透镜作图类型题汇总

题型一：单透镜型光路作图

例1 在图1中，根据折射光线画出对应的入射光线。

解析：过凸透镜光心的光线传播方向不改变。过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。答案：如图2所示。

例2 如图3所示，根据透镜对光的作用，将图中三条光线补充完整。

解析：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焦点。过光心的光线传播方向不改变。经凹透镜折射后平行于主光轴的光线，其入射光线的延长线过焦点。答案：如图4所示。

题型二：透镜组合型光路作图

例3 如图5所示，一束光射向凹透镜，请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。

解析：延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，由此画出经过凹透镜后的折射光线。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，由此画出经凸透镜后的折射光线。答案：如图6所示。

题型三：填透镜类型作图

例4 （原创）如图7所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据通过每个透镜的光路图，在方框内填入合适的透镜类型。

解析：延长通过每个透镜的入射光线，比较折射光束相对于入射光束是变窄还是变宽，变窄是会聚作用，应填入凸透镜；变宽是发散作用，应填入凹透镜。答案：如图8。

题型四：光现象和透镜融合作图

例5 如图9，光线a（图中未画出）射到平面镜上，其反射光线b平行于凸透镜的主光轴，b经凸透镜折射后，射到屏上的A点。

（1）画出光线a；

（2）画出光线b经凸透镜折射后的光路，并标出凸透镜右侧的焦点F；

（3）保持光线a不变，若平面镜转动角度小于90°，则 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动平面镜，可使a的反射光线通过凸透镜光心O。

解析：（1）图中反射光线与镜面夹角为45°，则反射角为90° - 45° = 45°，因此入射角也是45°，则入射光线与反射光线夹角为90°，故光线a竖直向上射向平面镜；（2）连接光线b与A点是折射光线，与主光轴的交点是焦点；（3）保持光线a不变，若平面镜转动角度小于90°，使a的反射光线通过凸透镜光心O，则入射光线与反射光线的夹角变小，说明入射角变小，则必须将法线靠近入射光线，即将平面镜顺时针转动一定角度。答案：（1）如图10所示；（2）如图10所示；（3）顺时针。

【反馈练习】如图11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恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求：（1）画出点光源S；（2）补充入射光线；（3）画出反射光线经过凸透镜的折射光线。答案：如图12所示。

题型五：近视（或远视）眼矫正作图

例6 （原创）人眼睛的晶状体相当于凸透镜，如图13是近视眼矫正光路图。请在虚线框内画出适当的透镜，并将两条光线的光路补充完整，使光线会聚在视网膜上的A点。

解析：近视眼的晶状体较厚，会聚能力较强，看远处的物体时，将像成在视网膜的前面，为了使像正好成在视网膜上，需戴具有发散作用的凹透镜矫正。答案：如图14所示。

题型六：透镜成像作图

例7 如图15，S为蜡烛，S′为蜡烛通过凸透镜所成的像。请根据凸透镜的特性，画图确定并标出凸透镜的光心O点及右侧焦点F点的位置。

解析：连接SS′，连线SS'与主光轴的交点是光心，也就确定出凸透镜的位置。过S点作平行于主光轴的入射光线，然后根据折射点和S′即可确定折射光线，折射光线与主光轴的交点即为焦点F。答案：如图16所示。

例8 如图17，图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图。请参照图甲的方法，在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点（只需找到像点Q'）。

解析：经过凹透镜光心的光传播方向不变，平行于凹透镜主光轴的光经过折射后散开，折射光线的反向延长线经过同侧的焦点。答案：如图18所示。

（作者单位：山东省枣庄市薛城区教研中心）