图形图象在近几年高考物理实验及计算题中的考查方式文档格式.docx
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a.
点：
图线上的每一个点对应研究对象的一个状态，特别注意“起点”、“终点
”、“拐点”，他们往往对应一个特殊状态。
b.
线：
表示研究对象的变化过程和规律。
如v-t图象中图线若为倾斜直线，则表示物体做的是匀变速直线运动。
c.
斜率：
表示横、纵坐标上两物理量的比值。
常有一个重要的物理量与之对应，用于求解定量计算中对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题。
如s-t图象的斜率表示速度大小，v-t图象的斜率表示加速度大小，U-I图象的斜率表示电阻大小等。
d.
面积：
图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程量的物理量相对应。
v-t图线与横轴包围的“面积
”大小表示位移大小，t轴上方的“面积
”表示正位移，t轴下方的“面积
”表示负位移，F-t图象中的“面积”表示冲量的大小。
如图⑴-2所示，F-s图象中的“面积”大小表示功的“大小”。
e.
截距：
表示横、纵坐标两物理量在“边界”条件下的物理量的大小。
由此往往能得到一个很有意义的物理量。
如图⑴-3所示为测电源电动势和内阻的实验图线，其纵截距即等于电源电动势，横截距为短路时的电流，图线的斜率（绝对值）即等于电源内阻。
下面就近几年高考中出现的一些题目谈谈图象法解题的类型和技巧。
四、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．（05年北京）一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω。
磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为
A．
×
10—5AB．
10—5A
C．
10—5AD．
解析：
本题考查电磁感应定律和交流电有效值知识，并利用图象所给出了信息，计算感应电动势从而算出感应电流的有效值。
由图象可知：
前半周期：
I1=2×
10-5A，Q1=I12Rt1
后半周期：
I2=3×
10-5A，则Q2=I22Rt2则总Q＝Q1＋Q2
再由有效值定义可得：
I有效2RT=Q1=I12Rt1+Q2=I22Rt2
代入数据得I有效＝
例2：
（03年上海卷）21.（12分）质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力（该升力由其它力的合力提供，不含升力）。
今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高度为h。
求：
⑴飞机受到的升力大小；
⑵从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能。
本题考查类平抛运动，由图象可知
⑴飞机水平速度不变l=v0t，y方向加速度恒定h=at2/2，消去t即得a=2hv02/l2，由牛顿第二定律：
F=mg+ma=mg（1+2hv02/gl2）
⑵升力做功W=Fh=mgh（1+2hv02/gl2），在h处vt=at=2hv0/l，故
例3（03年上海卷）22.（14分）如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R1=4Ω、R2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）。
导轨OAC的形状满足
（单位：
m）。
磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。
一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。
⑴外力F的最大值；
⑵金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；
⑶在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。
解析：
本题考查恒定电流和电磁感应的知识，由图象可知某时刻金属棒的长度的表达式，从而得出电动势的表达式，画出等效电路图求解，本题还可以考查交流电的知识。
五、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4．（2002年全国，18）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．t1B．t2C．t3D．t4
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。
例五（04全国卷Ⅲ）21.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。
取重力加速度g=10m/s2。
由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为
A.m=0.5kg，μ=0.4B.m=1.5kg，μ=
C.m=0.5kg，μ=0.2D.m=1kg，μ=0.2
例六．（2003年江苏）如图4，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。
F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。
现把乙分子从a处由静止释放，则（）
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分了间的分子势能一直减小
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大
本题考查利用图象来分析分子间作用力以及分子势能相关知识的能力。
由图可知c点是平衡点，故乙分子从a到b再到c的过程，分子之间均表现为引力，显然乙分子始终加速运动，且到c点时速度最大，故A错，B正确。
乙分子从a到b的过程，分子引力一直做正功，因此，两分子间的分子势能一直减小，故C正确。
乙分子由b到c的过程，分子引力仍然做正功，故两分子间的分子势能仍在减小，从c到d的过程，分子间的斥力做负功，则分子间的势能增大，故D项错。
六、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。
例七．（2004全国）一矩形线圈位于一B随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图甲所示。
磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示。
以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I—t图中正确的是（）
本题利用图象考查电磁感应以及交流电相关知识，解题关键是识别挖掘出图乙中B的变化规律，进而由椤次定律判断出感应电流的变化规律。
由图乙知，在0~1S的时间内，磁感应强度均匀增大，则由椤次定律判断出感应电流的方向为逆时针方向，和图甲中所示电流相反，所以为负值，B项与C项都错误，根据法拉第电磁感应定律，其大小：
，为一定值，在2~3S和4~5S内，磁感应强度不变，磁通量没变化，无感应电流生成，D项错，所以A项正确。
例八．（2004年，全国）一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t＝1s时的波形图，图乙是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图乙可能是图甲中哪个质元的振动图线（）
A．x＝0处的质元B．x＝1m处的质元|
C．x＝2m处的质元D．x＝3m处的质元
本题是考查振动图象和波动图象知识，需要将振动图象和波动图象结合起来分析周期，质点振动方向，波传过播方向以及波速等，对学生综合分析能力要求较高。
当t＝1s时，由图乙振动图线可知，质点处于平衡位置，正要沿y轴负方向运动，再由图甲波动图线向x轴负向传播可以判断只有O点和x＝4m处的质点处于平衡位置且具有沿y轴负方向的运动，因此根据选项只有A正确。
七、利用图象解综合性习题类型
这种类型对学生能力提出了更高要求，不仅要熟悉和识别图象，进而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。
图5
例九．（04，江苏）如图5所示，声源S和观察者A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速率分别为vs和vA。
空气中声音传播的速率为vP。
设vS＜vp，vA＜vp，空气相对于地面没有流动。
（1）若声源相继发出两个声信号时间间隔为△t。
请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔△t’。
（2）请利用
（1）的结果，推导此情形下观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系。
该题的物理过程比较复杂，从高考参考答案来看，学生在理解和叙述上都有较大的难度，利用s---t图象来分析求解要更直观，简便。
如右图所示，在s－t图象中，t1、t2为声源S发出两个信号的时刻，t1’、t2’为观察者A接收到两个信号的时刻，直线abe和Oc分别为观察者A和声源S的s－t图线，直线Ob和ce分别是声源相继发生的两个信号的s－t图线，b、c、e为图线的交点。
而在s－t图线中直线的斜率大小（k＝tanθ）即表示速率，交点b和e即为观察者接收到信号时刻情况，Oa为t1时刻两者间的距离。
作t2时刻线交Ob于c’点，作t1’时刻线交ce于d点，作t2’时刻线经e点，分别过b、d点作t2’时刻线的垂线交点为b’、d’。
由图中几何关系有：
又可证知cc’db为平行四边形，cc’＝db
将
代入，由以上的二式联列解得：
（2）设声源发出声波的振动周期为T，这样，由以上结论，观察者接收到的声波振动的周期T’为：
由此可得，观察者接收到的声波频率与声源发出声波频率间的关系为：
例十：
（04年全国卷Ⅳ）24．（19分）
一匀磁场，磁场方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内。
一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向。
后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30°
，P到O的距离为L，如图所示。
不计重力的影响。
求磁场的磁感强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R。
粒子在磁场中受各仑兹力作用，作匀速圆周运动，设其半径为r，
①
据此并由题意知，粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在y轴上，且P点在磁场区之外。
过P沿速度方向作延长线，它与x轴相交于Q点。
作圆弧过O点与x轴相切，并且与PQ相切，切点A即粒子离开磁场区的地点。
这样也求得圆弧轨迹的圆心C，如图所示。
由图中几何关系得L=3r②由①、②求得
③
图中OA的长度即圆形磁场区的半径R，由图中几何关系可得
④
例十一（04年广东高考卷）18（17分）如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B=0.60T，磁场内有一块平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离
处，有一个点状的
放射源S，它向各个方向发射
粒子，
粒子的速度都是
，已知
粒子的电荷与质量之比
，现只考虑在图纸平面中运动的
粒子，求ab上被
粒子打中的区域的长度。
例十二04年全国卷（湖南、湖北）24.（18分）
如图所示，在y>
0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；
在y<
0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。
一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；
然后，经过x轴上y=2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y=-2h处的P3点。
不计重力。
求
⑴电场强度的大小。
⑵粒子到达P2时速度的大小和方向。
⑶磁感应强度的大小。
粒子在电场、磁场中运动的轨迹如右图所示
例十三（05广东高考）16．（16分）如图12所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A2A4与A1A3的夹角为60º
。
一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30º
角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后再从A4处射出磁场。
已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。
八、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析问题和解决问题能力的一种方法。
例十四．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：
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U（V）
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I（A）
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
灯泡发光情况
不亮微亮逐渐变亮正常发光
（1）在图7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。
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（图8）。
（2）在I－U图线中，任一点斜率倒数即这一状态的电阻值，即
，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。
例十五（05上海高考）5．右图中图线①表示某电池组的输出电压一电流关系，图线②表示其输出功率一电流关系．该电池组的内阻为＿＿＿＿＿Ω．当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是＿＿＿＿＿V．
例十六（05上海高考）18．（7分）科学探究活动通常包括以下环节：
提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等．一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下：
A．有同学认为：
运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关．
B．他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设．
C．在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（a）是对应的位移一时间图线．然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度一时间图线，如图（b）中图线l、2、3、4、5所示．
D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设．回答下列提问：
（1）与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是＿＿＿＿＿．
（2）图（a）中的AB段反映了运动物体在做＿＿＿＿＿运动，表中X处的值为．
（3）图（b）中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶段做＿＿＿＿＿运动，最后“小纸杯”做：
运动．
（4）比较图（b）中的图线l和5，指出在1.0～1.5s时间段内，速度随时间变化关系的差异：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
时间（s）
下落距离（m）
0.0
0.000
0.4
0.036
0.8
0.469
1.2
0.957
1.6
1.447
2．O
X
参考答案：
（1）作出假设、搜集证据
（2）匀速运动，1.937
（3）加速度逐渐减小的加速运动，匀速运动
（4）图线1反映速度不随时间变化，图线5反映速度随时间继续增大（或图线1反映纸杯做匀速运动，图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动）．
例十七（03上海）18.（7分）右图为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I-U关系曲线-图。
⑴为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线，在图2和图3两个电路中应选择的是图________；
简要说明理由：
____________。
（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0-100Ω）。
[2；
电压可从0V调到所需电压，调节范围较大。
]
⑵在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω。
由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；
电阻R2的阻值为______Ω。
[5.2；
111.8（111.6—112.0）]
⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子_____________________________。
[热敏温度计（提出其它实例，只要合理均对）]
例十八（04年上海高考）（12）两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U—I特性曲线如图所示，L2的额定功率约为____________W，现将L1和L2串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计，此时L2的实际功率约为____________W。
本题只能用图线解的问题。
本题是利用图线所给U－I的对应关系来解题的。
例十九（04年上海高考）（22）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；
导轨上放一质量为m的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；
均匀磁场竖直向下。
用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。
当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v和F的关系如右下图。
（取重力加速度g＝10m/s2）
（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？
（2）若m＝0.5kg，L＝0.5m，R＝0.5；
磁感应强度B为多大？
（3）由v—F图线的截距可求得什么物理量？
其值为多少？
本题要求知道图线的斜率和截距分别与什么物理量有关。
所以必须推导出v－F函数关系再与图线对照。
例二十（（04年上海高考）18）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
（1）在左下框中画出实验电路图，可用的器材有：
电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10）、电源、小灯泡、电键、导线若干。
（2）在右图中画出小灯泡的U—I曲线。
（3）如果第15题实验中测得电池的电动势是1.5V，内阻是2.0。
问：
将本题中的小灯泡接到该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？
（简要写出求解过程：
若需作图，可直接画在第
（2）小题的方格图中）
九、06年高考预测试题
1、图甲中的a是一个边长为为L的正方向导线框，
其电阻为R.线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中
所示的匀强磁场区域b.如果以x轴的正方向作为力的正
方向.线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对
线框的作用力F随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？
（）
2、如图一所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架.图二为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图三中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（）
3、在如图所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示.当开关闭合后，下列判断正确的是（）
A.灯泡L1的电阻为12Ω
B.通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
C.灯泡L1消耗的电功率为0.75W
D.灯泡L2消耗的电功率为0.30W
4、不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能Ek随入射光频率
变化的Ek—
图象．已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV，若将二者的图线画在同一个坐标中，以实线表示钨、虚线表示锌，则下图中能正确反映这一过程的是（）
5、一质点以一定的速度通过P点时
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