物理圖像法考點歸類與例析

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《考試大綱》能力要求中明確指出,要求學生具有閱讀圖像、描述圖像、運用圖像解決問題的能力。從近幾年的高考情況來看,以圖像及其運用為背景的命題，成為歷屆高考考查的熱點。高考試題中均把物理圖像作為重要的考查內容,從不同的側面考查考生觀察分析、收集信息、推理判斷、作圖處理數據和用圖像解決物理問題的能力。

一、圖像法解題思路

圖像法解題思路有以下幾點：①通過對物理過程的分析找出與之對應的圖像并描繪出來；②通過對已知圖像的分析，挖掘“截距、起點、終點、拐點”等隱含條件；③圖像的轉換；④綜合應用物理圖像分析解決問題。

二、圖像法考點歸類與例析

1.利用圖像解決一些疑難問題當用物理公式等方法較難解決時，可以考慮從圖像入手來解決問題。可以避免復雜的運算過程。而且常能從圖像上觸發靈感，另辟蹊徑。例1.在輕繩的兩端各拴一個小球，一人用手拿著上端的小球站在3層樓陽臺上，放手后讓小球自由下落，兩小球相繼落地的時間差為T，如果站在3層樓的陽臺上，同樣放手讓小球自由下落，則兩小球相繼落地時間差將（）A.不變B.變大C.變小D.無法判斷解析：正確選項C。畫出兩小球做自由落體運動的v-t圖像，如圖1所示，設人在3樓陽臺上釋放小球后，兩球落地時間差為△t1，若人在4樓陽臺上釋放小球后，兩球落地時間差△t2，圖中陰影部分面積為△h相同（輕繩的長度），從圖中可以看出△t2<△t1。所以，兩小球相繼落地時間差將變小。2.利用圖像物理意義解題根據圖像所反映的兩個物理量間的關系,尋求有關的物理規律、物理概念然后結合函數關系判斷圖像的特點，并注意理解其截距、斜率或面積的物理意義。例2.　某靜電場中的一條電場線與x軸重合,其電勢的變化規律如圖2所示。在O點由靜止釋放一電子,電子僅受電場力的作用.則在-x0～x0區間內(　　)A.該靜電場是勻強電場B.該靜電場是非勻強電場C.電子將沿x軸正方向運動,加速度逐漸減小D.電子將沿x軸正方向運動,加速度逐漸增大解析：正確選項BC。由φ-x圖像可知，沿x軸方向電勢變化不均勻，因此該電場是非勻強電場，A錯，B對；在電場中由靜止釋放電子后將由低電勢向高電勢運動,即沿x軸正方向運動；由于O～x0間圖線的斜率逐漸變小，即電場強度減小，受電場力減小，故加速度減小，C對，D錯。3．利用圖像的交點、拐點解題交點表示不同對象達到同一坐標點，拐點既是坐標點，又是物理量之間的突變點。若能挖掘出隱含條件，問題就可迎刃而解。例3.如圖3所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流的變化的特性圖線,曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接,則下列說法正確的是(　　)A.電源1與電源2的內阻之比是10∶7B.電源1與電源2的電動勢之比是1∶1C.在這兩種連接狀態下,小燈泡的電阻之比是1∶2D.在這兩種連接狀態下,小燈泡消耗的功率之比是1∶2解析：正確選項BD。由題圖知E1＝E2＝10V,由r＝EI得r1r2＝11∶7,A錯，B正確；由圖線Ⅲ與圖線Ⅰ、Ⅱ的交點（工作點）可知,在這兩種連接狀態下，R1＝35，R2＝56，則小燈泡的電阻之比為R1R2＝1825，消耗的功率之比為P1P2＝3×55×6＝12，C錯，D對。4.利用圖像的轉換解題同一個物理規律可以用不同的物理圖像來描述，會轉換圖像是衡量對物理規律和圖像意義理解的程度，是靈活應用圖像法的基礎。例4.將一段導線繞成圖甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內。回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場Ⅰ中。回路的環區域內有垂直紙面的磁場Ⅱ，以向里為磁場Ⅱ的正方向，其磁感應強度B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時間t變化的圖像是解析：正確選項B。0～T2內，根據法拉第電磁感應定律及楞次定律可知回路的電流大小恒定的且為順時針方向，根據左手定則，ab邊在勻強磁場Ⅰ中受到水平向左的恒定的安培力；同理可得T2～T內，ab邊在勻強磁場Ⅰ中受到水平向右的恒定的安培力，故B項正確。圖像是一種特殊的語言工具，利用圖像法解題不僅思路清晰，而且在很多情況下可使解題過程得到簡化。在高考試題中,以圖像問題為載體,既考查了學生對基本概念、基本規律的理解,又考查了學生分析問題、解決問題的能力。以上是筆者多年的教學實踐和總結出一些解決物理圖像問題。

作者:陳命賢 單位:廣東省揭陽市惠來縣第一中學