Question

3．（1）在如图1所示的光路图中，分别填入合适的透镜．
（2）如图2，a、b是从点光源S发出的、经透镜折射后的两条光线，在图中完成光路并标出点光源S的位置．
（3）如图3，一束光射入水中，在水底形成光斑．画出水面的反射光线；画出水中的折射光线．
（4）如图4，通过凸透镜焦点的光线AO，经过凸透镜沿OB方向射出，作出该凸透镜和焦点F的位置．（保留作图痕迹）

Answer 1

分析 （1）判断透镜类型的关键是根据透镜对光的作用，如果光线被会聚了就是凸透镜，如果光线被发散了就是凹透镜；
（2）平行主光轴的光线经过凸透镜后经过另一侧的焦点，经过光心的光线方向不发生改变．据此画图确定点光源的位置；
（3）利用光的反射和光的折射规律作出光路图；
（4）对于凸透镜来讲，只有过焦点的光线，经凸透镜折射后才会平行射出，据此来分析凸透镜的位置．

解答 解：
（1）在图1的左图中，平行光经透镜后变得会聚，因此该透镜对光线起会聚作用，为凸透镜；
在图1的右图中，折射光线比起入射光线更加远离主光轴，所以这个透镜对光线有发散作用，因此填凹透镜．如图所示：

（2）平行主光轴的光线经过凸透镜后经过另一侧的焦点，经过光心的光线方向不发生改变，两条入射光线的交点，即电光源的位置S，如图所示：

（3）根据光的反射中，反射角等于入射角；光从空气斜射入水中时，发生折射，折射角小于入射角，完成光路如图所示：

（4）与OB平行画出透镜的主光轴，与AO的交点F就是凸透镜的焦点，再过折射点的位置画出凸透镜，如图所示：

点评 （1）考查学生运用所学知识分析解决实际问题的能力，对学生的要求较高，要求学生熟练掌握各种光学元件的光学特点；
（2）凸透镜三条特殊光线的作图：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；
（3）利用光的反射和折射规律作图是对学生画图能力的考查；
（4）本题的难点在于确定焦点的位置和凸透镜的具体放法，有一定的技巧性．