談初中物理圖像題

荊麗華

近年來，圖像題已成為各省市中考考查的熱點題型。物理圖像能形象地表達物理規(guī)律，直觀地描述物理過程，鮮明地表述各物理量之間的依存關(guān)系，是分析和解決物理問題的有效手段。同時，中考中這類考題提供的背景都來源于日常生產(chǎn)和生活，它靈活多樣，開放、綜合程度高，不拘泥于書本知識，它有效地考查了學(xué)生的閱讀、分析、歸納、整合、應(yīng)用等各方面能力。因此，很多學(xué)生面對圖像題束手無策，究其原因在于缺乏對初中物理圖像進行歸納分析的能力，對圖像中各元素的物理意義理解不到位，對圖像題沒有清晰的解答思路和方法。下面筆者將對初中物理常見的圖像進行分類總結(jié)，并以典型的圖像題為例來談?wù)勥@類考題的解答步驟和方法。

一、初中常見的圖像類型

1.熱學(xué)圖像——六個重要圖像

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2.物質(zhì)和運動圖像

（1）路程-時間圖像 （2）速度-時間圖像 （3）質(zhì)量-體積圖像

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3.電學(xué)圖像

（1）定值電阻的電流-電壓圖像 （2）燈泡的電流-電壓圖像

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二、圖像題的解題技巧

很多學(xué)生面對圖像題有畏懼心理，看到它們就眉毛胡子一把抓，常常對圖像中的信息找不準(zhǔn)、找不全，不能調(diào)動所學(xué)物理知識對圖像中的信息進行正確的解讀。筆者經(jīng)過多年研究，總結(jié)出能夠全面、正確分析圖像題的三個步驟。

1.研究坐標(biāo)軸

坐標(biāo)軸就像是圖像的門戶，只有弄清楚坐標(biāo)系縱軸和橫軸所代表的物理量才有可能認識圖像所表達的物理意義。有些圖像雖然其特征相同，但由于坐標(biāo)軸所代表的物理量不同，則反映的物理規(guī)律截然不同，如運動圖像中的路程-時間圖像和速度-時間圖像。

2.研究圖像趨勢

圖像趨勢一般可以分為直線、曲線或是折線。不同的趨勢代表著橫、縱軸物理量之間不同的函數(shù)關(guān)系。其中直線趨勢在初中物理圖像中考查的最多。過原點的直線不僅說明橫、縱軸物理量之間存在正比例關(guān)系，而且圖像斜率的大小也表示另一個物理量的值。學(xué)生也要熟悉常見的物理圖像中斜率所代表的物理意義，如路程-時間圖像的斜率為速度、速度-時間圖像的斜率為加速度、質(zhì)量-體積圖像的斜率為密度、電壓-電流圖像的斜率為電阻。

3.研究圖像交點

我們遇到的圖像題不可能總是唯一的圖線，在一幅圖像中往往包含多種圖像趨勢、多個物體同一物理量的比較。圖像之間的交點及其與兩坐標(biāo)軸交點（即截距）的坐標(biāo)值的物理意義，往往反映物理過程中某些特定的狀態(tài)。圖像之間交點說明有一組狀態(tài)量同時適合所描述的不同對象，故弄懂其意義會給我們的分析帶來很大的啟發(fā)和幫助。

下面就以一些常見的圖像題為例來談?wù)勆鲜霾襟E和方法的實際應(yīng)用。

例1.用圖像可以表示物體的運動規(guī)律，圖1中用來表示物體做勻速直線運動的是（ ）

A.②④ B.①③ C.①④ D.②③

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解析：在圖1的四幅平面直角坐標(biāo)系圖像中，②③的橫軸表示時間，縱軸表示路程；①④的橫軸表示時間，縱軸表示速度。根據(jù)物體做勻速直線運動的規(guī)律：速度始終不變的直線運動，即在任何相等的時間內(nèi)運動的路程相同。①③符合，即選項B正確。通過對比、反思，不難發(fā)現(xiàn)即使①②（或③④）的圖像趨勢相同，但由于縱軸代表的物理量不同，反映的物理規(guī)律就截然不同。①表示勻速直線運動，②表示靜止，③表示勻速直線運動，④表示勻加速直線運動。從以上分析發(fā)現(xiàn)，研究圖像首先要研究好坐標(biāo)軸。

例2.在某一溫度下，兩個電路元件甲和乙中的電流與電壓的關(guān)系如圖2所示。由圖可知，元件甲的電阻是 Ω，將元件甲、乙并聯(lián)后接在電壓為2V的電源兩端，則流過元件甲的電流是 A，流過元件乙的電流是 A。

解析：由圖可知，這是甲、乙兩個電路元件的電流與電壓圖像，圖中有兩種圖線趨勢：甲是過原點的直線，表示定值電阻的電流與電壓成正比；乙圖線是曲線，表示電壓隨著電流的增加而升高，常見元件是燈泡。甲是定值電阻，利用歐姆定律，從直線上任取一點，例如U=1V，I=0.2 A，易得R=5 Ω。將甲、乙并聯(lián)后接在電壓為2 V的電源兩端，根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點，可知甲、乙的電壓都是2 V，從圖像上易得流過元件甲的電流是0.4 A，流過元件乙的電流是0.2 A。

例3.兩個相同的容器分別裝了質(zhì)量相同的兩種液體，用同一熱源分別加熱，液體溫度與加熱時間關(guān)系如圖3所示。根據(jù)圖線可知（ ）

A.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容

B.如果升高相同的溫度，兩種液體吸收的熱量相同

C.加熱時間相同，甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量

D.加熱時間相同，甲液體溫度升高比乙液體溫度升高得多

解析：這是甲乙兩種液體的溫度與時間圖像，圖線都是過原點的直線，其斜率與物質(zhì)的比熱容有關(guān)。該題依據(jù)是公式：Q吸=Cm（t末-t初）。要比較公式中兩種物質(zhì)某一物理量之間的變化關(guān)系，可以利用控制變量法解答。兩個相同的容器分別裝了質(zhì)量相同的兩種液體，若用同一熱源分別加熱，單位時間內(nèi)熱源放出的熱量相等，如果加熱時間相同，在轉(zhuǎn)化效率為100%時液體吸收的熱量相等。當(dāng)加熱時間，即吸收熱量和液體質(zhì)量相同時，液體的比熱容與升高的溫度成反比，由圖像可知乙液體升高的溫度比甲多，因此甲的比熱容大于乙；當(dāng)升高相同的溫度時，由圖像得甲加熱的時間比乙長，因此甲液體吸收的熱量較多。綜合分析，選項A正確。

例4.如圖甲電路所示，電源電壓為9 V且保持不變，小燈泡標(biāo)有“6 V 6 W”的字樣，小燈泡的電流隨電壓的變化曲線如圖乙。求：

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（1）小燈泡正常發(fā)光時電阻為多少歐？

（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時，小燈泡的電功率為多少瓦？

（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時，整個電路10 s內(nèi)消耗的電能是多少焦？

解析：這是一道電路圖與電學(xué)圖像的綜合題，面對這類題首先分析電路，搞清楚電路的連接方式和工作狀態(tài)，再分析圖像中的信息，兩者結(jié)合找到合適的公式解題。本題從電路圖中看出是滑動變阻器和燈泡串聯(lián)，滑動變阻器電阻值的變化引起電流表及電壓表示數(shù)的變化，即燈泡電流和電壓的變化。圖像是關(guān)于小燈泡的電流隨電壓的變化曲線，從曲線上可以直接讀出燈泡的電流和電壓值。

（1）根據(jù)燈泡的銘牌“6 V 6 W”，RL=U2L/PL=（6 V）2/6 W=6 Ω

（2）由圖可知，燈泡電流為0.7 A時，電壓為3 V，P實=U實×I實=3 V×0.7 A=2.1 W

（3）當(dāng)電壓表示數(shù)為2 V時，由圖可知此時電路中的電流為0.5 A，則：

W=UIt=9 V×0.5 A×10 s=45 W

？誗編輯 董慧紅