1、1专题复习攻略二 物理图像专题图像是一种形象、直观的语言，在物理学中应用十分广泛。它能表达物理规律，能描述物理过程(如熔化图线等)，能表示物理量之间的关系(如电阻的伏安特性曲线等)，能使复杂问题变得简单明了。近年来通过图像来考查同学们的相关能力已是一种趋势，也是各地学业水平考试命题的热点。此类题目主要考查学生从图像中获取信息的能力、运用数学工具的能力以及灵活运用一些重要物理概念、规律和原理解决简单问题的能力。图像一般都含有题目所需的信息，或是问题成立的条件，或是问题产生和存在必备的数据等。物理图像题一般分为以下两类：1.利用所给的实验数据作图像(1)确定坐标轴，注意符号和单位；(2)确定特殊点
2、(起点、拐点、终点)；(3)用平滑的直线或曲线连接各点。2.利用图像获取信息解决实际问题(1)识别或认定图像横坐标和纵坐标所表示的物理量(对象)，以便了解图像所反映的是哪两个物理量之间的关系，弄清情景所描述的物理过程及其有关的因素和控制条件。(2)分析图像的变化趋势或规律，弄清图像所表达的物理意义(图像拐点、起点、终点的含义)。(3)根据图像的变化情况确定两个物理量之间的关系，并给予正确描述或做出正确判断。(4)结合题目和图像以及从图像中获取信息解决问题。图像中各部分的物理意义：(1)“线”表示一个特定的物理量；(2)“线段”表示一个物理过程；(3)“点”表示一个物理状态；(4)“面”可能表示
3、一个物理量。有些物理图像的图线与横轴所围的面积的值，它常代表另一个物理量的大小。如 v-t 图像中，图像与 t 轴所夹的面积代表路程。物理图像的“斜率”代表两个物理量增量的比值，其大小往往代表另一个物理量。如 s-t 图像的斜率代表速度等。题型 1 声学图像【例 1】 (2016益阳)如图专 2-1 所示为声波的波形图，下列说法正确的是( )甲 乙 丙图专 2-1A.甲、乙、丙三者的音色不同 B.甲、乙、丙三者的响度不同C.甲、乙、丙三者的音调不同 D.甲、乙、丙三者的音调、响度、音色都不同【解析】从题图中可以看出，相同时间内，甲、乙、丙振动的快慢相同，故频率相同，所以音调相同，故选项 C 错
4、误；甲、乙、丙的振动的幅度相同，故响度相同，故选项 B 错误；甲、乙、丙的波形不同，故三者的音色不相同，故选项 A 正确，选项 D 错误。【答案】A【点评】解决此类问题要结合声音特征中的音调和响度定义去分析解答。此外还要通过波形图来认识声音的特征，对波形图的各种特征要了解。题型 2 热学图像【例 2】 (2016湘潭)在 “探究晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图专 2-22所示的图像。图专 2-2(1)图中，海波的熔化过程是_段(用图中字母表示)，此过程中海波_(选填“吸”或“放”)热。(2)图中，海波在 D 点是_态，在 G 点是_(均选填“固”或“液”)态。(3)为了探究不同晶体熔
5、化时吸收的热量是否相同，在相同的烧杯中分别装上 80 g 的冰和萘，用_(选填“相同”或“不同”)的酒精灯加热，测出它们熔化过程所用的时间如下表。由此可知，质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是_(选填“相同”或“不同”)的。物质 熔化时间/min冰 9萘 4【解析】(1)BC 段表示海波的熔化过程，此过程中海波处于固液共存态，此时海波虽然继续吸热，但温度保持不变。(2)由图像可知，AB 段表示海波还没有熔化处于固态，BC 段是海波的熔化过程，CD 段表示海波已经熔化完毕，故 D 点处于液态，EF 段表示凝固过程，在F 点已经凝固完毕，故 G 点处于固态。(3)在相同的烧杯中分别装上 80 g
6、的冰和萘，用同样的酒精灯加热，根据图表物质熔化的时间可以看出：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是不同的。【答案】(1)BC 吸 (2)液 固 (3)相同 不同题型 3 光学图像【例 3】 (2016娄底)某班同学在 “探究凸透镜成像规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离 v 跟物体到凸透镜的距离 u 之间的图像，如图专 2-3 所示，下列判断正确的是( )图专 2-3A.该凸透镜的焦距是 4 cmB.当 u3.5 cm 时，在光屏上能得到一个缩小的像C.当 u5 cm 时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的D.把物体从距凸透镜 3 cm 处移动到 8 cm 处的过程中，像逐渐变
7、小【解析】由题图知，当物距为 4 cm 时，像距也为 4 cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于 2 倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等，所以 2f4 cm，则 f2 cm，故选项 A 错误；f2 cm，2f4 cm，当 u3.5 cm 时，物距处于 f 和 2f 之间，所以成倒立、放大的实像，故选项 B 错误；当物距 u5 cm 时，物距大于 2 倍焦距，所以此时成倒立、缩小的实像，照相机是利用这一原理制成的，故选项 C 错误；把物体从距凸透镜 3 cm3处移到 8 cm 处的过程中，物距逐渐增大，所以成的像逐渐减小，故选项 D 正确。【答案】D题型 4 力学图像【例 4】 如图专
8、 2-4 甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力 F 的作用，其 F-t 和 v-t 图像分别如图专 2-4 乙、丙所示，由图像可知，当 t=1 s 时，物体受到的摩擦力是_N，当 t=3 s 时，物体受到的摩擦力是_N。甲 乙 丙图专 2-4【解析】物体在水平方向受水平的拉力 F 与摩擦力 f 作用；由题图像丙知，物体在 02 s内静止，处于平衡状态;在 4 s6 s 内物体做匀速直线运动，处于平衡状态。由题图像乙知，在 02 s 内物体受的拉力 F=3 N，由二力平衡条件得：t=1 s 时，物体受到的摩擦力f=F=3 N；在 4 s6 s 内，物体受的拉力 F=5 N，由二力
9、平衡条件得摩擦力 f=F=5 N。在 t=3 s 时物体做加速运动，物体受到滑动摩擦力作用，由于滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与拉力大小无关，因此在 2 s6 s 内物体受到的滑动摩擦力不变，故 t=3 s 时，物体受到的摩擦力为 5 N。【答案】3 5【点评】本题考查了应用 F-t、v-t 图像来分析解决物理问题的能力。解决此题时，可根据图像信息判断物体的运动状态，根据平衡状态中二力平衡找出力的大小。题型 5 电磁学图像【例 5】 (2016南京)如图专 2-5 甲所示电路，电源电压不变，是定值电阻，是滑动变阻器。闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表
10、示数和电压表示数的关系如图乙所示。则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中( )甲 乙图专 2-5A.电路总功率的最小值为 1.8 W B.电路总功率的最大值为 5.4 WC.定值电阻电功率的最小值为 1.35 W D.定值电阻电功率的变化为 4.05 W【解析】由题图甲可知，滑片在左端时，电压表被短路，示数为 0，电流为1.2 A，滑片在右端时，电压表测量滑动变阻器两端的电压4.5 V，电流为0.3 A，根据欧姆定律可得：，两式联立：，解得5 ，U6 V，电路总功率的最小值：6 V0.3 A1.8 W，故 A 选项正确；电路总功率的最大值：6 V1.2 A7.2 W，故 B 选项错误；定值电
11、阻电功率的最小值：5 0.45 W，故 C 选项错误；定值电阻电功率的最大值：5 7.2 W，定值电阻电功率的变化：P7.2 W-0.45 W6.75 W，故 D 选项错误。4【答案】A【例 6】 如图专 2-6 所示，一根条形磁铁，左端为 S 极，右端为 N 极，下列图像(如图专2-7)表示沿磁铁表面从 O 点经 a 点移动到 b 点的过程中磁性强弱变化情况，其中正确的是( )A B C D图专 2-6 图专 2-7【解析】A 图从左端到右端，磁性逐渐减弱，不符合题意；B 图从左端到右端，磁性逐渐增强，不符合题意；C 图从左端到右端，磁性不变，不符合题意；D 图从左端到右端，磁性先变弱再变强
12、，符合题意。故选 D。【答案】D【点评】图像法是物理学习中的一种重要的方法，在学习中要注意分析。本题通过图像考查了条形磁铁磁性的变化，使学生真正理解条形磁铁两端磁性最强，中间磁性最弱，是解决本题的关键。1.如图专 2-8 所示，吕梅同学用示波器、钢锯条和台钳研究声音的响度。她将钢锯条的下端夹紧在台钳上，上端用手扳动一下，使钢锯条振动发声。实验中，她进行了两次实验，第一次钢锯条发出的声音响，第二次钢锯条发出的声音轻，她同时观察到示波器上显示的波形幅度分别如图 b、c 所示，则她得出的实验结论是：声音的响度与_有关。图d、e 是两种声音的波形图，可知：_是噪声的波形。a b c d e图专 2-8
13、答案：振幅 e2.(2016自贡)如图专 2-9 所示的图像中，描述的是同一种运动形式的是_。A B C D图专 2-9答案：BC 解析：如果是 s-t 图像，则横轴表示时间，纵轴表示距离，因速度不变，s 与 t 成正比，所以图像是过点 O 的射线，如图 C 所示。如果是 v-t 图像，则横轴表示时间，纵轴表示速度，因速度不变，所以图像是平行于横轴的射线，如图 B 所示。53.(2016河源)绘制图像是对物理过程分析和实验数据处理的一种常用方法，它可以直观地反映各物理量之间的关系。如图专 2-10 所示的图像中，正确的是( )A.汽车的匀速直线运动图像 B.铝的质量与体积的关系图像C.电阻一定
14、时，通过它的电流跟它两端电压关系图像 D.海波的熔化图像图专 2-10答案：A 解析：汽车做匀速直线运动时，速度一定，路程与时间成正比。如果用横轴表示时间，纵轴表示路程，则 A 图像就是一条斜线，故选项 A 正确；同种物质密度一定，质量与体积成正比，用图像表示应该是一条斜向上的直线。而如果是一条平行于横轴的直线，则它所表达的意思就不是质量与体积成正比，故选项 B 错误；电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，用图像表示应该是一条斜向上的直线，而不是一条斜向下的直线，斜向下表示电流随着电压的增大在减小，这违背了欧姆定律，故选项 C 错误；海波是晶体，晶体在熔化过程中虽然吸热，但温度保持不
15、变，晶体在熔化时有确定的温度，而图像中并没有确定的熔化温度，故选项 D 错误。4.(2016滨州)甲、乙、丙三种物质的质量与体积的关系如图专 2-11 所示。 、 、 、分别代表甲、乙、丙三种物质和水的密度，据图可知( )图专 2-11A.，且 B.，且C.，且 D.，且答案：B 解析：由题图像可知，当甲、乙、丙三种物质的体积相等时，它们的质量关系为，由=可知，故选项 C、D 错误；当10 g 时，10 ，则1.0 ，所以，故选项 A 错误，选项 B 正确。5.(2015泰安)如图专 2-12 所示电路，电源电压保持不变。闭合开关 S，当滑动变阻器的6滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中，
16、 、的 U-I 关系图像如图专 2-13 所示。则下列判断正确的是( )图专 2-12 图专 2-13图线甲是电阻的“U-I”关系图像 电源电压为 12 V 电阻的最小电功率为 2.7 W 滑动变阻器的最大阻值为 30 A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确答案：C 解析：从 U-I 关系图像可以看出，甲为滑动变阻器的 U-I 关系图像，因为最后电压变为0，此时滑动变阻器的电阻为 0；乙为电阻的 U-I 图像。由 U-I 图像得，I=0.3 A 时，=3 V，=9 V，电源电压=3 V+9 V=12 V。由 U-I 图像得，I=0.3 A 时，=3 V，所以电阻的最小电功率为=
17、3 V0.3 A=0.9 W。当滑动变阻器的阻值最大时，两电阻串联，电路中电流最小；由题图像知：电路电流 I=0.3 A，滑动变阻器两端的电压=9 V，滑动变阻器的最大阻值为=30 。故选 C。6.(2016丽水)潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面共计 10 分钟，显示器上分别显示全过程深度曲线和速度图像如图专 2-14，下列对潜水器分析正确的是( )甲 乙图专 2-14A.在 13 分钟，受到水的压强逐渐减小 B.在 13 分钟，受到水的浮力逐渐变大C.在 46 分钟，都是处于水下静止状态 D.在 68 分钟，都是处于受力平衡状态答案：C 解析：由 h-t 图像可知，在 13 min 内潜
18、水器所处的深度逐渐增大，由 p=gh 可知，受到水的压强逐渐增大，故选项 A 错误；在 13 min 内，潜水器排开水的体积不变，由可知，受到水的浮力不变，故选项 B 错误；由 v-t 图像可知，在 46 min 内，潜水器的速度为0，处于静止状态，故选项 C 正确；由 v-t 图像可知，在 68 min 内，潜水器加速上升，处于非平衡状态，故选项 D 错误。7.(2016自贡)小明同学对冰加热，他将冰熔化成水直至沸腾的过程，绘制成如图专 2-15所示的温度随时间变化的图像，下列分析正确的是( )7图专 2-15A.水沸腾时温度不变，说明沸腾过程不需要吸热B.冰熔化时温度不变，内能不变C.冰的
19、升温比水快，说明冰的比热容比水小D.图中 DE 段表示冰的熔化过程答案：C 解析：水沸腾时温度不变，但需要不停吸热，如果停止加热，沸腾也马上停止，故选项 A错误；图中 BC 段是冰的熔化过程，即该过程中，吸热但温度不变，内能增加，故选项 B 错误；由于冰和水的质量相同，又是同一个酒精灯加热，水升温比冰慢，说明水的比热容比冰大，故选项 C 正确；据图可知，DE 为水沸腾过程，故选项 D 错误。8.(2016随州)质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体，分别用两个完全相同的加热器加热，加热过程中，温度随时间变化的图线如图专 2-16 所示。根据图线可知( )图专 2-16A.甲液体的内能比乙的大
20、B.温度升高液体分子运动变慢C.甲液体的比热容比乙的大 D.乙液体的比热容比甲的大答案：D 解析：两种液体虽然质量和初温相同，但是不同物质，内能多少不能比较，故选项 A 错误；物质温度升高内能增加，分子无规则运动更剧烈，故选项 B 错误；由题图可以看出，当加热时间相同时，即吸收的热量相同时，甲的温度升高得快，利用热量的计算公式=cmt 可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，谁的温度升高得快，谁的比热容小，所以甲的比热容较小，乙的比热容较大，故选项 C 错误，选项 D 正确。9.(2016内江)如图专 2-17 甲所示，是某同学“探究定值电阻的发热功率、滑动变阻器 R消耗的电功率和电源
21、总功率随电流 I 变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了 a、b、c 三条图线，如图乙所示。根据图像可知，其中，反映电源的总功率随电流 I 变化的关系图像是_(选填“a” “b”或“c”)，滑动变阻器 R 消耗的最大电功率为_W。甲 乙图专 2-17答案：a 2.25 解析：电源总功率与电流 I 成正比，图像是一条倾斜的直线，由题图像可知，电源总功率随电流 I 变化的关系图线是 a；由题图像可知，电源功率9 W 时，电流 I3 A，则电源电压 U3 V；由题图像可知，定值电阻的功率9 W 时，电路电流 I3 A，电阻阻值1 ，此时定值电阻两端电压为3 A1 3 V，故曲线 b 为定值电阻的发热功率曲线；曲线 c 为滑动变阻器的电功率变化曲线，由题图可知：电路电流 I1.5 A 时，8滑动变阻器消耗的电功率最大，此时电路总电阻2 ，滑动变阻器接入电路的阻值2 -1 1 ，故滑动变阻器消耗的最大功率为：1 2.25 W。
