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在各地的中考试卷中,作图题一般有2~3题,所占的分值一般为4~6分,初中物理中考作图题主要集中在光学、力学、电学和电磁学,题目难度虽不大,但考查的知识面较广,综合性较强,同学们经常丢分,如果不掌握好相关的物理概念和规律,要正确解答作图题是很困难的,下面就以中考作图题为例加以分析.
一、单一类作图题
1.光学作图题 大致可以分为光路作图和平面镜成像作图两类.光路作图是根据光的反射定律、折射定律和透镜对光的作用作图,平面镜成像作图是利用平面镜成像特点,即利用物像关于镜面对称作图.
例1 如图1甲所示,画出入射光线对应的反射光线和大致的折射光线.
解析 已知入射光线在空气和玻璃的交界面上会发生反射和折射,先画出法线(与交界面垂直,注意用虚线画出),根据反射角等于入射角可以画出反射光线.再由折射规律:光从空气中折射入玻璃中时折射光线偏向法线,画出折射光线,答案如图1乙所示.
思路点拨 先要审清题意,注意入射光线和反射光线、折射光线(箭头方向标正确),关于入射角、反射角以及折射角,都是与法线的夹角.反射规律中法线是反射光线和入射光线的角平分线;折射规律有些易混淆,但总结图像可以发现:空气中的角度总是大于水中的角度或玻璃中的角度(这其实与光在空气中的传播速度大于水中或玻璃中的传播速度有关).
例2 如图2甲所示,一束光平行于凸透镜的主光轴入射.请作出经过凸透镜后的折射光线.
解析 图中给出的是入射光线,由于给的是特殊光线,所以根据凸透镜的三条特殊光线画出光路图,经凸透镜折射后通过焦点如图2乙所示.
思路点拨 记住凸透镜和凹透镜的三条特殊光线(即通过光心的光线、通过焦点的光线、与主光轴平行的光线),解透镜对光线的作用就会非常容易.有些同学会将凸透镜和凹透镜的特殊光线搞混,这可以通过凸透镜对光线起会聚作用,凹透镜对光线起发散作用来区分.会聚作用指经透镜折射后的光线与原光线的延长线相比离主光轴更近,这样就不易犯错,也能解难度较大的一类题如图2丙,利用对光线起会聚作用可知该元件是凸透镜.
解析 根据平面镜成像的特点,先作出物体MN的端点M、N在平面镜中的对称点M′、N′,连接M′、N′点即为物体MN在平面镜中的像.注意辅助线和虚像用虚线,如图3乙所示.
思路点拨 从几何关系而言就是作出像与物关于平面镜(对称轴)的轴对称图形,易错之处在于平面镜成的是虚像,一定要用虚线画出(实像用实线表示),另外作图痕迹需要保留.
2.力学作图题
解析 由于地球表面及附近一切物体都受重力,可以先分析足球竖直方向上所受的力,足球在竖直方向上运动状态没有变化,所以受到重力和支持力一对平衡力作用,足球在水平向右减速,受到水平向左的阻力作用,一共受3个力作用,如图4乙.
思路点拨 物体受到的力要依据物体的运动状态来判断,即平衡状态受到的是平衡力,非平衡状态时(如上题的减速运动)受到的是非平衡力,避免多画力或少画力,作用在同一物体上的两个或两个以上的力,作用点一般取在同一点上.
解析 螺丝刀可以看做是一个杠杆,要求画出动力的力臂,将通过支点O向动力的作用线做垂线,动力作用线不够长时用虚线延长,所画力臂如图5乙所示.
思路点拨 根据题中所给图或机械辨认出哪一部分是杠杆,找到杠杆的支点O和杠杆所受动力、阻力,再画出动力臂和阻力臂.作图时需注意力和力臂的对应,以防出错.
3.电学作图题
一般考查点有:(1)按电路图连接实物电路,或根据实物电路画出相应电路图.(2)按要求设计电路图.(3)家庭电路的连接.
例6 如图6甲所示,用笔画线代替导线将电灯、开关、三眼插座接到电路中.
解析 开关和用电器串联,开关连接在火线上,电灯连接在零线上;三孔插座的要求是“左零右火上接地”,答案如图6乙.
思路点拨 开关断开后灯要不带电才安全,所以应将开关连接在火线上.
4.电磁学作图题
主要考查磁场的方向和小磁针在磁场中的指向,对安培定则的应用.
例7 在图7甲中,根据磁感线方向标出通电螺线管中的电流方向和小磁针的N极.
解析 通电螺线管的磁场分布与条形磁体的相似,所以磁体左侧为北极(N极),右侧为南极(S极);小磁针在该点静止时N极指向与磁感线方向一致,所以小磁针N极在右侧;电流方向根据安培定则,右手握住螺线管,四指弯曲方向与电流方向一致,则大拇指所指的就是北极,所以螺线管中的电流方向如图7乙所示.
思路点拨 判断螺线管中的电流方向时,为避免出错,可以沿着自己手指弯曲的方向画一个箭头,该箭头方向就是电流的方向.
二、综合应用类
单一类作图题就是考查对光学、力学和电磁学概念的直接应用,而综合应用类则需要在掌握基本概念和规律的基础上,结合实际对知识点灵活的应用.
例8 为节约电能,在居民楼的楼道中,装有由声控开关和光控开关共同控制的楼道灯.夜晚,当有人走动发出声音时,电路接通,灯亮;经过一两分钟后,开关内部的延时装置就把电路断开,灯灭;白天,无论发出多大的声音,灯也不亮.请将图中的器材连成符合楼道灯要求的电路.
解析 两个开关同时闭合时灯泡才能发光,所以两个开关只能串联,电路如乙图.
思路点拨 设计电路,首先要分析电路是串联还是并联,开关控制作用是什么,分析清楚后再画规范的电路图(电路连线要横平竖直,不要弯弯曲曲),画完后检查设计的电路是否符合题意.
在中考试卷中,作图题一直是必不可少的试题类型,要正确地解答好作图题,除了熟练掌握基础知识,也要学会解题的技巧,总结各类作图题的解题步骤,这样可以提高解题的效率与正确率,作图不仅是一种形象直观的表示抽象物理问题的方法,也能体现处理物理问题的综合能力,所以我们要注意作图能力的提升.
一、单一类作图题
1.光学作图题 大致可以分为光路作图和平面镜成像作图两类.光路作图是根据光的反射定律、折射定律和透镜对光的作用作图,平面镜成像作图是利用平面镜成像特点,即利用物像关于镜面对称作图.
例1 如图1甲所示,画出入射光线对应的反射光线和大致的折射光线.
解析 已知入射光线在空气和玻璃的交界面上会发生反射和折射,先画出法线(与交界面垂直,注意用虚线画出),根据反射角等于入射角可以画出反射光线.再由折射规律:光从空气中折射入玻璃中时折射光线偏向法线,画出折射光线,答案如图1乙所示.
思路点拨 先要审清题意,注意入射光线和反射光线、折射光线(箭头方向标正确),关于入射角、反射角以及折射角,都是与法线的夹角.反射规律中法线是反射光线和入射光线的角平分线;折射规律有些易混淆,但总结图像可以发现:空气中的角度总是大于水中的角度或玻璃中的角度(这其实与光在空气中的传播速度大于水中或玻璃中的传播速度有关).
例2 如图2甲所示,一束光平行于凸透镜的主光轴入射.请作出经过凸透镜后的折射光线.
解析 图中给出的是入射光线,由于给的是特殊光线,所以根据凸透镜的三条特殊光线画出光路图,经凸透镜折射后通过焦点如图2乙所示.
思路点拨 记住凸透镜和凹透镜的三条特殊光线(即通过光心的光线、通过焦点的光线、与主光轴平行的光线),解透镜对光线的作用就会非常容易.有些同学会将凸透镜和凹透镜的特殊光线搞混,这可以通过凸透镜对光线起会聚作用,凹透镜对光线起发散作用来区分.会聚作用指经透镜折射后的光线与原光线的延长线相比离主光轴更近,这样就不易犯错,也能解难度较大的一类题如图2丙,利用对光线起会聚作用可知该元件是凸透镜.
解析 根据平面镜成像的特点,先作出物体MN的端点M、N在平面镜中的对称点M′、N′,连接M′、N′点即为物体MN在平面镜中的像.注意辅助线和虚像用虚线,如图3乙所示.
思路点拨 从几何关系而言就是作出像与物关于平面镜(对称轴)的轴对称图形,易错之处在于平面镜成的是虚像,一定要用虚线画出(实像用实线表示),另外作图痕迹需要保留.
2.力学作图题
解析 由于地球表面及附近一切物体都受重力,可以先分析足球竖直方向上所受的力,足球在竖直方向上运动状态没有变化,所以受到重力和支持力一对平衡力作用,足球在水平向右减速,受到水平向左的阻力作用,一共受3个力作用,如图4乙.
思路点拨 物体受到的力要依据物体的运动状态来判断,即平衡状态受到的是平衡力,非平衡状态时(如上题的减速运动)受到的是非平衡力,避免多画力或少画力,作用在同一物体上的两个或两个以上的力,作用点一般取在同一点上.
解析 螺丝刀可以看做是一个杠杆,要求画出动力的力臂,将通过支点O向动力的作用线做垂线,动力作用线不够长时用虚线延长,所画力臂如图5乙所示.
思路点拨 根据题中所给图或机械辨认出哪一部分是杠杆,找到杠杆的支点O和杠杆所受动力、阻力,再画出动力臂和阻力臂.作图时需注意力和力臂的对应,以防出错.
3.电学作图题
一般考查点有:(1)按电路图连接实物电路,或根据实物电路画出相应电路图.(2)按要求设计电路图.(3)家庭电路的连接.
例6 如图6甲所示,用笔画线代替导线将电灯、开关、三眼插座接到电路中.
解析 开关和用电器串联,开关连接在火线上,电灯连接在零线上;三孔插座的要求是“左零右火上接地”,答案如图6乙.
思路点拨 开关断开后灯要不带电才安全,所以应将开关连接在火线上.
4.电磁学作图题
主要考查磁场的方向和小磁针在磁场中的指向,对安培定则的应用.
例7 在图7甲中,根据磁感线方向标出通电螺线管中的电流方向和小磁针的N极.
解析 通电螺线管的磁场分布与条形磁体的相似,所以磁体左侧为北极(N极),右侧为南极(S极);小磁针在该点静止时N极指向与磁感线方向一致,所以小磁针N极在右侧;电流方向根据安培定则,右手握住螺线管,四指弯曲方向与电流方向一致,则大拇指所指的就是北极,所以螺线管中的电流方向如图7乙所示.
思路点拨 判断螺线管中的电流方向时,为避免出错,可以沿着自己手指弯曲的方向画一个箭头,该箭头方向就是电流的方向.
二、综合应用类
单一类作图题就是考查对光学、力学和电磁学概念的直接应用,而综合应用类则需要在掌握基本概念和规律的基础上,结合实际对知识点灵活的应用.
例8 为节约电能,在居民楼的楼道中,装有由声控开关和光控开关共同控制的楼道灯.夜晚,当有人走动发出声音时,电路接通,灯亮;经过一两分钟后,开关内部的延时装置就把电路断开,灯灭;白天,无论发出多大的声音,灯也不亮.请将图中的器材连成符合楼道灯要求的电路.
解析 两个开关同时闭合时灯泡才能发光,所以两个开关只能串联,电路如乙图.
思路点拨 设计电路,首先要分析电路是串联还是并联,开关控制作用是什么,分析清楚后再画规范的电路图(电路连线要横平竖直,不要弯弯曲曲),画完后检查设计的电路是否符合题意.
在中考试卷中,作图题一直是必不可少的试题类型,要正确地解答好作图题,除了熟练掌握基础知识,也要学会解题的技巧,总结各类作图题的解题步骤,这样可以提高解题的效率与正确率,作图不仅是一种形象直观的表示抽象物理问题的方法,也能体现处理物理问题的综合能力,所以我们要注意作图能力的提升.