初中物理图像专题复习

初中物理图像专题复习图像的作用物理现像的发生都有一定的规律性，为了研究其发生和发展规律，往往通过做一些实验取得相关的有限数据，作出相应的图像，再由图像分析、研究或确定发生或发展的规律性。图像是表示物理规律的方法之一，它可以直观地反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系，形像地描述物理规律。图像可以直观地反映状态、过程、趋势（规律）。为什么要对图像题进行专题复习图像题并不复杂，但学生对图像的认识是分散的、不完整的，需要通过专题复习，使学生上升到相互关联、整体的认知水平。一、怎样认识图像？二、图像中能获取什么信息？三、应用图像能解决什么问题。一、怎样认识图像？物理图像的共性1.纵、横坐标轴认识图像时，首先要从横、纵坐标轴开始，弄清两个坐标轴各代表什么物理量，以便了解物理图像反映的是哪两个物理量之间的相互变化关系．2．图像中的点物理图像中任意一个点往往对应着一个物理状态．如冰在加热时的温度随时间变化的关系图像（如图），点Ａ表示冰在吸热升温过程中处于温度为－4℃的固体状态．物理图像中的“拐点”又具有特殊的物理意义，它是两种不同情况的交界，是物理量发生突变的点．图中的点Ｂ表示冰将要开始发生熔化现像，点Ｃ表示冰的熔化现像将结束．3．图像中的线图像中的一段线往往表示一个物理过程。图中的线段ＢＣ表示冰的整个熔化过程——吸热而不升温．4．斜率图像中某一点切线的斜率一般对应着一个新的物理量。例如物体的路程随时间变化的ｓ－ｔ图像中的斜率表示物体在该点时的瞬时速度ｖ。导体两端的电压与通过导体中的电流的Ｕ－Ｉ图像中的斜率表示导体的电阻Ｒ。同种物质的质量与其体积大小关系的ｍ－Ｖ图像中的斜率表示物质的密度ρ．写成一般式为斜率＝纵坐标物理量的增量／横坐标物理量的增量＝新的物理量的大小．5．面积某些物理图像其图线与横坐标轴的某一区间的图线所围成的面积又常表示一个新的物理量的大小。分析图像时，求出面积，往往会使物理问题的解答更为方便些。例如图中的阴影部分面积的大小等于物体在0～ｔ0时间内所通过的路程．6．截距截距是指图线与两个坐标轴的交点所代表的坐标数值，该“数值”具有一定的物理意义．例如图中的纵截距表示冰开始加热时的初温，横截距表示冰开始熔化的时刻．7.认识图像，发现规律的数学基础yxO正比例函数y=kx(x0)一次函数yxOy=kx+b(b0)反比例函数yxOxky=(x0)二次函数yxOy=kx2(x0)二、从图像能获取什么信息？1．图像可以演示物理变化过程，把握变化规律2．运用函数图像可以描述物理量之间的关系3．利用函数图像确定物理量的大小，以及确定物理量的范围4．通过实验数据利用函数图像分析数据得出准确得结论1．图像可以演示物理变化过程，把握变化规律用图像法来描述物理过程则更直观，可以描述出其变化的动态特征，帮助学生理解物理变化过程，避免一些知识死记硬背，学会从图像中获取信息的能力，使一些知识更简单、明朗。例如：左图是海波熔化图像。通过图像明确了海波是晶体，此图像是吸热图像，晶体熔化时要吸热，该晶体的熔点是50℃；BC段是海波熔化过程，熔化过程中温度不变，熔化经过了4分钟，熔化后继续吸热，温度继续升高。2．运用函数图像可以描述物理量之间的关系当某个物理量一定时，用图像可以直接的看出另两个物理量之间的关系，是成正比或反比。这是数学在物理中的应用，弄清两个坐标轴各代表什么物理量，以便了解图像所反映的是哪两个物理量之间的相互转化关系，例如在研究电阻不变的情况下，电流与电压的关系。如果我们把电阻A和电阻B根据实验数据已经作出了如图所示的图像后，从图中明确了无论电阻A还是电阻B，电压增大电流也随着增大，不管怎么变化，电压与电流的比值始终不变，其比值等于该电阻的阻值。RA=5Ω，RB=10Ω，R=U/I即电阻一定时，电流跟电压成正比。或者电阻一定时，电流之比等于电压之比（I1/I2=U1/U2）。类似这样的还有压强与受力面积、压力的关系；同种物质质量与体积的关系；路程与时间、速度的关系等，都可以用函数图像找出相关物理量之间的函数关系。3．利用函数图像确定物理量的大小，以及确定物理量的范围这样做可以避免一些复杂烦琐的运算，利用了图像使复杂的简单化，比如：有两个阻值不同的定值电阻R1、R2，它们的电流随电压变化的I—U图线如图所示．如果R1、R2串联后的总电阻为R串，并联后的总电阻为R并，则关于R串、R并的I—U图线所在的区域，在哪一区域。4．通过实验数据利用函数图像分析数据得出准确得结论很多时候单凭数据不能得出很准确得结论，通过描点作出图像，就很轻松了，而且能明确几个物理量之间的关系。如“在探究重力的大小与什么因素有关”时，把质量不同的钩码吊在弹簧测力计下面，测量它们所受的重力，把测得的数据记录在下表中。请在如图所示的坐标中标明适当的标度（要求合理利用这些坐标格），根据表中的数据在坐标中描点作出重力与质量关系的图像。质量m/kg0．10．20．30．40．5重力G/N1．01．92．94．04．9三、图像题一般涉及的三类问题1.认识图像，发现规律。2.根据数据，作出图像。3.认识图像，获取信息，应用规律，解决问题1.认识图像，发现规律解该类型的题一般应注意：(1)识别或认定图像横坐标和纵坐标所表示的物理量(对象)，弄清情景所描述的物理过程及其有关的因素和控制条件。弄清图像所表达的物理意义（图像拐点、起点、终点的含义）。(2)根据图像的变化情况确定两个物理量之间的关系，并给以正确描述或做出正确判断。分析图像的变化趋势或规律。典例突破例：从图4的四幅图像得到的下列信息中，不正确的是（）A.图甲说明物体所受重力跟它的质量成正比B.图乙表示物体正以5m/s的速度作匀速运动C.图丙告诉我们小灯泡的电阻值是固定不变D.图丁警示我们一个多世纪以来人类能源消耗急剧增长表示物体的运动规律例：图甲、乙中表示物体做匀速直线运动的是_________段，表示物体处于静止状态的是____________段．认识图像发现规律典例突破1.在测定液体密度的实验中，液体的体积（Ｖ）和液体与容器的总质量（ｍ总）可分别由量筒和天平测得．某学生通过改变液体的体积并测得相应的总质量而画出了有关ｍ总－Ｖ的图像．在图中能正确反映液体和容器的总质量跟液体的体积关系的是（）认识图像发现规律随堂精练解析根据题意，ｍ总＝ｍ器＋ｍ液＝ｍ器＋ρ液Ｖ液，其中ｍ器和ρ液都为常量，很显然当Ｖ液＝0时，ｍ总＝ｍ器≠0，所以选项Ａ和Ｃ是错误的；当Ｖ液不为零时，ｍ总随着Ｖ液的增大而增大，也就是说ｍ总－Ｖ的图线是直线上升的，而不是直线下降的，所以选项Ｄ也不正确．正确答案为选项Ｂ．2.（2011年鸡西市）通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图像如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端。下列分析正确的是（）A．R甲∶R乙=2∶1B．U甲∶U乙=2∶1C．I甲∶I乙=2∶1D．I乙∶I甲=2∶1随堂精练认识图像发现规律认识图像发现规律随堂精练3.小张看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,他沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是图中的()2.根据数据，作出图像例：某实验小组为了探究通过电阻的电流跟它两端电压的关系，设计了如图1所示的电路（电源电压3V恒定）（1）请你根据电路图，用笔画线代替导线在图2中完成实物电路连接（要求电表选择合适的量程，导线不能交叉）．（2）连接电路时开关应________，闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于_____端（选填“左”或“右”）．（3）闭合开关，调节滑动变阻器得到如下数据实验次数12345电压U/V1.01.52.02.53.0电流I/A0.20.30.40.50.6a、该定值电阻的阻值R=____Ω；b、根据上述数据，在如图所示的坐标系中做出I一U关系图像；c、从实验可以得出：通过电阻的电流跟它两端的电压成____比；d、第3次测量时，滑动变阻器连入电路的阻值是________．注意：1、图像应有物理意义；2、图像应反映物理量变化趋势。例：在“观察水的沸腾”实验中，小明同学的实验数据如下表：时间/min01234567温度/℃909294989897981．从表中的数据可以看出，在第________min记录的数据明显错误，判断的理由是_______________。2．由表中数据可知，水的沸点是________℃，此时液面上的气压________1标准大气压（选填“小于”、“大于”或“等于”）。3．小明观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况如图甲、乙所示，其中________图是水在沸腾时的情况。4．请指出丙图中实验操作的错误是：_________。5．3min记录温度时，温度计示数如图丁所示，此时温度为___℃。6．请根据上表的数据，在下图的坐标中描点画出水的温度随时间变化图像。解该类型的题一般要过图像(坐标轴)上的点作横轴和纵轴的垂线,通过比较横坐标或纵坐标的大小,再联系物理量之间的关系使问题得解3.认识图像，获取信息，应用规律，解决问题认识图像解决问题典例突破例.小明从家里去上学，如图所示，是他上学过程中的路程一时间图像，请你判断小明在哪一段时间内动能最大()A.在t1～t2时间内，小明的动能最大B.在t2～t3时间内，小明的动能最大C.在O～t1时间内，小明的动能最大D.无法判断认识图像解决问题随堂精练1.某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像,如图所示。根据图像可以判断()A．0~5s内，小车的平均速度是0.4m/sB．0~7s内，小车的平均速度是1.5m/sC．2s~5s内，小车在运动2mD．5s~7s内，小车运动的平均速度是1m/s1.现有一个电源电压为10V的电源和一个“12V，12W”的灯泡，灯泡的电流随电压变化关系图像如图所示.（1)把电源和灯泡构成一个闭合电路，求灯泡的电功率；(2)若在（1）问的电路中再串联一个规格为“20Ω”的滑动变阻器和量程为0-0.6A的电流表，求滑动变阻器接入电路电阻的最小值；(3)若把该电源和一个定值电阻R0=10Ω以及上述滑动变阻器构成串联电路，求滑动变阻器R电功率的最大值。解:(1)把电源和灯泡构成一个闭合电路时UL=10V由图像得IL=0.9A则P=UL×IL=9W随堂精练(2)为保证电路安全，电路中的最大电流是0.6A,由图像知,灯泡两端电压是U’L=4V。变阻器两端电压是U’=U-U’L=6V变阻器最小电阻是:U’6VR’===10ΩI’0.6A(3)滑动变阻器的电功率:因此当R=10欧时,电功率P有最大值,最大值Pm=2.5w随堂精练2.两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如下左图所示，现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端，下列分折正确的是()A．乙消耗的电功率为0．9WB．甲消耗的电功率为0．45WC．甲中的电流小于乙中的电流D．甲的电阻值大于乙的电阻值3.用稳定的热源给一个物体均匀加热，设物体吸收的热量与加热时间成正比，得到其温度随时间变化的曲线如图所示，那么它在固态时的比热容与液态时的比热容之比是（）Ａ．1∶2Ｂ．2∶1Ｃ．1∶4Ｄ．4∶1随堂精练解析由图可知，图线ＡＢ段表示物体在固态吸热升温的过程，加热时间为2ｍｉｎ，设其吸收的热量为Ｑ，温度变化为Δｔ１＝40℃；图线CD段表示物体在液态吸热升温的过程，加热时间为4ｍｉｎ，吸收的热量应为2Ｑ，温度变化Δｔ２＝20℃．物体在发生状态变化时，其质量不变，设为ｍ，根据比热公式ｃ＝Ｑ／ｍΔｔ，得ｃ固／ｃ液＝（Ｑ固／Ｑ液）·（Δｔ２／Δｔ１）＝（1／2）×（20／40）＝1／4．所以正确答案为选项Ｃ．4.如图甲电路所示，电源电压为9V且保持不变，小灯炮标有“6V6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙．求：（1）小灯炮正常发光时电阻为多少欧?（2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的电功率为多少瓦?（3）当电压表的示数为2V时，整个电