中考物理作圖題分類及解法

作圖題是各地中考中不可缺少的一種題型，作圖題可以考查基本作圖能力及分析、建模能力，并且它知識覆蓋面廣、綜合性強，涉及到力、光、電、磁等知識體系，對于各類作圖題，都有各自遵循的原理及要求，必須熟練掌握基礎知識，學會解題的技巧，總結(jié)各類作圖題的解題步驟，這樣可以提高解題的效率，下面簡單對各類作圖題進行分析：

一、光學類

1.小孔成像類（光的直線傳播原理）

例1：（2007年吉林?。┤鐖Dl（甲）所示，小孔前有一物體AB，請畫出AB經(jīng)過小孔成像的光路圖，并在光屏MN上標出AB所成的像．

解析：解決一道光學題，關鍵在于明確作圖的原理，此題是小孔成像的作圖，而它的原理是光的直線傳播，選擇物體的兩個端點，分別作出相對應的像點A'、B'，然后連接兩個像點即是AB所成的像，成的倒立的實像.小孔成像特點是倒立、像可以是放大、縮小或等大的實像，像的大小取決于屏與孔的距離.解決此類題，應注意孔要小，利用物體的幾個特殊的端點去作出光線，另外注意的是光線都是帶箭頭的實線，并且像也應畫實線.如圖1（乙）.

2.平面鏡成像類（光的反射定律）

例2：（2008年廣東省）如圖2（甲）所示，S為某發(fā)光點，SO是它發(fā)出的其中一條光線．根據(jù)平面鏡成像特點，畫出入射光線SO的反射光線.

解析：對于此類題已知中有明確的限制，是根據(jù)平面鏡成像的特點作圖，所以應抓住平面鏡成像的特點及原理（對稱性），對于發(fā)光點通過平面鏡所成的像是虛像，它發(fā)出的所有的反射光線的反向延長線都會聚與它的像點，根據(jù)這一特征可以解決平面鏡成像的問題，先利用對稱性，作出發(fā)光點的像點S'，然后連接像點和入射點O，并且用實線延長得到反射光線，即完成光路圖，注意光線的實虛.如圖2（乙）.對于此題若沒有條件限制，也可以根據(jù)反射定律來進行作圖.

3.普通折射類（光的折射規(guī)律）

例3：（2007年江蘇省揚州市）如圖3（甲）所示，一束光射向三棱鏡，畫出這束光線兩次折射的大致光路圖.

解析：對于此類題，應掌握光的折射規(guī)律，特別是入射角和折射角的關系，解決的步驟是：首先通過入射點作出法線，然后根據(jù)角的大小關系，大致確定折射光線，折射光線與入射光線分居法線的兩側(cè)，并且在不同的介質(zhì)中，值得注意的是法線和界面垂直，并且畫虛線，以及遵循“空氣中的角大”（即無論是入射角還是折射角只要它在空氣介質(zhì)中，這個角比另一介質(zhì)中的角大）的原理，這是解這類題的關鍵.如圖3（乙）.

練習：（2008年四川省成都市）如圖4所示，一束單色光從空氣射到玻璃三棱鏡的AB面，請畫出從AC面射出的折射光線.

4.透鏡折射類（透鏡成像特點）

例4：（2008年江蘇省揚州市）如圖5（甲）所示，OO'為凸透鏡的主光軸，S'為點光源S經(jīng)凸透鏡成的像，SA為光源S發(fā)出的一條光線，請在圖中適當?shù)奈恢卯嫵鐾雇哥R，并完成光線SA通過凸透鏡的光路圖.

解析：透鏡類的作圖，關鍵掌握透鏡特殊光線的做法，對于凸透鏡：經(jīng)過光心的光線折射后方向不改變，平行于主光軸的光線經(jīng)過折射后會聚于異側(cè)的焦點，從焦點發(fā)出的光線折射后平行于主光軸，從二倍焦距點發(fā)出的光線折射后經(jīng)過異側(cè)的二倍焦距點.

對于凹透鏡：過光心的光線方向不變、射向凹透鏡異側(cè)焦點的光線折射后平行于主光軸、平行于主光軸的光線折射后發(fā)散后反向延長線過同側(cè)的焦點.這樣很容易完成這類作圖.

對于此題是添加凸透鏡的作圖題，解決的辦法是熟悉凸透鏡特殊光線的特點及做法，對于凸透鏡的位置的確定重在找到光心的位置，而光心的特點是通過它的光線方向不變，所以連接S和S'與主光軸的焦點為光心，即是凸透鏡的位置.然后根據(jù)S發(fā)出所有光線通過凸透鏡折射后必會聚與像點S'的原理，連接折射點與像點即是所畫的折射光線.如圖5（乙）.

另外，對于透鏡折射類作圖，涉及到成像問題，可以根據(jù)凸透鏡成像的特點，或利用“虛擬法” 來確定畫出折射光線、入射光線、透鏡的位置、像的位置、焦點等一系列問題，這些關鍵必須掌握特殊光線的做法和成像的特點.

5.光學綜合類（光的反射和折射規(guī)律及透鏡成像的特點）

例5：（2008年江蘇省泰州市）如圖6（甲）所示，一束光沿AO方向從水中射向空氣中.畫出它的反射光線和折射光線.

解析：對于光學的綜合類試題，要注意各種規(guī)律或原理、性質(zhì)的運用，或根據(jù)幾何知識、建模、光路的可逆性等方法來進行作圖，而對于作圖時，要注意光線的實虛、箭頭的存在、角度的大小等.

對于此題，首先過入射點O做出法線，然后根據(jù)光的反射規(guī)律和折射規(guī)律，作出相應的反射光線和折射光線，注意的是反射光線與入射光線在同種介質(zhì)中，折射光線與入射光線在不同介質(zhì)中，另外，根據(jù)“空氣中的角大”的特點，畫出折射光線.注意折射光線遠離法線，并且用實線.答案如圖6（乙）.

二、電學類

電學類作圖題主要有根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點作圖、根據(jù)電表的特點作圖、根據(jù)一些規(guī)律、公式計算作圖等.

1.實物連接類

例6：（2007年湖北省黃岡市）在用電流表、電壓表測小燈泡功率的實驗時，燈泡上標有“3.4V” 字樣.小紅設計了實驗電路圖，如圖7所示，并連接了部分實驗電路，如圖7（甲）所示. 請幫助小紅完成實驗電路的連接.

解析：對于電路實物圖的連接，涉及的知識很多，注意的問題也很多，步驟是先讀懂電路圖和題中所要求的注意事項，比如滑動變阻器應如何移動，電流表、電壓表的量程如何要求，電表的正負接線柱的接法，滑動變阻器的接線接法，連線不得交叉并接在接線柱上等.連接時，按照電路圖，從電源的正極出發(fā)，以一條復雜的支路先連接，再連接另一條，最后并接電壓表.如圖7（乙）所示.

2.填電表類

例7：（2007年貴州省貴陽市）在如圖8所示電路的○里填上適當?shù)碾姳矸?，使電阻R1與R2并聯(lián).

解析：此類題是根據(jù)電表的特點及其串并聯(lián)電路的特點來作圖，電流表的特點是電阻很?。ㄏ喈斢趯Ь€），電壓表的電阻很大（相當于斷路），我們可以采用假設法來填表，若右邊“○”里是電壓表，則相當于電路是斷路，所以此處不可能是電壓表而是電流表；對于右邊的“○”里假設是電流表，則會造成電路短路，題中要求是兩電阻并聯(lián)，所以此處應是電壓表.最后，利用“暫時去表法”來進行檢驗.

另外，對于電學題作圖題中還有暗箱問題，解決時需要通過歐姆定律或電功率公式及其串并聯(lián)電阻的特點等進行判斷.

三、安全用電類

例8：（2008年廣東?。⑷鐖D9（甲）所示電水壺的3條接線按照安全用電的原則對應連接到插頭上.

解析：這是一道關于考查安全用電原則的中考題，生活性強、趣味性濃，根據(jù)保險絲必須接在火線上，能夠起到保險的作用.零線、用電器、火線構(gòu)成通路.金屬外殼必須接地線，防止外殼帶電而使人觸電.如圖9（乙）.對于安全用電問題，要正確根據(jù)安全用電的規(guī)則作圖，理解家庭電路的組成和連接方法.各用電器是并聯(lián)的，當兩個開關都閉合時，燈才能發(fā)光，所以兩個開關必須串聯(lián)，并且開關要有火線相連，接在燈泡的金屬尾座上，螺絲口部分接在零線上．三孔插座遵循“左零右火上地”的原則，

四、電磁類

例9：（2007年上海市）在圖 10 中，標出通電螺線管和小磁針的 N、S 極及磁感線的方向.

解析：解決得電磁類作圖題，應熟練掌握安培定則，會判斷“磁極、電流方向、手的握法”三者的關系，同時理解“磁場方向、小磁針靜止時N極的指向、電流的方向”的關系，能夠通過已知的條件推出其他的方向，此題中給出電流的方向，然后通過安培定則，來確定磁極，螺線管的右端為N極，左端為S極，通過四向的關系一致的原理，可知小磁針的右端為N極，螺線管外部的磁場方向是從N極出、S極進.

練習：（2008年江蘇省蘇州市）在圖11上標出通電螺線管中的電流方向及通電螺線管的N極．

五、力學類

1.力的示意圖及利用慣性等性質(zhì)作圖類

例10：（2007江蘇省揚州市）請在圖12（甲）中畫出木棒受到的重力和木棒對墻壁的壓力的示意圖.

解析：對于示意圖的做法要注意確定受力物體、力的作用點要畫在力的物體上、畫多個力時不要漏掉力、也不要增加力、施力物體和受力物體的區(qū)分、力的性質(zhì)等.此題的兩個力的受力的物體不是同一個，重力的施力物體是木棒，重心在木棒的中點，方向是豎直向下；而壓力的受力物體是墻壁，木棒成為施力物體，作用點畫在棒與墻壁的接觸面上，壓力垂直支持面.如圖12（乙）所示.

2.力臂的作圖類

例11：（2007年江蘇省南京市）在圖13（甲）中畫出使杠桿OA平衡時最小動力F1的方向和阻力F2的力臂l2．

解析：畫力臂的方法：一確定支點（這是關鍵），二畫力的作用線，三從支點向線作垂線，四標力臂的符號.再解決杠桿平衡時最省力的力臂的作圖的問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，做法：①在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠；②然后連接支點和此作用點③作力的方向與該線垂直并且保證杠桿平衡.利用上述方法很容易畫出力臂.如圖13（乙）所示.另外注意的是在畫力的作用線時，要知道受力物體是杠桿，不能想當然去畫其他物體的受力的力臂.

練習：（2008年安徽省蕪湖市）臨江橋是安徽首座獨塔單索面斜拉橋（如圖14甲所示）.將大橋的結(jié)構(gòu)簡化，可抽象成圖14（乙）所示的杠桿模型，若將其中O點視為支點，請在圖14（乙）中作出拉索對橋面拉力F的力臂L．（保留作圖痕跡）.

3.滑輪組的組裝類

例12：（2008年廣東省廣州市）在圖15（甲）中用線代表繩子，將兩個滑輪連成省力的滑輪組，要求人用力往下拉繩使重物升起．

3.確定定滑輪的個數(shù)N定：原則是根據(jù)動滑輪的個數(shù)和繩子的段數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)及是否改變力的方向而選擇.具體的辦法：一個動滑輪配置一個定滑輪；若繩子段數(shù)為偶數(shù)時，則相應減少一個定滑輪；若要求改變力的方向，則相應增加一個定滑輪.

4.確定繞線的起點：原則是“奇動偶定”.（若繩子的段數(shù)是奇數(shù)時，則以動滑輪為繞繩的起點，若繩子的段數(shù)是偶數(shù)時，則以定滑輪為繞繩的起點.）

5.確定繞線的連接方法:（1）從里到外，（2）從小到大，（3）穿插交替繞線，（4）每個滑輪只繞一次.

此題隱含條件是人站在地面上，說明動力的方向應向下，易畫出如圖15（乙）所示.

（作者單位：訥河市同心中學）