1、专项八 解题方法重难点36 图像分析方法【知识梳理】初中物理图像问题，常考点主要有：运动图像（s-t图像）；力与运动的关系图像（力与运动的结合）；凸透镜的物距-像距（u-v）图像（主要是用来求焦距）；晶体的熔化（凝固）图像；液体沸腾图像；密度（m-v）图像；电阻（小灯泡）的伏安曲线（主要是用来确定电阻或实际功率）。其中出现频率最高的是伏安曲线。解决图像分析问题，首先要明确横坐标和纵坐标各代表的是什么物理量，从而判断出这是一条“什么图像”，即知道它是什么。然后读出（或观察）起点坐标，终点坐标，并明确其具体的情形与含义，往往这两点是两个极端（极值）。再观察其变化趋势与拐点，分析出变化的规律与转折点
2、。然后结合题意提取相关信息作出回答。最后将结果与图像印证，是否合理（符合要求）。【典例分析】【例1】（2020襄阳18）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙所示。则电源电压为_V，灯的功率变化量为_W。【答案】 9 4【分析】由甲图知：灯与滑动变阻器串联，电流表测整个电路的电流，电压表V1灯两端的电压，电压表V2测的是滑动变阻器两端的电压，当滑动变阻器的滑片位于最右端时，即滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律I=U/R可知：此时电路中的电流最小。由图乙知：图像的横坐标是电压U，纵坐标是电流I，所以是一条伏安曲线
3、。当P从滑动变阻器最右端开始滑动时，它接入的电阻最大，分的电压此时最高，所以为（8V,0.2A）这一点。此时滑动变阻器分得的电压为8V，灯两端的电压为1V，根据串联电路电压的特点知，电源电压为：U=UL+UR=1V+8V=9V。由乙图知：灯正常发光时，此时电路中的电流最大，即灯正常发光时的电流为0.6A，此时滑动变阻器分得的为2V，灯两端的电压为：UL=U-UR=9V-2V=7V，灯的额定功率为：PL额=ULI2=7V0.6A=4.2W。当滑片位于最大值端时，灯消耗的功率为：PL=ULIL=1V0.2A=0.2W.灯的功率变化量为:P=P额-PL=4.2W-0.2W=4W。【思路小结】首先读懂
4、电路图，然后明确图像，将图像上的起点（终点）与电路图和题设对比分析，明确其具体含义。一定要结合电路图实际分析，明确各点所包含的物理含义，这样才能正确求解。【真题操练】1.（2020菏泽10）一辆汽车正在平直的公路上运动，用s、v和t分别表示汽车运动的路程，速度和时间下面四个图像反映汽车在做匀速直线运动的是（）ABCD【答案】C【解析】分析图像：图象中线段与时间轴平行，物体处于静止状态；此图象表示汽车通过的路程与所用时间成正比，也就是做匀速直线运动；此图象表示汽车速度保持不变，一直在匀速直线运动；此图象的意思是汽车加速行驶。综合上述分析，反映汽车在做匀速直线运动的是，C正确。选C。2.(2020
5、潍坊14)在操场直跑道上进行遥控小车比赛，甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动，两者运动的路程一时间图象分别如图中的甲、乙所示，下列判断正确的是（）A. 在05s内甲车的速度是10m/sB. 在05s内乙车的速度是1m/sC. t=10s时两车的速度相等D. t=10s后乙车超过甲车【答案】BD【解析】A由图象看出甲车05s内通过的路程为10m，所以V甲=s甲/t=10m/5=2m/s。A错。B由图象看出：乙车010s内通过的路程为10m，所以v乙=s乙/t=10m/10s=1m/s,乙图象是一条斜线，表示物体做的是匀速直线运动，所以在05s内乙车的速度是1m/s，B正确。C由图象可知：
6、t=10s时，甲车静止，速度为0，乙车的速度是1m/s，两车的速度不相等，C错。D由图象可知，两车在10s末相遇，t=10s后, 甲车静止，乙车超过甲车，D正确。选BD。3.(2020黔东南州7)如图所示是甲和乙两种物质的质量与体积关系图象，下列说法正确的是（）A. 甲物质的密度随体积增大而增大B. 当甲和乙两物质的质量相同时，乙物质的体积较大C. 甲、乙两种物质的密度之比是4：1D. 体积为5cm3的乙物质，质量为10g【答案】D【解析】A密度是物质的一种特性，其大小与物体的质量和体积无关，A错。B由图象可知：当甲和乙两物质的质量相同时（如质量都为2g），乙物质的体积较小，B错。C由图象可知
7、：当甲物质的质量m甲2g时，V甲4cm3，V乙2cm3，甲= m甲v甲 = 2g4cm3 =0.5g/cm3当乙物质的质量m乙4g时，V乙2cm3，乙= m乙v乙 = 4g2cm3 =2g/cm3。所以甲、乙两种物质的密度之比是1：4，C错。D体积为V乙5cm3的乙物质的质量：m乙乙V乙2g/cm35cm310g，D正确。选D。4.(2020威海12)在一次沿直杆滑降训练中，消防员从5m高处滑到离地面20cm处悬停，先后经历了abcd四个阶段（每个阶段经历的时间相同）。整个训练过程，速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）A. 消防员的重力在b阶段做功最多B. 只有b阶段，消防员处于
8、平衡状态C. 消防员四个阶段都在克服摩擦力做功D. a阶段，滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力【答案】AD【解析】A消防员的重力在a、b、c阶段做功，d阶段不做功，而a阶段处于匀加速过程，速度从0到v，平均速度小于v，b阶段处于匀速过程，速度为v，而c阶段处于匀减速过程，速度从v到0，平均速度小于v，由于每个阶段经历的时间相同，因此b阶段的距离最大，做功最多，A正确。Bb阶段处于匀速运动状态，消防员受力平衡，处于平衡状态，d阶段处于悬停状态，也是平衡状态，B错。C消防员在d阶段在没有移动距离，没有克服摩擦力做功，C错。D a阶段，消防员处于匀加速过程，消防员受到的摩擦力小于重力，滑杆受到的摩擦力
9、与消防员受到的摩擦力为相互作用力，大小相等，即滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力，D正确。选AD。5.(2020自贡16)一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中，如图甲所示往盐水中继续均匀缓慢加盐，鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】由悬浮条件知道，当鸡蛋悬浮在盐水中时，浮力等于鸡蛋的重力；当往盐水中继续均匀缓慢加盐时，盐水密度增大，而浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变，由F浮 =gV排 知道，鸡蛋所受浮力逐渐增大，鸡蛋向上运动；当浮出水面后鸡蛋漂浮时，所受浮力等于鸡蛋的重力，浮力不再变化；所以，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是：盐水密度增大时，开始
10、浮力变大，后来不变，只有A正确，故选A。6.(2020枣庄11)一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示；F的大小与时间t的关系如图乙所示；木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。以下说法正确的是（）A. 当t=1s时，木块受到的摩擦力是0B. 当t在24s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5NC. 当t在46s内，拉力F的功率为6WD. 当t在26s内，木块的机械能保持不变【答案】C【解析】A由图乙可知：物体在t=1s时受到的拉力为1N，由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到的摩擦力等于拉力为1N，A错。B由图乙可知：物体在46s内受到的拉力为3
11、N，由图丙可知46s内物体做匀速运动直线运动，在46s内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N；由图乙可知在24s内，物体做加速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在24s内受到的摩擦力为3N。B错。C由图乙可知：物体在46s内受到的拉力为3N，由图丙可知46s内物体做速度为2m/s的匀速运动直线运动，此时拉力的功率：P=W/t=Fs/t=Fv=3N2m/s=6W。C正确。D在26s内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，D错。选C。7.(2020宁夏8【改编】)小明在老师指导下，利用自制水透镜探究凸透镜成像的规律，如图甲所示，利用记录的实验数据，绘制了如图乙所示的像距v和物距u
12、的关系图（实验过程中水透镜厚度不变）实验过程中，下列说法正确的是（ ）A.该水透镜的焦距是20cmB.若要在光屏上成清晰缩小的像，物体应放在距透镜10cm至20cm之间C.在光屏上找到清晰缩小的像后，若在水透镜和物体之间放一凹透镜，光屏应远离水透镜才能再次找到清晰的像D.实验后，若利用注射器向水透镜内注水，其焦距变长【答案】C【解析】A由图乙可知v=u=20cm时，u=2f=20cm，则f=10cm，A错。B水透镜f=10cm，若要成清晰缩小的像，应将物体放到2f以外，距透镜的距离大于20cm，B错。C在水透镜前加一凹透镜，对光线有发散作用，所成的像远离水透镜，故应远离水透镜才能再次找到清晰的
13、像，C正确。D用注射器向水透镜内注水，透镜会聚能力变强，焦距变短，D错。选C。8.(20220宁夏5)如图所示，是小明在做“探究物质熔化規律”实验时，根据实验数据绘制的温度随时间变化的关系图像，由图像可知（ ）A. 该物质在BC段处于液态B. 该物质在BC段内能不变C. 该物质熔化过程持续了约4minD. 该物质是非晶体【答案】C【解析】A由图可知：物体在BC段处于熔化过程中，该过程中物体的状态是固液共存，A错。B由图可知：物体在BC段处于熔化过程中，该过程持续吸热，温度不变，内能增大，B错。C由图可知：物体BC段处于熔化过程中，从第2min时开始熔化，第6min时完全熔化完，熔化时间一共持续
14、了6min-2min=4min，C正确。D由图可知：物体在BC段处于熔化过程中，有固定的熔化温度，即熔点，是晶体，D错。选C。9.(2020泰安10)某晶体熔化时温度随时间变化的图象如图所示，下列判断正确的是（）A. 第5min，晶体开始熔化B. 晶体熔化过程持续20minC. 晶体在熔化过程中不吸收热量D. 晶体的熔点是80【答案】D【解析】A由图可知：第10min，晶体开始熔化，A错。B晶体熔化过程持续的时间t=25min-10min=15min，B错。C晶体在熔化过程中，不断吸收热量，C错。D由图可知：图象中呈水平的一段所对应的温度80就是物质的熔点，所以晶体的熔点是80，D正确。选D。
15、10.(2020潍坊4)某同学游玩时捡到一物体，对该物体加热，测得其温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（）A. 该物体是非晶体B. 该物体的熔点为80C. 第10min到25min时间内物体不吸收热量D. 第10min到25min时间内物体的内能不变【答案】B【解析】A由图象可知：此物质在熔化过程中温度保持80不变，则该物质为晶体，并且熔点为80。A错，B正确。CD物质从第10min到25min时间属于熔化过程，保持温度不变，但继续吸收热量，内能增加。CD错。选B。11.(2020常德16)用电器R1和R2上都标有“6V”字样，它们的电流随电压变化关系如图所示。下列说法不正确的是（
16、）A. R1和R2的阻值不随温度的变化而变化B. R1:R2=2: 1C. R1和R2并联在4V电源上，通过电流I1:I2=2:1D. R1和R2并联在4V电源上，消耗总功率为1.2W【答案】C【解析】A由图像可知：两条线都是直线电压和电流的比值是一个定值，所以R1和R2的阻值不随温度的变化而变化，A正确。B由图像可知：两条直线都过坐标原点，符合正比例函数的关系，我们取电压都为2V时，流经R1的电流为0.05A，流经R2的电流为0.1A，根据欧姆定律变形式R=U/I可知，R1: R2=2: 1，B正确。C由选项B可知R1: R2=2: 1，R1和R2并联，加在其两端的电压相等，根据公式I=U/
17、R可知，I1:I2=1:2，C错。DR1和R2并联，加在其两端的电压相等都是4V，根据公式P=U2/R，由图可知R1=40，R2=20，消耗的总功率为：P总=P1+P2= U2R1 + U2R2 = （4V）240 + （4V）220 = 1.2W，D正确。选C。12.(2020天津5)图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图象，该导体的阻值为（）A. 40B. 30C. 20D. 10【答案】D【解析】由图像可知：通过该导体的电流与导体两端的电压成正比，说明导体的电阻不随温度变化而变化；由欧姆定律I=U/R可得:导体的电阻R=U1/I1=1V/0.1A=10。选D。13. (2020青
18、岛15)小明测量小灯泡的电功率，电路如图甲所示，电源电压恒为6V，小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图象如图乙所示。下列分析正确的是（）A. 小灯泡的电阻约为12.7B. 小灯泡的额定功率为1.14WC. 小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路中的阻值为20D. 小灯泡两端电压为2.0V时，滑动变阻器消耗的电功率为0.88W【答案】BD【解析】A灯泡电阻随温度升高而增大，所以灯泡电阻不能确定，A错。B由乙可知：当灯泡电压为3.8V时，通过灯泡电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V0.3A=1.14W,B正确。C小灯泡正常发光时，灯泡亮度电压为3.8V时，通过灯
19、泡电流为0.3A，根据串联电路的电流与电压特点可得，滑动变阻器两端电压为：UP=U-UL=6V-3.8V=2.2V,滑动变阻器的阻值为:R= UP/I=2.2V/0.3A7.3,C错。D小灯泡两端电压为2.0V时，电路电流为0.22A，根据串联电路的电流与电压特点可得，滑动变阻器两端电压为：UP=U-UL=6V-2V=4V,滑动变阻器消耗的电功率为：P=UPI=4V0.22A=0.8W,D正确。选BD。14 (2020德州15)两辆汽车在同一平直公路上同时出发，其路程s与时间t的关系如图所示。由图象可知，甲车的速度乙车的速度（选填“”“”或“”），甲车的速度为m/s，当t40s时，甲、乙两车相
20、距m。【答案】 20 200 【解析】由图可知：甲乙两车都做匀速直线运动，在t甲55s时，甲车行驶的路程s甲1100m，甲车的速度v甲s甲/t甲=1100m/55s20m/s；在t乙20s时，乙车行驶的路程s乙400m200m200m，乙车的速度v乙s乙/t乙=200m/20s10m/s；可见，甲车的速度大于乙车的速度。由图可知：行驶20s时甲车追上乙车，甲乙相遇后再经过20s，甲车行驶了800m400m400m，乙车行驶了600m400m200m，两车相距s400m200m200m。15.（2020衡阳20）如图甲所示，在水平面上测量木块滑动摩擦力时，作用在木块上的水平拉力F大小随时间t变化
21、情况的图象如图乙所示，木块运动速度v随时间t变化情况的图象如图丙所示。由以上情况可知，木块在s至s时间段内动能减小，此时动能转化为能；木块在第15s时受到的摩擦力为N。【答案】40 50 内 4【解析】根据图象可知：木块在40s50s内的速度是减小的，质量不变，动能减小；木块与水平面之间有摩擦力的作用，克服摩擦力做功，机械能转化为内能；由Ft图象可知，30s40s内的拉力F4N，由vt图象可知，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，则此时木块受到的摩擦力为4N；由vt图象可知，15s时木块做变速直线运动，因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与运动的速度无关，所以，木块受到的滑动摩擦力不变，则第15s时受到的摩擦力为4N。16. (2020绥化17)电阻R1的I-U图像如图所示，R1的阻值是_，把R1与阻值是30的电阻R2并联在电源电压是4V的电路中，通过R1与R2的电流之比是_，R1与R2两端的电压之比是_。【答案】103111【解析】由图象可知：当电压为6V时，电流为0.6A，所以R1的阻值：R1=U/I=6V/0.6A=10。 把R1与阻值是30的电阻R2并联在电源电压是4V的电路中，并联电路中各支路两端电压相等，R1与R2两端的电压之比是11，通过R1与R2的电流之比：I1I2 = R2R1 = 3010 = 3：1。
