例析初中物理图像试题中信息的“过与不足”

(江苏省镇江四中，江苏 镇江 212001)

有关物理图像的问题，不仅可以考查学生利用数学知识解决物理问题的能力，而且对于学生了解物理过程有着较高的要求，因而图像问题一直以来都是初中物理考试命题的热点．但是由于命题者的缘故，有些试题中图像所给出的信息存在过多或不足的问题，本文具体分析其中问题，并给出改进意见，供大家参考．

1 图像所给的信息有“过”

图1

例1 (2013年湖北省咸宁市)如图1所示，电源电压为U保持不变，R0为定值电阻．闭合开关，电流表A的示数为I，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2．移动滑动变阻器得到在不同电流下的U1—I图线和U2—I图线，如图2所示．

(1)随着电路中电流的增大，电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2(选填“减小”或“增大”)；

(2)在U—I坐标中两条图线在Q点相交，此状态滑动变阻器连入电路的阻值是Ω；

(3)请根据图像求电源电压U和定值电阻R0的阻值．

分析：图2中电流随电压变化是由于滑动变阻器的滑动造成的，当滑动变阻器的滑片从图1中最左端逐渐向右滑时，变阻器接入电路中的电阻逐渐减小，电路中的电流逐渐增大；当变阻器接入电路中阻值为0时，电路中电流达到最大值，此时电压表V1和电压表V2的示数相等，即对应于图2中的Q点，因此Q点右侧的图线是不能通过移动滑动变阻器得到的．

图2

在电路正常的情况下，移动滑动变阻器滑片的过程中，电路中的电流也不可能连续减小为0，即使考虑到特殊情况，当图1中a点上方至b点那部分电路发生断路时，也只能得到此时电流为0，电压表V1示数为4.5V(即此时相当于开路，因此可知电源电压为4.5V)、电压表V2示数为0V，也就是只能得到图2中两条图线最左端的两个点的坐标．因为在正常情况下(不考虑断路)，电路中电流只能在大于0的某个值(此时对应于滑动变阻器阻值最大，电路中电流最小)到2A之间变化．也就是说图2中两条图线中的从电流为0至上文提及的电路中最小电流之间的图线是不能通过移动滑动变阻器的滑片得到的．总之，图2中U1—I图线Q点右侧、对应电路中电流最小值的左侧、U2—I图线对应电路中电流最小值的左侧都不能通过移动滑动变阻器的滑片得到．如果认为可以通过外推的方法将图线延长得到图2中Q右侧那部分图线，至少也得将延长的部分画成虚线(1.5V,3A不在此电路的实际工作状态)．所以图2中图像所给的信息有“过”．

2 图像所给的信息“不足”

例2 (2013年江苏省镇江市)如图3所示，边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中液面与A上表面齐平．从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时，细线中拉力F随时间t的变化图像如图4所示．木块密度ρ=0.5×103kg/m3，容器的底面积为200cm2，g=10N/kg．下列说法正确的是( )．

图3

图4

A．随着液体的排出，木块受到的浮力不断减小

B．容器中的液体是酒精

C．抽液机每秒钟排出液体的质量是10g

D．第30s时，木块露出液面的高度是2cm

分析：从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时，随着液体的排出，木块A所受的浮力逐渐减小，细线中拉力也逐渐减小，50秒时，拉力减小到0，木块A恰好处于漂浮状态．从命题者的角度去看，他所设计的物理过程此时并没有结束，排液仍在继续，否则选项A就应该是正确的．遗憾的是在图4的图像中没有50秒后的图线，(50秒后的图线应和t轴重合)这样很容易造成考生误选选项A．因此本题如果将50秒后的图线画出，本题的物理过程就会更加清晰，错选选项A的考生就会大大减少．

总之，命题者在命制有关物理图像的试题时，要注意图像和题干在物理过程上的一致性，图像中的信息既不能过，也不能不足．解题者也应该具有批判性思维，尤其是我们教师在自己命制试题时，不能将现成的试题简单地复制、粘贴，而应该有自己的思考和判断．