在物理中考和競(jìng)賽中,利用圖像法求解的物理量的試題層出不窮,此類(lèi)試題,一般難度不大。本文選析兩道相對(duì)難度較大、通過(guò)作圖像方可求解的物理試題,供同學(xué)們學(xué)習(xí)時(shí)參考。
例1 (01年上海市初中物理復(fù)賽)某學(xué)生應(yīng)用氣體保持溫度不變時(shí),密閉在容器的氣體壓強(qiáng)隨體積改變而變化的規(guī)律,設(shè)計(jì)了測(cè)量不規(guī)則形狀固體體積的實(shí)驗(yàn)。他首先將醫(yī)用注射器的活塞移至20ml刻度處,并與氣壓計(jì)連接,如圖甲所示,然后改變注射器內(nèi)密閉氣體的體積,記下對(duì)應(yīng)各體積的壓強(qiáng)值,如表1所示。取下注射器,在注射器內(nèi)放入待測(cè)固體,將注射器活塞仍然放在20ml刻度處,再次將注射器與氣壓計(jì)連接,然后依次改變注射器密閉氣體的體積,記下對(duì)應(yīng)各體積的壓強(qiáng)值如表2所示。
(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙a中的坐標(biāo)紙上選取合適的坐標(biāo),畫(huà)出反映氣體在溫度不變的條件下,氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系的直線(xiàn)圖像。
(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙b中的坐標(biāo)紙上,用作圖法求出不規(guī)則固體的體積。
解析 (1)由表1可知,在溫度不變時(shí),密閉氣體的壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系是:pV=定值,即1p—V的圖像為直線(xiàn),用描點(diǎn)法所作圖像如圖丙c所示。
(2)根據(jù)表2中的數(shù)據(jù),用描點(diǎn)法所作圖像如圖丙d所示,將該圖像向下延長(zhǎng)交于V軸,在V軸上的截距V=3.2mL=3.2cm3,與之相對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)1p=0,即p→∞。由(1)中探究出的結(jié)論可知,此時(shí)V氣→0,故V=3.2cm3,即為不規(guī)則固體的體積。
例2 (06年寧波市實(shí)驗(yàn)區(qū)中考)某科學(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的無(wú)件,如圖甲所示:透明玻璃殼內(nèi)有一個(gè)標(biāo)有“6V 3W”字樣的小燈泡L(阻值不變)和一個(gè)由一種特殊金屬絲制成的導(dǎo)體R0。A、B、C是其外露的三個(gè)接線(xiàn)柱,為進(jìn)一步了解導(dǎo)體R0的某些特殊性征,他們使用了如圖乙所示電源電壓恒為6V的實(shí)驗(yàn)裝置:把導(dǎo)線(xiàn)M、N分別與A、C接線(xiàn)柱相連,閉合開(kāi)關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,測(cè)得了一組電流表和電壓表的讀數(shù),并繪制成圖丙所示曲線(xiàn)。
(1)小燈泡L的電阻值為_(kāi)_____Ω,當(dāng)它正常工作時(shí),通過(guò)的電流是_____A。
(2)小明同學(xué)在原來(lái)連線(xiàn)的基礎(chǔ)上,再用導(dǎo)線(xiàn)連接A、B兩個(gè)接線(xiàn)柱,閉合開(kāi)關(guān)S,把滑片P移到a端,此時(shí)電流表的示數(shù)是多少A?
(3)若把導(dǎo)線(xiàn)M、N分別接到A、B接線(xiàn)柱上,閉合開(kāi)關(guān)S,把滑片P移到a端,則小燈泡消耗的電功率為多少?
(溫馨提示:本小題可用作圖法輔助求解)
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。