2011年中考物理作图展望_试题研究-查字典物理网

物理学是研究自然界中各种物理现象的规律和物质结构一门科学，对学生的抽象思维能力要求较高。而初中生正处于形象思维向抽象思维转变的关键时期，因此在初中物理的许多知识点中用图形（像）来反映物理现象或规律，变抽象为形象，便于学生理解和掌握物理规律实质，从而能够更好地解释、应用物理规律。因此作图题也是各地中考试题的必考题型，主要包括下列三种题型：⑴用物理模型作图；⑵作函数图象；⑶作测量工具读数的位置。下面笔者分别向大家介绍这三种题型。

1．用物理模型作图

在物理学中常将一些物理现象或规律想象为一个物理模型，再用图形将之表示出来。这样能够直观、形象地反映物理规律的实质，便于学生的掌握和应用。这是中考作图题的主力军，主要涉及到的知识点有：

⑴用光线表示光的传播路径和方向。光路的作图是许多地区中考试题中常出的一个知识点，试题中主要考查光的直线传播、光的反射规律和折射规律。

利用光的直线传播作图的试题主要有作物体的影长、通过小孔观察到的范围以及小孔成像等。

例1．（2007·吉林）如图1所示，小孔前有一物体AB，请画出AB经过小孔成像的光路图，并在光屏MN上标出AB所成的像。

分析：根据光在同一种均匀的物质中是沿直线传播的，作出A、B两点的反射光通过小孔到达MN上的光路，则光屏MN上的点A'和B'分别是点A和B的像点，物体AB上的各点发出的光经过小孔后都成像于光屏上的A'B'之间，因此连接A'B'，即为AB在光屏上所成的像，由于该像是实际光线所照射的，因此是实像，故应该用实线连接A'B'。故正确作法如图1-1所示。

根据光的反射定律作图有三种类型：一是直接利用光的反射定律，根据入射光线作反射光线，或根据入射光线和反射光线找出镜面的位置；二是直接利用平面成像的规律，根据物体作像或由像找物，根据物和像找平面镜的位置等；三是将光的反射定律和平面镜成像规律相结合，经常出现的题型有：根据物体和平面镜的位置作出通过镜前某点的反射光线，根据二条反射光线和物点找平面镜的位置等。由于平面镜成的是虚像，因此作图时像一定要用虚线。在利用平面镜成像规律作图时，镜后是没有实际光线通过的，因此镜后的所有辅助线应该用虚线。

例2．（2007·威海）如图2所示是某同学制作的昆虫观察箱，请你画出她通过平面镜观察昆虫下部的光路图（可取昆虫下部的任何一点作图）。

分析：该题利用生活中的实际情境来考查学生对平面镜成像规律的理解，因此弄清题意的实质是解题的关键。根据题意可知，昆虫下部某点反射出的光经过平面镜后，射入人的眼睛，因此该题的实质就是要求学生作出经过人眼的一条反射光线。由于射入平面镜上的入射光线有无数条，该题中无法直接确定是哪条入射光线的反射光线射入人眼，因此不能直接利用光的反射规律来作图。而根据平面镜成像的实质可知：人眼看到的像点是所有反射光线反向延长线的交点，即所有的反射光线反向延长均要经过像点。又根据平面镜成像的原理可知：像和物是以平面镜为对称轴的轴对称图形。因此该题可先根据平面镜成像的原理作出昆虫下部某点的像，如图2-1所示，则所需要的反射光线一定在像点和人眼这二点所确定的直线上，即这条直线与平面镜的交点即是这个光路的入射点，如图2-2中的O点，从而可以根据入射点作出入射光线和反射光线，当然为了反映出作图的思路和所运用的物理知识点，应保留作图的痕迹，不过不是光线的地方应用虚线，故正确作法如图2-3所示。

根据光的折射规律作图的题型主要有：光由一种物质射入另一种物质发生折射的光路图，光线通过透镜的光路图，以及根据物体和像的位置作出折射光路图等。这类试题一定要明确光的传播方向，作图时一定要注意光线的方向，以免将箭头标反。

例3．（2003·黄冈）图3中的两架敌机，一架是实际飞机，一架是从潜水艇上观察到的该飞机的像，请用光的作图法确定哪架是实际飞机。

分析：在水中看到岸上的物体时，光由空气斜射入水中，折射光线靠近法线，即从水中看岸上物体时，看到的像比实际的物要高，因此图3中上面的飞机是“像”，下面的飞机是“物”，从下面飞机发出的光经过水面折射进入潜水艇的观察口，要作出它的光路，关键是确定入射点的位置。相对于观察者来看，在水中部分的光线好像是从上面飞机发出的，连接观察口与上面飞机，连线与水面交界点即为光的入射点，如图3-1所示的O₁和O₂。因此实际的光路为，光由下面的飞机射向入射点后发生折射，在水中射入观察口。故正确作图如图3-2所示（只需作出其中一条即可）。

⑵用力的示意图（图示法）表示力的作用效果。作用点是线段的起点，因此作用点需画在受力物体上。箭头的方向表示力的方向，因此箭头的指向需与力的方向一致。试题中主要考查重力、压力和浮力，以及利用力的平衡知识找全隐藏的力等。这类试题在作图时一定要找准作用点的位置，明确所受各力的方向等。

例4．（2006·黄冈）春天许多同学放风筝，会放风筝的人可使风筝静止在空中。如图4所示，AB是风筝截面，请作出风筝的受力示意图。

分析：地球表面附近的一切物体都要受到重力的作用，因此图4的风筝一定受到了竖直向下的重力。当然为了防止风将风筝吹走，人需沿细线对风筝施加一个向下的拉力。但是拉力和重力这两个力既不共线，也不反向，所以不是一对平衡力，而由题设条件可知风筝处于静止状态，因此该题中还隐藏了另一个力，即风对风筝平面的压力，这是该题的关键，压力是垂直作用在物体表面上的力，因此所作压力的方向并不是风向一致，而是沿风向跟风筝平面垂直。在作图时需将这三个力的作用点都放在受力物体（风筝）上，且重力的方向竖直向下、拉力的方向沿细线方向向下。故正确作法如图4-1。

⑶用力臂来反映力对杠杆转动的影响。试题中主要考查根据力来作力臂，以及通过找最大力臂作出杠杆平衡时所需的最小力等。

例5．（2005·盐城）如图5所示，曲杆AOBC自重不计，O为支点，AO＝60cm，OB＝40cm，BC＝30cm，要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力F的示意图及其力臂L。

分析：根据杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变时，要想所需动力最小，则动力臂应为最大。如果已明确动力的作用点，则以该点到支点的连线作为力臂，即为最大的力臂，然后过该点作此力臂的垂线就是要找的最小动力的力的作用线，进而作出该力。如果未明确动力的作用点，则应先找出杠杆上离支点最远的点作为力的作用点后，再重复上述步骤即可。根据题意可知，OC段的直线距离为，因此该杠杆上离支点最远的点应为点A（AO＝60cm），所以以AO作为力臂即为最大力臂。根据该力臂作出的力就是要找的最小的力F，故正确作图如图5-1所示。

⑷根据滑轮组的省力情况，绕制合适的滑轮组，主要题型有：根据给定的滑轮组画出绳子的正确绕法，根据实验和实际需求设计滑轮组等。在绕制滑轮组时需要注意题设条件中是否直接或间接要求自由端拉力的方向。

例6．（2007·安徽）站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶，请在图6中画出滑轮组绳子的绕法。

分析：根据题意可知在提升滑轮组时，所需的力要尽可能的小，因此绕制绳子时股数要尽可能的多。但是由于受到所给定的动滑轮个数的限制，绳子股数不可能多于三股。根据题设中人是站在地上的这一条件，在绕制时最终应保证拉力的方向是向下的。所以该题在绕制时可采用一种逆向思维───从外向里绕，即先在最上面的定滑轮上将向下的绳子先画出来，然后绕向最下面的动滑轮，再绕向里面的定滑轮，直至绕完滑轮固定到某一滑轮的钩子上。故正确绕法如图6-1所示。

⑸用电路图来反映电路的连接情况。主要有根据实物图画出电路图，根据实验的要求连接电路；根据需要填入合适的电表（电流表和电压表）等，这部分试题很少独立出现，一般会在电学实验题中有所体现。

例7．（2006·青岛）小明有一个电路盒，面板上有L₁、L₂灯各一只，两个开关S₁、S₂，一个电流表。在不打开盒子的情况下，他让小红探究盒内的电路结构。为此，小红做了如下实验：

根据实验情况，请你在图7的方框内画出盒内电路的电路图，并在图中标明电流表的正负接线柱。

分析：由表格可知，当闭合S₂，断开S₁时，灯L₁和L₂均不亮，说明S₁控制整个电路；当闭合S₁，断开S₂时，灯L₁亮、L₂不亮，说明S₂仅控制L₂，灯L₁可独立工作，即L₁和L₂是没有相互影响的，因此L₁和L₂是并联的。当S₁和S₂都闭合时，灯L₁、L₂都亮但电流表的示数I₃仍然等于仅有L₁亮时的示数，说明电流表始终测的是L₁的电流，因此电流表应该在L₁这条支路中，即跟L₁串联。故正确的电路图如图7-1所示。

⑹利用磁感线表示磁体周围磁场的分布情况和方向。主要有永磁体和通电线螺线管的磁极、磁感线的分布以及通电螺线管的绕法等。

例8．（2007·江西）两个通电螺线管，它的一端都位于图8甲中的虚线框内，为探究两个通电螺线管之间的磁场方向。把12枚小磁针分别放在方框内12个小黑点的位置上，实验记录小磁针静止时的指向如图8乙所示。请你将图8乙中所有小磁针的N极涂黑。

分析：磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，磁场中小磁针静止时N极的指向就是该点磁物方向。根据图8甲中小磁针的走向可以看出，两通电螺线管之间的磁场应为同名磁极间的磁场。由于题中并未告知螺线管中的电流方向，因此两通电螺线管间可能同是N极，也可能同是S极。如果同是N极，则图8乙中上面六个小磁极的N极均应背离上面的通电螺线管，下面六个小磁针也应背离下面的通电螺线管，则小磁针静止时的指向如图8-1所示。如果同是S极，则所有小磁针的指向刚好与图8-1相反，如图8-2所示。

2．作函数图象

绘制函数图像是对实验数据进行处理和分析的一种常用方法，它可以直观地反映出各个物理量之间的关系，便于从中找出规律，得出正确结论。主要涉及到的知识有晶体和非晶体的熔化和凝固图像、水的沸腾图像、速度的v-t图像和S-t图像、密度的m-v图像、液体压强随深度变化图像、浮力与浸入液体中深度的图像以及电学各物理之间关系的图像。总之若要研究某一物理是与另一物理之间的关系时，均可通过实验数据作出物理图像。当然在各地中考试题较多的是根据物理图像找出其中所包含的物理规律，但偶也出现根据实验的数据绘制函数图像，一般不会直接出现在作图题中，而是在实验、计算题中出现，并在作出图像后，根据图像得出规律或找出数据加以应用。

例9．（2006·大连）小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。同样的太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？小明想：是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。

小明在两个相同玻璃杯中分别装上了相同质量的海水和沙子，用一个100 w的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值，记录的数据如下表所示。

照射时间/min		0	2	4	6	8	10	12
温度/℃	海水	31．0	31．6	32．1	32．5	32．8	33．0	33．1
温度/℃	沙子	31．0	32．5	33．8	34．8	35．8	36．0	36．3

⑴小明探究的物理问题是什么？

⑵小明根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图象，如图9所示。请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图象。

⑶分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图象，你能得出什么探究结论？

⑷小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”。请你用简略的语言从日常生活或自然中举出一个类似的现象：。

分析：⑴根据题意可知小明在两个相同的玻璃杯中分别装上了相同质量的沙子和海水，同时用100W白炽灯照射，记录它们不同时刻的温度值，因此他在研究质量相等的海水和沙子吸收相同的热量谁的温度升高得快？⑵根据表格内容，采用描点法绘制的沙子的温度随时间的变化如图9-1所示。⑶根据图像可知相同质量的水和沙子，吸收相同的热量，沙子升温快，水和沙子吸热温度变化随着时间延长而减小。⑷沿海地区昼夜温差变化小，而内陆地区昼夜温差变化大。

例10（2006·宁波）某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件（如图10甲所示）：透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L（阻值不变）和一个由一种特殊金属丝制成的导体R₀，A、B、C是其外露的三个接线柱。为进一步了解导体R₀的某些特征，他们使用了如图10乙所示电源电压恒为6V的实验装置：把导线M、N分别与A、C接线柱相连，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，测得了一组电流表和电压表的读数，并绘制成图10丙所示曲线。

⑴小灯泡L的电阻值为______Ω，当它正常工作时，通过的电流是______A。

⑵小明同学在原来连线的基础上，再用导线连接A．B两个接线柱，闭合开关S，把滑片P移到a端，此时电流表的示数是多少安培？

⑶若把导线M、N分别接到A．B接线柱上，闭合开关S，把滑片P移到a端，则小灯泡消耗的电功率为多少？（提示：本小题可用作图法辅助求解）

分析：⑴根据灯泡的铭牌“6V 3W”可知，I_额，R。

⑵当A．C与M、N相连，且将AB也连接，R_P＝0时，导体R₀与灯L并联。由于灯正常发光，此时通过灯泡的电流I_灯＝I_额＝0．5A；根据导体R₀的电流与电压关系曲线可知：当U₀＝6V时，I₀＝0．45A；则电流表的示数为I＝I_灯＋I₀＝0．5A＋0．45A＝0．95A。

⑶当A、B与M、N相连时，R_P＝0时，灯L与导体R₀串联，则U_电源＝U_灯＋U_R0，即6V＝12I₀＋U₀…①。导体R₀的电流I'₀和电压U'₀既要满足该等式（一次函数），又要满足图丙的曲线关系。由于曲线中的U₀与I₀很难直接找出此代数关系式，因此该题不能用两个关于U₀与I₀的方程组而解得。由于只有一个代数方程、一个图象关系，因此只能在图丙的I—U图象中再作出关系式①的图象如图10-1所示。由图像10-1可知：直线与曲线的交点所表示的电流和电压值分别是I'₀＝0．3A，U'₀＝2．4V。则电灯的电压U'_灯＝6V－2．4V＝3．6V。灯的实际功率P'_灯＝U'_灯·I'_灯＝3．6V×0．3A＝1．08W。

3．画出测量工具指针位置

在实验中我们常用测量工具测出具体的物理量值，从而直接或通过数据的分析得出结果或结论。但在有些考题中也会出现告知学生某个物理量的具体数值，要求学生在图中的测量工具上画出指针所指示的位置等。这种题型主要有：温度计和量筒的液面、天平、弹簧测力计、电流表和电压表的指针位置，有的还涉及测量工具刻度的标注、测量工具的改装等。总体难度不大，但作图时需要注意测量工具的分度值。当然这种题型一般也不会单独出现在作图题中。

例11．（2006·黄冈）图11甲是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置。R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表格所示。已知继电器的线圈电阻R₀为10Ω，左边电源电压为 6V恒定不变。电流表0~30mA量程接入电路，图11乙是电流表表盘。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边空调电路则正常工作。

温度t /℃	0	5	10	15	20	25	30	35	40
电阻R/Ω	600	550	500	450	420	390	360	330	300

⑴该同学将电流表改成了温度表，通过计算并标出表盘上25℃的位置。

⑵为了节省电能，使温度达到30℃时空调才能启动制冷，电路中要串联多大电阻？

分析：⑴根据题意可知在电流表上标出25℃的位置，实质就是找出当温度为25℃时的电路中的电流值。由表格可知当温度为25℃时，热敏电阻的阻值为R₁＝390Ω，此时电流值，则温度为25℃时，指针位置在表盘15mA处，如图11-1所示。⑵查表可知30℃时热敏电阻值为R₂＝360Ω，，故串联入的电阻为R'＝R_总－R₂－R₀＝400Ω－360Ω－10Ω＝30Ω。