谈初中物理图像题

荆丽华

近年来，图像题已成为各省市中考考查的热点题型。物理图像能形象地表达物理规律，直观地描述物理过程，鲜明地表述各物理量之间的依存关系，是分析和解决物理问题的有效手段。同时，中考中这类考题提供的背景都来源于日常生产和生活，它灵活多样，开放、综合程度高，不拘泥于书本知识，它有效地考查了学生的阅读、分析、归纳、整合、应用等各方面能力。因此，很多学生面对图像题束手无策，究其原因在于缺乏对初中物理图像进行归纳分析的能力，对图像中各元素的物理意义理解不到位，对图像题没有清晰的解答思路和方法。下面笔者将对初中物理常见的图像进行分类总结，并以典型的图像题为例来谈谈这类考题的解答步骤和方法。

一、初中常见的图像类型

1.热学图像——六个重要图像

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2.物质和运动图像

（1）路程-时间图像 （2）速度-时间图像 （3）质量-体积图像

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3.电学图像

（1）定值电阻的电流-电压图像 （2）灯泡的电流-电压图像

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二、图像题的解题技巧

很多学生面对图像题有畏惧心理，看到它们就眉毛胡子一把抓，常常对图像中的信息找不准、找不全，不能调动所学物理知识对图像中的信息进行正确的解读。笔者经过多年研究，总结出能够全面、正确分析图像题的三个步骤。

1.研究坐标轴

坐标轴就像是图像的门户，只有弄清楚坐标系纵轴和横轴所代表的物理量才有可能认识图像所表达的物理意义。有些图像虽然其特征相同，但由于坐标轴所代表的物理量不同，则反映的物理规律截然不同，如运动图像中的路程-时间图像和速度-时间图像。

2.研究图像趋势

图像趋势一般可以分为直线、曲线或是折线。不同的趋势代表着横、纵轴物理量之间不同的函数关系。其中直线趋势在初中物理图像中考查的最多。过原点的直线不仅说明横、纵轴物理量之间存在正比例关系，而且图像斜率的大小也表示另一个物理量的值。学生也要熟悉常见的物理图像中斜率所代表的物理意义，如路程-时间图像的斜率为速度、速度-时间图像的斜率为加速度、质量-体积图像的斜率为密度、电压-电流图像的斜率为电阻。

3.研究图像交点

我们遇到的图像题不可能总是唯一的图线，在一幅图像中往往包含多种图像趋势、多个物体同一物理量的比较。图像之间的交点及其与两坐标轴交点（即截距）的坐标值的物理意义，往往反映物理过程中某些特定的状态。图像之间交点说明有一组状态量同时适合所描述的不同对象，故弄懂其意义会给我们的分析带来很大的启发和帮助。

下面就以一些常见的图像题为例来谈谈上述步骤和方法的实际应用。

例1.用图像可以表示物体的运动规律，图1中用来表示物体做匀速直线运动的是（ ）

A.②④ B.①③ C.①④ D.②③

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解析：在图1的四幅平面直角坐标系图像中，②③的横轴表示时间，纵轴表示路程；①④的横轴表示时间，纵轴表示速度。根据物体做匀速直线运动的规律：速度始终不变的直线运动，即在任何相等的时间内运动的路程相同。①③符合，即选项B正确。通过对比、反思，不难发现即使①②（或③④）的图像趋势相同，但由于纵轴代表的物理量不同，反映的物理规律就截然不同。①表示匀速直线运动，②表示静止，③表示匀速直线运动，④表示匀加速直线运动。从以上分析发现，研究图像首先要研究好坐标轴。

例2.在某一温度下，两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图2所示。由图可知，元件甲的电阻是 Ω，将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，则流过元件甲的电流是 A，流过元件乙的电流是 A。

解析：由图可知，这是甲、乙两个电路元件的电流与电压图像，图中有两种图线趋势：甲是过原点的直线，表示定值电阻的电流与电压成正比；乙图线是曲线，表示电压随着电流的增加而升高，常见元件是灯泡。甲是定值电阻，利用欧姆定律，从直线上任取一点，例如U=1V，I=0.2 A，易得R=5 Ω。将甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端，根据并联电路电压特点，可知甲、乙的电压都是2 V，从图像上易得流过元件甲的电流是0.4 A，流过元件乙的电流是0.2 A。

例3.两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图3所示。根据图线可知（ ）

A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容

B.如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同

C.加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量

D.加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多

解析：这是甲乙两种液体的温度与时间图像，图线都是过原点的直线，其斜率与物质的比热容有关。该题依据是公式：Q吸=Cm（t末-t初）。要比较公式中两种物质某一物理量之间的变化关系，可以利用控制变量法解答。两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，若用同一热源分别加热，单位时间内热源放出的热量相等，如果加热时间相同，在转化效率为100%时液体吸收的热量相等。当加热时间，即吸收热量和液体质量相同时，液体的比热容与升高的温度成反比，由图像可知乙液体升高的温度比甲多，因此甲的比热容大于乙；当升高相同的温度时，由图像得甲加热的时间比乙长，因此甲液体吸收的热量较多。综合分析，选项A正确。

例4.如圖甲电路所示，电源电压为9 V且保持不变，小灯泡标有“6 V 6 W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙。求：

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（1）小灯泡正常发光时电阻为多少欧？

（2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的电功率为多少瓦？

（3）当电压表的示数为2V时，整个电路10 s内消耗的电能是多少焦？

解析：这是一道电路图与电学图像的综合题，面对这类题首先分析电路，搞清楚电路的连接方式和工作状态，再分析图像中的信息，两者结合找到合适的公式解题。本题从电路图中看出是滑动变阻器和灯泡串联，滑动变阻器电阻值的变化引起电流表及电压表示数的变化，即灯泡电流和电压的变化。图像是关于小灯泡的电流随电压的变化曲线，从曲线上可以直接读出灯泡的电流和电压值。

（1）根据灯泡的铭牌“6 V 6 W”，RL=U2L/PL=（6 V）2/6 W=6 Ω

（2）由图可知，灯泡电流为0.7 A时，电压为3 V，P实=U实×I实=3 V×0.7 A=2.1 W

（3）当电压表示数为2 V时，由图可知此时电路中的电流为0.5 A，则：

W=UIt=9 V×0.5 A×10 s=45 W

？誗编辑 董慧红