巧用图像法解决高考中的物理难题

湖北省十堰市第二中学 赵 明

  一、物理规律在图象中的直接体现类型。
　　 在高中物理教材中有许多知识点涉及到图象,如速度时间图象，振动图象，波动图象，分子间作用力图象，伏安特性曲线图象，电压时间图象，电流时间图象等，这些图象在高考中均有所体现。这种方式考查图象知识是高考中常用的一种方法。
　　［例1］（07北京）电阻R1、R2交流电源按照图1所示方式连接，R1=10，R2=20。合上开关后S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则






　　A、通过R1的电流的有效值是1.2A 
  B、R1两端的电压有效值是6V 
　　C、通过R2的电流的有效值是1.2■A
  D、R2两端的电压有效值是6■V
　　［解析］：本题考查交流电有效值知识，并利用图象直接给出了所需信息。由图象可知，电路中电流最大值为0.6■A，则有效值为0.6A，R1两端电压为6V，R2两端电压为12V，所以本题选B。
　　二、利用图象中各物理量之间的关系间接求出其他物理量类型。
　　 这种类型一是要知道所求物理量与图象所反映物理量的关系，二是还要能从图象中读出所反映物理量的变化规律。
　　［例2］质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上。已知t＝0时质点的速度为零。在图3所示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大
　　A．t1 B．t2 C．t3 D．t4





　　［解析］：该题可从不同角度去认识理解，可以从力与加速度和速度关系的角度去认识，也可以从动量与动能关系的角度去认识。
　　①从力与加速度和速度的角度分析看，在该题F－t图象中，从0－t2过程，F的大小虽然有变化，但方向与v的方向始终一致，即a与v的方向也始终一致，因此在该过程中v一直在增大，并在t2时刻达到最大，故动能也最大。
　　②从动能与动量的角度分析看，解题关键在于能找到EK与P的关系，同时对图象熟悉。在该题的F—t图中，斜线与横轴所包围的面积为冲量I＝Ｆ· t，再由动量定理可知物体所受合外力的冲量等于动量的变化。由图可知在t2时刻动量最大，由动量和动能关系式(2mEk＝p2)可知，在t2时刻动能也达到最大。故选B。
　　由以上分析可看出从力与加速度和速度关系入手更为直接。
　　【变式训练2】图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。从该时刻起
　　A．经过0.35s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
　　B．经过0.25s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度
　　C．经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3m
　　D．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向





　　三、挖掘图象显示的内容，探索物理规律。
　　这种类型的图象试题对学生提出了较高的要求，一方面对图象要能识别并挖掘内涵，另一方面还要能归纳出物理规律，这需要同学们在日常学习中多练习多总结多思考，才能达到高考要求。对综合性习题，还要主动能利用图象的优势去反映复杂物理过程，反映物理规律，最终达到简化解题过程。
　　［例3］如图所示，在PQ、QR区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f为线框中有电动势的正方向。以下四个ε-t关系示意图中正确的是
　　［解析］ ：楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D选项错误；1－2s内，磁通量不变化，感应电动势为0，A选项错误；2－3s内，产生感应电动势E＝2Blv＋Blv＝3Blv，感应电动势的方向为逆时针方向（正方向），故C选项正确。













　　四、用图象处理物理实验数据
  物理实验中的数据处理一般有三种方式，一是列表法，二是函数关系法，三是图象法，其中用图象法处理实验数据是高考考查学生分问题和解决问题能力的一种方法。
　　［例4］某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据：






　　（1）在图上画出I－U图线；
　　（2）从图线上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是                         。
　　（3）这表明导体的电阻随温度升高而                         。
　　［解析］：该题主要通过对实验数据的图象处理进而分析图象得出结论以达到考查学生处理信息能力和分析问题能力，这是一道较典型的高考题。










　　（1）根据U－I的数据，在坐标纸上找出对应的点，连成圆滑的曲线，即I－U图线。
　　（2）在I－U图线中，任一点斜率倒数即这一状态的电阻值，即R=■，从图线看出斜率越来越小，其倒数越来越大，即灯丝电阻随功率增加而变大，或者说随温度升高而变大。