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专题(八) 图像专题
【图像题解题的一般步骤】
(1)先弄清楚图像中横坐标、纵坐标所表示的物理量。
(2)再弄清坐标上的分度值,明确图像所表达的物理意义,利用图像的交点坐标、斜率、截距及图像与坐标轴所包围的面积等,进行分析、推理、判断和计算。
(3)最后根据图像对题目中的问题进行数据计算或作出判断性结论。
类型一 力学图像
1.[2019·安顺]质量相等的甲、乙两个小车同时同地沿同一直线做匀速直线运动,它们的s-t图像分别如图ZT8-1所示,下列根据图像分析正确的是 ( )
图ZT8-1
A.v甲=0.6 m/s,v乙=0.2 m/s,甲车的惯性大于乙车的惯性
B.经过6 s两小车一定相距6.0 m,运动过程中,甲车的动能等于乙车的动能
C.经过6 s两小车一定相距4.8 m,运动过程中,甲车的动能小于乙车的动能
D.经过6 s两小车可能相距2.4 m,运动过程中,甲车的动能大于乙车的动能
2.[2018·温州]如图ZT8-2为吸盘式挂杆,将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气,挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动,若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计,设挂钩与吸盘A的距离为l,则吸盘B受到的摩擦力f的大小与l的关系图像为图ZT8-3中的 ( )
图ZT8-2
图ZT8-3
3.[2017·无锡]如图ZT8-4所示为甲、乙两种液体质量和体积的关系图像。甲的密度为 g/cm3。将体积相等的两种液体分别倒入相同容器中,则 (选填“甲”和“乙”)液体对容器底部的压强大。
图ZT8-4
4.[2018·十堰]将一底面积为0.01 m2的长方体木块用细线系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水面相平,如图ZT8-5甲所示,在这个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化图像如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为 N,木块重力为 N,细线对木块的最大拉力为
N。(g取10 N/kg)
图ZT8-5
5.[2018·内江]用如图ZT8-6甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100 N,每次运送的件数不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,则动滑轮重为 N。当某次运送3件货物时,绳子的拉力F是 N。(不考虑绳重和摩擦)
图ZT8-6
类型二 热学图像
6.[2018·扬州]如图ZT8-7所示是甲、乙两种物质的熔化图像,下列说法正确的是 ( )
图ZT8-7
A.0~4 min内甲比乙吸热多
B.4~8 min内甲不吸热
C.0~10 min内甲和乙内能不断增加
D.0~10 min内甲和乙温度不断升高
7.两个相同的容器中分别装满了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热。液体温度与加热时间关系如图ZT8-8所示,根据图像分析( )
图ZT8-8
A.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
B.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
C.甲液体的内能比乙的大
D.加热时间越长,液体分子运动越慢
8.[2019·盐城]现代建筑多采用中空双层玻璃窗隔热。实验表明,中空双层玻璃窗的隔热性能与两层玻璃间空气压强有关。实验测得中空双层玻璃内外温差与中间空气压强关系如图ZT8-9所示,则中空双层玻璃中间空气压强 ( )
图ZT8-9
A.等于大气压强时,没有隔热效果
B.小于10-1 Pa时,隔热效果变差
C.在10-1~102 Pa时,隔热效果最好
D.等于103 Pa时的隔热效果比104 Pa时好
类型三 电学图像
9.由电功率的公式P=I2R可知,导体中的电流一定时,则图ZT8-10中表示导体的电功率P与导体电阻R的关系图像正确的是 ( )
图ZT8-10
10.[2018·内江]图ZT8-11是电阻甲和乙的U-I图像,由图像可知下列判断正确的是 ( )
图ZT8-11
A.甲、乙都是定值电阻
B.当乙两端电压为1 V时,其电阻值为10 Ω
C.将甲和乙串联,若通过甲的电流为0.4 A,电路的总功率为1.2 W
D.将甲和乙并联,若甲两端电压为1 V,干路上的电流为0.4 A
11.(多选)[2018·滨州]如图ZT8-12甲所示电路中,电源电压保持不变,R1是定值电阻。当开关S闭合,滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端时,两电表示数变化关系如图乙所示,则下列说法中正确的是 ( )
图ZT8-12
A.电源电压为14 V
B.R2的最大阻值为30 Ω
C.滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时,R1的电功率为1.25 W
D.滑片P在a端时,2 min内R2消耗的电能是144 J
12.[2018·淄博]如图ZT8-13甲所示电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值。
(2)R0的阻值和电源电压。
图ZT8-13
类型四 图像综合
13.物理学中,一些物理量间的变化关系常用图像来表示,对图ZT8-14中图像的表述正确的是 ( )
图ZT8-14
A.图甲:汽车做匀速直线运动时其速度与运动时间之间的关系
B.图乙:通过恒定电阻的电流与其两端电压之间的关系
C.图丙:同种液体内部的压强与其深度之间的关系
D.图丁:凸透镜成实像时像距v随物距u变化的关系
14.(多选)[2019·江西]处理物理实验数据时,经常选用坐标纸建立坐标系。如图ZT8-15所示,所建立的坐标系符合物理要求的是 ( )
图ZT8-15
15.如图ZT8-16所示,图中的阴影部分的面积描述相应物理量,其中不正确的是 ( )
图ZT8-16
16.(多选)[2018·呼和浩特]如图ZT8-17所示,其对应判断正确的是 ( )
图ZT8-17
A.图甲,用恒定不变的拉力F,沿斜面匀速向上拉木块,速度v随时间t的变化规律可用图①表示
B.图乙,探究杠杆的平衡条件。在阻力与阻力臂一定时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,F1-l1的关系可用图②表示
C.图丙,往量杯中匀速注水直至注满,此过程中,量杯底部受到水的压强p随时间t变化的关系可用图③表示
D.图丁,弹簧测力计下挂一物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中。弹簧测力计示数F与物体下降高度h之间的关系可用图④表示
【参考答案】
1.D [解析]由图像知,甲运动6 s通过的路程是3.6 m,乙运动6 s通过的路程是1.2 m,所以v甲=s甲t甲=3.6m6 s=0.6 m/s,v乙=s乙t乙=1.2m6 s=0.2 m/s,因甲、乙两个小车的质量相等,所以惯性相同。因为动能大小跟质量和速度有关,甲、乙两个小车的质量相同,甲的速度大于乙的速度,所以甲车的动能大于乙车的动能。当甲、乙反向运动时,6 s后相距s=s甲+s乙=3.6 m+1.2 m=4.8 m;当甲、乙同向运动时,6 s后相距s'=s甲-s乙=3.6 m-1.2 m=2.4 m。故选D。
2.D
3.1 甲
4.15 9 6
[解析] 根据图乙可知,木块刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L1=9 cm;水的深度为9 cm到16 cm时,木块一直处于漂浮状态,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16 cm时,细线刚好拉直,细线的拉力为零;当木块上表面与水面相平时,此时水面的高度为22 cm;所以木块全部浸没时木块底部受到的压强最大,由图乙可知,此时压强为1500 Pa,则木块受到的最大浮力F浮大=p大S木=1500 Pa×0.01 m2=15 N。由图乙可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900 Pa,此时木块的重力与水对木块底部向上的压力(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。当木块上表面与水面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,此时细线对木块的拉力最大,F拉大=F浮大-G=15 N-9 N=6 N。
5.100 200
[解析] 在不计绳重和摩擦的情况下,只需克服动滑轮的重力做额外功,此时滑轮组的机械效率可以表示为η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动,根据图像可知,当G=100 N时,η=50%,则有50%=100N100N+G动,解得G动=100 N。当运送3件货物时,货物重力G'=300 N,则根据力的平衡关系可知,2F=G'+G动,解得F=200 N。
6.C
7.B
8.D [解析]根据图像可知中间压强为一个大气压时,双层玻璃内外温度差不为0,仍然有隔热效果,故A错误。双层玻璃中间压强小于10-1 Pa时,双层玻璃隔热效果变好,故B错误。根据图像可知双层玻璃中间压强在10-1~102 Pa时,双层玻璃隔热效果不是最好,故C错误。双层玻璃中间压强为103 Pa时的隔热效果比104 Pa时的效果好,故D正确。
9.C
10.C [解析] 电阻甲的U-I图像是直线,说明它是定值电阻,电阻乙的U-I图像是曲线,说明它是非定值电阻,故A错误。从图中可知,当乙两端电压为1 V时,通过的电流为0.4 A,此时它的电阻R=UI=1V0.4A=2.5 Ω,故B错误。将甲、乙串联,若通过甲的电流为0.4 A,则通过乙的电流也为0.4 A,从图像中可读出对应的电压分别为2 V、1 V,则总电压为3 V,电路的总功率P=U总I串`=3 V×0.4 A=1.2 W,故C正确。若将甲、乙并联,则其两端电压相等,甲两端电压为1 V时,乙两端电压也为1 V,从图像中读出对应的电流分别为0.2 A、0.4 A,则干路电流I总=I甲+I乙=0.2 A+0.4 A=0.6 A,故D错误。
11.BCD [解析] 由图甲可知电路为定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测电阻R1两端的电压。由图乙可知,当电流表的示数为0.5 A时,电压表的示数为10 V,此时电路中的电流最大,则滑动变阻器连入电路中的电阻为0,电路中只有电阻R1,故此时电压表的示数即电源电压,为10 V,电阻R1=UI大=10V0.5A=20 Ω,故A错误。当电流表的示数为0.2 A时,电压表的示数为4 V,此时电路中的电流最小,则滑动变阻器全部连入电路,电源电压为10 V不变,由串联电路电阻规律及欧姆定律可得R2=UI小-R1=10V0.2A-20 Ω=30 Ω,即滑动变阻器的最大阻值为30 Ω,故B正确。若滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时,R2连入电路中的电阻为其总电阻的三分之二,即R2'=23R2=23×30 Ω=20 Ω,此时电路中的总电阻R总=R1+R2'=20 Ω+20 Ω=40 Ω,则此时电路中的电流I=UR总=10V40Ω=0.25 A,则R1的电功率P1=I2R1=(0.25 A)2×20 Ω=1.25 W,故C正确。滑片P在a端时,滑动变阻器全部连入电路,此时电路中的电流为0.2 A,R2两端的电压为U2=U-U1=10 V-4 V=6 V,则2 min内R2消耗的电能W=U2I小t=6 V×0.2 A×120 s=144 J,故D正确。
12.解:(1)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2 A;此时滑动变阻器的功率P=1.2 W,则根据P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值R大=PI小2=1.2W(0.2A)2=30 Ω。
(2)由图乙可知,当电路中的电流为I'=0.4 A时,R的电功率P'=1.6 W,此时R接入电路的阻值为R'=P'I'2=1.6W(0.4A)2=10 Ω;
根据欧姆定律可得
U=I'(R0+R')=0.4 A×(R0+10 Ω)①,
U=I小(R0+R大)=0.2 A×(R0+30 Ω)②;
①②联立解得R0=10 Ω,
则电源电压U=0.4 A×(10 Ω+10 Ω)=8 V。
13.C
14.AD [解析]利用图像处理物理数据时,要标明横轴和纵轴分别表示什么物理量,并且注明它们使用的单位;数轴上的刻度要均匀。题中所给图像A、D符合要求,B选项图没有注明物理量的单位,C选项图电流刻度不均匀。
15.D 16.ABD
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