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1专题07图像类问题对于图像类问题，主要考察温度——时间图像；路程——时间图像、速度——时间图像；质量——体积图像；电流——电压图像、电阻——温度图象、电阻——压力图象；压强——深度图像；像距——物距图像；力——时间图像；浮力——深度图像；大气压——高度图像等的认识和理解。从而让学生在深层次上掌握图像和物理规律间的内在联系。利用物理图象比较物理量、根据规律选择图象、利用图象获取信息、利用图象进行计算、绘制图象等。利用图像处理物理问题是课程标准所要求的一种研究物理规律的方法。是考试说明强调的每年必考的知识点。图像问题涵盖面广，在选择题、填空题、分析简答题、实验与探究题、综合题中都能经常遇到图像问题，要高度重视。解答图象题的总纲领是：先搞清楚图象中横坐标、纵坐标所表示的物理量；弄清坐标上的分度值；明确图象所表达的物理意义，利用图象的交点坐标、斜率和截距及图象与坐标轴所包围的面积等，进行分析、推理、判断和计算；根据图象对题目中的问题进行数据计算或做出判断性结论。河北省在中考试卷中，每年都在最后两道大题其中的一道题里出现一个涉及利用图象提供信息的计算题。分值可观，加强训练。解答图象题的总纲领是：先搞清楚图象中横坐标、纵坐标所表示的物理量；弄清坐标上的分度值；明确图象所表达的物理意义，利用图象的交点坐标、斜率和截距及图象与坐标轴所包围的面积等，进行分析、推理、判断和计算；根据图象对题目中的问题进行数据计算或做出判断性结论。我省各地市在中考试卷中，每年都在最后两道大题其中的一道题里出现一个涉及利用图象提供信息的计算题。分值可观，加强训练。【例题1】对下列图象中的物理信息描述错误的是（）A.物体的重力与质量成正比B.该物质可能是水2C.该物体处于静止状态D.黑龙江北部（最低温度﹣52.3℃）可以使用水银温度计【答案】D【解析】明确横纵轴所表示的物理量，再结合相关的公式或原理进行分析，才能做出正确的判断。A．图为物体受到的重力与物体质量关系，G=mg，重力与质量成正比，故A正确；B．质量与体积成正比，且横纵坐标相同，质量与体积的比值可能为1g/cm3，故该物质可能为水，故B正确；C．随着时间的推移，路程不变，物体处于静止状态，故C正确；D．黑龙江北部（最低温度﹣52.3℃）低于水银的凝固点，故不可以使用水银温度计测量气温，故D错误。【例题2】将平底薄壁直圆筒状的空杯，放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图象如图o饮料出口的横截面积S1＝0.8cm2，饮料流出的速度v＝50cm/s，杯高H＝10cm，杯底面积S2＝30cm2，g取10N/kgo（1）装满饮料时，杯底受到饮料的压力为多大？（2）饮料的密度为多大？（3）设杯底与杯座的接触面积也为S2，饮料持续流入空杯5s后关闭开关，杯对杯座的压强为多大？【答案】（1）3.6N；（2）1.2×103kg/m3；（3）1.1×103Pa。【解析】（1）由图可知空杯对杯座的压力：F0＝0.9N；装满饮料时，杯对杯座的压力：F1＝4.5N；因杯子为平底薄壁直圆筒状，所以杯底受到饮料的压力：F＝F1﹣F0＝4.5N﹣0.9N＝3.6N。（2）饮料的质量：m＝＝＝＝0.36kg；3杯中饮料的体积：V＝S2H＝30cm2×10cm＝300cm3＝3×10﹣4m3；则饮料的密度：ρ＝＝＝1.2×103kg/m3；（3）饮料持续流入空杯5s，则流入杯中饮料的质量：m1＝ρS1vt＝1.2×103kg/m3×0.8×10﹣4m2×0.5m/s×5s＝0.24kg；此时饮料对杯底的压力：F2＝m1g＝0.24kg×10N/kg＝2.4N，此时杯对杯座的压强：p＝＝＝1.1×103Pa。【例题3】如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是()A．R1的阻值是20ΩB．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30ΩC．电源电压是16VD．该电路的最大电功率为7.2W【答案】A【解析】抓住图线在横轴上的截距的物理意义，结合欧姆定律建立方程是解决本题关键。横坐标是电流表示数，纵坐标是对应电流表示数时电压表的读数。图像是电压表与电流表示数的变化关系的反映。图线在横轴上的截距I=0.9A，这时电压表读数为0.表示甲图中滑动变阻器滑片在A端，有：U=0.9R1.........(1)图线在纵轴上的截距，表示电流表示数为0，电压表的读数，也就等于电源电压U。但图像没有画出在纵轴上的截距，所以要想求出U和R1，只需再列出一个含有U和R1的等式，和（1）联立，即可解出。滑片在B端时，电流表示数为0.2A，电压表示数为14V。有：U=0.2R1+14V......(2)解得R1=20Ω，电源电压U=18V.当电流表的示数是0.4A时，电压表读数为10V，R2接入电路的阻值是25Ω.4根据P=UI知道。U一定，I最大时，电路电功率最大。电路电阻最小，也就是滑动变阻器接入电路阻值为0.这时最大电流Im=0.9A。Pmax=UIm=18V×0.9A=16.2W综合分析得到正确结果选A。【例题4】某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在m以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将（选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”）。【答案】0.05；变小。【解析】凸透镜成像的四种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。（1）根据凸透镜成像的几种情况和应用进行判断：u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。（2）当物距大于焦距时，凸透镜成实像；凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；凸透镜成需像时，物距增大，像变大。由凸透镜成像规律可知，u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，由图象可知，u=v=2f=10cm时，所以f=5cm=0.05m，用该凸透镜作放大镜使用时，u＜f，成正立、放大的虚像，即被观察的物体到透镜的距离在0.05m以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，物距增大，像距减小，像变小。一、选择题1.下列图象中，能正确反映匀速直线运动的是（）5【答案】B【解析】匀速直线运动是指运动速度保持不变，方向为直线的运动，通过图象判断时，要先明确图象的横纵坐标所代表的物理量，再明确其变化规律。AC.图中的s﹣t图象是曲线，说明路程和时间不成正比，也就是物体做变速运动，故AC不符合题意；B.图中的v﹣t图象表示物体的速度不变，说明物体做匀速直线运动，故B符合题意；D.图中的v﹣t图象表示物体的速度均匀增大，说明物体做加速直线运动，故D不符合题意。2.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如下左图和右图所示。已知物块运动时受到的摩擦力是重力的0.4倍，取g＝10m/s2。由此两图线可以知道下列结论错误的是（）A．物块的质量为m＝0.5kg，物块运动时受到的摩擦力为f=2N；B．物块在4s—6s时间内水平推力做功为16J；C．物块0—2s时间内在1N的水平推力作用下，处于静止状态；D．物块2s—4s时间内的平均速度大小为4m/s。【答案】D【解析】巧用图像的面积解决力学问题。本题关键点在于用速度——时间图像与横轴围成的面积等于变速运动的物体在一定时间内运动的路程。根据图像可以获得以下相关信息：0至2s时间内物块在1N的水平推力作用下静止，所以C结论正确；4s至6s时间内在2N的水平推力作用下，做匀速直线运动，F=f=0.4mg=2N，m=0.5kg.所以结论A正确；由于F=2N,s=vt=4m/s×2s=8m,水平推力做功W=Fs=2N×8m=16J,所以B结论正确；62s至4s时间内做变速直线运动，初中阶段涉及平均速度，求解办法是利用V=s/t。这时的路程s就是速度——时间图像上的图线与横轴围成的三角形面积的数值。s=2×4/2=4V=s/t=4m/2s=2m/s,所以D项结论错误。3．某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水，如图是吊车钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图象，（水的阻力忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：（1）石柱浸没在水中受到的浮力；（2）石柱未露出水面前，在水中上升2m铜丝绳拉力所做的功；（3）在水底时石柱上表面受到的水的压强。【答案】（1）石柱浸没在水中受到的浮力是5000N；（2）石柱未露出水面前，在水中上升2m铜丝绳拉力所做的功是15000J；（3）在水底时石柱上表面受到的水的压强是3×104Pa。【解析】（1）根据图象中数据，利用称重法求浮力.F浮＝G﹣F＝12500N﹣7500N＝5000N；（2）W＝Fs＝7500N×2m＝15000J；（3）首先根据图象中数据求出水的深度和石柱高度，进而求得石柱上表面距水面深度，利用p＝ρgh求压强.在水底时石柱上表面距水面的深度为：h＝h2﹣h1＝5m﹣2m＝3mp＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa；4.如图甲电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。当开关S闭合，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，两电表示数变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（）7A．电源电压为14VB．R2的最大阻值是30ΩC．滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时R1的电功率为1.25WD．滑片P在a端时，2分钟内R2消耗的电能是144J【答案】BCD【解析】A.由图甲知，当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω，电路为R的简单电路，电路中的电阻最小，电流最大，由图象乙知，电源的电压：U=U1=10V，故A错误；此时电路中的电流：I=0.5A，根据欧姆定律可得，R1的阻值：R1===20Ω；B.当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表V的示数最小，电路中的电流最小，由图象知，此时U1'=4V，电路中电流I'=0.2A，由串联电路特点和欧姆定律可得，R2的最大阻值：R2====30Ω，故B正确；C.P由a向b恰好移动三分之一长度时，则R2的2/3接入电路中，此时电路中电流：I″==0.25A，所以R1的电功率：P1=I″2R1=（0.25A）2×20Ω=1.25W，故C正确；D.P在a端时，由B项解答可知电路中电流I'=0.2A，此时U1'=4V，则2分钟内R2消耗的电能：W2=U2I't=（10V﹣4V）×0.2A×120s=144J，故D正确。5.下列关于图象的表述，正确的是（）ABCDA.如图，表示在水加热至沸腾的过程中，温度与加热时间的关系B．如图，表示在液体凝固成晶体的过程中，温度与放热时间的关系C．如图，表示同种物质质量与体积的关系D．如图，表示匀速直线运动路程与时间的关系【答案】B【解析】分析图象问题时，首先要明确横轴和纵轴代表的物理量，然后分析图象变化规律，从图象中正确、迅速提取出有价值的信息，是我们需要提高的能力。首先对每个选项的图象进行分析，密切所表达的函数关系，然后根据对有关物理规律的掌握，判断图象能否正确反映物理规律。8A.液体在沸腾过程中吸热，但温度不变（即温度不会再上升），故A错误；B.在液体凝固成晶体的过程中，不断放热，温度保持不变；图象中温度整体呈下降趋势，且有一段时间内温度保持不变，符合晶体凝固的特点，是晶体凝固的图象，故B正确；C.同种物质的质量与体积成正比，体积越大，质量越大，图象应为倾斜的直线，故C错误；D.由图象知，随着时间的增加，路程不变，说明物体保持静止状态，故D错误。6.如图所示是某凸透镜成实像时，像距v和物距u的关系图像。分析图像中有关数据可知（）A．该凸透镜的焦距为10cmB．当物距u=30cm时，像距v=15cmC．物距增大时，像距也增大D．当物距u=15cm时，成的是缩小的像【答案】A【解析】抓住关