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8 [2025潮州期中]如图所示，F为凸透镜的焦点，O为光心，根据已知的入射光线，分别画出对应的折射光线。
第8题图
第8题图答案
解析
【分析】
要画出凸透镜的折射光线，需利用凸透镜的两条特殊光线规律：①过光心的光线经凸透镜后传播方向不变；②从凸透镜焦点发出的光线，经凸透镜折射后平行于主光轴。先判断每条入射光线的类型，再对应规律作图。
【解析】
1. 过光心O的入射光线：根据“过光心的光线传播方向不变”，直接沿原方向画出折射光线。
2. 从左焦点F发出的入射光线：根据“从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴”，在凸透镜右侧画出平行于主光轴的折射光线，箭头方向与入射方向一致。
【答案】
【知识点】
凸透镜特殊光线
【点评】
本题考查凸透镜特殊光线的应用，是光学作图的基础题型，牢记凸透镜特殊光线规律即可完成作图。
【难度系数】
0.6
要画出凸透镜的折射光线，需利用凸透镜的两条特殊光线规律：①过光心的光线经凸透镜后传播方向不变；②从凸透镜焦点发出的光线，经凸透镜折射后平行于主光轴。先判断每条入射光线的类型，再对应规律作图。
【解析】
1. 过光心O的入射光线：根据“过光心的光线传播方向不变”，直接沿原方向画出折射光线。
2. 从左焦点F发出的入射光线：根据“从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴”，在凸透镜右侧画出平行于主光轴的折射光线，箭头方向与入射方向一致。
【答案】
【知识点】
凸透镜特殊光线
【点评】
本题考查凸透镜特殊光线的应用，是光学作图的基础题型，牢记凸透镜特殊光线规律即可完成作图。
【难度系数】
0.6
9 [2025百色期末]请画出入射光线a经过凹透镜后的折射光线和折射光线b对应的入射光线。
答案
解析
【分析】
要解决凹透镜的光路作图问题，需牢记凹透镜的特殊光线规律：①指向凹透镜另一侧焦点的入射光线，经凹透镜折射后平行于主光轴；②过凹透镜光心的光线，传播方向不改变。解题时，先判断入射光线a的类型，再依据规律画其折射光线；再判断折射光线b的类型，确定其对应的入射光线。
【解析】
1. 画入射光线a的折射光线：入射光线a的延长线指向凹透镜右侧的焦点F，根据凹透镜的规律，这类入射光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴，因此从凹透镜的入射点出发，画出平行于主光轴向右的折射光线。
2. 画折射光线b对应的入射光线：折射光线b经过凹透镜的光心O，根据凹透镜的规律，过光心的光线传播方向不变，因此对应的入射光线与折射光线b在同一直线上，方向指向光心O即可。
【答案】
【知识点】
凹透镜光路作图
【点评】
本题考查凹透镜特殊光线的应用，是光学作图的基础题型，需熟练掌握凹透镜的特殊光线规律。
【难度系数】
0.5
要解决凹透镜的光路作图问题，需牢记凹透镜的特殊光线规律：①指向凹透镜另一侧焦点的入射光线，经凹透镜折射后平行于主光轴；②过凹透镜光心的光线，传播方向不改变。解题时，先判断入射光线a的类型，再依据规律画其折射光线；再判断折射光线b的类型，确定其对应的入射光线。
【解析】
1. 画入射光线a的折射光线：入射光线a的延长线指向凹透镜右侧的焦点F，根据凹透镜的规律，这类入射光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴，因此从凹透镜的入射点出发，画出平行于主光轴向右的折射光线。
2. 画折射光线b对应的入射光线：折射光线b经过凹透镜的光心O，根据凹透镜的规律，过光心的光线传播方向不变，因此对应的入射光线与折射光线b在同一直线上，方向指向光心O即可。
【答案】
【知识点】
凹透镜光路作图
【点评】
本题考查凹透镜特殊光线的应用，是光学作图的基础题型，需熟练掌握凹透镜的特殊光线规律。
【难度系数】
0.5
10 [2025湛江二模]如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线，画出经凸透镜和凹透镜折射后的光线。
答案
解析
【分析】
要画出经凸透镜和凹透镜折射后的光线，需利用透镜的特殊光线规律：首先，入射光线从凸透镜的左焦点F发出，根据凸透镜的光学性质，从焦点发出的光线经凸透镜折射后会平行于主光轴，据此先确定凸透镜后的折射光线；接着，这条平行于主光轴的光线入射到凹透镜，根据凹透镜的光学性质，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会经过凹透镜的左焦点，题目中凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，该重合点即为凹透镜的左焦点，据此画出凹透镜的折射光线。
【解析】
1. 凸透镜折射：入射光线从凸透镜左焦点F出发，依据凸透镜特殊光线规律“过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴”，画出经凸透镜后的光线，该光线平行于主光轴向右传播。
2. 凹透镜折射：上述平行于主光轴的光线入射到凹透镜，依据凹透镜特殊光线规律“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的左焦点”，结合两透镜焦点重合的条件，凹透镜左焦点为图中凸透镜右侧的F点，连接凹透镜入射点与该F点并延长，得到凹透镜的折射光线。
【答案】
【知识点】
凸透镜特殊光线，凹透镜特殊光线，透镜光路作图
【点评】
本题考查透镜特殊光线的作图，核心是掌握凸透镜和凹透镜的特殊光线规律，结合题目中两透镜焦点重合的条件即可完成作图，属于基础光学作图题。
【难度系数】
0.5
要画出经凸透镜和凹透镜折射后的光线，需利用透镜的特殊光线规律：首先，入射光线从凸透镜的左焦点F发出，根据凸透镜的光学性质，从焦点发出的光线经凸透镜折射后会平行于主光轴，据此先确定凸透镜后的折射光线；接着，这条平行于主光轴的光线入射到凹透镜，根据凹透镜的光学性质，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会经过凹透镜的左焦点，题目中凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，该重合点即为凹透镜的左焦点，据此画出凹透镜的折射光线。
【解析】
1. 凸透镜折射：入射光线从凸透镜左焦点F出发，依据凸透镜特殊光线规律“过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴”，画出经凸透镜后的光线，该光线平行于主光轴向右传播。
2. 凹透镜折射：上述平行于主光轴的光线入射到凹透镜，依据凹透镜特殊光线规律“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的左焦点”，结合两透镜焦点重合的条件，凹透镜左焦点为图中凸透镜右侧的F点，连接凹透镜入射点与该F点并延长，得到凹透镜的折射光线。
【答案】
【知识点】
凸透镜特殊光线，凹透镜特殊光线，透镜光路作图
【点评】
本题考查透镜特殊光线的作图，核心是掌握凸透镜和凹透镜的特殊光线规律，结合题目中两透镜焦点重合的条件即可完成作图，属于基础光学作图题。
【难度系数】
0.5
11 实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光，这可以利用两块透镜的组合来解决。
（1）请在如图所示的方框中画出两种组合方式。（要在图中画清光束粗细的变化）
（2）分别写出两块透镜间的距离跟两块透镜的焦距$f_1$、$f_2$（$f_1＞f_2$）的关系。
（1）请在如图所示的方框中画出两种组合方式。（要在图中画清光束粗细的变化）
（2）分别写出两块透镜间的距离跟两块透镜的焦距$f_1$、$f_2$（$f_1＞f_2$）的关系。
答案
(1)
(2) $s_甲=f_1+f_2$ $s_乙=f_1-f_2$
解析
【分析】要将粗平行光变为细平行光，需利用透镜对光线的会聚或发散作用。对于甲组合，是两个凸透镜：平行光先经第一个凸透镜会聚到其焦点，若第二个凸透镜的左焦点与第一个凸透镜的右焦点重合，那么从该焦点发出的光线经第二个凸透镜后会变为平行光，且光束变细；对于乙组合，是凸透镜和凹透镜：平行光先经凸透镜会聚，凹透镜的左虚焦点与凸透镜的右焦点重合，原本要会聚到凸透镜焦点的光线经凹透镜发散后变为平行光，光束变细。
【解析】（1）甲图：左侧为凸透镜，右侧为凸透镜，两透镜的焦点重合（第一个凸透镜的右焦点与第二个凸透镜的左焦点重合），平行光经第一个凸透镜会聚到共同焦点，再经第二个凸透镜折射后变为平行光，光束变细；乙图：左侧为凸透镜，右侧为凹透镜，凸透镜的右焦点与凹透镜的左虚焦点重合，平行光经凸透镜后，原本指向焦点的光线经凹透镜发散后变为平行光，光束变细。（2）甲中两透镜间距等于两焦距之和，即$s_甲=f_1+f_2$；乙中两透镜间距等于两焦距之差，即$s_乙=f_1-f_2$（$f_1＞f_2$）。
【答案】(1)
(2) $s_甲=f_1+f_2$，$s_乙=f_1-f_2$
【知识点】透镜对光线的作用、凸透镜焦点、凹透镜虚焦点
【点评】本题考查透镜组合改变平行光粗细的原理，需掌握凸透镜和凹透镜的光学特性，理解焦点重合时光线的传播规律，是光学部分的重点应用题型。
【难度系数】0.5
【解析】（1）甲图：左侧为凸透镜，右侧为凸透镜，两透镜的焦点重合（第一个凸透镜的右焦点与第二个凸透镜的左焦点重合），平行光经第一个凸透镜会聚到共同焦点，再经第二个凸透镜折射后变为平行光，光束变细；乙图：左侧为凸透镜，右侧为凹透镜，凸透镜的右焦点与凹透镜的左虚焦点重合，平行光经凸透镜后，原本指向焦点的光线经凹透镜发散后变为平行光，光束变细。（2）甲中两透镜间距等于两焦距之和，即$s_甲=f_1+f_2$；乙中两透镜间距等于两焦距之差，即$s_乙=f_1-f_2$（$f_1＞f_2$）。
【答案】(1)
(2) $s_甲=f_1+f_2$，$s_乙=f_1-f_2$
【知识点】透镜对光线的作用、凸透镜焦点、凹透镜虚焦点
【点评】本题考查透镜组合改变平行光粗细的原理，需掌握凸透镜和凹透镜的光学特性，理解焦点重合时光线的传播规律，是光学部分的重点应用题型。
【难度系数】0.5
12 如图所示,水池边有一路灯S,路灯上方有一平面镜MN,S发出的一条光线能经MN反射后经过A点射入水池底,请画出对应的光路图。
第12题图
第12题图答案
解析
【分析】要画出对应的光路，需分两步处理：第一步，利用平面镜成像原理确定S经MN反射后的光线；第二步，利用光的折射规律确定光线从空气进入水中的折射光线。首先，根据平面镜成像时像与物关于镜面对称，作出点光源S在平面镜MN中的像S'；接着，连接S'与A点，这条线与MN的交点O就是光线在平面镜上的反射点，那么SO就是S发出的入射光线，OA就是经平面镜反射后的反射光线；最后，光线从A点（空气与水的界面）斜射入水中，过A点作界面的法线，根据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角的规律，画出对应的折射光线，使其到达水池底，完成整个光路。
【解析】1. 作S关于平面镜MN的对称点S'，即S的像；2. 连接S'A，与MN交于O点，连接SO（入射光线）、OA（反射光线）；3. 过A点作空气和水界面的法线，根据光的折射规律，光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，画出折射光线，交水池底于B点，完成光路图。
【答案】
【知识点】平面镜成像、光的反射、光的折射
【点评】本题结合平面镜成像和光的折射规律进行光路作图，考查学生对光学基本规律的应用能力，需明确反射点的确定方法和折射规律的要点。
【难度系数】0.5
【解析】1. 作S关于平面镜MN的对称点S'，即S的像；2. 连接S'A，与MN交于O点，连接SO（入射光线）、OA（反射光线）；3. 过A点作空气和水界面的法线，根据光的折射规律，光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，画出折射光线，交水池底于B点，完成光路图。
【答案】
【知识点】平面镜成像、光的反射、光的折射
【点评】本题结合平面镜成像和光的折射规律进行光路作图，考查学生对光学基本规律的应用能力，需明确反射点的确定方法和折射规律的要点。
【难度系数】0.5
13 如图所示，$S'$是点光源$S$在平面镜中所成的像，$S$发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜。
（1）画出射向平面镜的入射光线。
（2）画出经过凸透镜后的折射光线。
（1）画出射向平面镜的入射光线。
（2）画出经过凸透镜后的折射光线。
答案
解析
【分析】
本题结合平面镜成像规律和凸透镜的光学性质作图。解题思路：①平面镜成像时，反射光线的反向延长线过像点S'，据此确定入射光线；②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧焦点，据此确定折射光线。
【解析】
1. 画入射光线：找到反射光线与平面镜的交点，连接S'与该交点，此线为反射光线的反向延长线，再从点光源S向该交点连线，即为射向平面镜的入射光线。
2. 画折射光线：射向凸透镜的光线平行于主光轴，根据凸透镜的性质，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线过凸透镜右侧的焦点F，据此画出折射光线。
【答案】
【知识点】
平面镜成像作图、凸透镜特殊光线作图
【点评】
本题综合考查平面镜成像和凸透镜的基本作图，需掌握两种光学元件的光线规律，步骤清晰，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题结合平面镜成像规律和凸透镜的光学性质作图。解题思路：①平面镜成像时，反射光线的反向延长线过像点S'，据此确定入射光线；②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧焦点，据此确定折射光线。
【解析】
1. 画入射光线：找到反射光线与平面镜的交点，连接S'与该交点，此线为反射光线的反向延长线，再从点光源S向该交点连线，即为射向平面镜的入射光线。
2. 画折射光线：射向凸透镜的光线平行于主光轴，根据凸透镜的性质，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线过凸透镜右侧的焦点F，据此画出折射光线。
【答案】
【知识点】
平面镜成像作图、凸透镜特殊光线作图
【点评】
本题综合考查平面镜成像和凸透镜的基本作图，需掌握两种光学元件的光线规律，步骤清晰，难度适中。
【难度系数】
0.6
14 如图所示，凸透镜与水面平行放置，其下侧的焦点F恰好在水面上，一束光从水中对着凸透镜的焦点入射，画出这束光经水面折射并通过凸透镜的光路图。
答案
解析
【分析】
要完成光路图，需分两步处理：第一步，光从水中斜射入空气时，先确定水面的法线（垂直水面的竖直虚线），根据光的折射规律，折射角大于入射角，画出水面处的折射光线；第二步，该折射光线入射到凸透镜，结合凸透镜的特殊光线规律（入射光线延长线过另一侧焦点时，经凸透镜折射后平行于主光轴），画出凸透镜后的折射光线。
【解析】
1. 画水面处的折射光线：过水面的入射点（F点）作垂直于水面的法线（图中竖直虚线），光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，在法线的空气侧画出折射光线，使折射光线远离法线；
2. 画凸透镜后的折射光线：上述折射光线入射到凸透镜，由于其入射方向指向凸透镜的下侧焦点F，根据凸透镜的光学规律，入射光线的延长线过焦点时，经凸透镜折射后平行于主光轴，因此画出经凸透镜后平行于主光轴的光线。
【答案】
【知识点】
光的折射规律、凸透镜的特殊光线
【点评】
本题综合考查光的折射规律和凸透镜的光学性质，需要学生掌握两种光学规律并能结合应用，是光学部分的常见综合题型。
【难度系数】
0.5
要完成光路图，需分两步处理：第一步，光从水中斜射入空气时，先确定水面的法线（垂直水面的竖直虚线），根据光的折射规律，折射角大于入射角，画出水面处的折射光线；第二步，该折射光线入射到凸透镜，结合凸透镜的特殊光线规律（入射光线延长线过另一侧焦点时，经凸透镜折射后平行于主光轴），画出凸透镜后的折射光线。
【解析】
1. 画水面处的折射光线：过水面的入射点（F点）作垂直于水面的法线（图中竖直虚线），光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，在法线的空气侧画出折射光线，使折射光线远离法线；
2. 画凸透镜后的折射光线：上述折射光线入射到凸透镜，由于其入射方向指向凸透镜的下侧焦点F，根据凸透镜的光学规律，入射光线的延长线过焦点时，经凸透镜折射后平行于主光轴，因此画出经凸透镜后平行于主光轴的光线。
【答案】
【知识点】
光的折射规律、凸透镜的特殊光线
【点评】
本题综合考查光的折射规律和凸透镜的光学性质，需要学生掌握两种光学规律并能结合应用，是光学部分的常见综合题型。
【难度系数】
0.5
15 如图所示，一条光线由水中射向空气，a是其折射光线，光线a又射到凹透镜上，折射光线为b，F点是凹透镜的虚焦点。
（1）请画出水中的入射光线。
（2）请画出凹透镜的主光轴（用点划线画）。
（3）确定凹透镜的位置，并画出凹透镜。
（1）请画出水中的入射光线。
（2）请画出凹透镜的主光轴（用点划线画）。
（3）确定凹透镜的位置，并画出凹透镜。
答案
解析
【分析】
本题需完成三项作图：①画水中入射光线：根据光从水斜射入空气时折射角大于入射角的规律，先在入射点B作垂直于界面的法线，再在法线另一侧的水中画入射光线，使入射角小于折射角；②画凹透镜主光轴：已知F是凹透镜的虚焦点，凹透镜主光轴需经过虚焦点F，且凹透镜光心是入射光线a与折射光线b的交点，用点划线画出过F和该交点的直线即为主光轴；③确定凹透镜位置并画出：凹透镜光心为a与b的交点，主光轴为上述点划线，凹透镜是中间薄、边缘厚的透镜，将其画在交点处，使主光轴穿过光心即可。
【解析】
1. 水中入射光线绘制：在B点作垂直于界面的虚线（法线），因光从水斜射入空气时折射角大于入射角，入射光线在水中且位于法线另一侧，入射光线与法线的夹角（入射角）小于折射光线a与法线的夹角（折射角），连接B点与水中对应点，得到水中入射光线。
2. 凹透镜主光轴绘制：F是凹透镜的虚焦点，凹透镜主光轴经过虚焦点F，且凹透镜光心是入射光线a与折射光线b的交点，用点划线画出过F和该交点的直线，即为凹透镜主光轴。
3. 凹透镜绘制：凹透镜光心为a与b的交点，主光轴为上述点划线，凹透镜结构为中间薄、边缘厚，在交点处画出中间薄、两边厚的透镜，使其中心（光心）在交点，主光轴穿过光心，完成凹透镜绘制。
【答案】
【知识点】
光的折射规律、凹透镜光学性质
【点评】
本题综合考查光的折射规律和凹透镜作图，需掌握折射定律及凹透镜主光轴、焦点概念，是中等难度的光学作图题。
【难度系数】
0.5
本题需完成三项作图：①画水中入射光线：根据光从水斜射入空气时折射角大于入射角的规律，先在入射点B作垂直于界面的法线，再在法线另一侧的水中画入射光线，使入射角小于折射角；②画凹透镜主光轴：已知F是凹透镜的虚焦点，凹透镜主光轴需经过虚焦点F，且凹透镜光心是入射光线a与折射光线b的交点，用点划线画出过F和该交点的直线即为主光轴；③确定凹透镜位置并画出：凹透镜光心为a与b的交点，主光轴为上述点划线，凹透镜是中间薄、边缘厚的透镜，将其画在交点处，使主光轴穿过光心即可。
【解析】
1. 水中入射光线绘制：在B点作垂直于界面的虚线（法线），因光从水斜射入空气时折射角大于入射角，入射光线在水中且位于法线另一侧，入射光线与法线的夹角（入射角）小于折射光线a与法线的夹角（折射角），连接B点与水中对应点，得到水中入射光线。
2. 凹透镜主光轴绘制：F是凹透镜的虚焦点，凹透镜主光轴经过虚焦点F，且凹透镜光心是入射光线a与折射光线b的交点，用点划线画出过F和该交点的直线，即为凹透镜主光轴。
3. 凹透镜绘制：凹透镜光心为a与b的交点，主光轴为上述点划线，凹透镜结构为中间薄、边缘厚，在交点处画出中间薄、两边厚的透镜，使其中心（光心）在交点，主光轴穿过光心，完成凹透镜绘制。
【答案】
【知识点】
光的折射规律、凹透镜光学性质
【点评】
本题综合考查光的折射规律和凹透镜作图，需掌握折射定律及凹透镜主光轴、焦点概念，是中等难度的光学作图题。
【难度系数】
0.5
