高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧(超强)及练习题
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧(超强)及练习题
一、图示法图像法解决物理试题
1．真空中有四个相同的点电荷，所带电荷量均为q ，固定在如图所示的四个顶点上，任意两电荷的连线长度都为L ，静电力常量为k ，下列说法正确的是
A ．不相邻的两棱中点连线在同一条电场线上
B 86kq
C ．任意两棱中点间的电势差都为零
D ．a 、b 、c 三点为侧面棱中点，则a 、b 、c 所在的平面为等势面 【答案】BC 【解析】 【详解】
假设ab 连线是一条电场线，则b 点的电场方向沿ab 方向，同理如果bc 连线是一条电场线，b 的电场方向沿bc 方向，由空间一点的电场方向是唯一的可知电场线不沿ab 和bc 方向，因此A 错；由点电荷的电场的对称性可知abc 三点的电场强度大小相同，由电场的叠加法则可知上下两个点电荷对b 点的和场强为零，左右两个点电荷对b 点的合场强不为
零，每个电荷对b 点的场强
2
24kq
=
3L 3kq E L =
?
???
，合场强为
24kq 686kq
=2Ecosa=2
3L E 合，故B 正确；由点电荷的电势叠加法则及对称性可知abc 三点的电势相等，因此任意两点的电势差为零，故C 正确；假设abc 平面为等势面，因此电场线方向垂直于等势面，说明电场强度的方向都在竖直方向，由电场叠加原理知b 点的电场方向指向内底边，因此abc 不是等势面，故D 错误。
2．如图所示，质量相同的小球A 、B 通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A 、B 分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B 的速度大小为v ，重力加速度为g ，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则
A ．小球A 的速度为
34
v B ．小球A 的速度为
43
v C ．细杆的长度为2
12564v g
D ．细杆的长度为2
12536v g
【答案】AC 【解析】 【详解】
小球B 的速度为v 时，设小球A 的速度大小为v '，则有5337vcos v cos ?='?，解得：
3
4
v v '=
，A 正确，B 错误；两球下滑过程中系统的机械能守恒，即：()22
111sin 3722
mgL mv mv '-=+o
，解得：212564v L g =，C 正确，D 错误。
3．如图所示，质量为m 的小物体用不可伸长的轻细线悬挂在天花板上，处于静止状态.现对处于静止状态的物体施加一个大小为F 、与竖直方向夹角为θ的斜向上恒定拉力，平衡时细线与竖直方向的夹角为60o ；保持拉力大小和方向不变，仅将小物体的质量增为2m ，再次平衡时，细线与竖直方向的夹角为30o ，重力加速度为g ，则( )
A ．F mg =
B ．3
F =
C ．30θ=o
D ．60θ=o
【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
以物体为研究对象，设平衡时绳子与竖直方向的夹角为α，受力情况如图所示：
当物体重力为mg 时，α=60°，根据正弦定理可得
sin 60sin(18060)
F mg
θ=??-?-，即
sin 60sin(120)
F mg
θ=??-，当物体的重力为2mg 时，α=30°，根据正弦定理可得：
sin 30sin(18030)F mg θ=??-?-，即sin 30sin(150)
F mg
θ=??-，联立解得：θ=60°，F =mg ；
所以A 、D 正确，B 、C 错误．故选AD ． 【点睛】
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．
4．如图所示，用铰链将三个质量均为m 的小球A 、B 、C 与两根长为L 轻杆相连， B 、C 置于水平地面上．在轻杆竖直时，将A 由静止释放，B 、C 在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ．则此过程中（ ）
A ．球A 的机械能一直减小
B ．球A 2gL
C ．球B 对地面的压力始终等于
3
2
mg D ．球B 对地面的压力可小于mg 【答案】BD 【解析】 【详解】
A ：设A 球下滑h 时，左侧杆与竖直方向夹角为θ，则L h
cos L
θ-=
，AB 用铰链相连，则()
090A B B v cos v cos v sin θθθ=-=，当A 下落到最低点时，B 的速度为零，中间过程中B
的速度不为零；同理可得，当A 下落到最低点时，C 的速度为零，中间过程中C 的速度不为零．ABC 三者组成的系统机械能守恒，中间过程B 、C 的动能不为零，A 到最低点时，B 、C 的动能为零；则球A 的机械能不是一直减小．故A 项错误．
B ：当A 下落到最低点时，B 、
C 的速度为零，对三者组成的系统，A 由静止释放到球A 落地过程，应用机械能守恒得：2
12
mgL mv =，解得：球A 落地的瞬时速度2v gL =．故B 项正确．
C ：球A 加速下落时，三者组成的系统有向下的加速度，整体处于失重状态，球B 、C 对地面的压力小于
3
2
mg ．故C 项错误． D ：在A 落地前一小段时间，B 做减速运动，杆对B 有斜向右上的拉力，则球B 对地面的压力小于mg ．故D 项正确． 综上，答案为BD ．
5．如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q ，跨过悬挂于O 点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q ，另一端悬挂一物块P ．设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小．现将P 、Q 由静止同时释放．关于P 、Q 以后的运动下列说法正确的是
A ．当θ =60o时，P 、Q 的速度之比1：2
B ．当θ =90o时，Q 的速度最大
C ．当θ =90o时，Q 的速度为零
D ．当θ向90o增大的过程中Q 的合力一直增大 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】
A 、则Q 物块沿水平杆的速度为合速度对其按沿绳方向和垂直绳方向分解，P 、Q 用同一根绳连接，则Q 沿绳子方向的速度与P 的速度相等，则当θ =60°时，Q 的速度
cos 60Q P v v ?=，解得：
1
2
P Q v v =，A 项正确．B 、C 、P 的机械能最小时，即为Q 到达O 点正下方时，此时Q 的速度最大，即当θ=90°时，Q 的速度最大；故B 正确，C 错误．D 、当θ向90°增大的过程中Q 的合力逐渐减小，当θ=90°时，Q 的速度最大，加速度最小，合力最小，故D 错误．故选AB ． 【点睛】
考查运动的合成与分解，掌握能量守恒定律，注意当Q 的速度最大时，P 的速度为零，是解题的关键，
6．如图所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体A 和B ，A 套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h=0.2m ，开始时让连接A 的细线与水平杆的夹角θ=53°，现把A 由静止释放，在以后A 向右的运动过程中，下列说法中正确的是（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g 取10m/s 2，且B 不会与水平杆相碰．）( )
A ．物体A 在运动的过程中，绳的拉力一直做正功，所以机械能一直增加
B ．物体B 在运动的过程中，绳的拉力先做负功再做正功，动能最小为零
C ．物体A 在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/s
D ．物体B 在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/s 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A 、在A 运动过程中，开始时绳子拉力与运动方向相同，拉力做正功，当越过悬点正下方后，拉力开始做负功；故A 拉力先做正功后做负功；故A 错误.
C 、A 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B 的速度大小，有：v A cos θ=v B ，A 、B 组成的系统机械能守恒，当θ=90°时，A 的速率最大，此时B 的速率为零．根据系统机械能守恒有：2
1(
)sin 2
B A h m g h mv θ-=，解得v =1m/s ；
C 正确. B 、在B 运动过程中，拉力先做负功后做正功，当B 的速度为零动能最小为零；故B 正确.
D 、由A 的分析可知，B 的速度先向下增大后减小，再向上增大后减小．最大速度等于v A cos θ=0.8m/s ；故D 错误. 故选BC. 【点睛】
解决本题的关键知道A 沿绳子方向上的分速度等于B 的速度大小，以及知道A 、B 组成的系统机械能守恒．
7．如图所示，光滑固定的竖直杆上套有小物块a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块a和小物块b，虚线cd水平．现由静止释放两物块，物块a从图示位置上升，并恰好能到达c处．在此过程中，若不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（）
A．物块a到达c点时加速度为零
B．绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量
C．绳拉力对物块b先做负功后做正功
D．绳拉力对物块b做的功在数值上等于物块b机械能的减少量
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
当a物块到达C处时，由受力分析可知：水平方向受力平衡，竖直方向只受重力作用，所以根据牛顿第二定律得知，a物块的加速度a=g=10m/s2；故A错误；从a到c，a的动能变化量为零，根据功能关系可知，绳拉力对物块a做的功等于物块a的重力势能的增加量，故B正确；物块a上升到与滑轮等高前，b下降，绳的拉力对b做负功，故C错误；从a 到c，b的动能变化量为零，根据功能关系：除重力以为其他力做的功等于机械能的增量，故绳拉力对b做的功在数值上等于b机械能的减少量．故D正确．故选BD．
【点睛】
本题关键掌握功能关系，除重力以外其它力做功等于机械能的增量，合力功等于动能的变化量，重力做功等于重力势能的变化量，要能灵活运用．
8．如图所示质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上.其中O点与小球A的间距为l．O点与小球 B的
θ=?，带电小球A、B均可视为点3l，当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角30
电荷，静电力常量为k，则( )
A ．A 、
B 间库仑力大小2
22kq F l
=
B ．A 、B 间库仑力3mg
F =
C ．细线拉力大小2
23T kq F l
=
D ．细线拉力大小3T F mg = 【答案】B 【解析】
A 的受力如图所示，
几何三角形OAB 与力三角形相似，由对应边成比例
3T F mg l =，则3T mg F =定律2
2
2
(3)23cos30AB l l l l =+-?=，则2
23T mg kq F F l
===，故B 正确．
点睛：本题借助于相似三角形和余弦定理求解拉力的大小，对于此类题要正确的画出受力图，组建三角形．
9．2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车．为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是（ ）
A ．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
B ．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度
C ．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下
D ．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布 【答案】C 【解析】 【详解】
A 、以桥身为研究对象，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向，则钢索对索塔的向下的压力数值上等于桥身的重力，增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变，故A 错误；
B 、由图甲可知2cos T Mg α=，当索塔高度降低后，α变大，cos α 变小，故T 变大，故B 错误
C 、由B 的分析可知，当钢索对称分布时，2cos T Mg α=，钢索对索塔的合力竖直向下，故C 正确
D 、受力分析如图乙，由正弦定理可知，只要
sin sin AC AB
F F αβ
= ，钢索AC 、AB 的拉力F AC 、F AB 进行合成，合力竖直向下，钢索不一定要对称分布，故D 错误；综上分析：答案为C
10．AB 是长为L 的均匀带电绝缘细杆，P 1、P 2是位于AB 所在直线上的两点，位置如图所示。AB 上电荷产生的静电场在P 1处的场强大小为E 1，在P 2处的场强大小为E 2，若将绝缘细杆的右半边截掉并移走（左半边电荷量、位置不变），则P 2处的场强大小变为（ ）
A ．2
2
E B ．E 2–E 1 C ．E 1–2
2
E D ．E 1+
2
2
E
【答案】B 【解析】 【详解】
将均匀带电细杆等分为左右两段，设左右两段细杆形成的电场在P 2点的场强大小分别为E A 、E B ，则有E A +E B =E 2；左半段细杆产生的电场在P 1点的场强为0，右半段细杆产生的电场在P 1点的场强大小为E 1=E B ，去掉细杆的右半段后，左半段细杆产生的电场在P 2点的场强大小为E A =E 2–E B =E 2–E 1，选B 。
11．如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab 、cd ，ef 围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示，O 为等边三角形的中心，M 、N 分别为O 关于导线ab 、cd 的对称点．已知三根导线中的电流形成的合磁场在O 点的磁感应强度大小为1B ，在M 点的磁感应强度大小为2B ，若撤去导线ef ，而ab 、cd 中电流不变，则此时N 点的磁感应强度大小为（ ）
A ．12
B B + B ．12B B -
C ．
12
2B B + D ．
12
2
B B - 【答案】
C 【解析】 【分析】 【详解】
设每根导线中的电流在O 点产生的磁感应强度大小为0B ，ef 、cd 中的电流在M 点产生的磁感应强度大小都为0'B ，则在O 点有10B B =，在M 点有2002'B B B =+，撤去导线ef 后，在N 点有00'N B B B =+、联立式各式可得12
=2
N B B B +． A. 12B B +与计算结果12
=2N B B B +不相符，故A 不符合题意； B. 12B B -与计算结果12
=2
N B B B +不相符，故B 不符合题意 C.
122B B +与计算结果12
=2
N B B B +相符，故C 符合题意；
D.
122B B -与计算结果12
=2
N B B B +不相符，故D 不符合题意．
12．位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如右图所示，ab 、cd 分别是正方形两条边的中垂线，O 点为中垂线的交点，P 、Q 分别为cd 、ab 上的点，且OP ＜OQ . 则下列说法正确的是
A ．P 、O 两点的电势关系为p o ??<
B ．P 、Q 两点电场强度的大小关系为E Q C ．若在O 点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零 D ．若将某一负电荷由P 点沿着图中曲线PQ 移到Q 点，电场力做负功 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A ．根据电场叠加，由图像可以知道ab 、cd 两中垂线上各点的电势都为零，所以P 、O 两点的电势相等，故A 错； B ．电场线的疏密表示场强的大小，根据图像知E Q C ．四个点电荷在O 点产生的电场相互抵消，场强为零，故在O 点放一正点电荷,则该正点电荷受到的电场力为零，故C 错误. D ．P 、Q 电势相等，若将某一负电荷由P 点沿着图中曲线PQ 移到Q 点，电场力做功为零，故D 错误； 故选B. 点睛：根据电场线的方向确定场源电荷的正负.电势的高低看电场线的指向,沿着电场线电势一定降低.电场线的疏密表示场强的大小,;根据电势高低判断功的正负. 13．如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q 1、Q 2，其中小球1固定在碗底A 点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B 位置处，如图所示．现在改变小球2的带电量，把它放置在图中C 位置时也恰好能平衡，已知AB 弦是AC 弦的两倍，则（ ） A ．小球在C 位置时的电量是 B 位置时电量的一半 B ．小球在 C 位置时的电量是B 位置时电量的四分之一 C ．小球2在B 点对碗的压力大小等于小球2在C 点时对碗的压力大小 D ．小球2在B 点对碗的压力大小大于小球2在C 点时对碗的压力大小 【答案】C 【解析】 【详解】 AB ．对小球2受力分析，如图所示，小球2受重力、支持力、库仑力，其中F 1为库仑力F 和重力mg 的合力，根据三力平衡原理可知，F 1=F N ．由图可知，△OAB ∽△BFF 1 设半球形碗的半径为R ，AB 之间的距离为L ，根据三角形相似可知， 1F mg F OA OB AB == 即 1F mg F R R L == 所以 F N =mg ① L F mg R = ② 当小球2处于C 位置时，AC 距离为 2L ，故 '1 2F F = ， 根据库仑定律有： 2 A B Q Q F k L = '21()2 A C Q Q F k L = 所以 1 8 C B Q Q = ， 即小球在 C 位置时的电量是B 位置时电量的八分之一，故AB 均错误； CD ．由上面的①式可知F N =mg ，即小球2在B 点对碗的压力大小等于小球2在C 点时对碗的压力大小，故C 正确，D 错误。 故选C 。 14．两个可视为质点的小球a 和b ，用质量可忽略的刚性细杆相连，放置在一个光滑的半球面内，如图所示．已知小球a 和b 的质量之比为3，细杆长度是球面半径的2倍．两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角θ是（ ） A ．45? B ．30? C ．22.5? D ．15? 【答案】D 【解析】 【详解】 由题目中的数据可以得出，abO 三点组成一个等腰直角三角形，所以两底角都为45?．对两球进行受力分析，由于球面光滑，所以两球都只受到3个力，如图所示：重力、球面的支持力、刚性细杆的弹力；由于是刚性细杆，所以刚性细杆对两球的弹力均沿着杆方向，且对两球的弹力大小相等；两球处于平衡状态，两球受到的合力都为零，两球受到的三个力都组成一个封闭的力的矢量三角形． 设b 球的质量为m ，由正弦定理对球a 3mg ()sin 45N F θ?-；对球b ：sin 45mg ?=() sin 45N F θ?+()3sin 45θ?-=()sin 45θ?+，即 ()tan 45θ?+3θ=15?，故D 正确，ABC 错误． 15．如图所示，研究甲乙丙丁四种情况当中A 点的场强大小，甲为在A 点下方h 处有一个带电量为Q 的点电荷；乙为在A 点下方有一个水平放置的半径为r 的均匀带电圆环，总带电量为Q ，其圆心距离A 为h ；丙为在A 点下方有一个水平放置的半径为r 的均匀带电圆 盘，总带电量为Q ，其圆心距离A 为h ；丁为在A 点下方有一个半径为r 的均匀带电球体，总带电量为Q ，其球心距离A 为h ；则对于这四种情况中A 点的电场强度的大小情况应当是（ ） A ．E E E E =>=甲丁乙丙 B ．E E E E =>>甲丁乙丙 C ．E E E E =>>甲丁乙丙 D ． E E E E ===甲乙丁丙 【答案】C 【解析】对于甲图，带电量为Q 的点电荷，A 点的电场强度的大小2 kQ E h = 甲， 对于乙图，水平放置的半径为r 的均匀带电圆环，把圆环分成无数个小的点和元，每个点电元在A 点形成电场叠加而成， A 点的电场强度的大小() 3 2 2 E r h = +乙 对于丙图，半径为r 的均匀带电圆盘，把圆盘面分成无数个小的点和元，每个点电元在A 点形成电场叠加而成，电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出A 点的电场强度的大小 () 23 2 2 kQ E h r h <<+丙 对于丁图，带电球在r R ≥处的场强2 /E kQ r =，故A 点的电场强度的大小2kQ E h = 丁， 所以=E E E E >>甲丁乙丙，故C 正确，ABD 错误； 故选C 。 【点睛】依据电荷分布的特点，依据场强的决定式。 图像法在高中物理教学中的应用 摘要：图像法是解决高中物理问题的重要方法之一。结合教学经验，论述图像法在高中物理教学中的应用。着重论述了图像法的优越性，同时概述图像问题的一般特点，可以使学生良好的科学思维方式得到充分体现。 关键词：图像法；高中物理；教学 当前，我们正处于一个视觉文化时代，应用视觉资源开展课堂教学也是社会?l展的趋势。在高中物理教学中，图形、图片、图表等视觉资源十分丰富，应用图像解决问题也是高中物理教学的重要内容之一。广义的图像包括实物图、示意图、函数图像、统计图表、思维导图、流程图等。本文的物理图像特指高中物理课堂中常见的示意图和函数图像。图像法作为物理教学中的常用方法，有它自己独有的魅力。图像法表述是现象或过程的形象直观化描述，如运动过程分析图、矢量的合成与分解图、绝热过程状态图等。虽然图像法广泛出现于高中物理学科的各个部分，但是教学实践中，对图像法的重视程度和应用现状却不容乐观。数形结合的思想是高考考查的重点内容，也是学生必须具备的基本能力之一，研究高中物理教学中图像法的应用问题并探讨针对性的策略，是提高物理教学效果的重要途径之一。 一、图像法在高中物理教学中的应用现状 对于高中物理学科来说，应用图像来解决问题司空见惯。很多教师对于应用图像法解决问题习以为常，但对于图像教学的重要性却没有足够的重视。一方面，很多教师在讲课时对于图像法的应用没有全面系统的讲解，学生不知如何运用图像法解决问题；另一方面，课堂上教师没有引导学生应用图像法来解决问题，很多学生作图意识不强，甚至不会作图，不能把物理问题形象化、可视化，在面对图像类问题时没有解题思路。物理教学过程一般偏重于运用抽象思维进行解题训练，教师将简化后的物理模型提供给学生，学生缺乏对问题的分析和思考过程，只是机械地应用物理理论知识和相关数学运算解决问题，在面对实际问题时学生常常不知如何下手。因此，高中物理教师应加强图像教学，让学生学会画示意图、函数图像等基本的图形，引导学生借助图形来发现问题的本质，进而一步步降低思维难度，将抽象的问题具体化、形象化，进而逐步掌握图像法的具体应用步骤，提高物理学习效率。 二、图像法在高中物理教学中的应用策略 （一）结合图像将物理知识和物理过程直观化 图像能够直观地呈现物理现象的变化过程和物理知识的产生发展过程，在物理教学中，教师要根据物理知识的特点，将物理量之间的关系转化为图像之间的关系，让学生直观地观察其变化过程，形成对于物理知识的正确认识，从而 从高考物理图像题看物理高考 图象题历来是高考考察的重点和热点，物理图象是形象直观描述物理过程和物理规律的有力工具，在中学物理中应用十分广泛，利用"图象法"可使问题简单明了，分析思路清晰。 物理规律用数学表达出来后，实质是一个函数关系式，如果这个函数式仅有两个变量，就可用图象来描述物理规律。这样就将代数关系转变为几何关系，而几何关系往往具有直观、形象、简明的特点. 高考考试说明中规定应用数学处理物理问题的能力的要求是:能根据具体问题列出物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论;必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。实验能力的要求是:能独立完成高中阶段要求会做的分组实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论;能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。以上两条能力要求表明高考对图像能力提出了明确的要求。 从近年全国各地的高考试卷不难发现物理图像考查有了新的变化,不仅考查基本图像,对定性分析的图像考得也很深,特别在实验题中对图像考查有了更高的要求。图像的考查向更大的空间在延伸。 下面就高考中与图象有关的主要问题进行归类分析，如有不足还请批评指正。 一.物理图像的含义 的地方，我们可以从总体上把握物理图像。具体来说，对每个物理图像，必须关注以下几个方面的问题。 1．要会识图,即获取图象所要表达的信息 1．横轴与纵轴所代表的物理量和单位 明确了两个坐标轴所代表的物理量，则清楚了图像所反映的是哪两个物理量之间的对应关系。有些形状相同的图像，由于坐标轴所代表的物理量不同，它们反映的物理规律就截然不同，如振动图像和波动图像。另外，在识图时还要看清坐标轴上物理量所注明的单位。2．图线的特征 注意观察图像中图线的数学意义，分析图线所反映两个物理量之间的关系，找出它们之间的函数关系，进而明确图像反映的物理内涵。如金属导体的伏安特性曲线反应了电阻随温度的升高而增大。图线分析时还要注意图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的临界点。 高物理解题技巧：图像法2 图象法能简明形象地反映某物理量随另一物理量变化的规律，故图象法在物理有广泛的应用，在定性或定量讨论分析某些物理问题时，应用图象比例解析方程求解，会容易、简明得多 不论是解图象问题或利用图象求解物理问题，都要求： 1 认识坐标轴的意义（包括其正、负号的意义），这是认识图象的开始，是区别图象性质的关键 2 会写图象所表示的函数（如：正比例函数、一次函数、二次函数等），会画已知函数的图象，这是解答图象问题或利用图象求解物理问题的关键 3 清楚图象斜率的意义 4 知道图象在坐标轴上截距的意义 5 理解图线下所围“面积”的意义 全面理解物理图象的意义，熟练应用图象处理物理问题，是同们应该掌握的一个基本技能 一、利用图象解题 例1 某物体从静止开始匀加速直线运动，一段时间后做匀速直线运动直至停止，已知物体共用时间10s，总位移为20m，求物体在运动过程的最大速度 解析：作物体运动的图象，如图1所示，根据图线下所围“面积”表示 位移，可得 图1 即 点评：本题还可以运用求解，若引入加速度分析求解会更麻烦， 借助图象，使物体运动过程更形象、直观地表现了，简捷明快，有着曲径通幽之妙 二、利用图象解题 例2 质量为2g的物体在恒力F作用下，从静止开始运动，已知物体所受恒力F与 位移s的关系是，那么，当位移为2m时，物体的速度多大？ 解析：作物体的图象，如图2所示，根据图线下所围“面积”表示F做的功， 可知 由动能定理得 图2 点评：本题物体受力及运动加速度都是变化的，可以利用平均力计算F的功，也可以利用平均加速度求解，但显然没有利用图象求解得直接、直观 三、利用图象解题 图像“面积”在解题中的应用 上海市崇明中学 吴士玉 地址：崇明县鼓浪屿路801号 邮编：202150 利用图像来解决物理问题是常见的一种方法，而图像法解题中有一类是利用图像“面积”来解决问题的。在利用图像法来处理问题时，若能有意识的利用图像“面积”的物理意义来解题，将会给问题的解决带来极大的方便。下面就介绍几类图像“面积”在物理解题中的应用。 一．t v -图像“面积”表示物体的位移 在直线运动中，我们常利用t v -图像来解题。在t v -图像中，图像与横轴所围的面积就表示物体的位移。对一些较复杂的运动过程，如能结合t v -图像加以分析，即可快速解决问题。 例题：A 、B 两个物体从同一高度同时开始运动，A 做竖直上抛运动，B 做简谐振动（起点为B 的平衡位置），且同时到达同一个最高点。下列关于两物体在运动过程中的速度大小关系，正确的是（ ） A ． B A v v > B ．B A v v < C ．先B A v v <后B A v v > D ．先B A v v >后B A v v < 解析：此题中B 做非匀变速运动，无法建立运动学公式来比较，所以可以尝试运用ν～t 图像来分析。先画出竖直上抛的A 物体的运动 图线（匀减速运动），然后根据题 意：两者的运动时间相同，运动位移相同，如图1即可得出D 选项正 确。 二．s F -图像的“面积”表示作用力F 做的功 功的大小也可以用图像来描述，图2表示恒力做功的情况，图中横坐标为物体的位移s ，纵坐标为在位移方向上的作用力F ，画出的图像（水平线）反映力与位移的关系，该图叫做F —s 图。图线下的阴影面积就表示力F 在位移S 方向上做的功。 例题：已知在弹性限度内弹簧的弹力与形变量成正比，即Kx F =，试画出弹簧的弹力随位移变化的图像，并利用该图像计算弹簧在伸长了1x 的过程中弹力做的功。 解析：据公式Kx F =可知，弹簧所受的弹力F 与形变量x 成正比，图像应为一过坐标原点的倾斜直线，如图3所示。当形变量为1x 时，对应的弹力11Kx F =，则图线与横轴所围的面积为图中阴影部分即表示弹力做的功，21112 1 21kx kx x W =??= 。 三．V p -图像“面积”表示气体做功、确定某状态的温度 对于气体而言，气体在等压膨胀过程中对外做功W 应该等于压强P 乘以增加的体积△V ， V A 不符合位移相等 符合题意 图1 图2 图3 1Kx 2 例5图 高考物理图像专题解法合集 课时综述 1．“图”在物理学中有着十分重要的地位，它是将抽象的物理问题直观化、形象化的最佳工具。作为一种解决问题的方法，图解法具有简易、方便的特点，学习中应通过针对性训练、强化对图像的物理意义的理解，以达到熟练应用图像处理物理问题，熟能生巧的目的。 2.中学物理常用的“图”有示意图、过程图、函数图、矢量图、电路图和光路图等。若题干和选项中已给出函数图，需从图像横、纵坐标所代表的物理意义，图线中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”等诸多方面寻找解题的突破口。即使题干和选项中没有出现函数图，有时用图象法解题不但快速、准确，而且还可以避免繁杂的中间运算过程，甚至可以解决用计算分析无法解决的问题。 互动探究 例1．如图所示，质量为m 的子弹以速度v 0水平击穿放在光滑水平地面上的木块，木块长为L ，质量为M ，木块对子弹的阻力恒定不变，子弹穿过木块后木块获得动能为E k ，若木块或子弹的质量发生变化，但子弹仍能穿过，则 A ．M 不变，m 变小，则木块获得的动能一定变大 B ．M 不变，m 变小，则木块获得的动能一定变小 C ．m 不变，M 变小，则木块获得的动能一定变大 D ．m 不变，M 变小，则木块获得的动能一定变小 例2．如图所示，硬质裸导线做成的闭合矩形线框abcd 固定在匀强磁场中，ab 高物理解题技巧：图像法1 物理规律可以用文字描述，也可以用数函数式表示，还可以用图象描述。图象作为表示物理规律的方法之一，可以直观地反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系，形象地描述物理规律。在进行抽象思维的同时，利用图象视觉感知，有助于对物理知识的理解和记忆，准确把握物理量之间的定性和定量关系，深刻理解问题的物理意义。应用图象不仅可以直接求或读某些待求物理量，还可以用探究某些物理规律，测定某些物理量，分析或解决某些复杂的物理过程。 图象的物理意义主要通过“点”、“线”、“面”、“形”四个方面体现，应从这四方面入手，予以明确。 1、物理图象“点”的物理意义：“点”是认识图象的基础。物理图象上的“点”代表某一物理状态，它包含着该物理状态的特征和特性。从“点”着手分析时应注意从以下几个特殊“点”入手分析其物理意义。 （1）截距点。它反映了当一个物理量为零时，另一个物理的值是多少，也就是说明确表明了研究对象的一个状态。如图1，图象与纵轴的交点反映当I=0时，U=E即电的 电动势；而图象与横轴的交点反映电的短路电流。这可通过图象的数表达式 得。 （2）交点。即图线与图线相交的点，它反映了两个不同的研究对象此时有相同的物理量。如图2的P点表示电阻A接在电B两端时的A两端的电压和通过A的电流。 （3）极值点。它可表明该点附近物理量的变化趋势。如图3的D点表明当电流等于时，电有最大的输功率。 （4） 拐 点。通常反映物理过程在该点发生突变，物理量由量变到质变的转折点。拐点分明拐点和暗拐点，对明拐点，生能一眼看其物理量发生了突变。如图4的P点反映了加速度方向发生了变化而不是速度方向发生了变化。而暗拐点，生往往察觉不到物理量的突变。如图5P点看起是一条直线，实际上在该点速度方向发生了变化而加速度没有发生变化。 2、物理图象“线”的物理意义：“线”：主要指图象的直线或曲线的切线，其斜率通常 具有明确的物理意义。物理图象的斜率代表两个物理量增量之比值，其大小往往 代表另一物理量值。如-t图象的斜率为速度，v-t图象的斜率为加速度，Φ-ｔ图象的斜率为感应电动势（n=1的情况下），电U-I图象（如图1）的斜率 为电的内阻（从图象的数表达式也一目了然）等。 3、物理图象“面”的物理意义：“面”：是指图线与坐标轴所围的面积。有些物理图象的图线与横轴所围的面积的值常代表另一个物理量的大小．习图象时，有意识地利用求面积的方法，计算有关问题，可使有些物理问题的解答变得简便，如v-t图象所围面积 代表位移，F-图象所围面积为力做的功，P-V图象所围面积为 气体压强做的功等。 4、物理图象“形”的物理意义：“形”：指图象的形状。由图线的形状结合其斜率找其隐含的物理意义。例如在v-t图象，如果是一条与时间轴平行的直线，说明物体做匀速直线运动；若是一条斜的直线，说明物体做匀变速直线运动；若是一条曲线，则可根据其斜率变化情况，判断加速度的变化情况。在波的图象，可通过微小的平移能够判断各质点在该时刻的振动方向；在研究小电珠两端的电压U与电流I关系时，通过实验测在 高考物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案) 一、图示法图像法解决物理试题 1．真空中有四个相同的点电荷，所带电荷量均为q ，固定在如图所示的四个顶点上，任意两电荷的连线长度都为L ，静电力常量为k ，下列说法正确的是 A ．不相邻的两棱中点连线在同一条电场线上 B 86kq C ．任意两棱中点间的电势差都为零 D ．a 、b 、c 三点为侧面棱中点，则a 、b 、c 所在的平面为等势面 【答案】BC 【解析】 【详解】 假设ab 连线是一条电场线，则b 点的电场方向沿ab 方向，同理如果bc 连线是一条电场线，b 的电场方向沿bc 方向，由空间一点的电场方向是唯一的可知电场线不沿ab 和bc 方向，因此A 错；由点电荷的电场的对称性可知abc 三点的电场强度大小相同，由电场的叠加法则可知上下两个点电荷对b 点的和场强为零，左右两个点电荷对b 点的合场强不为 零，每个电荷对b 点的场强224kq =3L 3kq E L = ????，合场强为 24kq 686kq =2Ecosa=23L E 合，故B 正确；由点电荷的电势叠加法则及对称性可知abc 三点的电势相等，因此任意两点的电势差为零，故C 正确；假设abc 平面为等势面，因此电场线方向垂直于等势面，说明电场强度的方向都在竖直方向，由电场叠加原理知b 点的电场方向指向内底边，因此abc 不是等势面，故D 错误。 2．竖直绝缘墙壁上有一个固定的小球A ，在A 球的正上方P 点用绝缘线悬挂另一个小球B ，A ﹑B 两个小球因带电而互相排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，如图所示，若线的长度变为原来的一半，同时小球B 的电量减为原来的一半，A 小球电量不变，则再次稳定后 高考物理高考物理图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题 一、图像法解决物理试题 1．图甲为某电源的U I -图线，图乙为某小灯泡的U I -图线，则下列说法中正确的是（ ） A ．电源的内阻为5Ω B ．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小 C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W D ．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.4W 【答案】D 【解析】 【详解】 A ．根据闭合电路欧姆定律变形： U E Ir =- 可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为： 1.5V E = 内阻为： 1.0 1.5 5ΩΩ0.33 r -== A 错误； B ．根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得： U R I = 可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B 错误； C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起： -曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数： 两U I U≈ 0.125V I≈ 0.28A 所以，小灯泡的功率为： ==?≈ P UI 0.1250.28W0.035W C错误； D．回路中的总功率为： ==?≈ 1.50.28W0.42W P EI 总 D正确。 故选D。 2．如图是某质点运动的速度图象，由图象得到的正确结果是 A．0～1 s内的平均速度是2 m/s B．0～2 s内的位移大小是4 m C．0～1 s内的运动方向与2 s～4 s内的运动方向相反 D．0～1 s内的加速度大小大于2 s～4 s内加速度的大小 【答案】D 【解析】0～1s内质点做匀加速直线运动，其平均速度为初末速度之和的一半即： ，故A错误；在v-t图象中，图线与坐标轴所围的面积大小等于位移：，故B错误；速度的正负表示速度的方向，则知0～1s 内的运动方向与2～4s内的运动方向相同，故C错误；速度图象的斜率等于加速度，则知0～1s内的加速度大于2～4s内的加速度，故D正确。所以D正确，ABC错误。 3．将质量为m＝0.1 kg的小球从地面竖直向上抛出，初速度为v0＝20 m/s，小球在运动中所受空气阻力与速率的关系为f＝kv，已知k＝0.1 kg/s．其在空气的速率随时间的变化规律 2020届高考二轮复习专题：波的性质与波的图像 【例1】一简谐横波的波源的振动周期为1s，振幅为1crn，波速为1m／s，若振源质点从平衡位置开始振动，且从振源质点开始振动计时，当 t＝0．5s时（）A．距振源?λ处的质点的位移处于最大值 B．距振源?λ处的质点的速度处于最大值 C．距振源?λ处的质点的位移处于最大值 D．距振源?λ处的质点的速度处于最大值 解析：根据题意，在0．5s 内波传播的距离Δx＝vt＝0．5m．即Δx=?λ．也就是说，振动刚好传播到?λ处，因此该处的质点刚要开始振动，速度和位移都是零，所以选项C、D都是不对的，振源的振动传播到距振源?λ位置需要的时间为T/4=0。25s，所以在振源开始振动0．5 s后．?λ处的质点，振动了0．25 s，即1/4个周期，此时该质点应处于最大位移处，速度为零．答案：A 【例2】地震震动以波的形式传播，地震波有纵波和横波之分。 （1）图中是某一地震波的传播图，其振幅为A，波长为λ，某 一时刻某质点的坐标为（λ，0）经1/4周期该质点的坐标是多 少？该波是纵波还是横波。 A．纵波（5λ/4．0） B．横波（λ，－A） C．纵波（λ，A） D．横波（5λ/4．A） （2）若 a、b两处与c地分别相距300 km和200 km。当 C处地下15 km处发生地震，则 A．C处居民会感到先上下颠簸，后水平摇动 B．地震波是横波 C．地震波传到a地时，方向均垂直地面 D．a、b两处烈度可能不同 解析:（1）由题图知，该地震波为横波，即传播方向与振动方向垂直。 某质点的坐标（λ，0）即为图中a点，经1/4周期，a点回到平衡位置下面的最大位移处，即位移大小等于振幅，坐标为（λ，－A），（水平方向质点并不随波逐流）。故答案为B 物理图示法图像法解决物理试题练习 一、图示法图像法解决物理试题 1．如图所示，在距水平地面高为0.4m 处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P 点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P 点的右边，杆上套有一质量m=2kg 的滑块A ．半径R ＝0.3m 的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O 在P 点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg 的小球B ．用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将A 、B 连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A 、B 均可看作质点，且不计滑轮大小的影响．现给滑块A 一个水平向右的恒力F ＝50N （取g=10m/s 2）．则（ ） A ．把小球 B 从地面拉到P 的正下方时力F 做功为20J B ．小球B 运动到 C 处时的速度大小为0 C ．小球B 被拉到与滑块A 速度大小相等时，离地面高度为0.225m D ．把小球B 从地面拉到P 的正下方C 时，小球B 的机械能增加了20J 【答案】ACD 【解析】 解： 把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点过程中，力F 的位移为： ()220.40.30.40.30.4x m =+--= ，则力F 做的功W F =Fx=20J ，选项A 正确；把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点时，此时B 的速度方向与绳子方向垂直，此时A 的速度为零，设B 的速度为v ，则由动能定理：2102 F W mgR mv -=- ，解得v=27 m/s ，选项B 错误；当细绳与圆形轨道相切时，小球B 的速度方向沿圆周的切线方向向上，此时和绳子方向重合，故与小球A 速度大小相等，由几何关系可得h=0.225m 选项C 正确；B 机械能增加量为F 做的功20J ，D 正确 本题选ACD 2．如图所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点。已知容器半径为R ，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP 与水平方向的夹角为θ＝30°。下列说法正确的是 运动学图像专题 主标题：运动学图像专题 副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。 关键词：匀变速直线运动，图像 难度：3 重要程度：3 内容： 1、考点剖析：运动图像是高考中的热点，多以选择题出现（在计算题中也有应用），难度中等。高考较注重学生对图像的理解，有些题目利用图像分析求解能使问题简化，深刻理解运动图像的物理意义，能从图像中获得有效信息，灵活运用运动学规律公式是解决此类问题的关键。 2、知识点：利用图像法可直观地反映物理规律，分析物理问题。图像法是物理研究中常用的一种重要方法，运动学中常用的图像为v－t图像。在理解图像物理意义的基础上，用图像法分析解决有关问题（如往返运动、定性分析等）会显示出独特的优越性，解题既直观又方便。 3、题型分类：（主要讨论v-t图像和s-t图像，其他图像的意义在例题中说明） 点：即图像的各种交点；v-t图像中表示该时刻两物体的速度相同；s-t图像中表示该时刻两物体的位移相同 线：即图像的斜率；v-t图像中表示该时刻物体的加速度；s-t图像中表示该时刻物体的速度 面：即图像的面积；v-t图像中表示一段时间内的位移；s-t图像中无意义； 例1、如图所示是某质点做直线运动的v－t图像，由图可知这个质点的运动情况是( ) A、前5s做的是匀速运动 B、5s～15s内做匀加速运动，加速度为1m/s2 C、15s～20s内做匀减速运动，加速度为3.2m/s2 D、质点15s末离出发点最远，20秒末回到出发点 【解析】由图像可知前5s做的是匀速运动，选项A正确；5～15s内做匀加速度运动，加速度为0.8m/s2，选项B错误；15s～20s做匀减速运动，加速度为－3.2m/s2，选项C错，质点一直做单方向的直线运动，在20s末离出发点最远，选项D错误。 【答案】A 例2、如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移－时间(x－t)图像，由图像可以看出在0～4s这段时间内( ) 高中物理图像法解题方法专题指导 一、方法简介 图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像，将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形像、简明的特点,来分析解决物理问题,由此达到化难为易、化繁为简的目的. 高中物理学习中涉及大量的图像问题，运用图像解题是一种重要的解题方法．在运用图像解题的过程中,如果能分析有关图像所表达的物理意义,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,常常就可以方便、简明、快捷地解题. 二、典型应用 1.把握图像斜率的物理意义 在v-ｔ图像中斜率表示物体运动的加速度,在s－t图像中斜率表示物体运动的速度，在U-Ｉ图像中斜率表示电学元件的电阻，不同的物理图像斜率的物理意义不同. 2.抓住截距的隐含条件 图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方,常常是题目中的隐含条件. 例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中，根据得出 的一组数据作出Ｕ-I图像,如图所示,由图像得出电池的 电动势E＝＿＿_＿__ V，内电阻ｒ=＿_＿＿＿＿_ Ω. 3．挖掘交点的潜在含意 一般物理图像的交点都有潜在的物理含意,解题中 往往又是一个重要的条件,需要我们多加关注．如:两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”． 例２、Ａ、Ｂ两汽车站相距6０ kｍ，从A站每隔10 mｉｎ向B站开出一辆汽车，行驶速度为６０ km／h．（1)如果在A站第一辆汽车开出时，B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A站,问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从Ａ站开出的汽车?(２)如果B站汽车与Ａ站另一辆汽车同时开出,要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多,那么Ｂ站汽车至少应在A站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出）?最多在途中能遇到几辆车?(3）如果B站汽车与Ａ站汽车不同时开出,那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车? 例３、如图是额定电压为100伏的灯泡由实验得到的伏安 特曲线,则此灯泡的额定功率为多大?若将规格是“１０0 v、 1０0 Ｗ”的定值电阻与此灯泡串联接在10０v的电压上,设 定值电阻的阻值不随温度而变化，则此灯泡消耗的实际功率为 多大？ 4.明确面积的物理意义 高中物理图像法解决物理试题的基本方法技巧及练习题及练习题 一、图像法解决物理试题 1．图甲为某电源的U I -图线，图乙为某小灯泡的U I -图线，则下列说法中正确的是 （ ） A ．电源的内阻为5Ω B ．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小 C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W D ．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.4W 【答案】D 【解析】 【详解】 A ．根据闭合电路欧姆定律变形： U E Ir =- 可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为： 1.5V E = 内阻为： 1.0 1.55ΩΩ0.3 3 r -= = A 错误； B ．根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得： U R I = 可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B 错误； C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起： -曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数： 两U I U≈ 0.125V I≈ 0.28A 所以，小灯泡的功率为： ==?≈ P UI 0.1250.28W0.035W C错误； D．回路中的总功率为： ==?≈ 1.50.28W0.42W P EI 总 D正确。 故选D。 2．甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，甲、乙的速度v随时间t的变化如图所示，设0时刻出发，t1时刻二者速度相等，t2时刻二者相遇且速度相等。下列关于甲、乙运动的说法正确的是（） A．在0?t2时间内二者的平均速度相等B．t1?t2在时间内二者的平均速度相等C．t1?t2在时间内乙在甲的前面D．在t1时刻甲和乙的加速度相等 【答案】A 【解析】 【详解】 A．甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，0时刻出发，t2时刻二者相遇，则0?t2时间内二者的位移相同，0?t2时间内二者的平均速度相等。故A项正确； B．v-t图象与时间轴围成面积表对应时间内的位移，则t1?t2时间内乙的位移大于甲的位移，t1?t2时间内乙的平均速度大于甲的平均速度。故B项错误； C．甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，0时刻出发，0?t1时间内甲的速度大于乙的速度，则t1时刻甲在乙的前面；t2时刻二者相遇，则在t1?t2时间内甲在乙的前 浅析高中物理解题中图像法的应用 高中物理知识的深度和广度较初中来说都有所增加，学生普遍反映物理知识学习较为困难，因此，在物理教学时引入新颖又清晰明确的解题方法是帮助学生解决物理问题，提高学生学习兴趣和积极性的好方法。图像法是利用图像来描述物理问题，找到规律并解决问题，这也是一种能力，因此在平时教学过程中教师应当注重培养学生使用图像法解题的能力。文章围绕图像法在高中物理解题中的应用展开论述。 标签：高中物理；解题；图像法应用 一、图像法概述 所谓图像法是一种特殊形象的数学语言工具，可以利用图像表达各种现象的过程以及规律。在物理习题中通常需要数学运算，因此将这种数学语言工具引入物理解题教学是帮助简化物理问题的有效方法。使用图像法能够将文字叙述的物理定律转化为用图像描述，其中有许多种图像类型，如过程分析、模型分析、受力分析等图像形式，利用图像使抽象的物理问题更加形象化、使复杂问题简单化、静态问题动态化。这种方法的可取之处还在于它是利用物理知识与数学语言以及信息技术等多种学科技术结合得出的综合体，因此，图像法的教学不仅帮助学生解决了物理难题，还培养了学生的科学思维能力和综合素质。 二、图像法在物理解题中的应用 高中物理解题中所涉及到的图像法很多，下面介绍三种典型类型：一是线形图像。线形图像是利用数学中函数的性质，分为正负比例关系和一次函数关系两种。线形图像是物理解题中应用最为广泛的一种，可以帮助学生研究物理习题中的定性分析，也可以表示两个物理量之间的关系。例如：牛顿第二定律中，当m 一定时，其合外力F与加速度a成正比例关系，就可以用线形图像进行直观的表示。二是抛物线形图像。抛物线图像是高中阶段接触的数学语言，主要用于平抛运动的轨迹以及匀变速运动等，在高中物理习题中，大多数用于对定性物理量的研究。例如：物理学中v-t图像抛物线的应用。三是正、余弦图像。使用正弦或余弦图像来解决物理问题主要是用于处理带有波动性质的图像，且具有一定的周期性质。正、余弦图像主要应用在关于力学的物理习题解答中，例如：在机械运动和机械波、交流电与变流点和电磁震荡与电磁波中的物理习题都能够利用正、余弦图像找到相关的的特征量，进而解答问题。 三、图像法在物理解题中的意义 首先，利用图像法能够形象地将解题过程化繁为简。利用图像法能够直观地表现出各物理量之间的关系，将抽象的文字叙述变得更加形象生动，还能够利用图像简化解题过程，使思路清晰一目了然，因此在解题过程中是一种较为灵活的方法，广受师生的喜爱。其次，图像法能够帮助掌握变化规律。利用图像法可以 物理图像法解决物理试题易错剖析含解析 一、图像法解决物理试题 1．我国“蛟龙号”深潜器在某次实验时，内部显示屏上显示了从水面开始下潜到返回水面过程中的速度图象，如图所示．以下判断正确的是（） A．6min～8min内，深潜器的加速度最大 B．4min～6min内，深潜器停在深度为60m处 C．3min～4min内，深潜器的加速度方向向上 D．6min～10min内，深潜器的加速度不变 【答案】C 【解析】 【详解】 A、v-t图象的斜率表示加速度，则知0-1min内和3-4min内深潜器的加速度最大，故A错误； B、v-t图象和横坐标围成的面积表示位移大小，0-4min内位移大小为： 1 h=?+?=，4-6min内静止不动，则4 min～6 min内，深潜器停在(120240)2m360m 2 深度为360m;故B错误. C、3-4min内，减速下降，则加速度向上，故C正确； D、8min前后，深潜器的加速度方向是不同的，加速度是变化的，故D错误； 2．甲、乙两个物体由同一地点沿同一方向做直线运动，其v-t图象如图所示，关于两物体的运动情况，下列说法正确的是( ) A．t=1s时，甲在乙前方 B．t=2s时，甲、乙相遇 C．t=4s时，乙的加速度方向开始改变 D ．0-6s 内，甲、乙平均速度相同 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A ．甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动，当位移相等时，两者相遇，根据速度时间图象与坐标轴围成面积表示位移，可知，在t =1s 时，乙的位移大于甲的位移，说明乙在甲的前方，故A 错误； B ．根据速度图象与坐标轴围成面积表示位移可知，在t =2s 时，乙的位移等于甲的位移，说明两者相遇，故B 正确； C ．速度图象的斜率表示加速度，由数学知识得知，在t =2s ～t =6s 内，乙的加速度方向一直沿负方向，没有改变，故C 错误． D ．由图可知，0～6s 内，甲的位移一定大于乙的位移，而时间相等，因此甲的平均速度大于乙的平均速度，故D 错误。 故选B 。 【点睛】 本题是速度-时间图象问题，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，即可分析两物体的运动情况． 3．如图所示为甲、乙两质点做直线运动的速度－时间图象，则下列说法中正确的是( ) A ．在0～t 3时间内甲、乙两质点的平均速度相等 B ．甲质点在0～t 1时间内的加速度与乙质点在t 2～t 3时间内的加速度相同 C ．甲质点在0～t 1时间内的平均速度小于乙质点在0～t 2时间内的平均速度 D ．在t 3时刻，甲、乙两质点都回到了出发点 【答案】A 【解析】 A 、在0～t 3时间内，由面积表示为位移，可知甲、乙两质点通过的位移相等，所用时间相等，则甲、乙两质点的平均速度，故A 正确； B 、图象的斜率表示加速度，则甲质点在0～t 1时间内的加速度与乙质点在t 2～t 3时间的加速度大小相等，但方向相反，所以加速度不同，故B 错误； C 、甲质点在0～t 1时间内的平均速度为 2v ，乙质点在0～t 2时间内平均速度为2 v ，即平均速度相等，故C 错误； D 、两个质点一直沿正向运动，都没有回到出发点，故D 错误； 故选A ． 高考物理图像法解决物理试题答题技巧及练习题 一、图像法解决物理试题 1．甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，其v t -图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A ．20t :时间内乙物体通过的路程大于甲物体通过的路程 B ．1t 时刻，两者相距最远 C ．20t :时间内乙的平均速度小于甲的平均速度 D ．2t 时刻，乙物体追上甲物体 【答案】C 【解析】 【详解】 AC.20t ~时间内甲物体的速度一直比乙物体的速度大，乙物体通过的路程小于甲物体通过的路程．根据平均速度的定义，乙的平均速度小于甲的平均速度，故A 错误，C 正确； BD. 甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，在0～t 2时间内，甲的速度一直比乙的大，甲在乙的前方，两者间距逐渐增大．t 2时刻后，乙的速度比乙的大，两者间距逐渐减小，所以t 2时刻，两者相距最远．故B 错误，D 错误． 2．平直马路上有同方向前后行驶的电车a 和汽车b ，它们的v －t 图象如图所示。当t ＝10s 时，两车刚好相遇，由图可知 A ．开始时电车a 在前汽车b 在后 B ．开始时两车相距25m C ．t ＝20s 时两车相距50 m D ．t ＝10s 后两车还会再相遇 【答案】B 【解析】 【详解】 A.从图像可以看出在前10s内a图像包围的面积大于b图像包围的面积，故一开始a在后b 在前，故A错误； B.图像包围的面积代表各自运动走过的位移，所以两者一开始相距的距离为 1 s=??=，故B正确； 51025m 2 C.从面积上可以看出t＝20s时两车相距25m，故C错误； D.t＝10s后，b的速度一直大于a的速度，所以两车不会再相遇，故D错误 3．质点做直线运动的速度﹣时间图象如图所示，该质点（） A．第1 s内和第3 s内质点的速度不断增大，加速度不断减小 B．前1 s内和前3 s内质点运动的路程相同 C．物体在1 s，3 s时质点的运动方向发生变化 D．第2秒末和第4秒末质点的位置相同 【答案】A 【解析】 【分析】 根据速度图象能直接读出速度的变化，根据速度图象的斜率分析加速度的变化．根据图象与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移，分析位移，从而确定出路程关系．速度的正负表示速度的方向．根据位移关系分析质点位置关系． 【详解】 A项：第1 s内质点的速度不断增大，根据速度图象的斜率表示加速度，知加速度不断减小．第3 s内质点的速度沿负方向不断增大，加速度不断减小，故A正确． B项：只要质点在运动，其运动的路程就在增大，所以前1 s内的路程小于前3 s内的路程，故B错误． C项：根据速度的正负表示质点的运动方向，知物体在1 s，3 s时质点的运动方向均没有发生变化，故C错误． D项：根据图象与时间轴围成的面积大小等于位移，知0﹣2s内的位移大于0，0﹣4s内的位移为0，所以第2秒末和第4秒末质点的位置不同，故D错误． 故选A． 【点睛】 本题的关键要理解速度图象的物理意义，知道图象的斜率表示加速度，面积表示位移，要注意位移的正负． 高中物理图像法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题 一、图像法解决物理试题 1．甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v ﹣t 图象如图所示，图中△OPQ 和△OQT 的面积分别为s 1和s 2（s 1＜s 2）．初始时，甲车在乙车前方s 0处．下列判断错误的是（ ） A ．若s 0＝s 1+s 2，两车不会相遇 B ．若s 0＜s 1，两车相遇2次 C ．若s 0＝s 1，两车相遇1次 D ．若s 0＝s 2，两车相遇1次 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 由图线可知：在T 时间内，甲车前进了s 2，乙车前进了s 1+s 2；在t =T 时，两车速度相同，若s 0=s 1+s 2，则s 0＞s 1，两车不会相遇，故A 正确；若s 0+s 2＜s 1+s 2，即s 0＜s 1，在T 时刻之前，乙车会超过甲车，但甲车速度增加的快，所以甲车还会超过乙车，则两车会相遇2次，故B 正确；若s 0=s 1，则s 0+s 2=s 1+s 2，即两车只能相遇一次，故C 正确．若s 0=s 2，由于s 1＜s 2，则s 1＜s 0，两车不会相遇，故D 错误；本题选错误的，故选D. 2．一质点t =0时刻从原点开始沿x 轴正方向做直线运动，其运动的v -t 图象如图所示．下列说法正确的是（ ） A ．t =4s 时，质点在x =1m 处 B ．t =3s 时，质点运动方向改变 C ．第3s 内和第4s 内，合力对质点做的功相同 D ．0~2s 内和0~4s 内，质点的平均速度相同 【答案】B 【解析】 【详解】 A 、0?4s 内质点的位移等于0?2s 的位移，为12 2m 3m 2 x += ?=，0t =时质点位于0x =处，则4s t =时，质点在3m x =处，故选项A 错误； 高考物理运动图像专题 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020 运动图像专题练习(一) 1．如图所示的位移(x )－时间(t )图象和速度(v )－时间(t )图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（） A ．甲车做直线运动，乙车做曲线运动 B ．0～t 1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程 C ．0～t 2时间内，丙、丁两车在t 2时刻相距最远 D ．0～t 2时间内，丙、丁两车的平均速度相等 2．某跳水运动员(可看做质点)参加跳板跳水比赛，t ＝0是其向上起跳瞬间，其速度与时间关系图象如图1－3－17所示，则（） A ．t 1时刻开始进入水面 B ．t 2时刻开始进入水面 C ．t 3时刻已浮出水面 D ．0～t 2的时间内，运动员处于失重状态 3．a 、b 两车在两条平行的直车道上同方向行驶，它们的v －t 图象如图1－3－20所示．在t ＝0时刻，两车间距离为d ；t ＝5s 的时刻它们第一次相遇．关于两车之间的关系，下列说法正确的是（） A ．t ＝15s 的时刻两车第二次相遇 B ．t ＝20s 的时刻两车第二次相遇 C ．在5s ～15s 时间内，先是a 车在前，而后是b 车在前 D ．在10s ～15s 时间内，两车间距离逐渐变大 4．甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动，t ＝0时刻同时经过公路旁的同一个路标。在描述两车运动的v －t 图中（如图2-3所示），直线a 、b 分别描述了甲乙两车在0－20s 的运动情况。关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是（） A ．在0－10s 内两车逐渐靠近 B ．在10－20s 内两车逐渐远离 C ．在5－15s 内两车的位移相等 D ．在t ＝10s 时两车在公路上相遇 7．新中国成立60周年，在天安门广场进行十年一次的大阅兵仪式，各个部队和军种都在 紧张的演练，在空军演练中，某空降兵从飞机上跳下，他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v –t 图像如图所示，则下列说法正确的是（） A ．0~10s 内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力，10~15整体所受重力小于空气阻力 B ．0~10s 内做加速度逐渐减小的加速运动动， 10~15s 内做加速度增大的减速运动 C ．第10s 末打开降落伞，以后做匀减速运动至第15s 末 0 5 10 10 15 20 5 t /s v /(m/s) b (乙) a (甲) 图2-3 高中物理解题方法：图解法 2012-8-17 图解法，也叫图形法，是一种利用几何的方法解决物理问题的一种方法。解答共点力的平衡问题，动态平衡问题，常用图解法。基本法则有平行四边形法则，矢量三角形法则等，图解法的优点是简捷，方便，直观。可以化繁为简，化难为易，提高解题的效率。 【例题1】 (2012全国新课标).如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中 A.N1始终减小，N2始终增大 B.N1始终减小，N2始终减小 C.N1先增大后减小，N2始终减小 D.N1先增大后减小，N2先减小后增大 [答案]B 与N2的合力为定值，与重力反向等大。作图。由图形可 知，当板缓慢转动中，N1与N2的方向便发生如图示变 化，但合力不变，可得答案B 。 【点评】：该题为动态平衡问题，在挡板夹角连续变化中，重力始终保持不变，根据共点力平衡的条件，做出力的平行四边形，可以直观看出合力不变，但水平方向的支持力N1连续减小，挡板的支持力也N2始终减小。 【例题2】如图2所示，用一根长为l 的细绳一端固定在O 点，另一端悬挂质量为m 的小球A ，为使细绳与竖直方向夹30°角且绷紧，小球A 处于静止，对小球施加的最小的力是 ( C ) A.mg 3 B. mg 2 3 C.mg 2 1- D. mg 3 3 【解析】：将mg 在沿绳方向与垂直于绳方向分解，如图所示． 所以施加的力与F1等大反向即可使小球静止，故 mg mg F 2 130 sin 0 min = =，故选C. 答案：C图像法在高中物理教学中的应用
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