初中物理图像知识专题

类型一、热学坐标图象题

【典例1】 (2018兰州)(多选题)如图所示为某物质的熔化过程图象(假设加热装置的功率不变,加热过程中物质的质量不变),从图中能得到的正确信息是( ) A.该物质为晶体,熔点为0 ℃ B.该物质的熔化过程持续了4 min C.该物质在AB段的状态为固态

D.该物质在B,C两点时的温度和内能都相等 思路点拨

解析:由图象知,该物质在熔化过程中,温度保持0 ℃不变,所以该物质为晶体,并且熔点为0 ℃,故A正确;该物质从第1 min开始熔化,到第4 min熔化完成,熔化过程持续的时间为4 min-1 min=3 min,故B错误;该物质在AB段还没有熔化,处于固态,故C正确;晶体熔化过程中继续吸热,但温度不变,内能增加,所以该物质在B,C两点时的温度相同,内能不相等,故D错误. 【典例2】 从课本比热容表中可知,水的比热容比煤油的大.用规格相同的两个试管分别装上质量相等的煤油和水,隔着石棉网用相同热源同时对两试管均匀加热,实验后,画出如图所示的图象,其中能正确反映该实验情况的图象是( )

思路点拨

解析:用相同的热源加热时,加热时间相同时表示两液体吸收的热量相同,由

Q吸=cmΔt知,在质量和吸收热量相同时,水的比热容较大,温度的变化就较小,选项C正确

【典例3】用两个相同的电加热器,分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化图象如图所示,下列说法正确的是( ) A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容

B.加热相同的时间,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度 C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D.升高相同的温度,两液体吸收的热量相同

解析:用相同的电加热器加热相同时间,甲、乙两液体吸收的热量相同,由图象知Δt甲>Δt乙,据c=知,c甲类型二、力学坐标图象题

【典例1】 (2018西宁改编)甲、乙两种物质的质量m与体积V的关系如图所示.在水平桌面上竖直放置着由甲、乙两种物质分别制成的相同高度的实心圆柱体,质量比是1∶5,然后把两圆柱体放在水中,则( )

A.甲、乙两种物质的密度之比是1∶3

B.甲、乙两圆柱体对桌面产生的压强之比是1∶5 C.在水中静止后,甲漂浮乙沉底 D.在水中静止后,甲受浮力小于乙 思路点拨

解析:当体积都为V=20 cm3时, 对应的m甲=60 g,m乙=20 g, 则ρ甲=ρ乙=

m乙V乙m甲V甲Qmt=

60g20cm3=3 g/cm3,

=

20g20cm3=1 g/cm3,

3=1,A

故密度之比

甲乙3g/cm33=1g/cm项错误;

FSG=S在水平桌面上物体对桌面的压力等于物体自身的重力,则p=

p甲p乙mg=S=

VgS=ρgh;

故==项错误;因ρ甲>ρ水,甲圆柱体下沉,最后沉底,其浮力小于自身重力,即F浮甲甲gh乙gh甲乙3=1,B

【典例2】(2018云南)如图(甲)所示,张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F的大小随时间t变化的情况如图(乙)所示,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图(丙)所示,则1～3 s木箱做 (选填“匀速”或“变速”)运动;3～5 s 推力对木箱做的功是 J.

解析:由(丙)图可知,在1～3 s内木箱速度越来越大,做变速运动;从图象(丙)可以看出,在3～5 s内木箱做匀速运动,处于平衡状态,v=1.0 m/s;由(乙)图可知,在3～5 s内推力F=200 N,由v= 可得,该过程中木箱通过的距离s=vt=1.0 m/s× 2 s=2 m,推力做功W=Fs=200 N×2 m=400 J.

【典例3】(2018十堰)将一底面积为0.01 m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部, 然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图(甲)所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图(乙)所示,则木块所受到的最大浮力为 N,木块重力 N,细线对木块的最大拉力为 N.(g取10 N/kg)

解析:根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L1=9 cm;由于从9 cm到16 cm,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16 cm时细线刚好张紧,线的拉力为零;直到木块上表面与液面相平,此时水面的高度为22 cm; 所以木块的高度L=9 cm+(22 cm-16 cm)=15 cm=0.15 m; 则木块的体积V木=S木L=0.01 m2×0.15 m=1.5×10-3m3, 木块全部淹没时受到的浮力最大为

F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103 kg/m3×10 N/kg×1.5×10-3m3=15 N.

由图象可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900 Pa,则木块的重力与水向上的压力(浮力)平衡,所以,木块重力G=F向上=p向上S=900 Pa×0.01 m2=9 N;

直到木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,细线对木块的最大拉力为F拉=F浮-G=15 N-9 N=6 N.

类型三、电学坐标图象题

【典例1】 (2018通辽)小明同学在进行电学知识复习时,针对电阻甲和乙的I-U图象,作出了如下判断,正确的是( )

A.甲、乙串联在电路中,相同时间内甲、乙产生热量之比为2∶1 B.甲、乙并联在电路中,相同时间内甲、乙消耗电能之比为1∶2 C.将甲和乙并联,当甲两端电压为2 V时,则它们的干路电流为0.6 A

D.将甲和乙串联,当它们两端电压为3 V时,通过甲的电流为0.6 A

思路点拨

UU甲U乙3 V串联II甲I乙0.2AQI2RtUItQ甲∶Q乙U甲∶U乙1:2U甲1 V,U乙2V并联UU甲U乙2 VII甲I乙0.6 AWUItW甲∶W乙I甲∶I乙2:1I甲0.4 A,I乙0.2 A

解析:甲、乙串联在电路中,电流相等,由图象可知,当电流都为0.2 A时,甲的电压为1 V,乙的

电压为2 V,满足它们两端电压(总电压)为3 V,根据Q=I2Rt=UIt可知,相同时间内甲、乙产生热量之比Q甲∶Q乙=U甲∶U乙=1∶2,故A,D错误;甲、乙并联在电路中,电压相等,由图象可知,当甲、乙两端电压为2 V时,甲的电流是0.4 A,乙的电流是0.2 A,则干路电流为I=I甲+I乙=0.4 A+0.2 A=0.6 A,根据W= UIt可知,相同时间内甲、乙消耗电能之比W甲∶W乙=I甲∶I乙=2∶1,故B错误,C正确.

【典例2】 如图(甲)所示,R是压敏电阻,其阻值随压力的变化而改变,R0为定值电阻,闭合开关S,改变R上的压力大小,两电表示数之间的关系图象如图(乙)所示,则电源电压U= V.R0= Ω;当R0消耗的电功率为0.4 W时,R消耗的电功率P= W.

思路点拨

解析:由电路图(甲)可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.由图象

(乙)可知,当电路中电流I1=0.2 A时,压敏电阻两端的电压U1=4 V,电路中电流 I2=0.5 A时,压敏电阻两端的电压U2=1 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压不变,所以U=I1R0+U1=I2R0+U2,即 0.2 A×R0+4 V=0.5 A×R0+1 V,解得R0=10 Ω,电源电压U=I1R0+U1=0.2 A×10 Ω+4 V=6 V;

当R0消耗的电功率为0.4 W时,由P=I2R可得,电路中的电流I′=P0R0=0.4W10=0.2 A,则R消

耗的电功率P=U1I′=4 V×0.2 A=0.8 W.

【典例3】(2018益阳)如图(甲)所示电路,电源电压为6 V,滑动变阻器R的阻值变化范围为0～30 Ω,灯泡的“U-I”图象如(乙)图所示,闭合开关S,第一次将变阻器的滑片移到最左端,灯泡正常发光,此时电流表的示数为I1=1.2 A;第二次将变阻器的滑片移至某处时,电流表的示数变为I2=0.8 A;求: 灯泡正常发光的电流IL; (2)R0的阻值;

(3)第二次灯泡消耗的电功率.

解析:(1)由电路图可知,滑片在最左端时,变阻器接入的阻值为0,灯泡和R0并联,电流表测干路电流,因为此时灯泡正常发光,所以灯泡的额定电压UL额=U0=U总=6 V,

由(乙)图可知,灯泡正常发光时的电流IL=0.6 A.答案:(1)0.6 A

解析:(2)灯泡正常发光时,通过R0的电流I0=I1-IL=1.2 A-0.6 A=0.6 A,

则R0的阻值R0==10 Ω.

(3)当滑片在某处时,灯泡和滑动变阻器串联后与R0并联,电流表测干路电流; 由并联电路的特点可知,通过R0的电流I0不变, 此时电流表的示数(总电流)变为I2=0.8 A,

则此时通过灯泡的电流IL′=I2-I0=0.8 A-0.6 A=0.2 A;

由图(乙)可知,通过灯泡的电流为0.2 A时,其两端的电压为1 V,第二次灯泡消耗的电功率PL′=UL′IL′=1 V×0.2 A=0.2 W. 答案:(2)10 Ω (3)0.2 W

U0I06V=0.6A