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2014年作图专题

2014-08-20郑中全

试题与研究·中考物理 2014年2期
关键词:凹透镜滑轮组力臂

郑中全

作图题是每年中考的必考题型,它的特点是能直观、形象地反映出物理过程和物理问题,主要考查作图的基本技能和应用作图技能解决物理问题的能力,既是近年中考的重点,也是今后中考命题的热点。从内容上看,涉及知识面广,规律性强,同类的作图方法相同,因此,了解各类题作图的特点及解题技巧至关重要。物理作图题主要集中在力学、光学和电学。

类型一:力学作图考查内容规律特点方法技巧力的示意

图中考中最为常见的题型注意点:①究竟画哪个物体所受力;②画物体哪个(些)力;③抓住“力的三要素”规范作图杠杆、力臂作图这类试题主要根据力臂的定义进行作图确定支点,判断力的作用线方向是作图的关键。三部曲:① 描出支点;② 用虚线描画力的作用线;③从支点向力的作用线作垂线滑轮组的装配图包括滑轮组的组装、绳子段数的判断、绳子的绕法等关键:①动滑轮承担的重物的绳子股数;②绳子起点和终端;③绳子自由端方向;④“奇动偶定”1.力的示意图

点拨提示:力的示意图要求较为简单,只要作出力的方向和作用点就可以了。在作图时,经常出现的错误有:不画箭头、箭头方向标反、线段画成虚线等。有的试题要求作出力的图示,这时就需要标出标度,线段的长度是标度的整数倍。

例1.(2013·河南)如图1所示,圆球在水平地面上滚动,请画出球对地面压力的示意图。

解析:圆球在水平地面上滚动,所受的力为重力和地面对圆球的支持力,题目只要求画出球对地面压力的示意图,该力为圆球所受支持力的反作用力,是作用在地面上的,也就是说,压力的受力物体是地面,所以作用点应画在地面上而非物体上。如图2所示。

例2.(2013·上海)在图3中,重为4N的均匀球体保持静止,用力的图示法画出该球所受的重力G。

解析:先选出标度,用一线段表示力的大小为2N,然后根据重力的方向总是竖直向下,过重心作出重力的大小及方向。如图4所示:

作法归纳:(1)首先明确是物体受到的力(具体哪个力)还是对别的物体施加的力,画准力的三要素(大小、方向、作用点)。(2)力的作用点必须画在受力的物体上,若受几个力,力的作用点一般画在重心上。对于力的图示,则应选择合适的标度。注意重力的方向总是竖直向下。

2.杠杆力臂作图

点拨提示:作力臂的基本步骤是:(1)找支点;(2)画力的作用线;(3)过支点作力的作用线的垂线段,标上垂足;(4)标出力臂。容易产生的错误是认为支点到力的作用线的连线一定是力臂。

例3.(2013·重庆)请在图5中画出使轻质杠杆OA在图示位置保持平衡的最小力F的示意图。

解析:找到支点O到动力作用点A的最长动力臂是解决问题的关键。根据杠杆平衡的条件,F1× l1=F2×l2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长。而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,即OA就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向上,据此可画出最小的动力。如图6所示。

例4.(2013·泰州)根据要求作图 。如图7所示是一个简易压水机,其中AOB是杠杆,作出动力F1的力臂。

解析:力臂是支点到力的作用线的距离,因此要先确定支点,然后判断力的方向,再过支点做出力的作用线的垂线,支点到力的作用线的距离,即为所求作的力臂。已知支点为O,过点O作力F1的垂线段l1。如图8所示。

作法归纳:(1) 画杠杆的力臂,一是找支点,二是画支点到力的作用线的垂线,若要求使用的力最小,那么力臂必须最长。(2)记住杠杆所受力的作用点一定要画在杠杆上。

3.滑轮组的装配

提示点拨:滑轮组绕绳题的作图步骤是:先求出承担物重的绳子的股数n,然后按“奇动偶定”的原则绕绳,即n是奇数时,绳子起始端应从动滑轮开始绕起,n是偶数时,绳子起始端应从定滑轮开始绕起。在绕绳时,一般要按先内后外的顺序。需要注意的是,在绕绳时画出的绳子要绷直,且要与两个滑轮外侧相切,有时还要在最后一段(最外层)绳子上用箭头标出拉力的方向。

例5.(2013·日照)如图9所示,用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法。

解析:因只有一个动滑轮,要求最省力,则用三股绳子承重,按“奇动偶定”原则,可将绳子系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮,如图10所示。

例6.(2013·天津)建筑工地上,工人师傅将如图11所示的滑轮装配成最省力的滑轮组,利用它站在地面上向下拉绳提升重物。请在图中画出滑轮组的绕线。

解析:要使滑轮组省力,就是使最多的绳子股数来承担动滑轮的拉力,图中滑轮组由一个动滑轮和两个定滑轮组成,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过定滑轮,然后再绕过动滑轮,依次绕成如图12所示。

作法归纳:滑轮组绕线要记住:看清省力要求,先内后外,不能重复绕。

类型二:电学作图考查内容规律特点方法技巧设计电路图或连接实物图对于此类作图题,先要分清电路的连接方式,然后依次连线,重点考查各电学器材的连接。①串联简单,并联抓住“分支点”;②注意“分支点”、“+、-”接线柱、量程以及滑动变阻器的连线(“一上一下”和“阻值变化”);③首先判断用电器串并联,再根据要求把开关接到合适位置。家庭简单电路作图家庭电路的连接考查灯泡、开关、插座等元件的连接要熟悉家庭电路的组成及连接的注意事项。如:各用电器是并联的;开关接在火线与用电器之间,开关与灯串联;插座右端接火线,左端接零线;螺旋口灯连接时,要使顶部金属尾座接开关,螺旋套部分接零线等。电与磁

作图电磁学作图题主要有画磁感线、螺线管的绕法,标明磁体磁极、磁针指向、电流方向,电磁铁等。掌握电磁原理、规律等是解决此类问题的关键。注意点:①牢记常见磁体的磁场的分布情况;②明确安培定则的内容;③ 对条形磁体来说,外部的磁感线的方向是由磁体的N极出发回到S极。1.设计电路图或连接实物图

提示点拨:一般是从正极开始,若是串联,一直画到负极,构成完整的电路。若是并联电路,则先画干路,然后画支路,最后画上电压表。对于连接实物图要认真审题,看清实物图的各个器材,了解连接方式,熟练掌握连接顺序等。

例7.(2013·济宁)小满暑假坐火车去北京,在火车上发现车厢后面有两个厕所,只有当两个厕所的门都关上时,车厢指示灯才会发光,指示牌才会显示“厕所有人”字样,提醒顾客两个厕所内都有人,请你把图13中各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图。

解析:厕所的指示灯由两个开关控制,只有两个开关都关上时,指示灯才会发光,说明这两个开关是串联起来控制指示灯的,如图14所示。

点评:此题中的情况在汽车中经常遇到,还有保鲜库常要两人保管钥匙,这些都用到了串联电路的知识。

例8.(2013·广东)小明在探究“比较水和煤油的吸热能力”的实验时,利用两根完全相同的电阻丝作为发热体给质量相同的两种液体加热,为了节省时间,他将两根电阻丝并联接入电路,用一个开关控制同时通电或断电。请在图15中用笔画线代替导线,使电路满足要求。

解析:根据实验要求,应将两只电阻丝并列连接。用一根导线将开关与其中一根电阻丝相连,再用一根导线将两根电阻丝的外侧相连,使之组成一个并联电路,如图16所示。

2.家庭电路作图

提示点拨:家庭电路作图题主要形式是家庭电路中各元件的连接,如开关与灯的接法、两孔插座与三孔插座的接法,也包括对已连接好的家庭电路进行改错。连接家庭电路与一般电路不同的是,要充分考虑其安全性。

例9.(2013·河南)图17甲是家庭电路中带有控制开关的三孔插座,请在图乙中将其正确地连接在电路中。

解析:本题主要考查插座和开关的正确连接方法。三角插座的连接方法是:左零右火中接地,开关必须要接在火线上。如图18所示。图18作法归纳:保险接在火线中,先走开关后走灯;三孔插座中接地,左零右火不忘记。

3.电与磁作图

提示点拨:与安培定则有关的作图题有:(1)根据螺线管的绕法和电流方向,判断通电螺线管的N、S极或其周围小磁针的指向;(2)根据通电螺线管的极性和线圈绕法,判断电源的正、负极;(3)根据通电螺线管周围的磁场分布和电流方向,确定螺线管的绕法。

例10.(2013·兰州)根据图19中小磁针N极指向,标出磁体的N极和S极,并画出磁感线的方向。

解析:由于磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,磁感线上任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致,故可标出磁感线的方向。根据磁感线方向即可确定磁铁的N、S极。如图20所示。

例11.(2013·重庆)请在图21中标出开关S闭合后通电螺线管的N极。

解析:根据电源的正负极可确定螺线管中的电流方向,利用安培定则可以确定螺线管的N极。电流从螺线管的右端流入,左端流出;利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极。如图22所示。

点评:此题以图示电源的正负极为突破口,结合安培定则即可确定通电螺丝管的N极。

作法归纳:螺线管的绕制一定要掌握和运用好安培定则,记住磁感线是从N极出来回到S极,要留心导线绕法。

类型三:光学作图

考查内容规律特点方法技巧应用光的反射、折射规律作图这类试题主要是根据光的反射定律、光的折射定律进行作图熟练掌握光的反射、折射规律,特别是角与线的关系,注意入射角、反射角、折射角都是光线与法线的夹角,注意实线与虚线的意义及区分,不要忘记箭头的标出。根据平面镜成像特点和原理作图这类试题主要是根据平面镜成像特点,作出物体的像、物体、平面镜等。了解成像特点和成像原理,注意利用“对称法”和“原理法”进行作图,如:平面镜成的像是由反射光线的反向延长线相交而成,这样便可以确定像点的位置或发光点的位置等。注意各种光线的虚实(包括像的虚实)和箭头的指向。透镜的判断、特殊光线及成像作图根据会聚和发散的作用来判断透镜的种类,根据两条特殊光线作出像等。要记住三条特殊光线:平行于主光轴的光线,经过凸透镜后折射光线过焦点,经凹透镜后其反向延长线过焦点。根据光路是可逆的,可知相对应的另一条特殊光线。过光心的光线,折射光线的方向不变。注意实线与虚线。1.应用光的反射、折射规律作图

提示点拨:光在发生反射和折射时分别遵守反射定律和折射定律。入射角(或反射角、折射角)是入射光线(或反射光线、折射光线)与法线的夹角,而不是与界面的夹角。在作图时要注意,实际光线要用实线表示,且要画出箭头表示光的传播方向,法线要用虚线表示。

例12.(2013·南京)按照题目要求作图。光斜射到空气和玻璃的分界面时,发生反射和折射。在图23中标出反射角β并用箭头标出折射光线的传播方向。

解析:入射点为O,先过入射点O画出法线,折射光线和入射光线分居法线两侧,则AO为入射光线、OC为折射光线,OB为反射光线,反射角为β,如图24所示。

点评:根据折射光线和入射光线的关系确定入射、折射光线是本题的关键。

例13.(2013·陕西)在图25中,画出光线SA经水池壁反射后的反射光线和该反射光线射出水面后折射光线的大致方向。

解析:光在水中发生反射,过入射点A作法线,从而确定了入射光线位于法线的左侧,并确定了入射角的大小,然后利用光的反射规律做出对应的反射光线。反射光线又从水中斜射入空气,此时折射角大于入射角,折射光线远离法线,向界面偏折,由此可以做出对应的折射光线,如图26所示。

作法归纳:(1)辨明光的传播方向(光是从哪儿射向哪儿的);(2)注意箭头不能漏画,箭头的方向不能画反。(3)记住光的折射中,入射光线垂直界面入射时,折射角等于入射角(0°);光从空气斜射入水、玻璃等介质中时,折射角小于入射角;光从水、玻璃等介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。

2.利用平面镜成像原理或特点作图

提示点拨:利用平面镜成像规律作图时要明确两点:(1)物、像是等距的;(2)像是所有反射光线反向延长线的交点。物像连线要用虚线表示,并标上箭头表示光的传播方向;实际光线的反向延长线要用虚线表示,但不标箭头;像也要用虚线表示。

例14.(2013·佛山)请完成图27中的光路图。

解析:掌握平面镜成像的特点:像与物体大小相等、到平面镜的距离相等、像与物体的连线与平面镜垂直;做P′关于镜面的对称点P,由P向入射点画出入射光线,并作出另一条反射光线及入射光线,如图28所示。

例15.(2013·德州)如图29所示,有一束入射光线AO经平面镜反射后沿OB的方向射出,请在图中找出平面镜的位置并画出平面镜。

解析:由题知,OB为反射光线,过入射点作入射光线AO与反射光线OB夹角的平分线(即法线),再过入射点作垂直于法线的平面镜。如图30所示。

点评:法线为入射光线和反射光线的角平分线,法线与平面镜垂直。

作法归纳:根据成像规律(小孔成像、反射或折射规律、平面镜成像原理或特点)作图是关键所在。

3.透镜的三条特殊光线光路图

提示点拨:对于凸透镜和凹透镜来说,对三条特殊光线光路的考查是作图题的热点。这部分常见的考点还有根据透镜对光线的作用,要求在方框内画出合适的透镜。

例16.(2013·内江)如图31所示,已给出了入射光线和出射光线,请在方框内画出合适的透镜。

解析:凸透镜有会聚光线的作用,凹透镜有发散光线的作用。根据入射光和折射光的方向,判断光线被会聚了还是发散了。若光线被会聚则填凸透镜,若光线被发散则填凹透镜。(1)折射光线与入射光线相比,向主光轴方向偏折,光线会聚了,故填凸透镜;(2)折射光线与入射光线相比,远离主光轴偏折,光线发散了,故填凹透镜;如图32所示。

点评:在分析会聚、发散现象时,需要将出射光线与入射光线的传播方向进行比较。若比原来靠近主光轴则为会聚作用;若比原来远离主光轴,则为发散作用。

例17.(2013·广东)如图33所示,请画出入射或折射光线,使光路完整。

图33解析:凸透镜和凹透镜各有三条特殊的光线,据此来画出透镜的光路图;图34甲中,过凸透镜焦点的光线,经折射后平行于主光轴射出;图34乙中,指向凹透镜虚焦点的光线,经凹透镜折射后,平行于主光轴射出;图34丙中,过凸透镜光心的光线,经凸透镜折射后,传播方向不改变。

图34作法归纳:透镜对平行光线的光路一定要牢记心中,作图时切记光路可逆。

习题演练:

1.(2013·兰州)如图35所示,有一根粗细均匀的长木棒,斜放在墙角,画出木棒所受重力G、木棒对墙面的压力FA和地面对木棒的支持力FB的示意图。

2.(2013·内江)如图36所示,是某同学站在商场内的自动扶梯上,与扶梯一起以1m/s的速度匀速向上运动。请你画出该同学所受力的示意图。

3.(2013·黄冈)如图37所示,电磁起重机的吸盘(主要部分是电磁铁)吸起钢材且保持静止(吸盘下表面水平)。现增大电磁铁中的电流,请作出此时钢材的受力示意图。

4.(2013·南京)按照题目要求作图。在图38中,画出斜面上物体所受的重力G和斜面对物体弹力F的示意图。

5.(2013·成都)如图39所示,摆球从A点自由摆动到B点时,请作出:①摆球所受重力的示意图;②绳对摆球拉力的示意图。

6.(2013·德州)如图40所示,请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在B点的最小力F及其力臂l。

7.(2013·陕西)图41为揭开井盖的示意图,O为支点,请在图中画出拉力F的力臂l。

8.(2013·南充)如图42所示的水平杠杆中,O为支点,请画出图中两个力的力臂l1和l2。

9.(2013·揭阳)用滑轮组拉出陷入泥中的汽车。在图43中画出最省力的绳子绕法。

图4310.如图44所示,某人站在地上使用滑轮组提升重物,请你画出他使用滑轮组最省力的绕法。

11.(2012·德州)用如图45所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,请在图上画出绕线的方法。

12.(2013·青岛)小雨的房间里有两盏灯,总开关S1闭合后,若将单刀双掷开关S2拨至a处,房间吸顶灯L1亮;若将S2拨至b处,壁灯L2亮,并且可以通过开关S3、S4控制,使它有三个不同的亮度。

现有一个电源、一个单刀双掷开关、3个开关、2个灯泡、2个相同的定值电阻和若干导线。请你设计上述电路,并将电路图画在方框内。

13.(2013·南通)按照题目要求作图。图46是一个不完整的电路图,其中箭头所指的方向表示电路接通时的电流方向,请在图中两个空缺的位置分别补画电池和电压表的符号,使之成为一个完整的串联电路。

14.(2013·扬州)按题目要求作图。如图47,用笔画线代替导线将部分家庭电路连接完整。

15.(2013·黄石)如图48所示的插座和电灯(带开关)是组成家庭电路的常用器件,请你用笔画线代替导线将器件分别正确连入电路中。

图4816.(2013·福州)按下列要求作图。请标出图49中小磁针静止时的N极。

17.(2013·南通)如图50所示,小磁针静止在通电螺线管的正右方,请根据磁感线方向,在图中标出小磁针的N、S极和电源的正、负极。

18.(2013·烟台)请在图51中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向。

19.(2013·烟台)A、B为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线,如图52所示,试做出这两条反射光线的入射光线,并确定发光点的位置。

20.(2013·广州)如图53所示,O′是O在平面镜中成的像,在图中画出平面镜的位置,并画出线段AB在该平面镜中的像。

21.(2013·黄冈)在汽车驾驶室内,驾驶员通过左右两侧后视镜观察,有看不到的区域(盲区),人或其他车辆应尽量避免进入盲区。如图54所示,S为驾驶员眼睛位置,MN为左侧后视镜左右两边界点,请作出反射光线NS的入射光线,并标出BM到车左侧(虚线所示)之间的盲区。

22.(2013·梅州)如图55所示,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的两个焦点,请在图中画出光源S经凸透镜所成的像S′。

23.(2013·扬州)按题目要求作图。如图56所示,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)

2.利用平面镜成像原理或特点作图

提示点拨:利用平面镜成像规律作图时要明确两点:(1)物、像是等距的;(2)像是所有反射光线反向延长线的交点。物像连线要用虚线表示,并标上箭头表示光的传播方向;实际光线的反向延长线要用虚线表示,但不标箭头;像也要用虚线表示。

例14.(2013·佛山)请完成图27中的光路图。

解析:掌握平面镜成像的特点:像与物体大小相等、到平面镜的距离相等、像与物体的连线与平面镜垂直;做P′关于镜面的对称点P,由P向入射点画出入射光线,并作出另一条反射光线及入射光线,如图28所示。

例15.(2013·德州)如图29所示,有一束入射光线AO经平面镜反射后沿OB的方向射出,请在图中找出平面镜的位置并画出平面镜。

解析:由题知,OB为反射光线,过入射点作入射光线AO与反射光线OB夹角的平分线(即法线),再过入射点作垂直于法线的平面镜。如图30所示。

点评:法线为入射光线和反射光线的角平分线,法线与平面镜垂直。

作法归纳:根据成像规律(小孔成像、反射或折射规律、平面镜成像原理或特点)作图是关键所在。

3.透镜的三条特殊光线光路图

提示点拨:对于凸透镜和凹透镜来说,对三条特殊光线光路的考查是作图题的热点。这部分常见的考点还有根据透镜对光线的作用,要求在方框内画出合适的透镜。

例16.(2013·内江)如图31所示,已给出了入射光线和出射光线,请在方框内画出合适的透镜。

解析:凸透镜有会聚光线的作用,凹透镜有发散光线的作用。根据入射光和折射光的方向,判断光线被会聚了还是发散了。若光线被会聚则填凸透镜,若光线被发散则填凹透镜。(1)折射光线与入射光线相比,向主光轴方向偏折,光线会聚了,故填凸透镜;(2)折射光线与入射光线相比,远离主光轴偏折,光线发散了,故填凹透镜;如图32所示。

点评:在分析会聚、发散现象时,需要将出射光线与入射光线的传播方向进行比较。若比原来靠近主光轴则为会聚作用;若比原来远离主光轴,则为发散作用。

例17.(2013·广东)如图33所示,请画出入射或折射光线,使光路完整。

图33解析:凸透镜和凹透镜各有三条特殊的光线,据此来画出透镜的光路图;图34甲中,过凸透镜焦点的光线,经折射后平行于主光轴射出;图34乙中,指向凹透镜虚焦点的光线,经凹透镜折射后,平行于主光轴射出;图34丙中,过凸透镜光心的光线,经凸透镜折射后,传播方向不改变。

图34作法归纳:透镜对平行光线的光路一定要牢记心中,作图时切记光路可逆。

习题演练:

1.(2013·兰州)如图35所示,有一根粗细均匀的长木棒,斜放在墙角,画出木棒所受重力G、木棒对墙面的压力FA和地面对木棒的支持力FB的示意图。

2.(2013·内江)如图36所示,是某同学站在商场内的自动扶梯上,与扶梯一起以1m/s的速度匀速向上运动。请你画出该同学所受力的示意图。

3.(2013·黄冈)如图37所示,电磁起重机的吸盘(主要部分是电磁铁)吸起钢材且保持静止(吸盘下表面水平)。现增大电磁铁中的电流,请作出此时钢材的受力示意图。

4.(2013·南京)按照题目要求作图。在图38中,画出斜面上物体所受的重力G和斜面对物体弹力F的示意图。

5.(2013·成都)如图39所示,摆球从A点自由摆动到B点时,请作出:①摆球所受重力的示意图;②绳对摆球拉力的示意图。

6.(2013·德州)如图40所示,请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在B点的最小力F及其力臂l。

7.(2013·陕西)图41为揭开井盖的示意图,O为支点,请在图中画出拉力F的力臂l。

8.(2013·南充)如图42所示的水平杠杆中,O为支点,请画出图中两个力的力臂l1和l2。

9.(2013·揭阳)用滑轮组拉出陷入泥中的汽车。在图43中画出最省力的绳子绕法。

图4310.如图44所示,某人站在地上使用滑轮组提升重物,请你画出他使用滑轮组最省力的绕法。

11.(2012·德州)用如图45所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,请在图上画出绕线的方法。

12.(2013·青岛)小雨的房间里有两盏灯,总开关S1闭合后,若将单刀双掷开关S2拨至a处,房间吸顶灯L1亮;若将S2拨至b处,壁灯L2亮,并且可以通过开关S3、S4控制,使它有三个不同的亮度。

现有一个电源、一个单刀双掷开关、3个开关、2个灯泡、2个相同的定值电阻和若干导线。请你设计上述电路,并将电路图画在方框内。

13.(2013·南通)按照题目要求作图。图46是一个不完整的电路图,其中箭头所指的方向表示电路接通时的电流方向,请在图中两个空缺的位置分别补画电池和电压表的符号,使之成为一个完整的串联电路。

14.(2013·扬州)按题目要求作图。如图47,用笔画线代替导线将部分家庭电路连接完整。

15.(2013·黄石)如图48所示的插座和电灯(带开关)是组成家庭电路的常用器件,请你用笔画线代替导线将器件分别正确连入电路中。

图4816.(2013·福州)按下列要求作图。请标出图49中小磁针静止时的N极。

17.(2013·南通)如图50所示,小磁针静止在通电螺线管的正右方,请根据磁感线方向,在图中标出小磁针的N、S极和电源的正、负极。

18.(2013·烟台)请在图51中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向。

19.(2013·烟台)A、B为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线,如图52所示,试做出这两条反射光线的入射光线,并确定发光点的位置。

20.(2013·广州)如图53所示,O′是O在平面镜中成的像,在图中画出平面镜的位置,并画出线段AB在该平面镜中的像。

21.(2013·黄冈)在汽车驾驶室内,驾驶员通过左右两侧后视镜观察,有看不到的区域(盲区),人或其他车辆应尽量避免进入盲区。如图54所示,S为驾驶员眼睛位置,MN为左侧后视镜左右两边界点,请作出反射光线NS的入射光线,并标出BM到车左侧(虚线所示)之间的盲区。

22.(2013·梅州)如图55所示,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的两个焦点,请在图中画出光源S经凸透镜所成的像S′。

23.(2013·扬州)按题目要求作图。如图56所示,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)

2.利用平面镜成像原理或特点作图

提示点拨:利用平面镜成像规律作图时要明确两点:(1)物、像是等距的;(2)像是所有反射光线反向延长线的交点。物像连线要用虚线表示,并标上箭头表示光的传播方向;实际光线的反向延长线要用虚线表示,但不标箭头;像也要用虚线表示。

例14.(2013·佛山)请完成图27中的光路图。

解析:掌握平面镜成像的特点:像与物体大小相等、到平面镜的距离相等、像与物体的连线与平面镜垂直;做P′关于镜面的对称点P,由P向入射点画出入射光线,并作出另一条反射光线及入射光线,如图28所示。

例15.(2013·德州)如图29所示,有一束入射光线AO经平面镜反射后沿OB的方向射出,请在图中找出平面镜的位置并画出平面镜。

解析:由题知,OB为反射光线,过入射点作入射光线AO与反射光线OB夹角的平分线(即法线),再过入射点作垂直于法线的平面镜。如图30所示。

点评:法线为入射光线和反射光线的角平分线,法线与平面镜垂直。

作法归纳:根据成像规律(小孔成像、反射或折射规律、平面镜成像原理或特点)作图是关键所在。

3.透镜的三条特殊光线光路图

提示点拨:对于凸透镜和凹透镜来说,对三条特殊光线光路的考查是作图题的热点。这部分常见的考点还有根据透镜对光线的作用,要求在方框内画出合适的透镜。

例16.(2013·内江)如图31所示,已给出了入射光线和出射光线,请在方框内画出合适的透镜。

解析:凸透镜有会聚光线的作用,凹透镜有发散光线的作用。根据入射光和折射光的方向,判断光线被会聚了还是发散了。若光线被会聚则填凸透镜,若光线被发散则填凹透镜。(1)折射光线与入射光线相比,向主光轴方向偏折,光线会聚了,故填凸透镜;(2)折射光线与入射光线相比,远离主光轴偏折,光线发散了,故填凹透镜;如图32所示。

点评:在分析会聚、发散现象时,需要将出射光线与入射光线的传播方向进行比较。若比原来靠近主光轴则为会聚作用;若比原来远离主光轴,则为发散作用。

例17.(2013·广东)如图33所示,请画出入射或折射光线,使光路完整。

图33解析:凸透镜和凹透镜各有三条特殊的光线,据此来画出透镜的光路图;图34甲中,过凸透镜焦点的光线,经折射后平行于主光轴射出;图34乙中,指向凹透镜虚焦点的光线,经凹透镜折射后,平行于主光轴射出;图34丙中,过凸透镜光心的光线,经凸透镜折射后,传播方向不改变。

图34作法归纳:透镜对平行光线的光路一定要牢记心中,作图时切记光路可逆。

习题演练:

1.(2013·兰州)如图35所示,有一根粗细均匀的长木棒,斜放在墙角,画出木棒所受重力G、木棒对墙面的压力FA和地面对木棒的支持力FB的示意图。

2.(2013·内江)如图36所示,是某同学站在商场内的自动扶梯上,与扶梯一起以1m/s的速度匀速向上运动。请你画出该同学所受力的示意图。

3.(2013·黄冈)如图37所示,电磁起重机的吸盘(主要部分是电磁铁)吸起钢材且保持静止(吸盘下表面水平)。现增大电磁铁中的电流,请作出此时钢材的受力示意图。

4.(2013·南京)按照题目要求作图。在图38中,画出斜面上物体所受的重力G和斜面对物体弹力F的示意图。

5.(2013·成都)如图39所示,摆球从A点自由摆动到B点时,请作出:①摆球所受重力的示意图;②绳对摆球拉力的示意图。

6.(2013·德州)如图40所示,请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在B点的最小力F及其力臂l。

7.(2013·陕西)图41为揭开井盖的示意图,O为支点,请在图中画出拉力F的力臂l。

8.(2013·南充)如图42所示的水平杠杆中,O为支点,请画出图中两个力的力臂l1和l2。

9.(2013·揭阳)用滑轮组拉出陷入泥中的汽车。在图43中画出最省力的绳子绕法。

图4310.如图44所示,某人站在地上使用滑轮组提升重物,请你画出他使用滑轮组最省力的绕法。

11.(2012·德州)用如图45所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,请在图上画出绕线的方法。

12.(2013·青岛)小雨的房间里有两盏灯,总开关S1闭合后,若将单刀双掷开关S2拨至a处,房间吸顶灯L1亮;若将S2拨至b处,壁灯L2亮,并且可以通过开关S3、S4控制,使它有三个不同的亮度。

现有一个电源、一个单刀双掷开关、3个开关、2个灯泡、2个相同的定值电阻和若干导线。请你设计上述电路,并将电路图画在方框内。

13.(2013·南通)按照题目要求作图。图46是一个不完整的电路图,其中箭头所指的方向表示电路接通时的电流方向,请在图中两个空缺的位置分别补画电池和电压表的符号,使之成为一个完整的串联电路。

14.(2013·扬州)按题目要求作图。如图47,用笔画线代替导线将部分家庭电路连接完整。

15.(2013·黄石)如图48所示的插座和电灯(带开关)是组成家庭电路的常用器件,请你用笔画线代替导线将器件分别正确连入电路中。

图4816.(2013·福州)按下列要求作图。请标出图49中小磁针静止时的N极。

17.(2013·南通)如图50所示,小磁针静止在通电螺线管的正右方,请根据磁感线方向,在图中标出小磁针的N、S极和电源的正、负极。

18.(2013·烟台)请在图51中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向。

19.(2013·烟台)A、B为某一发光点S发出的光线经平面镜MN反射后的两条反射光线,如图52所示,试做出这两条反射光线的入射光线,并确定发光点的位置。

20.(2013·广州)如图53所示,O′是O在平面镜中成的像,在图中画出平面镜的位置,并画出线段AB在该平面镜中的像。

21.(2013·黄冈)在汽车驾驶室内,驾驶员通过左右两侧后视镜观察,有看不到的区域(盲区),人或其他车辆应尽量避免进入盲区。如图54所示,S为驾驶员眼睛位置,MN为左侧后视镜左右两边界点,请作出反射光线NS的入射光线,并标出BM到车左侧(虚线所示)之间的盲区。

22.(2013·梅州)如图55所示,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的两个焦点,请在图中画出光源S经凸透镜所成的像S′。

23.(2013·扬州)按题目要求作图。如图56所示,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)

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