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1、图像图像专题专题一一.图像的作用图像的作用物理现象的发生都有一定的规律性，为了研究其发生和发物理现象的发生都有一定的规律性，为了研究其发生和发展规律，往往通过做一些展规律，往往通过做一些实验取得相关的有限数据实验取得相关的有限数据，作出相应，作出相应的的图像图像，再由图像分析、研究或确定发生或发展的规律性。，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一物理量随另一物理量变化的函数关系函数关系，形象地，形象地描述物理描述物理规律规律。图像可以直观地反映图像可以直观地反映图像
2、可以直观地反映图像可以直观地反映状态状态状态状态、过程过程过程过程、趋势趋势趋势趋势（规律）。（规律）。（规律）。（规律）。二二.学科联系学科联系yxO正比例函数正比例函数 y=kx 数学函数图像数学函数图像物理图像物理图像t/ss/m路程与时间的关系路程与时间的关系s=vt s,t 0v不变（常量）不变（常量）y,x 取值范围广取值范围广k常数常数纵、横坐标轴：纵、横坐标轴：纵、横坐标轴：纵、横坐标轴：认识认识物理图像物理图像时，首先弄清时，首先弄清横、横、横、横、纵坐标轴各代表什纵坐标轴各代表什纵坐标轴各代表什纵坐标轴各代表什么物理量么物理量么物理量么物理量。再根据。再根据图像确定图像确定
3、两个量之两个量之两个量之两个量之间间间间的相互的相互变化关系变化关系变化关系变化关系。数据数据数据数据（表格表格表格表格整理）整理）整理）整理）建立坐标建立坐标建立坐标建立坐标（描点）（描点）（描点）（描点）光滑图线光滑图线光滑图线光滑图线（连线）（连线）（连线）（连线）解析式解析式解析式解析式（表达式）（表达式）（表达式）（表达式）二二.学科联系学科联系yxO正比例函数正比例函数（过原点）（过原点）y=kx 数学函数图像数学函数图像物理图像物理图像t/ss/m路程与时间的关系路程与时间的关系s=vt y/x=k（常数）常数）k值的意义值的意义：正比例函数，正比例函数，正比例函数，正比例函数，
4、k k为为为为两变量的比值。两变量的比值。两变量的比值。两变量的比值。过原点的直线，过原点的直线，过原点的直线，过原点的直线，这类这类这类这类物理图像物理图像物理图像物理图像反反反反映两物理量的比，映两物理量的比，映两物理量的比，映两物理量的比，表示表示表示表示新新新新的物理量。的物理量。的物理量。的物理量。回顾初中物理，回顾初中物理，回顾初中物理，回顾初中物理，利用比值定义的利用比值定义的利用比值定义的利用比值定义的物理量。物理量。物理量。物理量。s/t=v（常量）（常量）物体做匀速直线运动物体做匀速直线运动Om/kgG/NOV/m3m/kgOU/VI/AOh/mp/paOV排排/m3F浮浮
5、/NOm/kgQ/JG=mgm=VI=U/Rp=ghF浮浮=液液 gV排排Q=qm文文文文字字字字叙叙叙叙述述述述，条条条条件件件件？1.1.如图所示的各物理量之间的关系图象中，描述错误的是（如图所示的各物理量之间的关系图象中，描述错误的是（）B物体的重力物体的重力与质量的关系与质量的关系A探究水沸腾特探究水沸腾特点实验中温度与时点实验中温度与时间的关系间的关系C匀速直线运匀速直线运动物体路程与动物体路程与时间的关系时间的关系D液体内部液体内部压强与深度压强与深度的关系的关系随堂精练随堂精练D随堂精练随堂精练C2二二.学科联系学科联系yxO正比例函数正比例函数 数学函数图像数学函数图像物理图像
6、物理图像t/ss/m 1.相同时间（相同时间（t0）内，通）内，通过的路程越多（过的路程越多（s甲甲s乙乙），），甲物体运动越快。甲物体运动越快。比较物体运动快比较物体运动快比较物体运动快比较物体运动快慢的慢的慢的慢的常用方法常用方法常用方法常用方法k k值不同，与坐标轴的夹角不同。值不同，与坐标轴的夹角不同。值不同，与坐标轴的夹角不同。值不同，与坐标轴的夹角不同。甲甲乙乙Ot/ss/m甲甲乙乙t0s甲甲s乙乙t甲甲t乙乙s0 2.相同路程（相同路程（s0）内，所）内，所用的时间越少（用的时间越少（t甲甲I2，由，由R=U/I知，知，R1R2。比较比较比较比较R R1 1和和和和R R2 2的
7、大小的大小的大小的大小 2.电流一定，导体两端电流一定，导体两端的电压（的电压（U1U2），由），由R=U/I知，知，R1R2。3.利用正切判断：利用正切判断：由由R=U/I知，应选择图线知，应选择图线与纵轴与纵轴 I 的夹角进行比较。的夹角进行比较。R1R2随堂精练随堂精练3.3.判断下列三个判断下列三个判断下列三个判断下列三个IUIU图像中，电阻的变化情况。图像中，电阻的变化情况。图像中，电阻的变化情况。图像中，电阻的变化情况。答案：答案：A图电阻不变；图电阻不变；B图电阻变小；图电阻变小；C图电阻变大图电阻变大你能你能画出对应的画出对应的U-I图像图像吗？吗？以过起点的切线为参照，看图线
8、整体是在切线上方还是以过起点的切线为参照，看图线整体是在切线上方还是下方。在上方表示下方。在上方表示I(纵坐标的变化量纵坐标的变化量)变化趋势加快，即变化趋势加快，即I U，R变小变小;在下方表示在下方表示I(纵坐标的变化量纵坐标的变化量)变化趋势变化趋势变慢，即变慢，即I U，R变大。变大。二二.学科联系学科联系yx数学函数图像数学函数图像物理图像物理图像电流与电阻的关系电流与电阻的关系I/AR/5 10P/WU/5 10V电功率与电压的关系电功率与电压的关系表达式？表达式？4.4.（福州期末）（福州期末）关于下图关于下图所示的图像所示的图像,下列说法中正的是（下列说法中正的是（）A.A.图
9、甲表示导体图甲表示导体b b的电阻小于导体的电阻小于导体a a的电阻的电阻B.B.图乙表示导体的电阻随温度的升高而增大图乙表示导体的电阻随温度的升高而增大C.C.图丙表示电阻一定时图丙表示电阻一定时,实际功率与电压平方成正比实际功率与电压平方成正比D.D.图丁表示电压一定时图丁表示电压一定时,电阻与电流成反比电阻与电流成反比丙丙随堂精练随堂精练 解该类型的题一般应注意：解该类型的题一般应注意：(1)(1)识别或认定图像横坐标和纵坐标所表示的物理量识别或认定图像横坐标和纵坐标所表示的物理量(对象对象)，弄清情景所描述的弄清情景所描述的物理过程物理过程及其及其有关的因素有关的因素和和控制条件控制条
10、件。(2)(2)分析图像的分析图像的变化趋势或规律变化趋势或规律，弄清图像所表达的，弄清图像所表达的物理意义物理意义（图像拐点、起点、终点的含义）。（图像拐点、起点、终点的含义）。(3)(3)根据图像的变化情况确定根据图像的变化情况确定两个物理量之间的关系两个物理量之间的关系，并给以，并给以正确描述或做出正确判断。正确描述或做出正确判断。三、中考物理图像解析三、中考物理图像解析物理图像物理图像图像中的物理意义图像中的物理意义图像中的物理意义图像中的物理意义线线:表示一个特定表示一个特定 的物理量。的物理量。点点:表示一个物理表示一个物理 状态（或拐点）。状态（或拐点）。线段线段:表示一个物表示
11、一个物 理过程。理过程。面面:可能表示一个可能表示一个 物理量。物理量。Ot/sv/m/sv0 t0 分分分分段段段段研研研研究究究究物理图像物理图像海波的熔化图像海波的熔化图像速度与时间的关系速度与时间的关系线段线段BD表示海波的整个熔表示海波的整个熔化过程化过程吸热而不升温吸热而不升温B C DE A 点点B B表示海波将要开始熔化表示海波将要开始熔化（“拐点拐点”具有特殊的物理意义）具有特殊的物理意义）曲线表示海波的吸热本领曲线表示海波的吸热本领曲线表示海波的吸热本领曲线表示海波的吸热本领阴影部分阴影部分面面面面积的大小等积的大小等于物体在于物体在0t0时间内所时间内所通过的路程通过的路
12、程5.为了研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小晨设计了如图甲所示的电为了研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小晨设计了如图甲所示的电路电路电压恒为路电路电压恒为6V，R1是定值电阻，是定值电阻，R2是滑动变阻器是滑动变阻器（1）连接电路，闭合开关后，移动滑片）连接电路，闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，原，发现两电表示数始终如图乙所示，原因是将滑动变阻器的因是将滑动变阻器的_（填字母）两个接线柱接入了电路。（填字母）两个接线柱接入了电路。（2）改正错误后进行实验，将实验数据描在图丙上，分析图像可得出结论：）改正错误后进行实验，将实验数据描在图丙上，分析图像可得
13、出结论：。（3）电阻）电阻R1的阻值为的阻值为 。（4）实验中所用滑动变阻器的规格是）实验中所用滑动变阻器的规格是 （选填字母）。（选填字母）。A.10 2A B.25 2A C.50 0.5A（5）图）图22丙丙I-U图像中，阴影部分的面积大小表示图像中，阴影部分的面积大小表示 。（1）CD（2）电阻一定，电流）电阻一定，电流跟电压成正比。跟电压成正比。（3）5（4）B（5）R1的电功率为的电功率为0.2W随随堂堂精精练练6.6.某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动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的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通
14、过的路程与所用的时间并根据记录的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数据绘制了路程与时间的关系图像,如图所示。如图所示。根据图像可以判断根据图像可以判断()()A0-5s内，小车的平均速度是内，小车的平均速度是0.4m/sB0-7s内，小车的平均速度是内，小车的平均速度是1.5m/sC2s-5s内，小车在运动内，小车在运动2 mD5s-7s内，小车运动的平均速度是内，小车运动的平均速度是1 m/s随堂精练随堂精练典例突破典例突破【例【例1】用稳定的热源给一个物体均匀加热，设物体吸收的】用稳定的热源给一个物体均匀加热，设物体吸收的热量与时间成正比，得到它的温度时
15、间图像如图所示，那么热量与时间成正比，得到它的温度时间图像如图所示，那么该物体在固态时的比热容与液态时的比热容该物体在固态时的比热容与液态时的比热容，比比较大；它们的比热容之比为较大；它们的比热容之比为。横坐标时间横坐标时间的转换：加的转换：加热时间热时间吸吸收的热量。收的热量。Ot/Q/JQ=cmt温度与时间图像温度与时间图像变化的温度与吸热图像变化的温度与吸热图像7.（福州期末）（福州期末）在在“探究某物质熔化时温度的变化規律探究某物质熔化时温度的变化規律”的实验中的实验中:(1)本实验应选用图本实验应选用图15甲、乙两套实验装量中的甲、乙两套实验装量中的 装量，理由是装量，理由是:。(2
16、)根据实验数据绘制了根据实验数据绘制了如图如图15丙所示的温度随丙所示的温度随时间変化图像。分析图时间変化图像。分析图像可知像可知:该物质是该物质是 (选选填填“晶体晶体”成成“非非晶体晶体”)；在；在BC段，该物质处段，该物质处于于 态。其内能态。其内能 (选填选填“增大增大、“不变不变”或或“减小减小);该物质液态时的比热容该物质液态时的比热容与固态时的比热容之比与固态时的比热容之比 c液液:c固固=。答案：（答案：（1）乙）乙使此物质受热均匀使此物质受热均匀（2）晶体）晶体固液共存增大固液共存增大2:1随随堂堂精精练练【例【例2 2】（1717年福州质检）如图甲所示电路，电源电压年福州质
17、检）如图甲所示电路，电源电压3V保持不保持不变。闭合开关变。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，图乙中反映电路消耗的总，调节滑动变阻器滑片，图乙中反映电路消耗的总功率功率P随电流随电流I变化的关系图象是（变化的关系图象是（）。）。解析：电路消耗的总功率解析：电路消耗的总功率P=UI=UI，根据电源电压不变，则电路消耗，根据电源电压不变，则电路消耗的总功率的总功率P随电流随电流I变化的关系为正比例函数，故选变化的关系为正比例函数，故选B B。变式变式1 1：能反映：能反映R R1 1（定值电阻）消（定值电阻）消耗的功率耗的功率 P1 1 随电流随电流 I 变化的关系图变化的关系图象是（象是（）R R
18、1 1 消耗的功率消耗的功率 P1 1=I I2 2R R1 1，R R1 1 是定值电阻（一定），关系式为二次函数，是定值电阻（一定），关系式为二次函数，可确定可确定R R1 1 消耗的功率消耗的功率 P1 1 随电流随电流 I 变化的关系图象为开口向上的抛物变化的关系图象为开口向上的抛物线（第一象限部分），选项线（第一象限部分），选项C C符合。符合。变式变式2 2：参考选项：参考选项B B、C C的信息，能反映的信息，能反映R R2 2 消耗的功率消耗的功率P2 2 随电流随电流I I 变化变化的关系图像是（的关系图像是（）由图像知，由图像知，U=U=3V3V，R R1 1=1=1，R
19、R2 2消耗的功率消耗的功率 P2=IU2=I(UIR1)=9/4=9/4(I I3/2)3/2)2 2 取极值，当取极值，当I I=3/2A=1.5A=3/2A=1.5A时，时，R R2 2 消耗的功率最大，可确定消耗的功率最大，可确定R R2 2消耗的功消耗的功率率P2 2随电流随电流 I 变化的关系图象为顶点不在原点、开口向下的抛物线变化的关系图象为顶点不在原点、开口向下的抛物线（第一象限部分），选项（第一象限部分），选项D D符合。符合。8.实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图象如图甲所示，则图图象如图甲所示，则图乙中有关此小灯泡功率乙中有关
20、此小灯泡功率P与与 U2或或P与与I2的图像可能正确的是（的图像可能正确的是（）答案答案D分析：甲图比较分析：甲图比较tan值，邻边为值，邻边为I轴，轴，tan值越来越大，即电阻也越来越大，值越来越大，即电阻也越来越大，说明说明小灯泡的电阻不是定值，所以小灯泡的电阻不是定值，所以P与与 U2或或P与与I2都不成正比，而都不成正比，而A、C都是正比例函数的图像，排除；都是正比例函数的图像，排除；B B选项，根据选项，根据选项，根据选项，根据P=UP=U2 2/R R知，知，知，知，R=UR=U2 2/P P，邻边为邻边为邻边为邻边为P P轴，轴，轴，轴，tantan值越来越小，与图值越来越小，与
21、图值越来越小，与图值越来越小，与图甲相反，排除；甲相反，排除；甲相反，排除；甲相反，排除；C选项，选项，根据根据P=I2R知知，R=P/I2，邻边为邻边为I2轴，轴，tan值越来越大，即电阻值越来越大，即电阻也越来越大，与甲图相符，也越来越大，与甲图相符，D选项符合题意。选项符合题意。D随随堂堂精精练练9.如图所示如图所示,电源电压为电源电压为6V且保持不且保持不变，变，滑动变阻器的最大阻值为滑动变阻器的最大阻值为20，定，定值电阻值电阻R0 为为5。闭合开关后。闭合开关后,移动滑片，发现移动滑片，发现能使电流表能使电流表(“00.6 A”或或“0 3 A”)和电压表和电压表(“03 V”成成
22、“015 V”)的指针同时的指针同时达到满刻度线。则达到满刻度线。则 R0的的电功率与电流的关系图像电功率与电流的关系图像可能是可能是（）提示：结合电路和电表提示：结合电路和电表量程，分析电路中电流量程，分析电路中电流的取值范围。的取值范围。讨论的是讨论的是讨论的是讨论的是R0的电功率的电功率P与电流与电流I 的的关系图像，关系图像，联系物理公式和数学联系物理公式和数学联系物理公式和数学联系物理公式和数学函数图像，即可得出答案函数图像，即可得出答案函数图像，即可得出答案函数图像，即可得出答案B随随堂堂精精练练【例【例3】“嘉庚号嘉庚号”科考船于科考船于2016年年5月月8日下水，厦门大学由此成
23、为中国日下水，厦门大学由此成为中国大陆综合性大学中第一所拥有自己的全球级科考船的高校。科考船满载时排大陆综合性大学中第一所拥有自己的全球级科考船的高校。科考船满载时排水量为水量为3.5103 t，在某段航行中牵引力与速度的关系图像是双曲线，如图，在某段航行中牵引力与速度的关系图像是双曲线，如图45所示，所示，g取取10 N/kg。（1）求科考船满载航行时）求科考船满载航行时受到的浮力。受到的浮力。（2）根据图像的信息，推）根据图像的信息，推算科考船航速为算科考船航速为20 km/h时时受到的牵引力。受到的牵引力。（3）求在该段航行中科考）求在该段航行中科考船发动机每分钟所做的功。船发动机每分钟
24、所做的功。典例突破典例突破答案答案（1）排水量）排水量m排排=3.5103 t=3.5106 kg G排排=m排排g=3.5106 kg 10 N/kg=3.5107 N F浮浮=G排排=3.5107 N 答案答案答案答案（2）科考船航行中牵引力与速度的关系图像是双曲线，说明）科考船航行中牵引力与速度的关系图像是双曲线，说明F与与v成反比例关系，即有成反比例关系，即有 F1v1=F2v2 ，若取图中若取图中v=2 km/h所对应所对应的点，则的点，则F1=6106 N、v1=2 km/h，则科考船航速为，则科考船航速为20 km/h时时受到的牵引力受到的牵引力（3）由功率、功、速度知识可得，）
25、由功率、功、速度知识可得，由于该段航行中牵引力与速度是反比例关系，所以科考船在该段航由于该段航行中牵引力与速度是反比例关系，所以科考船在该段航行时功率不变，发动机功率行时功率不变，发动机功率 P=F1v1=6 106 N (2/3.6)m/s=W发动机每分钟所做的功发动机每分钟所做的功 W=Pt=W60s=2108 J 10.在在“测定液体密度测定液体密度”的实验中，液体的体积（的实验中，液体的体积（V）及液体和）及液体和容器的总质量（容器的总质量（m总总）可分别由量筒和天平测得，某同学通过改变）可分别由量筒和天平测得，某同学通过改变液体的体积得到几组数据，画出有关图线如图所示，在图中能正液体
26、的体积得到几组数据，画出有关图线如图所示，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（确反映液体和容器的总质量跟液体的体积关系的是（）y=kx+bm总总=V+mm总总m总总OAVOBVOCVm总总ODVm总总随堂精练随堂精练11.如图甲所示的电路中，如图甲所示的电路中，R2为滑动变阻器，为滑动变阻器，R1、R3为定值电阻，电源两端为定值电阻，电源两端电压保持恒定不变改变滑片电压保持恒定不变改变滑片P的位置，两电压表的示数与电流表的示数对的位置，两电压表的示数与电流表的示数对应关系的图象分别表示在图乙所示的坐标系中。则：应关系的图象分别表示在图乙所示的坐标系中。则：（1）当滑片移至）
27、当滑片移至a端时，对应的是图乙中的端时，对应的是图乙中的 点；点；（2）当滑片移至）当滑片移至b端时，电路中的电流为端时，电路中的电流为 A；（3）R1的阻值为多少？的阻值为多少？（4）电源的电压为多少？）电源的电压为多少？答案：（答案：（1）B；（；（2）1；（3）R1的阻值为的阻值为1；（4）电源的电压为）电源的电压为12V随随堂堂精精练练分析：分析：（1）由电路图可知，当滑片移至）由电路图可知，当滑片移至a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电路中的总电阻最小，由，电路中的总电阻最小，由I=U/R可知，电源电压不变，电路中的电流最大，可知，电源电压不变
28、，电路中的电流最大，由图象乙可知，对应的是图中的由图象乙可知，对应的是图中的B点；点；（2）当滑片移至）当滑片移至b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图象乙可知通过电路中的电流为最小，由图象乙可知通过电路中的电流为1A；（3）因串联电路有分压作用，且电阻越大分得的电压越大，所以，当滑片）因串联电路有分压作用，且电阻越大分得的电压越大，所以，当滑片移至移至b端时，端时，R1两端的电压最小，图像中两端的电压最小，图像中AB是是R1的的I U图像，此时图像，此时U1=1V，电，电路中的电流路中的电流I=1A，则，则R1=U1/I=1V/1A=1；（4）分析电路和图像可知，）分析电路和图像可知，BC段表示（段表示（R1R2）的）的I U图像，表达式可转换图像，表达式可转换为一次函数：为一次函数：UV2=UIR3，取两组数据代入。，取两组数据代入。即即U3R3 =3 U1R3=9 由由解得：解得：R3=3，电源的电压，电源的电压U=12V。1.1.看横、纵轴代表的物理量及单位看横、纵轴代表的物理量及单位2.2.提取相关的公式、规律提取相关的公式、规律3.3.观察线找点观察线找点4.4.利用利用tantan值比较值比较解决图象题的一般方法解决图象题的一般方法解决图象题的一般方法解决图象题的一般方法