中考物理作图题解读.docx
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中考物理作图题解读.docx
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中考物理作图题解读
中考物理作图题解读
一、作图题的特点
作图题是中考常见的、基本的题型,一般是根据题目的要求,作出适当的图象、图线。
它的特点是能形象、直观地反映出物理过程和物理问题的本来面目,有助于同学们对物理问题的深化理解和认识。
因此,作图题不仅能锻炼大家的作图技能,还能培养其严谨认真的科学态度。
中考物理试题中的作图题属于对知识运用能力的考核,考查的主要目的是检查同学们作图的基本技能和应用作图技能解决物理问题的能力。
如果不理解相关的概念和规律,要想作图正确的图是绝对不可能的。
二、作图题的类型及解法
作图题涉及的知识面较广,从知识点上可分为光学作图题、力学作图题和电磁学作图题等。
现以近年中考题为例加以分析。
(一)有关光学内容的作图题
1.根据光的反射规律作图
【例1】(09·岳阳)如图1所示,一束光线射向平面镜,试作出相应的反射光线,并标出反射角的大小。
解析:
由于入射角、反射角都是以法线为参照线来定义的,因此,要作出反射光线并求出反射角,首先应作出法线,然后根据光的反射定律求出反射角。
具体作图步骤如下:
1.通过入射点O,作法线ON;2。
根据反射角等于入射角作出反射光线OB。
因入射角是入射光线与法线之间的夹角,由图1可知,入射角∠AON=90°-40°=50°,而在反射现象中反射角等于入射角,则反射角∠BON=50°。
光路图如图2所示。
点评:
此题考查是否知道什么是入射角和反射角以及光的反射定律。
作图过程较为简单,但容易出现将入射光线与镜面的夹角作为入射角的错误。
【例2】(09·荆门)自行车尾灯的结构如图3所示,夜晚,当有光照射到尾灯时可起到明显警示作用。
试画出图中一条光线的反射光线(要求保留必要的辅助线)。
解析:
当光线入射到互成直角的平面镜上时,要做出其反射光线,首先应通过入射点做出法线,然后根据光的反射定律作出相应的反射光线。
考虑到入射关系入射到镜面上后会发生多次反射,因此,每一条入射光线会发生两次反射,其光路图如图4所示。
点评:
本题以自行车尾灯的原理为载体,考查对光的反射规律的理解情况。
虽然只要求我们作出其中一条入射光线的反射光线,但根据图中尾灯的结构,我们可以从作图中找到其规律,即不论入射光线以多大的入射角入射到尾灯上,最终的反射光线总是与入射光线平行,这也是在作图中应该满足的。
2.根据平面镜成像特点作图
【例3】(09·江苏)根据平面镜成像特点,在图5中画出物体AB所成的像.
解析:
平面镜属于反射镜,其成像具有的特点是:
平面镜成的是虚像,像和物的大小相等;像和物的连线与镜面垂直,它们到镜面的距离相等。
据此,可得到如下作图步骤:
(1)从A点向镜面引垂线交镜面于O,延长AO至A′O,且使A′O=AO,则A′为A的像;
(2)用同样的方法做出B点的像B′;(3)连接A′B′即为物体AB的像,如图6所示。
点评:
本题主要考查是否知道平面镜的成像特点以及利用特点作图的能力。
要注意的是,在作图时一定要留下作图痕迹,且虚像一定要用虚线表示。
【例4】(09·威海)在如图7所示中作出人看到球的光路图。
解析:
要作出人眼看到球的光路图实际上就是要做出入射光线和反射光线。
人眼要看到球在平面镜中的像,必须要让反射光线进入人眼,由于球和眼睛不在同一水平面上,故利用光的反射定律是行不通的。
考虑到反射光线的反向延长线必经过像点,因此,应根据平面镜成像的特点先找出球在平面镜中的像,然后将球的像与眼睛连接,即为反射光线,继而做出相应的入射光线,如图8所示。
点评:
此题一改常态,要求采取逆向思维进行分析,然后,按"像反射光线入射点入射光线"的思路来作图。
3.根据光的折射规律作图
【例5】(09·昆明)请在图9中,作出光线由玻璃斜射进入空气时的反射光线和大致的折射光线。
解析:
由光的折射规律可知,当光线从水或其他透明物质斜射入空气中时,折射角大于入射角,因此,要做出折射光线的大致方向,就必须时折射光线远离法线即可,其光路图如图10所示。
点评:
在作光的折射光路图时,一定要满足折射光线、入射光线和法线在同一平面上,折射光线和入射光线分居在法线的两侧,且总是空气中的角大这些条件。
【例6】(09·广州)如图11所示水面上方有一发光点A1,水中另有一发光点A2.人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置。
画出:
(1)A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图;
(2)A2发出的光进入人眼的光路图。
解析:
平静的水面相当于平面镜,因此,要画出A1发出的光经水面反射进入人眼的光路,应先根据平面镜成像的特点,找出A1的像A1′,然后分别作出相应的入射光线和反射光线;因人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置,所以发光点A2发出的光线经水和空气的界面折射后,必射入人眼,则将发光点A2与入射点连接起来,即为入射光线,其光路图如图12所示。
点评:
本题将光的反射现象和折射现象放在一起,目的在于考查同学们运用光学规律进行作图的能力,需具备一定的综合能力。
作图时一定要注意两点:
1.要弄清光的传播方向;2.反射光路和折射光路中的入射点必须要是同一个点。
4.透镜作图
【例7】(09·百色)请完成如图13所示的光路图。
解析:
图中已知入射光线和折射光线,要求分别作出相对应的折射光线和入射光线。
由于所给出的光线都属于特殊光线,故可根据凸透镜的特殊光线的特点作图,即通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后与主光轴平行,与主光轴平行的光线经凸透镜折射后通过焦点,由此可作出如图14所示的光路图。
点评:
要正确解答本题,关键是要平时的学习中总结出凸透镜的三条特殊光线(通过焦点的光线、与主光轴平行的光线、通过光心的光线)的作图方法,其中,前面的两条特殊光线符合光路的可逆原理。
【例8】(09·惠安)在如图15所示中的方框内补上光学元件.
解析:
在已知了入射光线和折射光线的传播方向后,要在方框内填上适当类型的透镜,关键在于明确透镜对光线的作作用。
我们知道,凸透镜对光线具有会聚作用,而凹透镜对光线具有发散作用。
由图可知,折射光线与入射光线相比更靠近主光轴,也就是说发散光线经过透镜后,其发散的程度减小了,故该透镜对光线起了会聚作用,应该在方框中填上凸透镜,如图16所示。
点评:
理解透镜的会聚作用和发生作用是解答本题的关键。
应该明白:
透镜的会聚作用是指光线经透镜折射后与原来相比聚拢了,既向主光轴靠拢了;发散作用是指光线通过透镜后与原来相比更发散了,即折射光线远离主光轴。
(二)有关力学内容的作图题
1.作重力、拉力、压力或浮力的示意图
【例9】(09·河池)在如图17中画出斜面上的物体所受的重力G和物体对斜面压力F的示意图;
解析:
所谓力的示意图,就是用一根带箭头的线段把力的三要素表示出来。
它是一种表示和研究力的常用方法。
因物体所受的重力G的作用点作用在物体的重心上,方向竖直向下,而压力F的作用点作用在被压的斜面上,方向与斜面垂直,故可作出力的示意图如图18所示。
点评:
压力和重力是两个不同性质的力,但由于放在水平面上的物体对水平的压力在数值上等于物体的重力,很容易使大家误认为压力就是重力。
本题中最容易出错的地方就是将压力的作用点与重力的作用点均画在物体的重心位置。
【例10】(09·郑州)如图19为水中正在下沉的石块,请画出石块受力的示意图(不考虑水对石块的阻力)。
解析:
重力的方向总是竖直向下的,作用点在其重心位置;浮力是液体对物体产生的向上的托力,受力物体是浸在液体中的物体,其方向总是竖直向上的,据此可作出示意图如图20所示。
点评:
题中没有告诉石块的受力情况,需要解题者对物体进行受力分析,如果将浮力漏掉则是错误的。
另外,题中告诉了石块属于下沉状态,故在作力的示意图时,表示重力的线段应比浮力要长一些。
2.关于杠杆的作图
【例11】(09·晋江)如图21所示的O是杠杆的支点,请在图中画出F1的力臂。
解析:
力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离。
题中已经告诉了支点的位置,这样,我们可先将力F1的作用线适当延长,然后从支点向该力的作用线引垂线,则这个距离就是该力的力臂,如图22所示。
点评:
画杠杆的力臂时很容易出错,同学们可以借助数学中的"画点到直线的距离"(点即为力的作用点,线即为力的作用线)的方法进行,从而培养自己的迁移能力。
【例12】(09·恩施)如图所示23的曲棒ABC可绕A点的转轴转动,请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图。
解析:
要使杠杆保持平衡且所用的力为最小,根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定的情况下,应该使动力的力臂为最大。
从图中可知,只有AC作为动力臂时,其力臂为最大,考虑到阻力的方向是竖直向下的,故应从C点沿AC垂直向上的方向画出作用力F,如图24所示。
点评:
本题将杠杆力臂的作图与杠杆的平衡条件联系在一起,考查运用知识分析和解决问题的能力,具有一定的难度。
解答本题的关键在于根据题给条件,并结合杠杆的平衡条件在图中找出最大的动力臂。
3.关于滑轮组的作图
【例13】(09·衡阳)画出图25中滑轮组最省力的绕线方法.
解析:
从题图可知,滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,如果组装方法不同,则滑轮组的省力情况也将不同,即承受总重绳子的段数可以是2段和3段。
而当承受总重绳子的段数为3时,滑轮组省的力就越多,故可画出如图26所示的绕线方法。
点评:
设计滑轮组时,应根据省力要求进行。
其依据是:
使用滑轮组时,承受物体总重由几段绳子承担,则所用的力就是总重的几分之一。
(三)关于电磁学内容的作图题
1.根据要求设计电路
【例14】(09·岳阳)给你一个电池组,两只小灯泡L1和L2,两个开关S1和S2,导线若干。
请你设计一个电路,要求:
(1)当S1和S2都闭合时,两灯均发光;
(2)若断开S1,闭合S2时,两灯都不发光;(3)若只闭合S1,则只有L1发光。
解析:
题中给出了三个要求,因此,设计出的电路图必须满足这些要求才是正确的。
根据要求
(1)对两灯的连接情况不能作出判断,它们可能是串联,也可能是并联的。
由要求
(2)、(3)可知,两灯工作与否互不影响,则可以肯定两灯一定是并联在电路中,且开关S1必在干路上,开关S2控制灯L2。
至此,我们可先画出图27,然后根据所判断的情况将开关、用电器等添加在图28中的相应位置,最后,将电路图与设计要求逐一对照,对所画电路进行修饰便可得到正确的电路图.
【例15】(09·威海)火车在车厢后面有两间厕所,只有当两间厕所的门都关上时(每扇门的插销相当于一个开关),车厢中的指示牌内的指示灯才会发光,指示牌就会显示"厕所有人"字样,提醒旅客两间厕所内部都有人,请你把图29中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图。
解析:
题中给出了两个开关和一个灯泡,且只有两个开关同时闭合时,灯泡才发光。
显然,只有将开关、灯泡串联起来方可达到目的,电路图如图30所示。
点评:
根据要求设计简单电路,是同学们学习电学时应具备的素质。
为了根据要求设计出正确的电路,首先应根据要求分析出用电器是串联还是并联的,各开关的控制作用是什么,然后画出规范的电路图,最后,将电路图与设计要求对照,以检验设计的电路是否正确。
2.根据实物图画电路图
【例16】(09·宜昌)如图31所示是小明同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图,请画出该实物电路的电路图。
解析:
根据实物图画电路图,实际上就是用电路图反映出电路元件的连接情况,这类题较为简单。
具体要点是:
1.实物向电路符号转化;2.将导线拉直,修饰打扮;3.电路图与实物电路对照,对比检查。
对于此题,应先将图31中的实物用规定的电路符号表示,如图32所示;再将图32中的导线拉直,使之成为一个规范的电路图,如图33所示;从图32中可以看出,灯泡L1、L2串联,开关接在两灯泡之间,电流表测串联电路中的电流,电压表测的是灯泡两端的电压;图33与图32相比较是完全吻合的,故可确定所画电路图正确。
点评:
画电路图是学习电学知识的基础,所画电路图要清晰、整洁,各元件的位置要安排要恰当,分要均匀,元件不能画在拐角处,图形最好呈长方形,有菱有角,横平竖直。
3.根据电路图连接实物电路
【例17】(09·兰州)根据图34所示的电路图,用笔画线代替导线,将图35连接成实物电路(要求导线不能交叉)。
解析:
根据电路图连接实物电路较为复杂一些,也容易出错,在解答这类问题时一定要把握如下要点:
1.由正到负,先串后并;2.选好量程,接线到柱。
按"由正到负,先串后并"的要求,先找一条电路元件较多的支路并将各元件串联起来,如,从电源的正极开始,依次经开关S1、电流表、灯泡L2、开关S2、电源负极的顺序先连接起来(有时要考虑电表的量程);然后将灯泡L1的两端分别并接在相应的接线柱上,如图36所示。
点评:
用笔画线代替导线连接实物电路实际上就是一个模拟实验的过程,目的在于考查大家的动手能力。
需要注意的是,在电路图中,连接电路的导线中只要没有电源和用电器、电表,则不论导线有多长,都可以看成同一个点,即导线既可以无限地伸长,也可以无限地缩短,把握了这点,对连接实物电路是很有帮助的。
4.连接家庭电路
【例18】(09·南昌)如图37所示,请你用笔画线代替导线将开关和螺口灯座连入电路中,使开关能控制灯泡的亮灭.
解析:
安装螺口灯座时,由于螺旋套是裸露的,人容易与它接触,故只能接在零线上才能保证安全;开关是控制电路的通断的装置,在照明电路中,虽然不论是接在零线上还是火线上都能起到控制作用,但若接在了零线上,开关断开后,灯头里还会带电,这是不安全的。
基于上述考虑,可作出电路图如图38所示。
点评:
本题不但能考查安装照明电路的能力,同时也能充分体现同学们的安全意识。
【例19】(08·湖州)居民楼的楼道里,夜间楼道灯一直亮着会造成浪费。
科研人员用"光敏"材料制成"光控开关",它能在天黑时自动闭合,天亮时自动断开;利用"声敏"材料制成"声控开关"。
它能在有人走动发出声音时闭合,无人走动时自动断开。
请将图39的"光控开关"、"声控开关"、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路,设计出只有在夜间且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路,同时安装一个不受开关控制的三孔插座。
解析:
本题是对照明电路安装的升华,除了要考虑开关、螺丝口灯泡的正确连接外,还需要考虑怎样利用"光控开关"和"声控开关"组装"智能灯"以及三孔插座的连接。
要设计出正确的电路,应明确以下问题:
1。
"光控开关"和"声控开关"要与灯泡组成串联,并且要接在火线上;2。
螺丝口灯泡的螺旋套只能接在零线上;3。
三孔插座必须接地。
根据这些要求,可设计出如图40所示的电路。
点评:
在通常情况下,一个用电器只需要用一个开关控制就可以了,而本题则涉及到用两个开关同时控制一个用电器,并显示了"智能"作用。
这告诉我们任何事物都不是一成不变的,学习过程中应注意克服思维定势的消极影响,做到活学活用。
5.根据安培定则作图
【例20】(09·太原)将图41中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成),要求:
电源电压恒定不变;电路能改变电磁铁磁性的强弱;闭合开关S,小磁针受力静止时,其N、S极如图所示.
解析:
我们知道,电磁铁的磁性强弱除了与线圈的匝数有关外,还与电流的强弱有关。
由于该电磁铁线圈的匝数固定了,因此,应利用滑动变阻器来改变电流的大小;当开关闭合时,小磁针的S极指向右端,根据磁极之间的相互作用规律可知,电磁铁的左端应为N极,根据安培定则可以判断出电流的方向,继而可得到如图42所示的电路。
点评:
本题属于安培定则的逆用,其要点是:
先看、后标、再确定。
"先看"即看清螺线管的哪一端的N极;"后标"即根据安培定则标出螺线管外部导线中的电流方向,"再确定"是指确定出电源的正负极或完成螺线管的绕线。
【例21】(08·嘉峪关)请根据图43中小磁针静止时的指向,在图中的左端括号内标出电磁铁的磁极(N或S),并在图中画出电磁铁上的绕线。
解析:
电磁铁通电后,它的磁场分布与条形磁铁的相似,且外部磁场都是从磁体的北极出来回到磁体南极。
由小磁针的北极指向可知,电磁铁的右端为北极,左端为南极。
根据安培定则,用右手握住电磁铁,让四指的弯向与电流的方向一致,则大拇指指的就是其北极,继而完成电磁铁的绕线,如图44所示。
点评:
本题以电磁铁的绕线为载体,考查运用知识解决实际问题的能力。
为防止在给电磁铁绕线时出错,可先在右手的中指上从指根向指尖画一个箭头,则该箭头方向就是指的电磁铁上的电流方向。
三、作图题的命题趋势
作图题既能考查同学们对一些物理概念和规律的理解,又能考查同学们的分析能力、动手能力和形象思维能力,是考查科学素质的重要手段,因而是中考的必考题。
特别是像力的示意图、光路图、电路图等与后续知识密切相连,是初中物理作图题的重点。
可以预测,在以后的中考中,作图题然仍是一种必不可少的试题类型,并且,会出现一些把物理过程、规律、结论用用坐标图像描述出来的图像题,这不仅是一种形象直观的表示抽象问题的方法,还能体现大家运用数学知识知识处理物理问题的综合能力,要引起我们的高度重视。
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