平面镜组成,利用光的反射定律改变光的传播路径。解题思路:① 确定入射光线与上方平面镜的入射点,过该点作垂直于镜面的法线;② 根据反射角等于入射角,画出第一次反射光线(竖直向下);③ 该反射光线作为下方平面镜的入射光线,过其入射点作垂直于镜面的法线;④ 再次根据反射角等于入射角,画出第二次反射光线(水平向右),最终进入眼睛,完成光路。
【解析】
根据光的反射定律,反射光线与入射光线关于法线对称,反射角等于入射角。作图步骤:
1. 上方平面镜:水平入射光线与镜面交于一点,过该点作垂直于镜面的法线,入射光线与法线夹角为45°,故反射光线与法线夹角也为45°,方向竖直向下;
2. 下方平面镜:竖直向下的光线与下方镜面交于一点,过该点作垂直于镜面的法线,入射光线与法线夹角为45°,故反射光线与法线夹角也为45°,方向水平向右,指向眼睛,即完成光的传播路径绘制。
【答案】
【知识点】
光的反射、平面镜应用
【点评】
本题考查光的反射定律在潜望镜中的实际应用,属于基础作图题,核心是掌握反射定律的作图方法,明确潜望镜的两次反射原理。
【难度系数】
0.6
6.(2025宜宾)一束阳光斜射入房中,小明在A点用平面镜把这束光竖直反射向房顶,请在图ZT-2-6中画出平面镜的位置和反射光线。


答案
6.
解析
【分析】要确定平面镜的位置,需依据光的反射定律:反射角等于入射角,法线是入射光线与反射光线的角平分线,且平面镜与法线垂直。首先明确已知的入射光线(斜射向A点的光线)和反射光线(竖直向上指向房顶的光线),先作出两者的角平分线作为法线,再根据平面镜与法线垂直,过A点画出平面镜即可。
【解析】1. 确定入射光线和反射光线:入射光线是斜射向A点的带箭头光线,反射光线是竖直向上指向房顶的带箭头光线;2. 过A点作入射光线与反射光线的角平分线,此线为法线;3. 过A点作垂直于法线的直线,该直线即为平面镜的位置,完成作图。
【答案】
【知识点】光的反射定律、平面镜作图
【点评】本题考查光的反射定律的实际应用,核心是利用反射角等于入射角确定法线,进而确定平面镜位置,属于基础光学作图题,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定入射光线和反射光线:入射光线是斜射向A点的带箭头光线,反射光线是竖直向上指向房顶的带箭头光线;2. 过A点作入射光线与反射光线的角平分线,此线为法线;3. 过A点作垂直于法线的直线,该直线即为平面镜的位置,完成作图。
【答案】
【知识点】光的反射定律、平面镜作图
【点评】本题考查光的反射定律的实际应用,核心是利用反射角等于入射角确定法线,进而确定平面镜位置,属于基础光学作图题,难度适中。
【难度系数】0.6
7. 如图ZT-2-7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。
答案
7.
解析
【分析】
要解决本题,需依据光的反射定律分析:法线始终垂直于平面镜,反射角等于入射角。步骤如下:1. 初始时入射光线垂直平面镜,法线竖直,入射角为0;2. 当平面镜顺时针转15°,法线同步旋转15°,此时入射光线与法线的夹角(入射角)变为15°;3. 根据反射定律,反射角等于入射角,故反射角为15°,据此可画出反射光线并标注反射角大小。
【解析】
根据光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。当平面镜顺时针旋转15°时,垂直于平面镜的法线也会顺时针旋转15°,此时入射光线与法线的夹角(入射角)为15°,因此反射角也为15°。据此画出反射光线,反射光线与法线的夹角即为反射角,大小为15°。
【答案】

【知识点】
光的反射定律,入射角与反射角
【点评】
本题考查光的反射定律的基础应用,核心是明确平面镜转动时法线的变化,进而确定入射角和反射角的大小,属于常规光学基础题,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需依据光的反射定律分析:法线始终垂直于平面镜,反射角等于入射角。步骤如下:1. 初始时入射光线垂直平面镜,法线竖直,入射角为0;2. 当平面镜顺时针转15°,法线同步旋转15°,此时入射光线与法线的夹角(入射角)变为15°;3. 根据反射定律,反射角等于入射角,故反射角为15°,据此可画出反射光线并标注反射角大小。
【解析】
根据光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。当平面镜顺时针旋转15°时,垂直于平面镜的法线也会顺时针旋转15°,此时入射光线与法线的夹角(入射角)为15°,因此反射角也为15°。据此画出反射光线,反射光线与法线的夹角即为反射角,大小为15°。
【答案】
【知识点】
光的反射定律,入射角与反射角
【点评】
本题考查光的反射定律的基础应用,核心是明确平面镜转动时法线的变化,进而确定入射角和反射角的大小,属于常规光学基础题,难度适中。
【难度系数】
0.5
8. 请观察图ZT-2-8(a),在图(b)中MN表示水面,AB表示岸边的一棵树,请利用平面镜成像的特点画出树在水中所成的像A'B'。

图ZT-2-8
图ZT-2-8
答案
8.
解析
【分析】要画出树AB在水中的像,需依据平面镜成像“像与物体关于镜面对称”的特点。先确定树的两个端点A、B,分别作出它们关于水面MN(平面镜)的对称点,再连接对称点即可得到树在水中的像。
【解析】根据平面镜成像规律,作图步骤如下:
1. 过点A作MN的垂线,在MN另一侧的垂线上截取点A',使A'到MN的距离等于A到MN的距离,得到A的像点A';
2. 同理,过点B作MN的垂线,在MN另一侧的垂线上截取点B',使B'到MN的距离等于B到MN的距离,得到B的像点B';
3. 用虚线连接A'和B',箭头方向与AB相反,即为树在水中的虚像A'B'。
【答案】
【知识点】平面镜成像特点、光的反射
【点评】本题考查平面镜成像的基础作图,核心是利用像与物关于镜面对称的性质,作图时需注意虚像用虚线表示,是光学作图的常见基础题。
【难度系数】0.6
【解析】根据平面镜成像规律,作图步骤如下:
1. 过点A作MN的垂线,在MN另一侧的垂线上截取点A',使A'到MN的距离等于A到MN的距离,得到A的像点A';
2. 同理,过点B作MN的垂线,在MN另一侧的垂线上截取点B',使B'到MN的距离等于B到MN的距离,得到B的像点B';
3. 用虚线连接A'和B',箭头方向与AB相反,即为树在水中的虚像A'B'。
【答案】
【知识点】平面镜成像特点、光的反射
【点评】本题考查平面镜成像的基础作图,核心是利用像与物关于镜面对称的性质,作图时需注意虚像用虚线表示,是光学作图的常见基础题。
【难度系数】0.6
9. (2024德阳)某实验小组利用如图 ZT-2-9 所示的实验装置探究平面镜成像的特点,$S'$为烛焰上$S$的像点,请在图中画出人眼看到像点$S'$的一条光路。

图 ZT-2-9

图 ZT-2-10
图 ZT-2-9
图 ZT-2-10
答案
9.
解析
【分析】要画出人眼看到像点$S'$的光路,需依据平面镜成像原理:人眼看到虚像,是物体发出的光经平面镜反射后进入人眼,且反射光线的反向延长线会经过像点。解题思路为:先连接人眼与像点$S'$,找到该连线与玻璃板(平面镜)的交点(即入射点),再连接烛焰$S$与入射点得到入射光线,连接入射点与人眼得到反射光线,即可完成光路绘制。
【解析】1. 确定入射点:连接人眼和像点$S'$,这条直线与玻璃板的交点$O$就是光的入射点;2. 画入射光线:用直线连接烛焰$S$和入射点$O$,此为入射光线;3. 画反射光线:用直线连接入射点$O$和人眼,此为经玻璃板反射后进入人眼的反射光线,完成光路。
【答案】
【知识点】平面镜成像、光的反射定律
【点评】本题考查平面镜成像光路的作图,核心是利用“反射光线反向延长线过像点”的规律确定入射点,属于基础作图题,需掌握平面镜成像的原理。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定入射点:连接人眼和像点$S'$,这条直线与玻璃板的交点$O$就是光的入射点;2. 画入射光线:用直线连接烛焰$S$和入射点$O$,此为入射光线;3. 画反射光线:用直线连接入射点$O$和人眼,此为经玻璃板反射后进入人眼的反射光线,完成光路。
【答案】
【知识点】平面镜成像、光的反射定律
【点评】本题考查平面镜成像光路的作图,核心是利用“反射光线反向延长线过像点”的规律确定入射点,属于基础作图题,需掌握平面镜成像的原理。
【难度系数】0.6
10.(2025常州)眼睛看向平面镜MN看到像点$S'$,请在图ZT-2-10中画出物点S以及该现象对应的光路图。
答案
10.
解析
【分析】要画出物点S和对应的光路,需利用平面镜成像的核心规律:像与物关于镜面对称。首先,已知像点S',根据对称关系可确定物点S;再结合光的反射定律,画出入射光线和反射光线,完成光路图。
【解析】步骤1:根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点,过像点S'作平面镜MN的垂线,在垂线的镜前部分截取线段,使物点S到MN的距离等于S'到MN的距离,得到物点S;步骤2:连接S与入射点O,画出入射光线SO,箭头方向从S指向O;步骤3:连接O与眼睛A,画出反射光线OA,箭头方向从O指向A,完成光路图。
【答案】
【知识点】平面镜成像、光的反射
【点评】本题考查平面镜成像规律与光的反射光路的作图应用,是光学基础作图题,需掌握像物对称的作图方法。
【难度系数】0.6
【解析】步骤1:根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点,过像点S'作平面镜MN的垂线,在垂线的镜前部分截取线段,使物点S到MN的距离等于S'到MN的距离,得到物点S;步骤2:连接S与入射点O,画出入射光线SO,箭头方向从S指向O;步骤3:连接O与眼睛A,画出反射光线OA,箭头方向从O指向A,完成光路图。
【答案】
【知识点】平面镜成像、光的反射
【点评】本题考查平面镜成像规律与光的反射光路的作图应用,是光学基础作图题,需掌握像物对称的作图方法。
【难度系数】0.6
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