1、专题三 作图题题 型 概 述作图题体现的是一种解决问题的思维方法“作图法” ，是物理中考题的重要题型之一，它既有形象思维的直观、鲜明、生动的特点，又具有抽象思维的严密逻辑推理过程，既考查对物理概念和规律的理解程度，又考查把抽象的物理语言转化为直观的物理图像的能力，作图可以将相关的物理量用数学的常用表达方式呈现出来，也是建立物理模型的最好表示形式，许多物理问题就是将文字叙述转化为图像模型而得以解决。通过作图题可以反映学生对知识的理解和掌握程度。作图题的考查难易度均为容易题，一般可分为两大类：基本作图和设计作图。基本作图题考查基本作图方法和基本作图能力；设计作图题考查建模能力、设计能力、创新能力和
2、作图技巧。无论哪种作图题，严谨、细心、细致是做好作图题的重要保障。考 情 分 析通过分析上海近四年的中考物理试卷发现，每年都会在第 17、18 题考查作图题，有时在后面的实验中会涉及有关电路连接的作图题。常见的作图题主要分为力学类、光学类、电磁学类等三大类。力学类主要包括“力的图示” 、 “杠杆上的力和力臂” 。光学类包括“平面镜成像” ， “光路” 。光路又分为反射光路、折射光路和透镜光路等。电磁学类包括“通电螺线管”和“电路图”等。电路图从形式上又可分为：填(电)表类，连线和添线类，滑动变阻器类和设计类等。每年作图题 2 题，共 6 分，在中考竞争日趋激烈的今天，谁也不敢轻易地失去 1 分
3、。因此，我们在作图题的复习上，仍然不敢掉以轻心。方 法 导 引如图(a)所示，重为 50 牛的物体受到 20 牛的水平向右拉力作用，在水平地面上例 1做匀速直线运动。请用力的图示法在图中画出物体受到的支持力。【解析】 所需作的力为支持力，而其三要素(大小、方向、作用点)并未直接给出，需要同学们应用二力平衡的知识分析得到。根据物体在水平地面上做匀速直线运动，说明物体受到的是平衡力。在竖直方向上，支持力与重力是一对平衡力，大小相等，所以支持力大小也是 50 牛，方向为竖直向上。支持力，作为弹力的一种，其作用点应该画在什么地方呢？初中物理中，为了更好地体现出支持力与重力的平衡关系，通常将支持力的作用
4、点画在物体的重心上。本题中只要求作支持力，其他力不作。【答案】 答案见(b)图【点拨】 依力的图示法要分析所受的力，考虑力的三要素，根据作图要求答题。【方法点拨】 作力的图示或示意图时的一般步骤或方法可归纳为：(1)明确题意：首先要确定哪个物体是受力物体？该物体受到几个力？题目要求画出哪个力？(2)受力分析：确定受力物体后，受力分析先从重力开始分析，接触处分析有无弹力、摩擦力等；分析力不可无中生有，一定要找到其施力物体。(3)要用实线，并且要标出力的方向、作用点和力的名称，如果力有大小则要在箭头旁边标出力的大小(在同一个图中有几个力，力越大线段应越长)。如图，物体重为 10 牛，在光滑的水平桌
5、面上做匀速直线运动。请用力的变 式 训 练 11图示法在图中画出物体所受的力。如图(a)所示，杠杆 OA 在力 F1、F 2的作用下处于静止状态，l 2是力 F2的力臂。例 2在图中画出力 F1的力臂 l1和力 F2。【解析】 作图过程： 作 F1的力臂 l1：将 F1作用线反向延长；从支点 O 向 F1反向延长线作垂线，标上垂直标记；用大括号标记出支点到垂足间的线段，即为力臂 l1；作 l2的力 F2：过 l2非支点的端点作垂直于 l2的虚线(F 2的作用线)；找 F2的作用点，即虚线与杠杆的交点，如图所示；两个力都在支点同侧(右侧)，因此方向相反，而 F1向下，因此 F2向上。作 F2的关
6、键是找到作用点和判断 F2方向。【答案】 答案见(b)图【点拨】 本题中利用“同异”即两个力在支点同侧，则两个力方向相反判断两个力方向相反，另一种情况两个力在支点两侧，因此力都是往下的。同时注意找出力臂的支点。【方法点拨】 有关杠杆的作图题以画力和力臂为主。对于自己所画的力臂，大家完全可以进行自检，力臂是一线段，两个端点，一个是支点，还有一个则应该在对应的力的作用线上(包括延长线)。相对来讲，作力难度大一些，需要判断力的作用点和方向。确定作用点：力一定是作用在杠杆上的，即力的作用点应是所作虚线和杠杆的交点；确定力的方向：需要联系另一个力来判断，简单记来是四个字：“同异” “异同” 。 “同异”
7、指的是两个力在支点同侧，则两个力方向相反；“异同”指的是两个力在支点两侧(不同侧)，则两个力方向相同。作图的步骤可归纳为以下两步：(1)明确题意：找准支点的位置；分析哪个力是动力，哪个力是阻力(不管是动力还是阻力，都是杠杆本身受到的力，而不是杠杆施加给其他物体的力)。(2)作图：画出力的作用线；从支点开始向动力(或阻力)作用线作垂线，支点与垂足之间的距离就是相应的力臂，力臂可以用虚线表示，也可用实线表示。如图所示，粗细均匀的棒一端搁在地上，另一端与支点 O 连接。要求：变 式 训 练 21(1)作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图 (2)画出重力的力臂在图(a)中，画出反射光线 OB 的入
8、射光线 AO，并标出入射角及其大小。例 3【解析】 该作图题考察了光的反射定律以及入射角的定义。作图步骤为：过入射点，垂直于反射面画出法线(虚线)，根据反射角等于入射角画出反射光线，并按反射方向标出箭头，最后按题目要求标明入射角及其度数。【答案】 答案见(b)图【点拨】 这类作图题中最容易犯的错就是标错角的位置，从而其度数也出错。而大家只要明白，无论是反射角还是入射角(包括折射角)，其中一条边都是法线，就不会出错了。【方法点拨】 作光的反射角、入射角或折射角的光路及大小时，应先在入射点作出法线(法线用虚线画)，然后根据反射角与入射角，或折射角与入射角的关系作出相应的光线。作图时需明确以下几点：
9、(1)反射角等于入射角，折射角不等于入射角。(2)反射光线与入射光线，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，注意折射光线与反射光线位于界面两侧。(3)注意箭头往里的一般为入射光线，箭头朝外的为反射光线或折射光线。(4)折射光路中要注意从哪种介质到哪种介质，与法线的夹角变大还是变小；另外在反射光线和折射光线都要作的图中，要注意别遗漏。如图(a)，一束光线从空气斜射向水面，请在图中画出这束光的反射光线变 式 训 练 31和折射光线。根据平面镜成像特点，在图(a)中画出物体 AB 在平面镜 MN 中的像 AB。例 4【解析】 过 A、B 分别向平面镜作垂线，在平面镜两侧分别量取距离相等的两段线段，确定
10、点 AB的位置，用虚线连接两个点，如图(b)。【答案】 答案见(b)图【点拨】 平面镜成虚像，因此一定用虚线表示。垂线与镜面的交点上要标好垂直符号。【方法点拨】 有关平面镜成像的光学作图，要注意镜前为实物，用实线，平面镜所成的像为虚像，一定要用虚线表示，作图步骤为：(1)找出图像中的特殊点分别向镜面作垂线(如例 4 中，A、B 点为特殊点)，并在垂线与镜面的交点上标好垂直符号；(2)延长各垂线，使延长的线段长度与开始时的长度相等，并用一字母表示；(3)连接各点得到所画图像。注意：像中字母一般在表示物体的字母右上角加“” ，如物体 AB 的像表示为AB；所画的垂线为辅助线，应用虚线表示；平面镜成
11、像时，所有反射光线的反向延长线一定经过镜后的像。请画出物体 AB 在平面镜 MN 中的像 AB。变 式 训 练 41请根据图(a)中给出的平行于主光轴的入射光线，画出它们通过凸透镜后的出射例 5光线。【解析】 凸透镜对光有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到焦点。【答案】 答案见(b)图【点拨】 明确凸透镜对光有会聚作用，并且光线会聚到焦点，然后作出图像即可。【方法点拨】 凸透镜作图中的三根特殊光线性质：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到焦点；经过光心的光线不改变传播方向；经过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。除凸透镜外常见的还有凹透镜，两者的区别在于：凸透镜对光线有会聚作
12、用，凹透镜对光线有发散作用。注意这里的会聚作用是指经透镜折射后的光线比原来会聚了，未必是能会聚到一点。完成下列透镜的特殊光线的光路图。变 式 训 练 51在图(a)中，根据电流方向标出电源的正、负极和通电螺线管及小磁针的 N、S 极。例 6【解析】 根据电流方向，利用右手螺旋定则，判断通电螺线管磁性；小磁针被 N 极吸引的是 S 极，反之是 N 极。若先画出通电螺线管的磁感线，再根据磁感线上某点的切线方向，就是小磁针在该点静止时 N 极所指的方向来判断小磁针的极性，是一种更好的方法。【答案】 答案见(b)图【点拨】 通电螺线管的作图题都是利用右手螺旋定则的，即使题中未要求标出导线中的电流方向，
13、建议大家标在图上，方便你应用右手螺旋定则，提高答题的正确率。【方法点拨】 1.明确磁体北极所受磁力的方向与该点的磁场方向一致，明确安培定则并能够熟练运用。2.抓住“右手螺旋定则”三个要点：伸出右手； 四指方向与电流方向一致； 大拇指所指为 N 极方向。若题中是根据磁场方向判断电流方向，判断顺序不一样，但方法类似，应学会灵活应用。根据图中通电螺线管的 N 极，标出磁感线方向、小磁针的 N 极，并在括变 式 训 练 61号内标出电源的正、负极。在如图(a)的电路中有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上，要求例 7L1、L 2并联；电流表测量小灯 L1的电流，电键 S 控制整个电路。【解析】 连
14、线题不可盲目，先要对题目要求进行分析。该题有 3 个要求：L 1、L 2并联，在没进一步分析之前无法确定太多，但是应该明确，接下来大家应该着手去确定每条支路各有什么元件；电流表测量小灯 L1的电流，则说明电流表和小灯 L1得串联在同一条支路上；电键 S 控制整个电路，说明电键 S 得接在干路上。综合以上 3 条分析，两条支路情况已经明确，一条支路是 L1串联电流表，另一条支路只有 L2，电键 S 在干路上。将设计好的想法实现还有一定困难，这里推荐一种方法，大家可以用铅笔把设计好的两条支路轻轻描出，并将两端接线柱也做上记号如图(b)，再连一个并联电路，难度就大大下降了。【答案】 答案见(c)图【
15、点拨】 能够在电路实物图中看出有电流分叉点，是对初三学生的一项基本要求；此外，在连线题中有一类考题，会规定连接线的数量，大家要仔细审题；最后要提醒大家的是如果要连接电表，注意电表的正负接线柱不要接反。【电学作图方法点拨】1在画电路图时，电路符号与实物图要一一对应；电路元件的符号要规范；连接导线要横平竖直，器件布局合理，图形要美观简洁；导线交叉相连处的节点要突出。2电压表要并联在用电器的两端，电流表与所测电路串联。3应注意结合安全用电的要求和原则(注意三孔插座、开关的位置，导线交叉相连处的点，火线连在螺口灯泡的中间接线柱(锡块)上)。严禁任何形式的短路出现(除非个别题目有要求)。此外，有滑动变阻
16、器的作图题，难度不大，却很容易犯错，主要是因为不能细心分析电流电阻接线柱这一串过程。另外有一类是要运用到串联分压知识的，方法也是类似的，即当滑动变阻器与一电阻串联，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则其分到的电压将变小，与之串联的电阻分得的电压将变大。在图中所示的电路中，有一根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。变 式 训 练 71补上后要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，电灯变亮。实 战 演 练1如图所示，重 6 牛的物体 A 静止的水平地面上，用力的图示法画出物体 A 的重力G。第 1 题图第 2 题图2在图中，根据给出的入射光线 AO 画出反射光线 OB，并标出反射及其度数。3为使杠杆 O
17、A 保持静止，画出图中 A 点所加最小力 F1的示意图和阻力 F2的力臂l2。第 3 题图4按照题目要求作图：(1)在图甲中，画出入射光线和折射光线。(2)在图乙中，物体 AB 放在平面镜前，画出 AB 的像。(3)在图丙中，从光源 S 发出的两条光线，其中一条平行于凸透镜的主光轴，另一条过透镜的焦点，请画出这两条光线透过凸透镜后的折射光线。甲 乙 丙第 4 题图第 5 题图5请标出图中通电螺线管附近小磁针的 N、S 极6.如图是测定小灯泡(2.5V 0.3A)电功率的电路，请你把实物电路连接完整。第 6 题图7按照题目要求作图(1)如图甲所示，请标出通电螺线管的 N、S 极并用箭头画出图中磁
18、感线的方向。(2)如图乙所示，SA、SB 是光源 S 发出的两条光线，其中 SA 平行于主光轴，SB 过左焦点，请画出这两条光线通过凸透镜后的出射光线(注意标出箭头方向)。第 7 题图8按照题目要求作图(1)如图甲所示，天花板上悬吊的重物处于静止状态，画出它所受重力和拉力的示意图。(2)根据平面镜成像特点，在图乙中画出物体 AB 所成的像。(3)如图丙所示，小磁针静止在通电螺线管的正上方，在图中标出电源的正、负极和磁针的 N 极和 S 极。甲 乙 丙第 8 题图方法导引答案【解析】 本题所要作的是物体受到的所有的力，变 式 训 练 11经分析知由于水平桌面光滑，且在水平面做匀速直线运动，故只受
19、重力和支持力，且力的大小均为 10N，然后明确力的三要素作出如图所受的力。【解析】 (1)地面对棒的支持力的作用点为它们变 式 训 练 21的接触点，棒的重力要找出其重心，它们的方向分别垂直地面向上和竖直向下。(2)作重力的力臂时，从支点 O 出发作重力延长线的垂线，交于一点，支点 O 到交点的距离即为重力的力臂。【解析】 光线从空气斜射入水中，折射角小于入变 式 训 练 31射角；且折射光线与入射光线必分别位于法线两侧，因此折射光线必在法线和入射光线延长线之间。【解析】 作 A、B 分别向平面镜作垂线，在平变 式 训 练 41面镜两侧分别量取距离相等的两条线段，确定 A、B的位置，由于 A
20、与平面镜接触，则A 与 A重合，最后用虚线连接 A、B即可。【解析】 运用凸变 式 训 练 51透镜作用中的三根特殊光线性质和凹透镜的性质很容易即可完成作图，具体性质可参照“例 5 后的方法点拨” 。【解析】 本题已知磁场的 N 极，所以根变 式 训 练 61据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的 N 极朝外，S 极朝内。然后根据“右手螺旋定则”可判断出电源正负极。【解析】 滑动变阻器正确接法简单归纳为“一变 式 训 练 71上一下，关键看下” ，意思是，要使滑动变阻器实现“变阻”功能，4 个接线柱接两个，且一上一下接，而接入电路的电阻大小取决于下端接线柱到滑片之间的电阻丝长度。而
21、有关滑动变阻器的连线题，基本上都是要通过分析的。根据题中所说“电灯变亮”判断出该电路中的电流在变大，因此，滑动变阻器接入电路的电阻得变小。现在上面已经接了 C 接线柱，只能在 A 和 B 中选一个了；要使滑片向左移动，接入电路的电阻变小，则应选择左下的 A 接线柱。 专题三 作图题实 战 演 练1.【解析】 先分析所要作的力为重力，重力的大小为 6N，方向竖直向下，找出重心；然后选择合适的单位线段表示一定的力；最后用一根带有箭头的线段表示出力的三要素(大小、方向、作用点)，并用字母 G 表示重力。2. 【解析】 根据反射光线与入射光线分别位于法线两侧，且反射角等于入射角可作出反射光线，箭头朝外
22、。3.【解析】 经分析可知当 F1 垂直于杠杆斜向上时 F1 最小。作 F2 的力臂时从支点 O向 F2 作垂线，支点与垂足间的线段即为力臂 l2。4.(1)如图甲所示 (2)如图乙所示 (3)如图丙所示【解析】 (1)首先根据给定的光线确定入射点的位置，然后从入射点作法线，最后结合光的反射、折射规律画出反射的入射光线及折射光线 (2)根据平面镜成像特点先确定点 A、B 所成的像 A、B，连结 AB即为物体所成的像 (3)平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后会聚于焦点，从凸透镜焦点发出的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴。5.【解析】 首先根据通电螺线管的电流方向判断出螺线管磁极，可得螺
23、线管左端为N 极、右端为 S 极，则小磁针左端为 N 极，右下端为 S 极磁极情况如图所示。6. 【解析】 小灯泡的额定电流为 0.3A，额定电压为 2.5V，则电流表与电压表的量程选取分别为 00.6A 和 03V，实物连接图如图所示。7.(1)如图甲所示甲(2)如图乙所示乙第 7 题图【解析】 (1)根据安培定则可以判断出通电螺线管左端为 N 极，右端为 S 极磁感线从 N 极出发，回到 S 极。(2)跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，经过焦点入射的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。8.(1)如图甲所示 (2)如图乙所示 (3)如图丙所示甲 乙 丙第 8 题图【解析】 (1)重力方向竖直向下，拉力方向竖直向上，且两力大小相等，在同一直线上；(2)过 A、B 分别作垂直于平面镜的垂线，在平面镜另一侧得到 A、B 所形成的像A、B，连接 AB即为物体 AB 的像；(3)由右手螺旋定则可知，电源左端为正极、右端为负极螺线管上侧小磁针位置处磁场方向向左，则小磁针左侧为 N 极、右侧为 S 极。
