专题三 作图题
题型概述Ｋ
作图题体现的是一种解决问题的思维方法——“作图法”，是物理中考题的重要题型之一，它既有形象思维的直观、鲜明、生动的特点，又具有抽象思维的严密逻辑推理过程，既考查对物理概念和规律的理解程度，又考查把抽象的物理语言转化为直观的物理图像的能力，作图可以将相关的物理量用数学的常用表达方式呈现出来，也是建立物理模型的最好表示形式，许多物理问题就是将文字叙述转化为图像模型而得以解决。通过作图题可以反映学生对知识的理解和掌握程度。作图题的考查难易度均为容易题，一般可分为两大类：基本作图和设计作图。基本作图题考查基本作图方法和基本作图能力；设计作图题考查建模能力、设计能力、创新能力和作图技巧。无论哪种作图题，严谨、细心、细致是做好作图题的重要保障。
考情分析Ｋ
通过分析上海近四年的中考物理试卷发现，每年都会在第17、18题考查作图题，有时在后面的实验中会涉及有关电路连接的作图题。常见的作图题主要分为力学类、光学类、电磁学类等三大类。力学类主要包括“力的图示”、“杠杆上的力和力臂”。光学类包括“平面镜成像”，“光路”。光路又分为反射光路、折射光路和透镜光路等。电磁学类包括“通电螺线管”和“电路图”等。电路图从形式上又可分为：填(电)表类，连线和添线类，滑动变阻器类和设计类等。每年作图题2题，共6分，在中考竞争日趋激烈的今天，谁也不敢轻易地失去1分。因此，我们在作图题的复习上，仍然不敢掉以轻心。
方法导引Ｋ
例1 如图(a)所示，重为50牛的物体受到20牛的水平向右拉力作用，在水平地面上做匀速直线运动。请用力的图示法在图中画出物体受到的支持力。
【解析】 所需作的力为支持力，而其三要素(大小、方向、作用点)并未直接给出，需要同学们应用二力平衡的知识分析得到。根据物体在水平地面上做匀速直线运动，说明物体受到的是平衡力。在竖直方向上，支持力与重力是一对平衡力，大小相等，所以支持力大小也是50牛，方向为竖直向上。支持力，作为弹力的一种，其作用点应该画在什么地方呢？初中物理中，为了更好地体现出支持力与重力的平衡关系，通常将支持力的作用点画在物体的重心上。本题中只要求作支持力，其他力不作。
【答案】 答案见(b)图
【点拨】 依力的图示法要分析所受的力，考虑力的三要素，根据作图要求答题。 【方法点拨】 作力的图示或示意图时的一般步骤或方法可归纳为：
(1)明确题意：首先要确定哪个物体是受力物体？该物体受到几个力？题目要求画出哪个力？
(2)受力分析：确定受力物体后，受力分析先从重力开始分析，接触处分析有无弹力、
摩擦力等；分析力不可无中生有，一定要找到其施力物体。
(3)要用实线，并且要标出力的方向、作用点和力的名称，如果力有大小则要在箭头旁边标出力的大小(在同一个图中有几个力，力越大线段应越长)。
变式训练11 如图，物体重为10牛，在光滑的水平桌面上做匀速直线运动。请用力的图示法在图中画出物体所受的力。
例2 如图(a)所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，l2是力F2的力臂。在图中画出力F1的力臂l1和力F2。
【解析】 作图过程：
作F1的力臂l1：将F1作用线反向延长；从支点O向F1反向延长线作垂线，标上垂直标记；用大括号标记出支点到垂足间的线段，即为力臂l1；
作l2的力F2：过l2非支点的端点作垂直于l2的虚线(F2的作用线)；找F2的作用点，即虚线与杠杆的交点，如图所示；两个力都在支点同侧(右侧)，因此方向相反，而F1向下，因此F2向上。作F2的关键是找到作用点和判断F2方向。
【答案】 答案见(b)图
【点拨】 本题中利用“同异”即两个力在支点同侧，则两个力方向相反判断两个力方向相反，另一种情况两个力在支点两侧，因此力都是往下的。同时注意找出力臂的支点。
【方法点拨】 有关杠杆的作图题以画力和力臂为主。对于自己所画的力臂，大家完全可以进行自检，力臂是一线段，两个端点，一个是支点，还有一个则应该在对应的力的作用线上(包括延长线)。相对来讲，作力难度大一些，需要判断力的作用点和方向。确定作用点：力一定是作用在杠杆上的，即力的作用点应是所作虚线和杠杆的交点；确定力的方向：需要．．．．．．．．．．．．．．．．．联系另一个力来判断，简单记来是四个字：“同异”“异同”。“同异”指的是两个力在支点同侧，．．．．则两个力方向相反；“异同”指的是两个力在支点两侧(不同侧)，则两个力方向相同。
作图的步骤可归纳为以下两步：
(1)明确题意：找准支点的位置；分析哪个力是动力，哪个力是阻力(不管是动力还是阻力，都是杠杆本身受到的力，而不是杠杆施加给其他物体的力)。
(2)作图：画出力的作用线；从支点开始向动力(或阻力)作用线作垂线，支点与垂足之间的距离就是相应的力臂，力臂可以用虚线表示，也可用实线表示。
变式训练21 如图所示，粗细均匀的棒一端搁在地上，另一端与支点O连接。要求： (1)作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图 (2)画出重力的力臂
例3 在图(a)中，画出反射光线OB的入射光线AO，并标出入射角及其大小。
【解析】 该作图题考察了光的反射定律以及入射角的定义。作图步骤为：过入射点，垂直于反射面画出法线(虚线)，根据反射角等于入射角画出反射光线，并按反射方向标出箭头，最后按题目要求标明入射角及其度数。
【答案】 答案见(b)图
【点拨】 这类作图题中最容易犯的错就是标错角的位置，从而其度数也出错。而大家只要明白，无论是反射角还是入射角(包括折射角)，其中一条边都是法线，就不会出错了。
【方法点拨】 作光的反射角、入射角或折射角的光路及大小时，应先在入射点作出法线(法线用虚线画)，然后根据反射角与入射角，或折射角与入射角的关系作出相应的光线。作图时需明确以下几点：
(1)反射角等于入射角，折射角不等于入射角。
(2)反射光线与入射光线，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，注意折射光线与反射光线位于界面两侧。
(3)注意箭头往里的一般为入射光线，箭头朝外的为反射光线或折射光线。
(4)折射光路中要注意从哪种介质到哪种介质，与法线的夹角变大还是变小；另外在反射光线和折射光线都要作的图中，要注意别遗漏。
变式训练31 如图(a)，一束光线从空气斜射向水面，请在图中画出这束光的反射光线和折射光线。
例4 根据平面镜成像特点，在图(a)中画出物体AB在平面镜MN中的像A′B′。
【解析】 过A、B分别向平面镜作垂线，在平面镜两侧分别量取距离相等的两段线段，确定点A′B′的位置，用虚线连接两个点，如图(b)。
【答案】 答案见(b)图 【点拨】 平面镜成虚像，因此一定用虚线表示。垂线与镜面的交点上要标好垂直符号。 【方法点拨】 有关平面镜成像的光学作图，要注意镜前为实物，用实线，平面镜所成的像为虚像，一定要用虚线表示，作图步骤为：
(1)找出图像中的特殊点分别向镜面作垂线(如例4中，A、B点为特殊点)，并在垂线与镜面的交点上标好垂直符号；
(2)延长各垂线，使延长的线段长度与开始时的长度相等，并用一字母表示； (3)连接各点得到所画图像。
注意：像中字母一般在表示物体的字母右上角加“′”，如物体AB的像表示为A′B′；所画的垂线为辅助线，应用虚线表示；平面镜成像时，所有反射光线的反向延长线一定经过镜后的像。
变式训练41 请画出物体AB在平面镜MN中的像A′B′。
例5 请根据图(a)中给出的平行于主光轴的入射光线，画出它们通过凸透镜后的出射光线。
【解析】 凸透镜对光有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到焦点。 【答案】 答案见(b)图
【点拨】 明确凸透镜对光有会聚作用，并且光线会聚到焦点，然后作出图像即可。 【方法点拨】 凸透镜作图中的三根特殊光线性质：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到焦点；经过光心的光线不改变传播方向；经过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主
光轴。除凸透镜外常见的还有凹透镜，两者的区别在于：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。注意这里的会聚作用是指经透镜折射后的光线比原来会聚了，未必是能会聚到一点。
变式训练51 完成下列透镜的特殊光线的光路图。
例6 在图(a)中，根据电流方向标出电源的正、负极和通电螺线管及小磁针的N、S极。
【解析】 根据电流方向，利用右手螺旋定则，判断通电螺线管磁性；小磁针被N极吸引的是S极，反之是N极。若先画出通电螺线管的磁感线，再根据磁感线上某点的切线方向，就是小磁针在该点静止时N极所指的方向来判断小磁针的极性，是一种更好的方法。
【答案】 答案见(b)图 【点拨】 通电螺线管的作图题都是利用右手螺旋定则的，即使题中未要求标出导线中的电流方向，建议大家标在图上，方便你应用右手螺旋定则，提高答题的正确率。
【方法点拨】 1.明确磁体北极所受磁力的方向与该点的磁场方向一致，明确安培定则并能够熟练运用。2.抓住“右手螺旋定则”三个要点：①伸出右手； ②四指方向与电流方向一致； ③大拇指所指为N极方向。若题中是根据磁场方向判断电流方向，判断顺序不一样，但方法类似，应学会灵活应用。
变式训练61 根据图中通电螺线管的N极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极。
例7 在如图(a)的电路中有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上，要求L1、