例析物理量间变化关系的图像题

应如刚






摘要:物理图像能形象地反映物理量间的变化关系.中考物理图像题的类型很多,图形所反映的物理量间变化关系这类题型,明确图像所表达的物理意义,其次根据图像再进行变形、推理、判断得到答案.
关键词:物理图像题;物理量间的变化关系
物理图像题是指与图形有关的、能形象地反映物理量间的变化关系,描述物理现象、过程和规律的试题.近年来各地物理中考中图像题的比例、分值有所增加.中考物理图像题的类型很多,纵观各地中考试题,下面谈谈图形所反映的物理量间变化关系这类题型,解决图像类试题首先要弄清图像中横、纵坐标所表示的物理量,明确图像所表达的物理意义,其次根据图像再进行变形、推理、判断得到答案.
1一个物理随另一个物理量增加而增加
例1如图1為I-U图象,根据图象你能到什么结论:,如图2所示的图像,请你根据图像比较电阻R1与R2的大小, R1R2.(选填“大于”、“等于”或“小于”) .
分析由图象一可知I与U成正比,即ΔU1ΔI为一个常数,ΔI与ΔU变化成比例,而R=ΔU1ΔI,所以得到R一定时,I与U成正比.由图象二可知I与U成正比,即ΔU1ΔI为一个常数,如图3所示当ΔU相等时,ΔI1>ΔI2,根据R=ΔU1ΔI,则R1ΔU1,根据R=ΔU1ΔI,则R1例2小希在测额定电压为25 V的小灯泡电阻时,通过实验测量了多组实验数据并画出了I﹣U图像,如图5所示,你对这一现象的解释是.
如图6是热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图.由图线可看出该热敏电阻的阻值随电压的增大而(选填“增大”或“减小”)
分析由图象可知I与U不成正比,说明ΔU1ΔI不是一个常数,ΔI与ΔU不在成比例变化,即R发生了变化,从图象可知ΔI随ΔU增加越来越慢,所以ΔU1ΔI的比值越来越大,即R越来越大,根据R与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,自然会想到灯丝的电阻与温度有关.
同理,如图6可知ΔI与ΔU不在成比例变化,从图象知ΔI随ΔU增加越来越快,所以ΔU1ΔI的比值越来越小,即R越来越小,因此该热敏电阻的阻值随电压的增大而减小.
例3如图7,往浴缸中匀速注水直至注满.下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是()
分析由题意在相等时间内向浴缸中放入的水体积是相等的,而图7容器的的横截面积越向上越大,所以水面上升的高度越来越慢,根据p=ρgh知△P与△h不成比例,即△P增加随△t增加越来越慢,故选项A、D、C错误,所以答案选B.
2一个物理随另一个物理量减小而减小
例4如图8所示,开口容器的底部有一个小孔装水后,水不断从小孔流出.下图中能够粗略反映水流出时,容器底部所受水的压强p与时间t的关系图象是( )
分析由题意知随着时间t增加,水不断从小孔流出, h不断减少,根据p=ρgh,容器底部P也不断减小,容器底部小孔水流出速度也不断减小,△h减小得越来越慢,所以△P与△h不成比例,且△P随△h减小得越来越慢,即△P随时间t增加而减小得越来越慢,故答案选B
例5如图9一个小球从空中的某一高度,由静止开始竖直下落闪频照相机拍摄的照片,若不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,小石块的重力势能Ep随着时间t 的变化图像可能的是()
分析由图9知从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,石块做加速运动,石块在相同时间内下降的高度越来越大,石块所处的高度减小得越来越快,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,石块的重力势能Ep减小与高度变化△h 不成比例,A错 .由于随着时间△h减小得越来越快,所以重力势能Ep减小得越来越快,即Ep随时间减小得越来越快,故选C.
例6如图10所示,将一半径为R的实心金属球,用细线拉着,匀速缓慢地放入水深为2R的盛水容器中,直至容器底部,水未溢出.下图能反映金属球从水面刚接触处开始至容器底部过程中,所受浮力的大小F与金属球浸入水中深度h的关系的是()
分析由题意知匀速放入水中的时候,沉入水中的深度变化也是匀速的,在球面进入一半前对应半径越来越大,则球排开水的体积的增加速度越来越大,根据F浮=ρ液gV排知浮力增加越来越快,在球面进入一半后对应半径越来越小,则球排开水的体积的增加速度越来越小,根据F浮=ρ液gV排知浮力增加越来越小,最后完全沉入水中后V排就不变了,浮力也就不变了,所以在整个过程中浮力变化随着h增加,先越来越快,后越来越慢,最后不变,只有选项C符合题意.

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