例析初中物理圖像試題中信息的“過與不足”

(江蘇省鎮(zhèn)江四中，江蘇 鎮(zhèn)江 212001)

有關(guān)物理圖像的問題，不僅可以考查學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力，而且對于學(xué)生了解物理過程有著較高的要求，因而圖像問題一直以來都是初中物理考試命題的熱點(diǎn)．但是由于命題者的緣故，有些試題中圖像所給出的信息存在過多或不足的問題，本文具體分析其中問題，并給出改進(jìn)意見，供大家參考．

1 圖像所給的信息有“過”

圖1

例1 (2013年湖北省咸寧市)如圖1所示，電源電壓為U保持不變，R0為定值電阻．閉合開關(guān)，電流表A的示數(shù)為I，電壓表V1的示數(shù)為U1，電壓表V2的示數(shù)為U2．移動滑動變阻器得到在不同電流下的U1—I圖線和U2—I圖線，如圖2所示．

(1)隨著電路中電流的增大，電壓表V1的示數(shù)U1，電壓表V2的示數(shù)U2(選填“減小”或“增大”)；

(2)在U—I坐標(biāo)中兩條圖線在Q點(diǎn)相交，此狀態(tài)滑動變阻器連入電路的阻值是Ω；

(3)請根據(jù)圖像求電源電壓U和定值電阻R0的阻值．

分析：圖2中電流隨電壓變化是由于滑動變阻器的滑動造成的，當(dāng)滑動變阻器的滑片從圖1中最左端逐漸向右滑時，變阻器接入電路中的電阻逐漸減小，電路中的電流逐漸增大；當(dāng)變阻器接入電路中阻值為0時，電路中電流達(dá)到最大值，此時電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)相等，即對應(yīng)于圖2中的Q點(diǎn)，因此Q點(diǎn)右側(cè)的圖線是不能通過移動滑動變阻器得到的．

圖2

在電路正常的情況下，移動滑動變阻器滑片的過程中，電路中的電流也不可能連續(xù)減小為0，即使考慮到特殊情況，當(dāng)圖1中a點(diǎn)上方至b點(diǎn)那部分電路發(fā)生斷路時，也只能得到此時電流為0，電壓表V1示數(shù)為4.5V(即此時相當(dāng)于開路，因此可知電源電壓為4.5V)、電壓表V2示數(shù)為0V，也就是只能得到圖2中兩條圖線最左端的兩個點(diǎn)的坐標(biāo)．因?yàn)樵谡Ｇ闆r下(不考慮斷路)，電路中電流只能在大于0的某個值(此時對應(yīng)于滑動變阻器阻值最大，電路中電流最小)到2A之間變化．也就是說圖2中兩條圖線中的從電流為0至上文提及的電路中最小電流之間的圖線是不能通過移動滑動變阻器的滑片得到的．總之，圖2中U1—I圖線Q點(diǎn)右側(cè)、對應(yīng)電路中電流最小值的左側(cè)、U2—I圖線對應(yīng)電路中電流最小值的左側(cè)都不能通過移動滑動變阻器的滑片得到．如果認(rèn)為可以通過外推的方法將圖線延長得到圖2中Q右側(cè)那部分圖線，至少也得將延長的部分畫成虛線(1.5V,3A不在此電路的實(shí)際工作狀態(tài))．所以圖2中圖像所給的信息有“過”．

2 圖像所給的信息“不足”

例2 (2013年江蘇省鎮(zhèn)江市)如圖3所示，邊長為10cm的立方體木塊A通過細(xì)線與圓柱形容器底部相連，容器中液面與A上表面齊平．從打開容器底部的抽液機(jī)勻速向外排液開始計時，細(xì)線中拉力F隨時間t的變化圖像如圖4所示．木塊密度ρ=0.5×103kg/m3，容器的底面積為200cm2，g=10N/kg．下列說法正確的是( )．

圖3

圖4

A．隨著液體的排出，木塊受到的浮力不斷減小

B．容器中的液體是酒精

C．抽液機(jī)每秒鐘排出液體的質(zhì)量是10g

D．第30s時，木塊露出液面的高度是2cm

分析：從打開容器底部的抽液機(jī)勻速向外排液開始計時，隨著液體的排出，木塊A所受的浮力逐漸減小，細(xì)線中拉力也逐漸減小，50秒時，拉力減小到0，木塊A恰好處于漂浮狀態(tài)．從命題者的角度去看，他所設(shè)計的物理過程此時并沒有結(jié)束，排液仍在繼續(xù)，否則選項(xiàng)A就應(yīng)該是正確的．遺憾的是在圖4的圖像中沒有50秒后的圖線，(50秒后的圖線應(yīng)和t軸重合)這樣很容易造成考生誤選選項(xiàng)A．因此本題如果將50秒后的圖線畫出，本題的物理過程就會更加清晰，錯選選項(xiàng)A的考生就會大大減少．

總之，命題者在命制有關(guān)物理圖像的試題時，要注意圖像和題干在物理過程上的一致性，圖像中的信息既不能過，也不能不足．解題者也應(yīng)該具有批判性思維，尤其是我們教師在自己命制試題時，不能將現(xiàn)成的試題簡單地復(fù)制、粘貼，而應(yīng)該有自己的思考和判斷．