Question

27、作图题
（1）如图所示，请根据图中折射光线作出入射光线

（2）一束光线从空气斜射到水面发生反射和折射，请在下图中作出反射光线和折射光线

（3）通电螺线管通电时，小磁针指向如图所示，请标出通电螺线管的N极和电源的正极

（4）如图所示，O为支点，请画出力F₁和F₂的力臂

（5）小奋同学利用定滑轮可以改变施力方向的特点，设计了如图所示的一种拉动窗帘的简易装置，在窗子的右侧拉动拉线，就可以实现窗帘的打开与闭合．
小锋同学看到小奋同学的设计后想，我家的落地窗很大，能不能将小奋同学的设计改进一下，使得人在窗子的两侧都能通过拉动拉线，来实现窗帘的打开与闭合．经过和小奋的讨论研究，他们在右图设计的基础上，又增加了三个定滑轮，实现了人在窗子的两侧都能通过拉动拉线，来打开或闭合窗帘，请在右图画出他们的设计图．

Answer 1

分析：（1）根据出射光线的特点，平行于主光轴，结合凹透镜的三条特殊光线，即可画出对应的入射光线．
（2）根据入射光线，确定了入射点，画出法线，然后利用光的反射规律和折射规律，画出对应的反射光线和折射光线．
（3）利用小磁针的N极，结合磁极间作用规律，确定螺线管的N、S极，再利用右手螺旋定则，确定螺线管中电流方向，进而确定电源的正负极．
（4）根据力臂的定义，从支点向力的作用线引垂线段．从而可以画出力臂．
（5）在第一个图向右拉动可以实现窗帘的闭合的基础上，适当的增加定滑轮来改变其拉动的方向．

解答：解：（1）出射光线平行于凹透镜的主光轴，根据凹透镜的三条特殊光线可知，射向另一个焦点的入射光线经过凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴．由此延长线过焦点．由此可画出其入射光线如下图所示．
（2）过入射点做出其法线，从而确定了入射角，利用光的反射规律，反射角等于入射角，由此即可做出对应的反射光线；由于光从空气进入水中，所以其折射角要小于入射角．由此可以做出其对应的折射光线．答案如下图所示．
（3）小磁针的右端为N极，则螺线管的左端为S极，右端为N极．
利用右手螺旋定则，结合线圈的绕向和螺线管的N极，即可确定螺线管中电流的方向，即从螺线管的左端流入，右端流出．进而可以确定电源的左端为正极．答案如下图所示．
（4）从支点O分别向动力F₁、阻力F₂的作用线引垂线，就可以画出两个力的力臂．答案如下图所示．
（5）为了保证向一侧拉线，窗帘向两个方向运动，所以窗帘的自由端与绳子的连接方式不变．
图1所示的是向右拉的情况，要在左侧拉，就要在左侧定滑轮的下面增加一个定滑轮，其位置与与右侧下面定滑轮的位置相同．为了保证绳子能够自由的左右上下滑动，就需要在绳子左右两侧的最下端各再增加一个定滑轮．故答案如下图所示．

点评：在做光路图时，一些细节问题要注意：实际光线的箭头不能漏掉；虚线实线要分开；有角度的一定要标清楚角度．
在设计滑轮组的这一问中，通过左面图的类比是解决此题的关键．