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专题二 作图题
一、作图题
作图题是反映学生对知识理解和掌握程度的一种题型，主要考查学生作图技能、对相关知识的理解和应用方法解决问题的能力。
主要考察方向有：力学、光学、简单机械、电与磁等。作图题分布在各个知识点中，由于各部分知识的特点不同，所以对作图要求也就不同；但其共同特点都是让学生把相关的知识以作图的形式展示出来。
二、作图题主要内容
根据物理知识单元分类，可分为：（1）力学作图；（2）光学作图；（3）简单机械作图；（4）电学作图；（5）磁学作图。
作图题的内容广泛，图的形式有示意图、实物图、模拟图、图像图等。
三、作图题主要特点
作图题的主要特点是：
1.规律性：作图题的解答以所学习的物理规律为依据；因此这类作图题能够反映学生对物理规律的理解和掌握程度。
2.量化性：作图题可以与数学知识紧密联系在一起，把相关物理量的相互关系用数学方法在图象上表示出来。这类作图题能反映学生对所学物理知识、物理公式的理解水平，同时也能展现学生在学习过程中各学科的综合能力。
3.准确性：作图题可以表现物理现象的准确性。这类作图题主要体现某种物理现象形成时所必需的合理条件；它能反映学生学习物理知识的科学态度和对物理知识的掌握及其应用能力。
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作图题由题目要求来决定解答形式。作图题可以反映某个物理量的特点，也可以描述某个物理规律，要做好作图题应该对所学的物理量和物理规律准确理解，并以所研究的物理量或物理规律为依据，通过自己的理解和感受，正确解答相关的作图题。下面以所学单元介绍作图题的解答方法。
一、力学作图
力学作图题主要是作力的示意图，是中考必考内容。
画力的示意图要做到“先定后标”：定作用点、定方向、定长度，标箭头、标数值、标单位。
分析物体受力情况时，首先看物体是否处于平衡状态，处于平衡状态的物体受平衡力。然后再分析物体受哪些力，这些力的大小和方向。在对物体进行受力分析时，一般按重力、弹力（如压力、支持力等）、外力（如拉力、推力等）、摩擦力的顺序进行分析，不要无缘无故的添加和省去一个力。
典例一：（2018·临沂）如图所示，物体沿斜面匀速下滑，请画出物体所受重力G、支持力F及滑动摩擦力f的示意图（O为物体的重心）。
【解析】对物体进行受力分析可知，物体受到竖直向下的重力、垂直于接触面的支持力、沿斜面向上的摩擦力，重心都在物体的重心。
【解答】物体受到的重力G竖直向下、支持力F垂直于斜面向上，滑动摩擦力f平行于斜面向上，从重心开始沿力的方向作各力的示意图，如图所示：
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二、光学作图
依据光的反射、光的折射和透镜成像规律作图；光的反射定律、折射定律作图等知识点是光学作图的必考内容。
利用光的反射定律、折射定律作图时，要注意光线上的箭头方向。另外在画图时要根据物理现象所遵循的规律为依据，灵活运用社会实践和生活体验，科学合理地作出能够反映题目要求的图解。
典例二：（2018•白银）如图所示，F为凸透镜L的焦点，OO′为凸透镜的主光轴，AB为射向凸透镜且过焦点的光线，在凸透镜的右侧有一平面镜MN和主光轴OO′成45°，请画出经凸透镜折射后和经平面镜反射后的完整光路图。
【解析】①凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。
②光的反射定律的内容是：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
①平面镜和凸透镜的关系是：平面镜和主光轴相交45°角放置，经凸透镜折射后的光线与主光轴平行；②对于凸透镜：过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；③对于平面镜：反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，折射光线与平面镜成45度角；根据以上内容和图示完成光路图。
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【解答】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；折射光线与平面镜成45度角射到平面镜上，根据反射角等于入射角，画出反射光线，如下图所示：
三、简单机械作图
日常生活中常用机械作图是中考的考点之一。常见的题型有画力臂、力的示意图和滑轮组的绕线等。碰到杠杆实例时，应用杠杆的平衡条件去解决问题，当遇到滑轮组绕线时，要注意绳绕的方法。
典例三：（2018·广东）如题图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L。
【考点】力臂作图。
【解析】由题图知，杠杆的动力大小为F，方向竖直向上，根据力臂的定义过支点O作F的作用线的垂线段即为动力臂L，如图所示。
四、电和磁作图
用右手螺旋定则处理通电螺线管问题是中考的热点之一。正确理解和运用右手螺旋定则是解决这些问题的关键。
典例四：（2018·钦州）如图，请根据磁感线的方向判断并标出静止时小磁针的S极和电源的正极。
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【解析】在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极，所以图中螺线管的右端为N极，左端为S极。
根据磁极间的相互作用可知，小磁针的左端为S极，右端为N极。
根据安培定则，伸出右手，使右手大拇指指向通电螺线管的N极（右端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流是从螺线管的左端流入的，右端流出，所以电源的左端为正极，右端为负极。
如图所示：
一、 力学作图
1.力的三要素：力的大小、方向和作用点叫力的三要素。
2．力的示意图：用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来。
3.重力
（1）重力的大小叫重量，重力计算公式：G=mg。
（2）重力的方向：竖直向下（指向地心）。
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（3）重力的作用点（重心）：重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则的物体，其重心在它的几何中心上。如球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。
4.弹力
（1）弹力大小：物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力；弹力的大小与弹性形变的大小有关；在弹性限度内，弹性形变越大，弹力越大。
弹力产生于直接接触的物体之间，任何物体只要发生弹性形变，就一定会产生弹力，不相互接触的物体之间不会发生弹力作用。
（2）弹力方向：弹力通常分为两类，一类是拉力（如橡皮筋、弹簧等），另一类是压力和支持力（如桌面对书本的支持力和书本对桌面的压力）。
物体受到的拉力方向与物体伸长方向相反；物体受到的压力方向垂直于两物体的接触表面并指向施力物体；物体受到的支持力方向垂直于两物体接触表面并指向施力物体。
（3）弹力作用点：弹力作用点画在物体的重心。
5.摩擦力
（1）摩擦力大小：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
（2）摩擦力方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反；摩擦力有时起阻力作用，有时起动力作用。
（3）摩擦力作用点：摩擦力作用点一般画在两物体接触表面，也可以画在物体的重心。
二、光学作图
1.根据光的反射定律作图
（1）反射定律：在光的反射现象中，入射光线、 反射光线 、法线同在同一个平面内（共面）；反射光线、入射光线分别位于法线两侧（分居）；反射角等于入射角（等角）。
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（2）根据入射光线作反射光线：先过入射点作垂直于反射面的法线(注：法线不是光线，应用虚线表示)，再根据反射角等于入射角在法线的另一侧画反射光线(注：反射光线一定要用箭头表示)。
（3）根据反射光线作入射光线：先过反射点（也就是入射点）作垂直于反射面的法线(注：法线不是光线，应用虚线表示)，再根据反射角等于入射角在法线的另一侧画入射光线(注：入射光线一定要用箭头表示光线射向反射面)。
2.平面镜作图
（1）平面镜成像的特点：1）平面镜所成的像和物体到镜面的距离相等；2）像与物体的大小相等；3）像与物体的连线与镜面垂直；4）像与物左右相反；5）成正立虚像。
（2）作图的规范化要求：平面镜的反射面和非反射面不能混淆，平面镜的非反射面要画上短斜线；实际光线（入射光线和反射光线）要画成实线，并用箭头表示光行进的方向；虚像、法线和光的反向延长线要用虚线表示；为了表示实物和虚像的对称点，实物和虚像都要标上箭头或字母；要符合光的反射定律和平面镜成像的特点。
（3）平面镜作图题的类型和解法
1）确定平面镜的位置：像物关于镜面成轴对称。
根据入射光线和反射光线位置确定平面镜的位置：①找到入射光线和反射光线及其交点；②画法线：根据光的反射定律知，反射角等于入射角，所以反射光线与入射光线的角平分线即为法线；③画平面镜（画实线），平面镜与法线垂直；④用短斜线标出平面镜背面。
2）根据像与物的位置确定平面镜的位置：①将像与物的对应点连接（画虚线）；②作此虚线的垂直平分线（画实线），即平面镜的位置；③在平面镜的一侧画上短斜线。
3）确定平面镜所成像的位置
根据反射光线位置确定像的位置（根据光的反射定律作图）：①画出物体上一点发出的任意两条入射光线，并分别划出反射光线；②将反射光线延长，并找到交点，交点即为物体上那点的像。
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根据像与物到平面镜的距离相等确定像的位置（根据平面镜成像特点作图）：①在物上取任意两点A，B分别过这两点作到平面镜的垂线，并延长；②在延长线上取点A′到平面镜的距离与A到平面镜的距离相等，同理找到B′点；③根据这两个对应点的位置就可以大致画出像的形状和位置了，如果还画不出来，可以多选几个对应点。
4）确定物的位置（寻找点光源）：根据反射定律分别作出反射光线对应的入射光线。这两条直线的交点即入射光线的交点，为发光点S的位置；可利用反射光线先确定像的位置，再由像确定物的位置。
5）作通过指定点的反射光线：首先根据平面镜成像的特点作出已知发光点的像点，再连接发光点和像点，连线与镜面的交点即为入射点，最后画出入射光线和反射光线。
3.光的折射作图
（1）作图依据：光的折射定律。
（2）作图要求：1）实际光线（入射光线和折射光线）要画成实线，并用箭头表示光行进的方向，实物用实线表示；2）光的反向延长线和虚像要用虚线表示；3）法线要与界面垂直，且画成虚线。
（3）主要作图步骤：先要弄清楚光从哪种介质射入另一种介质，后清楚折射角与入射角的大小关系，然后根据折射定律完成光路图。
（4）光的折射作图题的类型和解法
1）已知入射光线作折射光线：过入射点作法线（要画成虚线）；确定入射角；根据折射角与入射角的大小关系在另一种介质和法线的另侧作出靠近或远离法线的折射光线。
2）已知折射光线作入射光线：过折入射点（即入射点）作法线（要画成虚线）；确定折射角；根据折射角与入射角的大小关系在另一种介质和法线的另侧作出入射光线。
3）作通过指定已知点的折射光线：连接光源和已知点（画虚线）就与分界面有个交点，入射点就在该交点和已知点之间的分界面位置上。
4.透镜作图
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（1）已知入射光线（或折射光线）作折射光线（或入射光线）。
（2）根据入射光线和折射光线，确定透镜类型及位置：首先要比较折射光线与入射光线，若折射光线比入射光线更加会聚，则一定是凸透镜；反之就是凹透镜。
先将对应的光线连接起来形成光路，再进一步判定透镜对光线是起会聚作用还是发散作用。如果入射光线经过透镜的折射后，折射光线比入射光线更靠近主光轴，透镜则是个凸透镜；折射光线比入射光线更远离主光轴，透镜则是个凹透镜，透镜在光线发生偏折后的位置上。
三、简单机械作图
1.杠杆作图
（1）分析杠杆受力：杠杆在动力和阻力的共同作用下处于平衡状态，所以动力和阻力的作用效果“相反”，据此判断二力方向；另外，二力的作用点均在杠杆上。
（2）力臂作图步骤：找支点、画力线、点线引出垂线段。
（3）杠杆中最小力的作法：将支点和力的作用点相连为最长力臂，依据题干中给出的已知力方向，确定最小力方向，在最长力臂末端沿最小力方向垂直画出的力即为最小力。
2.滑轮组绕线作图
（1）绳子段数n的计算方法：①距离关系确定：n＝Sh(S为绳端移动距离，h为重物移动距离)；②力关系确定：。
（2）找“起点”：根据“奇动偶定”的原则确定绳子的起点位置，即若n为偶数，绳子从定滑轮绕起，若n为奇数，绳子从动滑轮绕起。
四、电和磁作图
1.磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。
2.磁感线的特点：①磁体外部，从N极到S极；②磁感线是闭合的、连续的、不相交的曲线；③磁感线的疏密反映了磁场的强弱；④磁感线的方向与磁场的方向相同。
3.磁场的方向：与小磁针静止时N极的指向相同，S极所指方向与磁场方向相反。
4.安培定则的内容：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指指向就是通电螺线管的N极。
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一、力学作图
【典例1】（2018·钦州）请画出图中单摆小球所重力的示意图。
【解答】过球心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示。如图所示：
【典例2】（2018·孝感）如图所示，磁铁A紧贴电梯壁上，随电梯一起竖直向上作匀速直线运动，请画出磁铁A在竖直方向上的受力示意图。
【解析】根据题意，磁铁A紧贴电梯壁上，随电梯一起竖直向上作匀速直线运动，匀速直线运动为平衡状态，即受力平衡，故磁铁在竖直方向上受到的重力和电梯壁对磁铁的摩擦力是一对平衡力，重力的方向竖直向下，摩擦力的方向竖直向上，作用点都画在重心，如图：
二、光学作图
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【典例3】（2018·孝感）如图所示为凸透镜的焦点，BC为某光线经过平面镜后的反射光线，请在图中画出与BC对应的入射光线和光线BC经凸透镜后的折射光线。
【解析】涉及凸透镜或凹透镜的光路作图，应牢记凸透镜和凹透镜的三条特殊光线，在画图中灵活运用，像这一类的作图即可迎刃而解。
首先过B点作出垂直于镜面的法线，根据反向角等于入射角画出入射光线，如图；
再根据凸透镜的特殊光线作折射光线，即过焦点的光线经过凸透镜的折射后，平行于主光轴射出，据此画出折射光线，如图：
【典例4】（2018·常德）如图所示，画出入射光线AO的反射光线和折射光线。
【解析】题目已经过入射点O作垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角画出反射光线；根据折射角小于入射角画出折射光线。如图所示。
三、简单机械作图
【典例5】（2018·
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宜昌）如图甲所示，钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合，图乙是其中的一个杠杆。用钢丝钳剪铁丝时，将铁丝放在A处还是B处更省力呢？请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力的示意图和动力的力臂。
【解析】根据杠杆平衡条件知，在阻力、动力臂不变时，阻力臂越小越省力进行判断。从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂，根据力与力臂的关系确定F的作用点和方向。
本题考查对杠杆要素的认识和作图，关键是知道杠杆平衡的条件，即动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
要想用更小的力，阻力不变、动力臂不变，根据杠杆平衡条件知，要减小阻力臂，所以铁丝要靠近转轴A处。
由图知，人手对柄部作用力，使钳子将沿顺时针方向转动，所以阻力垂直钳口向上；从支点向动力作用线做垂线，垂线段的长度即为动力臂。如图所示：
【典例6】（2018·西宁）如图所示，曲杆ABC自重不计，O为支点，要使曲杆在图示位置平衡，请作出物体所受重力的示意图和施加在C点最小力F的示意图。
【解析】重力的方向是竖直向下的，过物体的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为物体所受重力的示意图；
由杠杆平衡条件F1 L1=F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，
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动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此连接OC，过C点垂直于OC斜向左下方的力，即为施加在C点最小力F的示意图，如下图所示：
四、电和磁作图
【典例7】（2018·北部湾）用笔画线代替导线将图中的电灯、开关接入家庭电路。
【解答】开关和灯泡应该串联连接，开关接灯泡顶部的接线柱，接电源的火线，确保开关断开时，灯泡不带电，灯泡的螺旋套接电源的零线。实物图如下：
【典例8】（2018·广东）如题图所示，①请将图中的“光控开关”、“声控开关”和灯泡用笔画线代替导线完成楼道灯自动控制电路，要求在光线较暗且有声音时灯才亮；②安装一个不受开关控制的三孔插座。
【考点】家庭电路。
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【解析】①因为要求在光线较暗且有声音时灯才亮，所以“光控开关”和“声控开关”必须一起控制灯泡，即应把它们与灯泡一起串联连接；连接时注意开关接火线，灯泡接零线；②根据“左零右火上地”的接线原则，用笔画线将三孔插座的三个孔的接线柱连接到相应的电线即可。连接情况如答图所示。
一、力学作图
1.（2018·北部湾）在图中画出南瓜受到重力G的示意图。
【解答】由图可知，重力的作用点在其重心上，方向是竖直向下的，表示符号为G；如图所示：
2.（2018•扬州）按题目要求完成如图：如图，A、B两球带异种电荷，画出A受到重力和吸引力的示意图。
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【解析】（1）找出重心，在重力的方向（竖直向下），画一带箭头的线段，表示物体所受的重力，这就是重力示意图；（2）A、B两球带异种电荷，异种电荷互相吸引，由此可知，A受到吸引力的方向向右。
【解答】本题考查了作力的示意图，作力的示意图时，应先确定力的作用点及力的方向，这是作力的示意图的关键。
重力的方向竖直向下，过A球的重心竖直向下画一带箭头的线段，并标上符号G；即为A受到重力的示意图；
由于异种电荷互相吸引，则A球受到B球水平向右的吸引力，作用点也在A球的重心，如图所示。
3.（2018•岳阳）请用力的示意图表示悬浮在水中的物体受到的浮力。
【考点】浮力。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于排开液体受到的重力。浸没在水中物体悬浮在水中，受到的浮力等于物体受到的重力。浮力如图所示。
4.（2018•白银）如图所示，乒乓球漂浮在水面上，请画出乒乓球受到的重力G和浮力F浮的示意图。
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【解析】作力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点。注意相等的力要画一样长。
根据乒乓球漂浮在水面上，则可判断乒乓球受到的浮力与重力是一对平衡力，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下，浮力大小等于重力，作用点在球重心上；根据力的示意图的做法，用一条带箭头的线段把浮力和重力的大小、方向、作用点分别表示出来。
【解答】乒乓球所受浮力的方向是竖直向上的，从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力，并标出F浮；
乒乓球的重力与浮力大小相等，方向相等，作用点都在重心，同理做出重力的示意图，如图所示：
5.（2018•聊城）踢出去的足球在操场上慢慢滚动后停下来，在图中请画由在操场上向左滚动的足球受力的示意图。
【解析】会对物体进行受力分析，知道重力的方向总是竖直向下的，会根据物体的运动状态确定摩擦力的方向，并且会用示意图表示物体受力情况。先对物体进行受力分析，然后确定物体的重心，再用示意图表示物体所受力的作用点和方向。
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【解答】因为足球在操场上慢慢滚动后停下来，所以足球受到与运动方向相反的摩擦力；同时足球受竖直向下的重力，过球心作竖直向下的重力G和水平向右的摩擦力f。此外，足球还受到地面对它竖直向上的支持力F，作用点可以画在足球的球心上，如图所示：
6.（2018·内江）如图所示为足球运动员顶出去的足球，试画出足球在空中飞行时的受力示意图（不计空气阻力）。
【解答】顶出去的足球在不计空气阻力的情况下，只受重力的作用，作用在球的重心，方向竖直向下，如图所示：
二、光学作图
7.（2018·福建）在如图中，根据平面镜成像特点画出物体AB在平面镜MN中所成的像。
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【解析】平面镜成像的特点是：像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换，即像物关于平面镜对称，利用这一对称性作出AB的像。
分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。如图：
8.（2018·内江）如图所示，小明利用一块平面镜使此时的太阳光水平射入隧道内，请你通过作图画出平面镜，并在图中标出反射角的度数。
【解析】根据光的反射定律可知，反射角等于入射角，则作出反射光线和入射光线夹角的角平分线就是法线的位置，再作法线的垂线即可画出平面镜；由图知，反射光线和入射光线的夹角180°﹣60°=120°，则反射角等于入射角等于60°；如图所示：
9.（2018·昆明）完成图中经过凸透镜后的两条光线。
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【考点】透镜的光路图。
【解析】在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。凸透镜的特殊光线有三条：过光心的光线其传播方向不变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。
【解答】过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。如图所示：
10.（2018·广东）如图所示，光线经过平面镜反射后射向凹透镜，请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线，并在图中标出入射角的度数_____。
【解析】涉及凸透镜或凹透镜的光路作图，应牢记凸透镜和凹透镜的三条光线，在画图中灵活运用，像这一类的作图即可迎刃而解。根据光的反射定律和凹透镜的特殊光线作图。
如图反射光线与镜面的夹角为60度，所以反射角为30度，根据反射角等于入射角画出入射光线，标出入射角30度，如图；
如图入射光线的延长线过凹透镜的焦点，则经过凹透镜折射后，平行于主光轴射出，据此画出折射光线，如图：
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11．（2015•贵港）当光从空气斜射入水中时，在水面发生反射和折射，如图所示，请你画出光的反射线和光的大致折射方向。
【考点】作光的反射光路图；作光的折射光路图。
【解析】根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出反射光线；根据光由空气斜射进入水中折射光线向法线偏折，折射角小于入射角作出折射光线。
解答：过入射点作出法线，然后在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；再在水中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：
12.（2018·桂林）如图所示，射向平面镜的一束光AO经镜面反射后沿水平方向OB射出图中，ON是∠AOB的角平分线，请在图中作出平面镜放置的位置并标出入射角α。
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【解析】由题知，OB为反射光线，题目已经过入射点作出入射光线AO与反射光线OB夹角的平分线（即法线），再过入射点作垂直于法线的平面镜即可，
入射角是入射光线与法线的夹角，如图所示：
13．（2018•玉林）在图中画出与入射光线对应的折射光线。
【解析】凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。仔细观察入射光线的特点，根据凹透镜的光学特点作图。
【解答】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
三、简单机械作图
14.（2018·成都）如图甲是教室里的学生座椅，乙图是它的侧面图，要在C点用最小的力F使座椅绕A开始逆时针转动，请在图乙中画出；①F的力臂②F的示意图。
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【解析】由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在A点，要求在C点用力，连接AC，则AC就是最长的动力臂L；由题意可知，要在C点用最小的力F使座椅绕A开始逆时针转动，则动力应垂直于力臂L向左，据此可画出最小动力F的示意图；如下图所示：
15.（2018·怀化）画出图中F的力臂L。
【解析】已知支点和力F的方向，根据力臂的画法，过支点作力的作用线的垂线段，即为F的力臂。
【解答】如图。
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16.（2018·淮安）画出图中动力F1的力臂L1。
【解析】力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点。②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线。③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂。
已知支点为O，过点O作力F1作用线的垂线段，即为F1的力臂L1，如图所示：
17.（2018·德州）手机自拍已成一种时尚。如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个轻质杠杆，O点是支点。请在图中画出：
(1)施加在A点最小的动力F1；
(2)力F2的力臂L2。_______。
【解析】当AO之间的连线作为力臂时，力臂是最大的。根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂一定，动力臂最大，此时动力最小；
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力F2是由重力产生的，故阻力的方向是竖直向下的，从O点作该力的作用线的垂线，即为力臂L2.如图所示：
18.（2018·菏泽）如图所示，杠杆OA在动力F1作用下处于静止状态，请你画出阻力F2及阻力臂L2。
【解析】重点是杠杆上的力和力臂的画法，注意阻力F2，千万不要画成物体的重力，阻力和重力是两码事，阻力是物体对杠杆的拉力，所以方向和大小与物体重力相同，但作用点不同。
如图，阻力为由于物体的重而产生的拉力，所以从B点竖直向下画出F2；
力臂为支点到力的作用线的距离，所以从O点向F2作垂线，垂线段即为力臂L2，如图：
四、电与磁作图
19.（2018·陕西）请在如图的括号中分别标出小磁针静止时该端的磁极名称和电源该端的“+”活“-”极。
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【解析】安培定则共涉及三个方向：电流方向、磁场方向、线圈绕向，告诉其中的两个可以确定第三个。
由图可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据安培定则可知，螺线管中电流的方向是向上的，故电源的右端为正极；
根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的右端为S极，左端为N极；如图：
20．（2018•广安）如图所示，小磁针静止时，标出电源的“+”、“﹣”极及小磁针的N极。
【解析】根据磁感线的方向确定螺旋管的N、S极，然后根据磁体间的相互作用确定磁针的N、S极，再利用安培定则确定电源的正负极。
【解答】因为磁感线总是从磁体的N极出发，所以螺旋管的右端为N极，左端为S极，则小磁针的右端为N极，根据安培定则可以判断出电源的左端为正极，右端为负极，如图所示。
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21.（2018·乐山）如图所示：小明闭合两开关后，发现两通电螺线管A、B相互排斥，请图中括号内分别标出A通电螺线管的N、S极和B通电螺线管的电源的“+“﹣“极。
【解析】右手螺旋定则应用时，要注意四指弯曲指向电流的方向，千万不要理解成线圈的绕向，有同学容易在这点混淆，有个简单的方法，即使用右手螺旋定则前先把电流方向标在线圈上。根据安培定则进行判断。
右手握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则大母指的指向即为螺线管的磁场方向，即大母指所指的右端即为左侧螺线管的N极，则左端为S极；
因为两通电螺线管A、B相互排斥，根据同名磁极排斥可知，B螺线管左端为N极，则右手大母指向左握住螺线管，可以判断，电源的右端为正，左端为负，如图：
22.（2018·眉山）根据左侧电路实物图，在右侧方框内画出对应的电路图。
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【解析】从电源的正极开始，按照电流的方向，依次串联各元件符号，到电源的负极，最后把电压表并联在灯泡两端。
【解答】从电源正极开始，依次串联开关、电流表、滑动变阻器、灯泡到电源负极，最后把电压表并联在灯泡两端。如图所示：
23.（2018·眉山）投影仪灯泡功率很大，所以需要风扇散热，使用后，应先关闭灯泡L，再关闭风扇M；请用笔画线表示导线在如图中把电路连接完整，要求实现：先断开开关S1，灯泡熄灭，风扇继续转动，再断开开关S2，风扇才停止转动：若只闭合开关S1，灯泡不亮。
【解析】先分析题意，得出灯、电风扇的连接方式，以及两个开关的位置，据此连接电路，注意开关要接在火线和用电器之间。
【解答】由题知，先断开开关S1，灯泡熄灭，风扇继续转动，再断开开关S2，风扇才停止转动，灯和风扇并联；
若只闭合开关S1，灯泡不亮。由此可知S1在灯所在支路上，S2在干路上，如图所示：
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24.（2018·遂宁）如图所示，弹簧测力计下悬挂一条形磁体，当开关闭合，弹簧测力计示数变小。请标出电磁铁的S极和用“+”标出电源的正极。
【解析】由题意可知，开关闭合后弹簧测力计的示数减小，则螺线管与条形磁铁应相互排斥，故可知螺线管的上端磁极，则由右手螺旋定则可知线圈的环绕方向。
解答：开关闭合后弹簧测力计的示数减小，即弹簧变短，说明两磁铁相互排斥；则由磁极间的相互作用可知，电磁铁的上端应为N极，下端为S极；由安培定则可知，电流应由电磁铁的下端流入，故电源的左端为正极，如图所示：
25．（2018•青岛）设计一个病床呼叫电路。要求：开关S1控制指示灯L1和电铃；开关S2控制指示灯L2和电铃。请在图中连线，形成符合要求的完整电路图。
【解析】此题主要考查学生会设计串联电路和并联电路，本题的关键是正确分析两灯以及电铃的连接方式。两个指示灯并联连接，开关控制对应病床的指示灯，两开关都能控制电铃。由此分析电路连接并画出电路。
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【解答】由题知，S1控制指示灯L1，S2控制指示灯L2，说明两灯互不影响，即两灯并联，而两个开关都能控制电铃，所以电铃串联在干路上，如图所示：
26．（2018•烟台）学习了电路相关知识后，小明想给自家的养殖场设计一种呼叫装置，要求前后门来的客人均可呼叫，前门来的客人关闭开关，办公室的电铃响、红灯亮；后门来的客人关闭开关，办公室的电铃响、绿灯亮。请在图中帮助他画出符合要求的电路图（导线不得交叉）。
【解析】本题是实物连接的问题，关键根据现象判断各元件间的连接方式。根据要求设计电路，一般电路有三种情况：串联、并联、部分短路。红灯亮、铃响表示前门来人，绿灯亮、铃响表示后门来人，说明两灯互不影响、独立工作即为并联，且前门的控制开关与红灯在同一支路，后门的控制开关与绿灯在同一支路，均为串联关系；而无论前门还是后门来人都会响铃说明铃串联在干路中，据此连接实物电路图。
【解答】由题意知，两个电灯为并联，且各有一个开关控制，而电铃串联在干路中；即绿灯亮、电铃响时表示人在后门按后门开关，红灯亮、电铃响时表示人在前门按前门开关，电路图如图所示：
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