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1、专题二 作图题一、作图题作图题是反映学生对知识理解和掌握程度的一种题型，主要考查学生作图技能、对相关知识的理解和应用方法解决问题的能力。主要考察方向有：力学、光学、简单机械、电与磁等。作图题分布在各个知识点中，由于各部分知识的特点不同，所以对作图要求也就不同；但其共同特点都是让学生把相关的知识以作图的形式展示出来。二、作图题主要内容根据物理知识单元分类，可分为：（1）力学作图；（2）光学作图；（3）简单机械作图；（4）电学作图；（5）磁学作图。作图题的内容广泛，图的形式有示意图、实物图、模拟图、图像图等。三、作图题主要特点作图题的主要特点是：1.规律性：作图题的解答以所学习的物理规律为依据；因
2、此这类作图题能够反映学生对物理规律的理解和掌握程度。2.量化性：作图题可以与数学知识紧密联系在一起，把相关物理量的相互关系用数学方法在图象上表示出来。这类作图题能反映学生对所学物理知识、物理公式的理解水平，同时也能展现学生在学习过程中各学科的综合能力。3.准确性：作图题可以表现物理现象的准确性。这类作图题主要体现某种物理现象形成时所必需的合理条件；它能反映学生学习物理知识的科学态度和对物理知识的掌握及其应用能力。作图题由题目要求来决定解答形式。作图题可以反映某个物理量的特点，也可以描述某个物理规律，要做好作图题应该对所学的物理量和物理规律准确理解，并以所研究的物理量或物理规律为依据，通过自己的
3、理解和感受，正确解答相关的作图题。下面以所学单元介绍作图题的解答方法。一、力学作图力学作图题主要是作力的示意图，是中考必考内容。画力的示意图要做到“先定后标”：定作用点、定方向、定长度，标箭头、标数值、标单位。分析物体受力情况时，首先看物体是否处于平衡状态，处于平衡状态的物体受平衡力。然后再分析物体受哪些力，这些力的大小和方向。在对物体进行受力分析时，一般按重力、弹力（如压力、支持力等）、外力（如拉力、推力等）、摩擦力的顺序进行分析，不要无缘无故的添加和省去一个力。典例一：（2018临沂）如图所示，物体沿斜面匀速下滑，请画出物体所受重力G、支持力F及滑动摩擦力f的示意图（O为物体的重心）。【解
4、析】对物体进行受力分析可知，物体受到竖直向下的重力、垂直于接触面的支持力、沿斜面向上的摩擦力，重心都在物体的重心。【解答】物体受到的重力G竖直向下、支持力F垂直于斜面向上，滑动摩擦力f平行于斜面向上，从重心开始沿力的方向作各力的示意图，如图所示：二、光学作图依据光的反射、光的折射和透镜成像规律作图；光的反射定律、折射定律作图等知识点是光学作图的必考内容。利用光的反射定律、折射定律作图时，要注意光线上的箭头方向。另外在画图时要根据物理现象所遵循的规律为依据，灵活运用社会实践和生活体验，科学合理地作出能够反映题目要求的图解。典例二：（2018白银）如图所示，F为凸透镜L的焦点，OO为凸透镜的主光轴
5、，AB为射向凸透镜且过焦点的光线，在凸透镜的右侧有一平面镜MN和主光轴OO成45，请画出经凸透镜折射后和经平面镜反射后的完整光路图。【解析】凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。光的反射定律的内容是：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。平面镜和凸透镜的关系是：平面镜和主光轴相交45角放置，经凸透镜折射后的光线与主光轴平行；对于凸透镜：过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；对
6、于平面镜：反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，折射光线与平面镜成45度角；根据以上内容和图示完成光路图。【解答】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；折射光线与平面镜成45度角射到平面镜上，根据反射角等于入射角，画出反射光线，如下图所示：三、简单机械作图日常生活中常用机械作图是中考的考点之一。常见的题型有画力臂、力的示意图和滑轮组的绕线等。碰到杠杆实例时，应用杠杆的平衡条件去解决问题，当遇到滑轮组绕线时，要注意绳绕的方法。典例三：（2018广东）如题图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L。【考点】力臂作图。【解析】由题图知，杠杆的动力大小为F，
7、方向竖直向上，根据力臂的定义过支点O作F的作用线的垂线段即为动力臂L，如图所示。四、电和磁作图用右手螺旋定则处理通电螺线管问题是中考的热点之一。正确理解和运用右手螺旋定则是解决这些问题的关键。典例四：（2018钦州）如图，请根据磁感线的方向判断并标出静止时小磁针的S极和电源的正极。【解析】在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极，所以图中螺线管的右端为N极，左端为S极。根据磁极间的相互作用可知，小磁针的左端为S极，右端为N极。根据安培定则，伸出右手，使右手大拇指指向通电螺线管的N极（右端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流是从螺线管的左端流入的，右端流出，所以电源的左端为正
8、极，右端为负极。如图所示：1、 力学作图1.力的三要素：力的大小、方向和作用点叫力的三要素。2力的示意图：用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来。3.重力（1）重力的大小叫重量，重力计算公式：G=mg。（2）重力的方向：竖直向下（指向地心）。（3）重力的作用点（重心）：重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则的物体，其重心在它的几何中心上。如球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。4.弹力（1）弹力大小：物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力；弹力的大小与弹性形变的大小有关；在弹性限度内，弹性形变越大，弹力越大。弹力产生于直接接触的物体之间，任何物体只要发生弹性形变，
9、就一定会产生弹力，不相互接触的物体之间不会发生弹力作用。（2）弹力方向：弹力通常分为两类，一类是拉力（如橡皮筋、弹簧等），另一类是压力和支持力（如桌面对书本的支持力和书本对桌面的压力）。物体受到的拉力方向与物体伸长方向相反；物体受到的压力方向垂直于两物体的接触表面并指向施力物体；物体受到的支持力方向垂直于两物体接触表面并指向施力物体。（3）弹力作用点：弹力作用点画在物体的重心。5.摩擦力（1）摩擦力大小：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。（2）摩擦力方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反；
10、摩擦力有时起阻力作用，有时起动力作用。（3）摩擦力作用点：摩擦力作用点一般画在两物体接触表面，也可以画在物体的重心。二、光学作图1.根据光的反射定律作图（1）反射定律：在光的反射现象中，入射光线、 反射光线 、法线同在同一个平面内（共面）；反射光线、入射光线分别位于法线两侧（分居）；反射角等于入射角（等角）。（2）根据入射光线作反射光线：先过入射点作垂直于反射面的法线(注：法线不是光线，应用虚线表示)，再根据反射角等于入射角在法线的另一侧画反射光线(注：反射光线一定要用箭头表示)。（3）根据反射光线作入射光线：先过反射点（也就是入射点）作垂直于反射面的法线(注：法线不是光线，应用虚线表示)，再
11、根据反射角等于入射角在法线的另一侧画入射光线(注：入射光线一定要用箭头表示光线射向反射面)。2.平面镜作图（1）平面镜成像的特点：1）平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等；2）像与物体的大小相等；3）像与物体的连线与镜面垂直；4）像与物左右相反；5）成正立虚像。（2）作图的规范化要求：平面镜的反射面和非反射面不能混淆，平面镜的非反射面要画上短斜线；实际光线（入射光线和反射光线）要画成实线，并用箭头表示光行进的方向；虚像、法线和光的反向延长线要用虚线表示；为了表示实物和虚像的对称点，实物和虚像都要标上箭头或字母；要符合光的反射定律和平面镜成像的特点。（3）平面镜作图题的类型和解法 1）确定平面镜
12、的位置：像物关于镜面成轴对称。根据入射光线和反射光线位置确定平面镜的位置：找到入射光线和反射光线及其交点；画法线：根据光的反射定律知，反射角等于入射角，所以反射光线与入射光线的角平分线即为法线；画平面镜（画实线），平面镜与法线垂直；用短斜线标出平面镜背面。2）根据像与物的位置确定平面镜的位置：将像与物的对应点连接（画虚线）；作此虚线的垂直平分线（画实线），即平面镜的位置；在平面镜的一侧画上短斜线。3）确定平面镜所成像的位置根据反射光线位置确定像的位置（根据光的反射定律作图）：画出物体上一点发出的任意两条入射光线，并分别划出反射光线；将反射光线延长，并找到交点，交点即为物体上那点的像。根据像与物
13、到平面镜的距离相等确定像的位置（根据平面镜成像特点作图）：在物上取任意两点A，B分别过这两点作到平面镜的垂线，并延长；在延长线上取点A到平面镜的距离与A到平面镜的距离相等，同理找到B点；根据这两个对应点的位置就可以大致画出像的形状和位置了，如果还画不出来，可以多选几个对应点。4）确定物的位置（寻找点光源）：根据反射定律分别作出反射光线对应的入射光线。这两条直线的交点即入射光线的交点，为发光点S的位置；可利用反射光线先确定像的位置，再由像确定物的位置。5）作通过指定点的反射光线：首先根据平面镜成像的特点作出已知发光点的像点，再连接发光点和像点，连线与镜面的交点即为入射点，最后画出入射光线和反射光
14、线。3.光的折射作图（1）作图依据：光的折射定律。（2）作图要求：1）实际光线（入射光线和折射光线）要画成实线，并用箭头表示光行进的方向，实物用实线表示；2）光的反向延长线和虚像要用虚线表示；3）法线要与界面垂直，且画成虚线。（3）主要作图步骤：先要弄清楚光从哪种介质射入另一种介质，后清楚折射角与入射角的大小关系，然后根据折射定律完成光路图。（4）光的折射作图题的类型和解法1）已知入射光线作折射光线：过入射点作法线（要画成虚线）；确定入射角；根据折射角与入射角的大小关系在另一种介质和法线的另侧作出靠近或远离法线的折射光线。2）已知折射光线作入射光线：过折入射点（即入射点）作法线（要画成虚线）；
15、确定折射角；根据折射角与入射角的大小关系在另一种介质和法线的另侧作出入射光线。3）作通过指定已知点的折射光线：连接光源和已知点（画虚线）就与分界面有个交点，入射点就在该交点和已知点之间的分界面位置上。4.透镜作图 （1）已知入射光线（或折射光线）作折射光线（或入射光线）。（2）根据入射光线和折射光线，确定透镜类型及位置：首先要比较折射光线与入射光线，若折射光线比入射光线更加会聚，则一定是凸透镜；反之就是凹透镜。先将对应的光线连接起来形成光路，再进一步判定透镜对光线是起会聚作用还是发散作用。如果入射光线经过透镜的折射后，折射光线比入射光线更靠近主光轴，透镜则是个凸透镜；折射光线比入射光线更远离主光轴，透镜则是个凹透镜，透镜在光线发生偏折后的位置上。三、简单机械作图1.杠杆作图（1）分析杠杆受力：杠杆在动力和阻力的共同作用下处于平衡状态，所以动力和阻力的作用效果“相反”，据此判断二力方向；另外，二力的作用点均在杠杆上。（2）力臂作图步骤：找支点、画力线、点线引出垂线段。（3）杠杆中最小力的作法：将支点和力的作用点相连为最长力臂，依据题干中给出的已知力方向，确定最小力方向，在最长力臂末端沿最小力方向垂直画出的力即为最小力。2.滑轮组绕线作图（1）绳子段数n的计算方法：距离关系确定：nSh(S为绳端移动距离，h
