Question

15．按要求完成下列光路图．

（1）如图甲所示，悬挂的小球处于静止状态，画出它所受重力和拉力的示意图
（2）如图乙所示，有一束与水平面成30°角的光斜射入鱼缸的水中，发生反射和折射现象，请你画出反射光线，并大致画出折射光线的路径．
（3）如图丙所示，两条入射光线分别过凸透镜的焦点F和光心O，分别画出这两条光线经过凸透镜折射后的光线．

Answer 1

分析 （1）悬挂着的小球受到重力和拉力的作用，因为小球处于静止状态，因此这两个力是一对平衡力；
重力的方向竖直向下，拉力的方向竖直向上，两个力的大小相等，作用在同一条直线上．
（2）先过入射点作出法线，然后根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内，并且反射角等于入射角，画出反射光线；
根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角小于入射角，确定折射光线的方向．
（3）先确定所给的入射光线和折射光线的特点，然后根据凸透镜的光学特点作图．

解答 解：（1）过球心作竖直向下的重力和沿绳子竖直向上的拉力．在直线的末端画上箭头表示力的方向．
（2）过入射点O作垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角画出反射光线；根据折射角小于入射角画出折射光线．
（3）通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示：

点评 （1）作力的示意图，就是用一个带箭头的线段把力的三要素表示出来，长短表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，作图的关键是力的方向和作用点．
（2）本题主要考查反射定律和折射定律的应用情况，注意真实光线为实线，法线为虚线；是一道基础题．
（3）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．