中考物理光學(xué)力學(xué)作圖題解析

1、2009年中考物理光學(xué) 力學(xué)作圖題分析黑河市教師進(jìn)修學(xué)校 王桂梅光學(xué)作圖題分析光學(xué)作圖題主要涉及到以下幾種類型：（1）已知入射光線，根據(jù)光的反射定律作圖；（2）利用平面鏡成像特點(diǎn)作出物體在平面鏡中的像；（3）利用光的反射定律作出物體在平面鏡中的像；（4）利用光的折射規(guī)律作圖；（5）光在兩種介質(zhì)分界面上同時(shí)發(fā)生反射和折射；（6）光經(jīng)過凸透鏡折射；（7）利用凸透鏡成像規(guī)律作圖。已知入射光線，根據(jù)光的反射定律作圖1.（北京市）如圖甲，AO為入射光線，ON為法線。請畫出入射光線AO的反射光線。分析：這是一道簡單的利用光反射定律作圖的題。在圖中給出了平面鏡、入射光線和法線，要求畫出反射光線。只要掌握光反

2、射定律，根據(jù)光反射定律作圖就可以了。光的反射定律：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線和法線都在同一個(gè)平面內(nèi)，反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。OAN平面鏡甲OAN平面鏡B乙解答見圖乙。 利用平面鏡成像特點(diǎn)作出物體在平面鏡中的像2. （江蘇?。└鶕?jù)平面鏡成像特點(diǎn)，在圖中畫出物體AB在平面鏡MN中所成的像AB。分析：這是一道根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)作圖的題。平面鏡成像特點(diǎn)是：像與物關(guān)于平面鏡對稱，像與物等大，所成的像是虛像。作圖時(shí)首先根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)：像與物關(guān)于平面鏡對稱，作出物體AB上兩點(diǎn)A和B在平面鏡中的像A和B，然后連接A、B兩點(diǎn)，AB即為AB在平面鏡中的像。作圖時(shí)注意：由于平面鏡

3、所成的像不是實(shí)際光線會(huì)聚成的，是虛像，所以像AB要用虛線表示。ABMNAB乙ABMN甲解答見圖乙利用光的反射定律作出物體在平面鏡中的像3. （哈爾濱市）請利用光的反射定律，在圖甲中作圖確定蠟燭上A點(diǎn)在平面鏡中像的位置。分析：這也是一道關(guān)于平面鏡成像的作圖題，但題目要求是根據(jù)光的反射定律確定某一點(diǎn)的像的位置。要利用光的反射定律確定某一點(diǎn)在平面鏡中像的位置，至少要畫從這點(diǎn)發(fā)出的兩條入射光線，依據(jù)光的反射定律畫出它們的反射光線，反射光線的反向延長線的交點(diǎn)就是這一點(diǎn)在平面鏡中像的位置。從A點(diǎn)任意畫兩條入射到平面鏡上的光線AB、AD，入射點(diǎn)分別為B和D，根據(jù)光的反射定律畫出AB的反射光線BC，AD的反射

4、光線DE，反射光線BC、DE的反向延長線的交點(diǎn)A即為A點(diǎn)的像。作圖時(shí)注意由于反射光線的反向延長線不是實(shí)際的光線，所以要用虛線。AA乙BDCE解答如圖乙。A甲利用光的折射規(guī)律作圖4. （山東省、廣東?。┤鐖D甲AO表示從空氣斜射向平行玻璃磚上表面的一束光，請大致畫出這束光通過玻璃磚的光路圖。分析：這是利用光的折射規(guī)律作圖題。光線從空氣斜射入玻璃磚上表面通過玻璃磚的過程，實(shí)際上是經(jīng)過這樣兩次折射：光線由空氣斜射入玻璃、再由玻璃斜射入空氣中。只要掌握光的折射規(guī)律：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向要發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射，光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線偏折。進(jìn)行作圖就可

5、以了。光由空氣（光疏媒質(zhì)）斜射入玻璃（光密媒質(zhì)）時(shí)，折射光線向法線偏折，光線由玻璃（光密媒質(zhì)）斜射入空氣（光疏媒質(zhì)）時(shí)，折射光線偏離法線。作圖時(shí)注意：光由空氣斜射入玻璃時(shí)的入射角與光由玻璃斜射入空氣時(shí)的折射角相等，光由空氣斜射入玻璃時(shí)的入射光線與光由玻璃斜射入空氣時(shí)的折射光線平行。光從空氣斜射向平行玻璃磚，光經(jīng)過兩次折射后，出射光線的方向不發(fā)生改變，只是透過玻璃磚后發(fā)生“錯(cuò)位”。AO乙OAO甲解答見圖乙。光在兩種介質(zhì)分界面上同時(shí)發(fā)生反射和折射5.（昆明市）請你在圖中，作出光線由玻璃斜射入空氣時(shí)的反射光線和大致的折射光線。分析：這是一道利用光的反射定律和光的折射規(guī)律作圖的題。這道題既涉及到光的反

6、射，又涉及到光的折射，光的反射是在同一介質(zhì)中發(fā)生的，遵循光的反射定律；光的折射是發(fā)生在兩種不同介質(zhì)中，是光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折。根據(jù)光的反射定律作出光線AO在玻璃中的反射光線OB，根據(jù)光的折射規(guī)律作出光線AO在玻璃與空氣分解面處由玻璃進(jìn)入空氣中的折射光線OC。作圖時(shí)注意光線由玻璃（光密媒質(zhì)）斜射入空氣（光疏媒質(zhì)）中時(shí)，折射光線要偏離法線，這時(shí)的折射角大于入射角。OAN玻璃N空氣乙BCOAN玻璃N空氣甲解答見圖乙。6.（廣州市）如圖所示水面上方有一發(fā)光點(diǎn)A1，水中另有一發(fā)光點(diǎn)A2，人在空氣中看到A2在水中的位置就是A1在水中像的位置，畫出：（1）A1發(fā)出的光經(jīng)水面反射進(jìn)

7、入人眼的光路圖。（2）A2發(fā)出的光進(jìn)入人眼的光路圖。分析：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向要發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射。光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線偏折。平靜的水面相當(dāng)于平面鏡，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)：像與物關(guān)于平面鏡對稱，可以確定A1點(diǎn)在水中像的位置A1。根據(jù)題中敘述A1也是人眼看到的A2點(diǎn)在水中的位置。人眼看到A2在水中的位置實(shí)際上是A2在水中像的位置，要比A2點(diǎn)在水中的實(shí)際位置淺些。水中A2點(diǎn)的光線經(jīng)水面折射后射入人的眼睛，這條折射光線的反向延長線經(jīng)過A1點(diǎn)在水中的像（A2在水中的像）A1點(diǎn)。連接A1點(diǎn)和人眼交水面于O點(diǎn)，則O點(diǎn)為入射點(diǎn)，O到人眼這條光線即為A

8、 1發(fā)出的光經(jīng)水面反射的反射光線，OA1為這條反射光線的反向延長線，所以要用虛線。連接A1O即為A1點(diǎn)的入射光線，連接A2O即為A2點(diǎn)的入射光線。這道題的作圖既要用到平面鏡成像特點(diǎn)知識(shí)，同時(shí)又要用到光的折射的知識(shí)。A1A2空氣水眼乙空氣水眼A1A2甲解答見圖乙。OA1光經(jīng)過凸透鏡折射作圖7. （吉林省）在圖甲中畫出經(jīng)凸透鏡折射后的光線。分析：這是一道簡單的光經(jīng)過凸透鏡折射的作圖題。圖中給出的是兩條特殊的光線：一條是平行于凸透鏡主光軸的光線，另一條是經(jīng)過凸透鏡光心的光線。只要掌握平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在焦點(diǎn)上，經(jīng)過凸透鏡光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后方向不發(fā)生改變，作圖即可。乙FF

9、O甲FFO解答見圖乙。8.（沈陽市）如圖甲所示是照相機(jī)的原理圖，AB是AB的像。請畫出圖中與入射光線對應(yīng)的折射光線，并確定凸透鏡一側(cè)焦點(diǎn)的位置，用字母F表示。分析：這是關(guān)于照相機(jī)原理物體位于凸透鏡2倍焦距以外，成倒立、縮小實(shí)像的問題。圖中給出了物體AB經(jīng)凸透鏡后像AB的大小和位置，并且給出了A點(diǎn)發(fā)出的一條平行于主光軸的光線，要求確定凸透鏡焦點(diǎn)的位置。作圖時(shí)只要抓住平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后經(jīng)過焦點(diǎn)這一條特殊光線就可以了。由圖可知，A為A點(diǎn)像的位置。平行于凸透鏡主光軸的光線AC經(jīng)凸透鏡折射后折射光線一定經(jīng)過A點(diǎn)，連接CA即為入射光線AC的折射光線，由于平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡

10、折射后通過焦點(diǎn)，所以折射光線CA與主光軸的交點(diǎn)即為此凸透鏡的焦點(diǎn)F。解答如圖乙所示ABOABF乙CABOAB甲利用凸透鏡成像規(guī)律作圖9.（南昌市）如圖甲所示，是探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，光屏上所得到的像。請你在圖上大致畫出像所對應(yīng)的物體。分析：這是根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律作圖的試題。凸透鏡成像規(guī)律是：物體位于凸透鏡1倍焦距以內(nèi)時(shí)，在透鏡的同側(cè)成正立、放大的虛像；當(dāng)物體位于1倍焦距和2倍焦距之間時(shí)，在透鏡的另一側(cè)成倒立、放大的實(shí)像，像位于2倍焦距以外；當(dāng)物體位于2倍焦距時(shí)，在透鏡的另一側(cè)成倒立、等大的實(shí)像，像位于2倍焦距處；當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距以外時(shí)，在凸透鏡的另一側(cè)成倒立、縮小的實(shí)像，像位于1

11、倍焦距和2倍焦距之間。圖中給出像的位置是位于凸透鏡2倍焦距以外，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可以判斷，物體位于凸透鏡1倍焦距和2倍焦距之間，物體小于像的大小。題目要求在圖上大致畫出像所對應(yīng)的物體，如圖乙所示。我們也可以用作圖法精確的確定物體的位置和大小。在作圖時(shí)，應(yīng)用光經(jīng)過凸透鏡折射后的三條特殊光線中的任意兩條就可以精確的確定物體的位置和大小。這三條光線是：通過凸透鏡光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后方向不發(fā)生改變；平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點(diǎn)；通過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸射出。在這里我們選擇通過凸透鏡光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后方向不發(fā)生改變；平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點(diǎn)這兩條光

12、線作圖。精確作圖如圖丙所示。丙物FO2F像2FF2F2FFFO像甲2F2FFFO像乙物10.（黃岡市）人在水中看物體會(huì)成像在視網(wǎng)膜后，相當(dāng)于人眼的晶狀體變薄，潛水員戴上潛水鏡實(shí)質(zhì)是在眼前加上一個(gè)空氣層，如圖甲，請根據(jù)圖中已有的光路，完成光路圖，畫出物體A的大致位置。分析：這是一道光的折射規(guī)律和凸透鏡成像結(jié)合的試題，是光的折射規(guī)律和凸透鏡成像規(guī)律在實(shí)際中應(yīng)用的題。潛水員戴上潛水鏡實(shí)質(zhì)是在眼前加上一個(gè)空氣層，光線由水中斜射入空氣中要發(fā)生折射,折射光線要偏離法線。作圖時(shí)注意：由于光是由光密媒質(zhì)（水）斜射入光疏媒質(zhì)（空氣），折射光線要偏離法線，折射角大于入射角。解答如圖乙所示。甲潛望鏡視網(wǎng)膜網(wǎng)膜鏡水空

13、氣層乙A空氣層潛望鏡視網(wǎng)膜網(wǎng)膜鏡水力學(xué)作圖題分析力學(xué)作圖題主要涉及到以下幾種類型：（1）物體受力示意圖。包括靜止物體受力示意圖，運(yùn)動(dòng)物體所受摩擦力的示意圖，兩個(gè)物體疊加在一起運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力示意圖；（2）作用在杠桿上力的力臂；（3）滑輪組的繞繩方法。靜止物體受力示意圖11. （桂林市 百色市）如圖所示，重為10N的小球放在水平桌面上，請?jiān)趫D中畫出小球受到的支持力和桌面受到的壓力的示意圖。分析：題目要求畫出小球受到的支持力和桌面受到的壓力的示意圖，由于這兩個(gè)力都在豎直方向上，所以在作圖前，首先要對小球在豎直方向上的受力情況進(jìn)行分析。小球在豎直方向上受到豎直向下的重力、桌面對它的支持力，由于小球處于靜

14、止?fàn)顟B(tài)，所以這兩個(gè)力是一對平衡力，大小相等、方向相反、并且在同一條直線上，同時(shí)作用在小球上。由此可以畫出小球受到桌面對它的支持力F1。桌子受到小球的壓力和桌面對小球的支持力是一對作用力和反作用力，大小相等、方向相反、并且在同一條直線上，分別作用在小球上和桌子上。由此可以畫出桌子受到小球的壓力F2。解答見圖乙。F2=10NF1=10N乙甲 運(yùn)動(dòng)物體所受摩擦力的示意圖12. （昆明市）用大小為10N水平方向的力拉著物體A沿水平桌面向左勻速運(yùn)動(dòng)，在圖甲中用力的示意圖將物體A所受到的摩擦力表示出來。分析：首先對物體A在水平方向上的受力情況進(jìn)行分析。物體A在10N的水平拉力的作用下向左運(yùn)動(dòng)，說明物體受到

15、一個(gè)向左的拉力作用，由于桌面不是光滑的，所以物體A要受到一個(gè)摩擦力的作用，由于摩擦力的方向總是與物體相對運(yùn)動(dòng)的方向相反，所以物體A要受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反即水平向右的摩擦力的作用。又由于物體A在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明物體A在水平方向上受到的是一對平衡力，所以物體A受到的向右的摩擦力的大小與向左的拉力的大小相等，也是10N。作圖時(shí)注意：摩擦力的作用點(diǎn)可以在物體的重心上，也可以在物體與桌面的接觸面上。解答如圖乙（或丙）所示。丙A左右f=10N乙A左右f=10NA左右甲13.（河南?。┰谔骄俊澳Σ亮Φ拇笮∨c哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)木塊在水平桌面上勻速向右運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示。請畫

16、出木塊在運(yùn)動(dòng)過程中所受力示意圖。分析：首先對木塊進(jìn)行受力分析。木塊在豎直方向上受到豎直向下重力的作用和桌面對木塊豎直向上的支持力的作用，這兩個(gè)力是一對平衡力。木塊在水平方向上受到彈簧水平向右的拉力和桌面對木塊水平向左的摩擦力的作用，由于木塊在水平桌面上勻速向右運(yùn)動(dòng)，所以這兩個(gè)力也是一對平衡力。根據(jù)受力分析進(jìn)行作圖即可。作圖時(shí)注意：摩擦力的作用點(diǎn)可以在物體的重心上，也可以在物體與桌面的接觸面上。丙fFFNG乙FFNGf甲解答如圖乙（或丙）所示。兩個(gè)物體疊加在一起運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力示意圖14.（蘭州市）如圖甲所示，A物體放置在B物體上，A物體隨B物體在外力F的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)。請畫出A物體所受摩擦

17、力f和B物體所受重力G的示意圖（其中Gf）。分析：這是一道兩個(gè)物體疊放在一起運(yùn)動(dòng)的比較復(fù)雜受力分析問題。解決問題的方法是分別對每一個(gè)物體進(jìn)行受力分析。首先分析物體A的受力情況。物體A在豎直方向上受到豎直向下重力作用和物體B對它的豎直向上支持力的作用，這兩個(gè)力是一對平衡力。在水平方向上，由于與物體B接觸，并隨物體B由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，所以物體A受到物體B 向右的摩擦力的作用。對于物體B ，在豎直方向上受到豎直向下的重力的作用，物體A對它豎直向下的壓力的作用，桌面對它豎直向上的支持力的作用。在水平方向上，受到水平向右的拉力的作用，物體A對它水平向左的摩擦力的作用。物體A對B水平向左的摩擦力和物體B

18、對A 水平向右的摩擦力是一對作用力和反作用力。作圖時(shí)應(yīng)注意：題中已經(jīng)告訴B物體所受重力G大于A物體所受摩擦力f（Gf），所以在作力的示意圖時(shí)，表示B物體所受重力G的線段要比表示A物體所受摩擦力f的線段長些。摩擦力的作用點(diǎn)可以在物體的重心上，也可以在物體與桌面的接觸面上。解答如圖乙（或丙）所示。GBAFf乙BAFGf丙甲BAF作用在杠桿上力的力臂作圖15. （廣州市）如圖所示，粗細(xì)均勻的棒一端擱在地上，另一端與支點(diǎn)O連接。要求：（1）作出地面對棒的支持力和棒所受重力的示意圖；（2）畫出重力的力臂。分析：由于棒是粗細(xì)均勻的，所以棒的重心就在它的幾何中心，由此可以確定棒的重心的位置，可以畫出棒受到的重力。力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，從支點(diǎn)O向重力的（作用線）作用線反向延長線做垂線，垂線段L即為棒受重力的力臂。地面對棒的支持力的方向是豎直向上的，作用在棒與地面的接觸點(diǎn)上，由此可以作出地面對棒的支持力。作圖時(shí)注意：由于棒在豎直方向上受到向下的重力的作用，地面對棒豎直向上的支持力的作用，支點(diǎn)對棒向上的作用力，所以棒受到的重力大于地面對棒的支持力，所以作圖時(shí)表示棒受到的重力的線段的長度要大于表示地面對棒支持力的線段的長度。解答如圖乙所示。GLOF乙O甲滑輪組的繞繩方法作圖16.（沈陽市）如圖所示，用滑輪組沿水平地面拉動(dòng)物體A，請畫出最省力的繞繩