Question

作图

①图1中小球静止放在水平地面上．请在图中作出小球受力的示意图．
②如图2所示，请分别标出通电螺线管和小磁针的N、S极．
③完成图3中光路图．

Answer 1

分析：（1）静止在水平面上的小球受重力和支持力作用，根据重力方向竖直向下、水平面上物体所受支持力方向竖直向上以及规则物体的重心在物体的几何中心，过重心表示出重力和支持力的方向．
（2）据原题中的电源的正负极，利用安培定则可判断出该通电螺线管的N、S极，再利用磁化的知识判断出小磁针的两极．
（3）凹透镜又叫发散透镜，平行于主光轴的光线经凹透镜后发散，其发散光线的反向延长线会聚于主光轴上的点即为焦点；据光路的可逆性知，若入射光线的延长线过焦点，该光线经凹透镜后一定成为平行光．
（4）根据折射规律可知：当光从空气斜射入水中时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，入射角大于折射角．

解答：解：①由于此时小球受到重力和支持力的作用，这两个力的作用点都作用在其中心上，即按力的示意图的做法画出这两个力即可，如图所示：

②据安培定则，用右手握住螺线管，四指从右边的那根线入手去握，此时大拇指所指的就是螺线管的N极，即该螺线管的右边是N极；据磁极间的作用规律知，小磁针处于静止，即小磁针的左边与螺线管的左边是异名磁极，故小磁针的左边是S极，其右边是N极，其图如下：

③据通过凹透镜的三条特殊光线分析即可，即平行于主光轴的光线经凹透镜后发散，其发散光线的反向延长线会经过其另一侧的焦点，入射光线的延长线过焦点，该光线经凹透镜后一定成为平行光．答案见下图．

当光从空气中斜射入水中，故要先画出法线，空气中的入射光线与法线的夹角为入射角；水中的折射光线与法线的夹角为折射角．当光从空气斜射入水中时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，入射角大于折射角，答案见下图．

点评：本题考查了力的示意图、安培定则的应用及光路图的做法，是一道综合题，难度较大．