高考圖象問題歸類解析

1、高考圖象問題歸類解析圖象題歷來是高考考察的重點和熱點，物理圖象是形象直觀描述物理過程和物理規(guī)律的有力工具，在中學(xué)物理中應(yīng)用十分廣泛，利用“圖象法”可使問題簡單明了，分析思路清晰?？荚嚧缶V能力要求中明確指出，要求學(xué)生具有閱讀圖象、描述圖象、運用圖象解決問題的能力。從近幾年的高考情況來看，圖象在高考中出現(xiàn)的頻率很高，高考試題中均把物理圖象作為重要的考查內(nèi)容，從不同的側(cè)面考查了學(xué)生觀察分析、收集信息、推理判斷、作圖處理數(shù)據(jù)和用圖解決物理問題的能力。下面就高考中與圖象有關(guān)的問題進行歸類分析，希望對今后的備考有所啟示和幫助。1獲取圖象所要表達的信息對于圖象題，首先要明確所給圖象的物理含義。如圖象的坐標原

2、點，縱橫坐標軸，定義域或值域，截距，斜率，所圍面積，圖象交點，極值等的意義要明確，要能準確獲取圖象所要傳達的信息。這就要求考生認真觀察圖象、認識圖象、分析圖象，把握圖象所反映的物理信息，明確圖象的物理意義，挖掘圖象的隱含條件，圖象反映的物理量之間的關(guān)系等，抓住這些信息，以使問題得以解決。圖 3-12-15【例1】一滑塊在水平地面上沿直線滑行，時其速度為，從此刻開始滑塊運動方向上再施加一水平面作用，力和滑塊的速度隨時間的變化規(guī)律分別如圖3-12-15、3-12-16所示。設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力對滑塊做的功分別為，則以下關(guān)系正確的是 ( )A BC D圖 3-12-16【解析】 根據(jù)圖

3、象可知，力為同一方向的力，且在一段時間內(nèi)為恒力。再分析同時間段內(nèi)的圖象，如圖3-12-16所示，可知01s內(nèi)勻減速運動，1s2s內(nèi)勻加速運動，且兩段位移相同，2s3s內(nèi)為勻速運動，位移為前段的2倍。綜合分析可知，滑塊受到的摩擦力為，根據(jù)可知:,故，正確答案為B。【答案】 B點評：本題考查獲取圖象信息的能力、功的概念及力對物體做功的理解。題目所求為所加外力對物體的功，可直接根據(jù)公式求解。解決此類問題的關(guān)鍵是能從所給題目的信息及圖象中讀取有關(guān)信息，準確把握物體的運動過程和運動規(guī)律。 【例2】質(zhì)量為的汽車在平直的公路上運動，圖象如圖3-12-17所示。由此可求 （ ）A前內(nèi)汽車的平均速度B前內(nèi)汽車的

4、加速度C前內(nèi)汽車所受的阻力D內(nèi)合外力對汽車所做的功圖 3-12-17【解析】 由所給的圖象可知，圖線與橫軸所圍的面積即為物體運動的位移，所以前內(nèi)的平均速度由公式可求出，答案A正確；對答案B，由圖象知，汽車前內(nèi)物體做勻加速直線運動，斜率即為加速度，故此答案正確；由于汽車的質(zhì)量已知，加速度能求出，可求出物體所受的合外力，動力不知，故無法求出阻力；對于答案D，要求合外力對汽車的功，只需知道合外力和此力作用下的位移即可，因此求出斜率和圖線所圍的面積即可解決問題，故答案D正確?！敬鸢浮緼BD點評：本題考查獲取圖象中相關(guān)信息的能力，斜率、面積的含義。要準確把握圖象中所包含的信息，根據(jù)所求內(nèi)容靈活讀取圖象信

5、息。對平均速度 含義及合外力做功的概念理解是解決本題的關(guān)鍵。2辨析圖象中蘊含的物理規(guī)律圖 3-12-18 物理圖象是形象描述物理狀態(tài)、物理過程和物理規(guī)律的常用工具。認清圖象所表達的物理含義，特別是那些圖形相似容易混淆的圖象，要善于正確運用圖象信息，根據(jù)圖象和已知的物理概念和規(guī)律，對所求問題分析、判斷，通過分析探索蘊含的物理規(guī)律從而得出正確結(jié)論?！纠?】 一列簡諧橫波沿軸傳播，周期為。時刻的波形如圖3-12-18所示。此時平衡位置位于處的質(zhì)點正在向上運動，若兩質(zhì)點平衡位置的坐標分別為，則： （ ）A當(dāng)質(zhì)點處在波峰時，質(zhì)點恰在波谷B時，質(zhì)點正在向軸負方向運動C時，質(zhì)點正在向軸負方向運動D在某一時刻

6、，兩質(zhì)點的位移和速度可能相同【解析】根據(jù)所給的波動圖線的信息可知，波長為，由題中信息可知此波向左傳播，故傳播速度。對于選項A，要求某點到達波峰或波谷的時刻，根據(jù)波動傳播規(guī)律，可以利用求解，故到達波峰的時間為，而相對應(yīng)質(zhì)點到達波谷的時間為，因此答案A錯誤；當(dāng)時，根據(jù)波形平移規(guī)律可知，質(zhì)點正在向軸正方向運動，故答案B錯誤；當(dāng)時，根據(jù)波形平移規(guī)律可知，質(zhì)點正在向軸負方向運動，因此C選項正確；由于兩質(zhì)點的距離，故D選項錯誤。因此本題答案為C選項?！敬鸢浮緾點評：把握圖象所反映的物理信息，準確辨析圖象的物理意義，明確圖象中蘊含的物理規(guī)律是解決圖象類問題的關(guān)鍵。振動圖象和波動圖象是高考的熱點，在全國和各省

7、市高考試題中幾乎都考查了振動圖象和波動圖象。由波動圖象能讀出波長、振幅、各質(zhì)點位移、振動方向等物理信息。明確質(zhì)點振動方向和波傳播方向之間的關(guān)系以及波形平移規(guī)律是解決此類題目的關(guān)鍵。圖 3-12-19【例4】總質(zhì)量為的跳傘運動員從離地的直升機上跳下，經(jīng)過拉開繩索開啟降落傘，如圖所示是跳傘過程中的圖，如圖3-12-19所示，試根據(jù)圖象求：（）（1）時運動員的加速度和所受阻力的大小。（2）估算內(nèi)運動員下落的高度及克服阻力做的功。（3）估算運動員從飛機上跳下到著地的總時間?！窘馕觥浚?）從圖中可以看出，在內(nèi)運動員做勻加速運動，其加速度大小為：設(shè)此過程中運動員受到的阻力大小為，根據(jù)牛頓第二定律，有：，得

8、： （2）從圖中估算得出運動員在內(nèi)下落了，根據(jù)動能定理，有：,所以有： 代入數(shù)據(jù)得：（3）后運動員做勻速運動的時間為：運動員從飛機上跳下到著地需要的總時間為：【答案】點評：本題需要根據(jù)所給的圖象信息辨析物體的運動規(guī)律，需要利用圖象的信息（斜率、面積、點）分析求解問題。要正確運用圖象信息，結(jié)合直線運動的情況分析物體的勻加速、變速、勻速等運動。然后利用牛頓定律求解問題。3從描繪的物理圖象中再現(xiàn)物理情境圖 3-12-20 解此類題目的關(guān)鍵是把握圖象特點，分析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系或物理過程的變化規(guī)律，特別是物理量在臨界點處的變化特點。從給出的物理圖象中明確物理過程、物理現(xiàn)象，從內(nèi)部遵循的物理規(guī)律找出對

9、應(yīng)物理量之間的定性或定量約束關(guān)系，從而解決問題?！纠?】時，甲乙兩汽車從相距的兩地開始相向行駛，它們的圖象如圖3-12-20所示忽略汽車掉頭所需時間下列對汽車運動狀況的描述正確的是 （ ）A在第1小時末，乙車改變運動方向B. 在第2 小時末，甲乙兩車相距C在前4小時內(nèi)，乙車運動加速度的大小總比甲車的大D在第4小時末，甲乙兩車相遇【解析】 速度圖象在軸下的均為反方向運動，故末乙車改變運動方向，A錯；末從圖象圍成的面積可知乙車運動位移為，甲車位移為，相向運動，此時兩車相距，B對；從圖象的斜率看，斜率大加速度大，故乙車加速度在內(nèi)一直比甲車加速度大，C對；末，甲車運動位移，乙車運動位移，兩車原來相距，

10、故此時兩車還相距，D錯?！敬鸢浮緽C點評：解決此類問題要讀懂已知圖象表示的物理規(guī)律或物理過程，從給出的物理圖象中逐段分析物體的實際運動情景，結(jié)合物體的運動規(guī)律，利用圖象或列公式解決問題。圖 3-12-21【例6】甲乙兩年在公路上沿同一方向做直線運動，它們的圖象如圖3-12-21所示。兩圖象在時相交于點，在橫軸上的投影為，的面積為。在時刻，乙車在甲車前面，相距為。已知此后兩車相遇兩次，且第一次相遇的時刻為，則下面四組和的組合可能是 ( )A BC D【解析】 由題圖可知，時乙車在前且速度為0，甲車在后，此后甲車勻速行駛，乙車做初速度為0的勻加速直線運動；當(dāng)時二車第一次相遇，；此后乙車速度繼續(xù)增大

11、，當(dāng)時速度相等，此時二車相距最遠；當(dāng)時再次相遇，故可知，由圖象知乙車在時與橫軸所圍面積為，故二車相距，答案選D項。【答案】 D點評：本題屬于典型的追及問題，考查了勻速直線運動、勻加速直線運動，圖象的識別辨析能力及運用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力等。解答此類問題的關(guān)鍵是對各自的運動進行獨自分析，找出二者相互獨立運動的關(guān)聯(lián)點（速度相等或相遇點的條件等），再結(jié)合圖形關(guān)系或相關(guān)的運動學(xué)公式即可解決。4根據(jù)提供的物理情境畫出相對應(yīng)的圖象根據(jù)題目所給的條件，某些物理量之間的關(guān)系，在坐標系中準確作出圖象，它能很好地考查學(xué)生對物理過程動態(tài)特征的理解以及將物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為圖象問題的能力。求解此類題目的方法是，首先要仔細

12、分析物理現(xiàn)象，弄清物理過程，求解有關(guān)物理量或分析其與相關(guān)物理量之間的變化關(guān)系，然后正確描繪圖象。在描繪圖象時，要注意物理量的單位、坐標軸標度、坐標原點的確定及函數(shù)圖象的特點等。圖 3-12-22【例7】如圖3-12-22所示，一個邊長為的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場；一個邊長也為的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直；虛線框?qū)蔷€與導(dǎo)線框的一條邊垂直，的延長線平分導(dǎo)線框在時， 使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿方向移動，直到整個導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域以表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強度，取逆時針方向為正下列表示關(guān)系的圖示中，可能正確的是 （ ）【解析】 從正方形線框下邊開始進入到下邊完全進入過程

13、中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，所以感應(yīng)電流也逐漸拉增大，A項錯誤；從正方形線框下邊完全進入至下邊剛穿出磁場邊界時，切割磁感線有效長度不變，故感應(yīng)電流不變，B項錯；當(dāng)正方形線框下邊離開磁場，上邊未進入磁場的過程比正方形線框上邊進入磁場過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個過程中感應(yīng)電動勢不相等，感應(yīng)電流也不相等，D項錯，故正確選項為C。【答案】C點評：本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律以及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。需要對中的有效長度進行逐段分析，特別是中間變化點的分析上是容易出錯的地方?！纠?】質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的兩個強作用電荷相反（類似于正負電荷）的夸克在距離很近時幾

14、乎沒有相互作用（稱為“漸近自由”）；在距離較遠時，它們之間就會出現(xiàn)很強的引力（導(dǎo)致所謂“夸克禁閉”）作為一個簡單的模型，設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力與它們之間的距離的關(guān)系為：式中為大于零的常量，負號表示引力用表示夸克間的勢能，令，取無窮遠為勢能零點下列圖示中正確的是 ( )【解析】 從無窮遠處電勢為零開始到位置，勢能恒定為零，在到過程中，恒定引力做正功，勢能逐漸均勻減小，即勢能為負值且越來越小，此部分圖象為A、B選項中所示；之后勢能不變，恒定為，由引力做功等于勢能減少量，故。【答案】 B點評：本題主要考查學(xué)生的閱讀理解能力、現(xiàn)場學(xué)習(xí)獲取信息和處理信息的能力，對這類題提供的信息，不要求知道為什么，只要讀懂會用就行。本題可以類比分子之間相互作用力的特點及勢能變化的情況求解，根據(jù)題目中描述的信息找出對應(yīng)的圖象。5不同圖象間的相互變換物理圖象的變換大致分為兩大類：一類是不同圖象間的變換，但描述同一物理過程或現(xiàn)象；另一種是同種圖象間的變換，如由某一時刻的波形圖畫出另一時刻的波形圖等。解決此類問題的關(guān)鍵是：要識破原圖，即讀懂已知圖象所表達的物理規(guī)律及過程；根據(jù)所求圖象與已知圖象間的聯(lián)系進行變換；注意關(guān)鍵點和特殊點的對應(yīng)性?！纠?】一列簡諧橫波沿直線由向傳播，相距的兩處的質(zhì)點振動圖象如圖3-12-23所示中所示，則 （ ）A該波的振幅可能是B該波的波長可能是C該波的波速可能是D該波由