宜良一中2014級高考物理考點物理圖象問題專題復(fù)習

1、33高三圖象問題專題復(fù)習一、 圖象本質(zhì)與特點物理規(guī)律用數(shù)學表達出來后，實質(zhì)是一個函數(shù)關(guān)系式，如果這個函數(shù)式僅有兩個變量，就可用圖象來描述物理規(guī)律。這樣就將代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀侮P(guān)系，而幾何關(guān)系往往具有直觀、形象、簡明的特點。因此，由圖象處理物理問題可達到化難為易，化繁為簡的目的。若將不同的研究對象的運動規(guī)律或同一研究對象不同階段的運動規(guī)律在同一坐標上的圖象作出來，那么圖象可比較的特點就彰顯出來。因此，圖象可以處理對象多、過程復(fù)雜的一些問題。更有一些用文字或公式很難表達清楚地物理規(guī)律、物理過程，也可以用圖象直觀、簡明地表達出來。利用圖象法解題，思路清晰，過程簡捷。應(yīng)用圖象研究物理問題，有利于培養(yǎng)學生

2、數(shù)形結(jié)合，形象思維，靈活處理物理問題的能力，也是高考中體現(xiàn)能力的命題點。 二、 圖象的來源與相應(yīng)試題特點圖象來源之一是根據(jù)函數(shù)得到。根據(jù)控制變量法，任何物理公式都可以看成函數(shù)，即所有物理公式都可以用圖象表示。由于學生數(shù)學能力和物理學科本身的特點，中學常見的圖線是直線的，即一次函數(shù)，但中學物理中有很多公式的相關(guān)物理量并不是線性關(guān)系，所以需要進行加工處理，具體方法是借助換元法，將公式中某部分整體當成新的變量，從而將非一次函數(shù)變成了一次函數(shù)，將函數(shù)圖象由曲線變化成了直線，借助這種方法一切中學物理公式就都可以用直線圖象表示了，從而圖象考查的范圍也就更廣了，并且這種處理方法和應(yīng)用這些加工處理過后得到圖線

3、的過程更能考查學生的應(yīng)變能力、遷移能力，以及創(chuàng)新能力。相應(yīng)試題特點是直接根據(jù)圖象找出函數(shù)關(guān)系，結(jié)合相關(guān)物理公式求解問題。高中物理圖象很多，現(xiàn)將高中物理課本中出現(xiàn)的和其他常用的物理圖象歸納如下表：力學 電磁學 光、原子核 實驗位移時間速度時間力時間力位移振動圖象共振圖象波動圖象彈簧的彈力圖象電壓電流路端電壓電流電壓時間電流時間電場力檢驗電荷電容器電量兩極板電壓感應(yīng)電流時間磁感應(yīng)強度時間磁通量時間衰變圖象平均結(jié)合能圖象光電效應(yīng)圖象彈簧彈力圖象伏安特性曲線端電壓電流 圖象來源之二是通過傳感器獲得，此類圖線通常是曲線，常以探究性題型或?qū)嶒烆}呈現(xiàn)，主要反映運動過程某物理量隨時空的變化，或者某元件的某些特

4、性，比如用壓力傳感器反映某過程物體的受力特點，用位移傳感器反映物體的運動特點，用傳感器探究熱敏（光敏、磁敏）電阻的變化規(guī)律等等。相應(yīng)試題特點是根據(jù)傳感器獲得的圖象，探索物理規(guī)律，得出實驗結(jié)論，通常會從圖線宏觀變化規(guī)律和微觀某狀態(tài)的物理量兩方面考查。圖象來源之三是將一圖轉(zhuǎn)化成另一種圖象，多圖象相結(jié)合。由F-t圖得到a-t圖再進一步得到v-t圖，由-t圖或B-t圖得到E-t圖，交流電中U與I的轉(zhuǎn)化，還有一些是根據(jù)已知規(guī)律探究未知規(guī)律（06北京實驗P-U圖）等等。相應(yīng)試題特點是一題多圖，有顯性（圖象題目給）和隱性（圖象自己畫）之分，需要一定的理解能力，推理能力和綜合分析能力。三、處理圖象問題要點 處

5、理圖象問題的關(guān)鍵是搞清圖象所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系，全面系統(tǒng)地看懂圖象中的“軸”、 “線”、“點”、“斜率”、“面積”、“截距”等所表示的物理意義。在運用圖象法求解物理問題時，還需要具有將物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為圖象問題的能力。運用圖象解答物理問題包括運用題目給定的圖象解答物理問題及獨立根據(jù)題設(shè)去作圖、運用圖象解答物理問題兩個方面。（1）運用題目給定的圖象解答物理問題兩個方面?？辞遄鴺溯S所表示的物理量，明確因變量（縱軸表示的量）與自變量（橫軸表示的量）的制約關(guān)系。 看圖線本身，識別兩個相關(guān)量的變化趨勢，從而分析具體的物理過程。 看交點，分清兩相關(guān)量的變化范圍及給出的相關(guān)條件。明確圖線與坐標的

6、交點、圖線斜率、圖線與坐標軸圍成的“面積”的物理意義。 (2)在看懂以上三個方面后，進一步弄清“圖象與公式”、“圖象與圖象”、“圖象與運動”之間的聯(lián)系與變通，以便對有關(guān)的物理問題作出準確的判斷。建議以v-t圖為重點，明白下述各方面問題，在此基礎(chǔ)上進行類比或遷移！圖乙vt/s圖甲例1（2009年山東卷）某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示，據(jù)此判斷圖乙（F表示物體所受合力，x表示物體的位移）四個選項中正確的是（ ）答案：B【解析】由圖甲可知前兩秒物體做初速度為零的勻加速直線運動，所以前兩秒受力恒定，2s-4s做正方向勻加速直線運動，所以受力為負，且恒定，4s-6s做負方向勻加速直線運動，所以受

7、力為負，恒定，6s-8s做負方向勻減速直線運動，所以受力為正，恒定，綜上分析B正確?！咎崾尽克俣葧r間圖象特點：在v-t圖象中傾斜的直線表示物體做勻變速直線運動，加速度恒定，受力恒定。因速度是矢量，故速度時間圖象上只能表示物體運動的兩個方向，t軸上方代表的“正方向”，t軸下方代表的是“負方向”，所以“速度時間”圖象只能描述物體做“直線運動”的情況，如果做曲線運動，則畫不出物體的“位移時間”圖象；“速度時間”圖象沒有時間t的“負軸”，因時間沒有負值，畫圖要注意這一點；“速度時間”圖象上圖線上每一點的斜率代表的該點的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正負表示加速度的方向；“速度時間”圖象上表

8、示速度的圖線與時間軸所夾的“面積”表示物體的位移圖象問題非常零亂，不可能面面俱到，也不可能嚴格地分門別類，在這里只想幫助同學們理出一條線索，以便更好地復(fù)習圖象問題。下面從識圖，畫圖和用圖三個方面舉例說明，事實上圖象問題更是個系統(tǒng)工程，識圖、作圖和用圖在很多時候相互聯(lián)系、相互依存，它們更應(yīng)該是一個完整的統(tǒng)一體。(一)、要會識別圖象 處理圖象問題的關(guān)鍵是搞清圖象所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系，即物理公式，全面系統(tǒng)地看懂圖象中的“軸”、 “線”、“點”、“斜率”、“面積”、“截距”“割線”等所表示的物理意義。另外一些新圖象，常常是處理變形后得到的（2007北京實驗s/t-t圖，2009北京實驗

9、測E和r中R-1/I圖，2009廣東實驗探究金屬絲電阻率1/I-L圖, 2009年天津卷實驗題），?？碱惐确?，和方法的遷移性。 要點：一是清楚各個物理公式，明白各概念和規(guī)律的本質(zhì)內(nèi)涵與外延，比如定義式和決定式的圖象完全不同；二是對一次函數(shù)y=ax+b要非常熟練，會用會畫；三是掌握化非線性函數(shù)為線性函數(shù)的方法，根據(jù)需要能快速變換函數(shù)，能熟練將數(shù)學和物理結(jié)合起來，需要準確的數(shù)學運算能力。1、軸橫軸和縱軸所代表的物理量，以及物理量的單位或指數(shù)重物打點計時器紙帶鐵架臺鐵夾接電源 明確了兩個坐標軸所代表的物理量，則清楚了圖象所反映的是哪兩個物理量之間的對應(yīng)關(guān)系。有些形狀相同的圖象，由于坐標軸所代表的物理

10、量不同，它們反映的物理規(guī)律就截然不同，如振動圖象和波動圖象。另外，在識圖時還要看清坐標軸上物理量所注明的單位。歷屆都有大量考生因不注意這些細小的地方而失分的。比如，波動圖象的橫縱坐標都表示長度，但單位往往不一樣，當判斷質(zhì)點在一定的時間內(nèi)通過的位移和路程時經(jīng)常出錯，這樣的錯誤太可惜，要杜絕出現(xiàn)。另外，還要注意化非一次函數(shù)為一次函數(shù)后，橫縱坐標的含義。例2（2009年天津卷）如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力和速度。 所需器材有打點計時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需 （填字母代號）中的器材。A.直流電源

11、、天平及砝碼 B.直流電源、毫米刻度尺C.交流電源、天平及砝碼 D.交流電源、毫米刻度尺 通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實驗的準確程度。為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v-t圖象外，還可作 圖象，其縱軸表示的是 ，橫軸表示的是 。答案： D，速度平方的二分之一，重物下落的高度?！窘馕觥勘绢}考查用打點計時器測重力加速度。涉及器材的選取和用圖像處理數(shù)據(jù)的方法。打點計時器需接交流電源。重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，所以不要天平和砝碼。計算速度需要測相鄰計數(shù)的距離，需要刻度尺，選D。由公式，如繪出圖像，其斜率也等于重力加速度。2、線圖象中圖線的特征（宏觀方面的物理規(guī)律）縱軸所代表的物

12、理量量值變化嗎，是均勻變化還是非均勻變化？是否是分段函數(shù)（圖象）？是否存在極值？注意觀察圖象中圖線的形狀是直線、曲線，還是折線等，分析圖線所反映兩個物理量之間的關(guān)系，進而明確圖象反映的物理內(nèi)涵。如金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線反應(yīng)了電阻隨溫度的升高而增大。圖線分析時還要注意圖線的拐點具有的特定意義，它是兩種不同變化情況的交界，即物理量變化的特殊點。例如，共振圖象的拐點（最高點）表明了共振的條件，這時驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率相同；光電效應(yīng)中光電流電壓圖象中存在飽和電流，電源輸出功率-外電阻的圖象中，在外電阻等于內(nèi)電阻時輸出功率有極值等等。例3（2009年福建卷19）（2）某研究性學習小組為了制作一種

13、傳感器，需要選用一電器元件。圖為該電器元件的伏安特性曲線，有同學對其提出質(zhì)疑，先需進一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材(電學實驗選器材，畫電路圖，略)若發(fā)現(xiàn)實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點？相同點： ，不同點： 。答案： 相同點：通過該元件的電流與電壓的變化關(guān)系和通過小電珠的電流與電壓的變化關(guān)系都是非線性關(guān)系，該元件的電阻隨電壓的增大而減小，而小電珠的電阻值隨電壓的升高而增大。【解析】從圖像的形狀和斜率變化趨勢上去找相同點和不同點，突出都是“非線性”，圖像上某點與原點連線的斜率是電阻的倒數(shù)。 例4（2009年上海物理3）兩帶

14、電量分別為q和q的點電荷放在x軸上，相距為L，能正確反映兩電荷連線上場強大小E與x關(guān)系的是圖（ ）（A）（B）（C）（D）【答案】A【解析】由等量異種點電荷的電場強度的關(guān)系可知，在兩電荷連線中點處電場強度最小，但不是零，從兩點電荷向中點電場強度逐漸減小，因此A正確。3、點坐標原點和圖線上任意點，兩圖線交點（微觀方面的，特殊狀態(tài)或過程）坐標原點坐標值是0嗎？圖線上任意一點的物理意義是什么？圖線相交點含義？注意坐標原點不一定是0，比如路端電壓-電流圖象中；圖線上任意一點即可表示某個狀態(tài)（如橫軸是時間，U-I線），也可表示一過程（如1/v-F圖，2009-11海淀期中）；兩圖線相交點只表示橫軸和縱軸

15、代表的物理量相等，其他物理量是否相等需要進一步推導(dǎo)，與其他條件有關(guān)。比如v-t圖中兩線交點僅表示該時刻速度相同，而加速度通常不同，位移也不一定相同，也不一定相遇?？荚囌f明P211關(guān)于推理能力第一條解釋中說“明確物理狀態(tài)的存在條件，定性分析物理過程的變化趨勢”，物理狀態(tài)通?？疾榈氖悄承┨厥鉅顟B(tài)，臨界問題，極值問題等等都得與特殊的條件對應(yīng)。v/ms-1t/st1123400.40乙甲例5（2009年全國卷15）兩物體甲和乙在同一直線上運動，它們在00.4s時間內(nèi)的v-t圖象如圖所示。若僅在兩物體之間存在相互作用，則物體甲與乙的質(zhì)量之比和圖中時間t1分別為 A和0.30s B3和0.30sC和0.2

16、8s D3和0.28s【解析】答案B。本題考查圖象問題。根據(jù)速度圖象的特點可知甲做勻加速，乙做勻減速。根據(jù)得,根據(jù)牛頓第二定律有,得,由,得t=0.3s,B正確。例6 （2004年上海）小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大。某同學為研究這一現(xiàn)象，用實驗得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：I ( A )90.340.380.420.450.470.490.50U (V )0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00在左下框中畫出實驗電路圖。 可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范圍0 10 ）、電源、小燈泡、電鍵

17、、導(dǎo)線若干。U(V)0.4I(A)00.40.5在右圖中畫出小燈泡的U I 曲線。如果將本題中的小燈泡接在電動勢是1.5V，內(nèi)阻是2.0 的電池兩端，小燈泡的實際功率是多少？（簡要寫出求解過程；若需作圖，可直接畫在第小題的方格圖中）【解析】分壓器接法（如下圖所示）。如下圖所示。作出電源的UEIr圖線，該圖線與小燈泡的U I 曲線相交于一點，由此可得小燈泡工作電流為0.35 A，工作電壓為0.80 V，實際功率為0.28 W。 【說明】研究小燈泡的伏安特性曲線是高考考試說明中規(guī)定的學生實驗，對兩問學生在實驗復(fù)習中已基本掌握，而第問則對實驗數(shù)據(jù)的處理進行了拓展、

18、延伸，對小燈泡的實際功率無計算公式，只能在小燈泡的伏安特性曲線上畫出電池的UI圖線，然后找出兩曲線的交點，從而確定此時燈泡的工作狀態(tài)，得到實際工作功率。這考查了學生對小燈泡的伏安特性曲線的理解和實驗數(shù)據(jù)處理的能力。同時也要深入理解圖線交點與電路工作狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系。通過畫電源的U-I圖，找到兩圖線的交點是解決此問題的關(guān)鍵所在！4、截橫縱截距的物理意義， 截距是圖線與兩坐標軸的交點所代表的坐標數(shù)值，該數(shù)值具有一定的物理意義。如下右圖為左圖情景中桿的速度與拉力F的關(guān)系圖，圖線在橫軸上的截距表示桿所受到的阻力。同樣要注意彈簧的彈力圖象、路端電壓-電流圖象、光電效應(yīng)中光電子最大初動能光照頻率圖象等等的截

19、距表示的物理意義。v經(jīng)驗與技巧：結(jié)合具體情景，有時從量綱可以快速判斷橫縱截距的含義。例7（2009年上海卷22）如圖（a），質(zhì)量m1kg的物體沿傾角q37的固定粗糙斜面由靜止開始向下運動，風對物體的作用力沿水平方向向右，其大小與風速v成正比，比例系數(shù)用k表示，物體加速度a與風速v的關(guān)系如圖（b）所示。求：（1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)m；（2）比例系數(shù)k。（sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2）【解析】（1）對初始時刻：mgsinqmmgcosqma0 ，由右圖讀出a0=4 m/s2 代入式，解得：m0.25； （2）對末時刻加速度為零：mgsin

20、qmNkvcosq0 ，又Nmgcosqkvsinq ，由右圖得出此時v=5 m/s代入式解得：k0.84kg/s。例8（2009年全國卷）17圖為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的U-I圖線。用此電源與三個阻值均為3的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8V。則該電路可能為 I/AU/V01234546ABCD 答案B【解析】本題考查測電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗。由測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的U-I圖線可知該電源的電動勢為6V，內(nèi)阻為0.5。此電源與三個均為3的電阻連接成電路時測的路端電壓為4.8V，A中的路端電壓為4V，B中的路端電壓約為4.8V。C中的路端電壓約為5.7V，D中的路端電壓為5.

21、4V。正確選項：B。5、斜圖線上某點切線斜率的物理意義 物理圖象的斜率代表兩個物理量增量的比值，其大小往往代表另一物理量值。如圖象的斜率為速度，圖象的斜率為加速度、電場力F檢驗電荷q圖象斜率是電場強度、電容器QU圖象斜率是電容等等。若某些量是定值，根據(jù)線性圖線的特點，可以推理出一些有用結(jié)論，比如彈簧kF/X=F/X，C=Q/U=Q/U，R=U/I=U/I等等。當要比較兩物體的速度和加速度時，作圖象往往會有“踏破鐵鞋無覓處，得來全不費功夫”的感覺。 例9（2009年江蘇卷9）如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長、放置在水平面上，所有接觸面均光滑。彈簧開始時處于原長，運動過

22、程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊A上施加一個水平恒力，A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有A當A、B加速度相等時，系統(tǒng)的機械能最大AF1BFF1vtt2t1v1v2vABB當A、B加速度相等時，A、B的速度差最大C當A、B的速度相等時，A的速度達到最大D當A、B的速度相等時，彈簧彈性勢能最大【解析】答案：BCD。處理本題的關(guān)鍵是對物體進行受力分析和運動過程分析，使用圖象處理則可以使問題大大簡化。對A、B在水平方向受力分析如圖，F(xiàn)1為彈簧的拉力。兩物體運動的v-t圖象如圖，由圖可知正確答案。 例10（2009年江蘇卷8）空間某一靜電場的電勢在軸上分布如圖所示，軸上兩點B

23、、C點電場強度在方向上的分量分別是、，下列說法中正確的有 AEBx的大小大于ECx的大小 BEBx的方向沿x軸正方向 C電荷在點受到的電場力在方向上的分量最大 D負電荷沿軸從移到的過程中，電場力先做正功，后做負功答案：AD?！窘馕觥勘绢}的入手點在于如何判斷和的大小，因為jx圖中斜率為沿x方向的E，可見，A項正確；同理可知O點場強最小，電荷在該點受到的電場力最小，C項錯誤；沿電場方向電勢降低，在O點左側(cè)，的方向沿x軸負方向，在O點右側(cè)，的方向沿x軸正方向，所以B項錯誤，D項正確。6、割割線的物理意義有的物理圖象中，圖線上某點與坐標零點的割線的斜率才有意義，而該點的切線斜率沒有意義，比如描繪小燈泡

24、的伏安曲線。前述例3（2009年福建卷19）例11（2006年上海卷）表格中所列數(shù)據(jù)是測量小燈泡UI關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)：U/(V)0.01.52.02.53.0I/(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215分析上表內(nèi)實驗數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實驗電路圖是圖 （填“甲”或“乙”）在方格紙內(nèi)畫出小燈泡的UI曲線。分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而 （填“變大”、“變小”或“不變”）如圖丙所示，用一個定值電阻R和兩個上述小燈泡組成串并聯(lián)電路，連接到內(nèi)阻不計、電動勢為3V的電源上。已知流過電阻R的電流是流過燈泡b電流的兩倍，則流過燈泡b的電流約為

25、A?！窘馕觥坑尚襞?UI關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)可得，電路中燈泡兩端的電壓可調(diào)為0，只有甲電路具有此功能，而乙圖的電路不具此功能。故確定實驗電路為甲。UI曲線如右圖所示，由所做出的UI曲線知，曲線上各點與原點連線的斜率越來越大，說明燈泡的電阻越來越大。 設(shè)b中的電流為I，依題意知a中的電流為3I，由，及，可估計。從曲線上得此時。7、面圖象中圖線與坐標軸所圍面積的物理意義有些物理圖象的圖線與橫軸所圍的面積的值，它常代表另一個物理量的大小。如圖中，圖線與t軸所夾的面積代表位移，圖象中圖線與s軸所夾的面積代表功，圖象中圖線與t軸所夾的面積代表沖量，圖象中圖線與t軸所夾的面積代表電量，圖象中圖線與s軸所夾的面

26、積代表了時間等，端電壓電流圖的面積是功率。 tF2F0F0Ot02t0例12（2009年海南卷7）一物體在外力的作用下從靜止開始做直線運動，合外力方向不變，大小隨時間的變化如圖所示。設(shè)該物體在t0和2t0時刻相對于出發(fā)點的位移分別是x1和x2，速度分別是v1和v2，合外力從開始至t0時刻做的功是W1，從t0至2t0時刻做的功是W2，則A BC D答案：AC【解析】根據(jù)F-t圖像面積意義和動量定理有m=F0t0，m= F0t0+2F0t0，則；應(yīng)用位移公式知、，則，B錯、A對；在第一個t0內(nèi)對物體用動能定理有、在第二個t0內(nèi)對物體應(yīng)用動能定理有，則，D錯、C對。例13 (高三模擬)、如圖所示是高

27、電阻放電法測電容的實驗電路圖，其原理是測出電容器在充電電壓為U時所帶的電荷量Q ，從而求出其電容C。該實驗的操作步驟如下：按電路圖接好實驗電路圖；接通電鍵S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度。記下這時的電壓表讀數(shù)U0=6.2V和微安表讀數(shù)I0=490mA；斷開電鍵S并同時開始計時，每隔5s或10s讀一次微安表的讀數(shù)i ，將讀數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計的表格中；根據(jù)表格中12 組數(shù)據(jù)，以t為橫坐標，i為縱坐標，在坐標紙上苗點（圖中用“”表示）。根據(jù)以上實驗結(jié)果和圖象，可以估算出當電容器兩端電壓為U0時該電容器所帶的電荷量Q0約為_C，從而算出該電容器的電容約為_F?！窘馕觥堪凑請D中的點，用光滑

28、的曲線把它們依次連接起來，得到it圖線，圖線和橫軸所圍成的“面積”就是放電量，即原來電容器的帶電量。每小格相當于2.510-4C，用四舍五入法數(shù)得小方格有32個，所以Q0=810-3F ，再由，得C=1.310-3F。F圖10123F/Nt/s21330122v/(ms-1)t/s1圖28、從圖象中獲取其他的信息 例14（2010西城期末）、如圖1所示，物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動。通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖2所示，取g= 10m/s2。則（ CD ） A物體的質(zhì)量m = 1.0 kg B物體與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.20 C第

29、2s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W= 2.0 JD前2s內(nèi)推力F做功的平均功率= 1.5 W【解析】本題的關(guān)鍵是在圖象中獲取相關(guān)信息：0至2s在1N的水平推力作用下，物體靜止；2s至4s在3N的水平推力作用下，物體做加速度為2m/s2的勻加速直線運動；4s至6s在2N的水平推力作用下，物體做勻速直線運動。對后面的兩個階段由牛頓定律列方程有：代入數(shù)據(jù)得m=0.5kg，=0.40。9、從圖象展現(xiàn)物理情境例15 （ 高三模擬）將一個力電傳感器接到計算機上，可以測量快速變化的力。用這種方法測得的某單擺擺動過程中懸線上拉力大小隨時間變化的曲線如圖5所示。由此圖線提供的信息做出下列判斷，其中正確的是（ ）A、t

30、0.2s時刻擺球正經(jīng)過最低點B、t1.1s時擺球正處于最高點C、擺球擺動過程中機械能時而增大時而減小D、擺球擺動的周期約是T0.6s 【解析】本題的關(guān)鍵是把圖象與具體的物理情景對應(yīng)起來，如上圖所示，在最低點懸線受到的拉力最大；在最高點懸線受到的拉力最?。挥钟捎谑艿阶枇Φ淖饔?，物體做阻尼振動，機械能減小；再根據(jù)周期性可得周期約1.2s。因此，本題的正確答案是A、B選項。例16（2009年福建卷16）一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0，則外接一只電阻為95.0的燈泡，如圖乙所示，則A.電壓表的示數(shù)為220v B.電路中的電流方向每秒鐘改變50次

31、C.燈泡實際消耗的功率為484W D.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2JV乙t/10-2e/V甲O12OO/答案D【解析】電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值,由圖像知電動勢的最大值Em=V，有效值E=220V，燈泡兩端電壓，A錯；由圖像知T=0.02S，一個周期內(nèi)電流方向變化兩次，可知1s內(nèi)電流方向變化100次，B錯；燈泡的實際功率,C錯；電流的有效值，發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為，D對。t/s0a/ms-22.04.06.08.010.00.6圖91.012.0例17 (09海淀一模20)某研究性學習小組用加速度傳感器探究物體從靜止開始做直線運動的規(guī)律，得到了

32、質(zhì)量為1.0kg的物體運動的加速度隨時間變化的關(guān)系圖線，如圖9所示。由圖可以得出 ( D)A從 t4.0s到t6.0s的時間內(nèi)物體做勻減速直線運動B物體在t10.0s時的速度大小約為5.8m/sC物體在10.0s內(nèi)所受合外力的沖量大小約為50 NsD從t10.0s到t12.0s的時間內(nèi)合外力對物體做的功約為7.3J (二)、要會作圖我們要從兩個方面來看作圖問題，一方面是，考題直接要求作出關(guān)于某個物理量變化的圖象，例如，作某時刻的波形圖，作振動圖象，作感應(yīng)電流的圖象等；另一方面是，為了用圖象求解問題，先必須作出恰當?shù)哪愁悎D象，例如，作速度圖象求物體運動的路程，作路端電壓電流圖象求電源的電動勢和內(nèi)

33、阻等。先看第一類問題，這類題實質(zhì)是以圖象作為載體或形式來考查物理現(xiàn)象、原理或物理規(guī)律；第二類問題后續(xù)詳談。1、作感應(yīng)電流的圖象例19（2009年寧夏卷19）如圖所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心。環(huán)內(nèi)兩個圓心角為90的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強磁場，兩磁場磁感應(yīng)強度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直。導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動，M端通過滑動觸點與圓環(huán)良好接觸。在圓心和圓環(huán)間連有電阻R。桿OM以勻角速度逆時針轉(zhuǎn)動，t=0時恰好在圖示位置。規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向為正，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計，則桿從t=0開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，電流隨變化的圖象是tiO2322tiO2322ABtiO2322tiO

34、2322CD答案C【解析】依據(jù)左手定則，可知在0-內(nèi)，電流方向M到O，在在電阻R內(nèi)則是由b到a，為負值，且大小為為一定值，內(nèi)沒有感應(yīng)電流，內(nèi)電流的方向相反，即沿正方向，內(nèi)沒有感應(yīng)電流，因此C正確。aBv圖5（甲）例20 (08海淀0模20)如圖5（甲）所示，一個“”型導(dǎo)軌垂直于磁場固定在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，a是與導(dǎo)軌相同的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好。在外力作用下，導(dǎo)體棒以恒定速度v向右運動，以導(dǎo)體棒在圖5（甲）所示位置的時刻作為計時起點，下列物理量隨時間變化的圖像可能正確的是 ( D )金屬棒所受安培力大小隨時間變化關(guān)系C0tI00tE0回路的感應(yīng)電動勢隨時間變化關(guān)系A(chǔ)tF感應(yīng)電流隨

35、時間變化關(guān)系BtP電流產(chǎn)生的熱功率隨時間變化關(guān)系D圖5（乙）2、根據(jù)已知探究未知，或者根據(jù)題設(shè)條件探究未知例21（2009年安徽卷16）大爆炸理論認為，我們的宇宙起源于137億年前的一次大爆炸。除開始瞬間外，在演化至今的大部分時間內(nèi)，宇宙基本上是勻速膨脹的。上世紀末，對1A型超新星的觀測顯示，宇宙正在加速膨脹，面對這個出人意料的發(fā)現(xiàn)，宇宙學家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量組成，它們的排斥作用導(dǎo)致宇宙在近段天文時期內(nèi)開始加速膨脹。如果真是這樣，則標志宇宙大小的宇宙半徑R和宇宙年齡t的關(guān)系，大致是下面哪個圖像？tRtRtRtRABCD答案：C【解析】圖像中的縱坐標宇宙半徑R可以看作

36、是星球發(fā)生的位移x，因而其切線斜率就是宇宙半徑增加的快慢程度。由題意，宇宙加速膨脹，其半徑增加的速度越來越大。故選C例22（2006北京卷21）某同學用圖2所示電路，測繪標有“3.8 V，0.3 A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象.除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇:電流表：A1(量程100 mA，內(nèi)阻約2); A2(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.3);電壓表：V1(量程5 V，內(nèi)阻約5); V2(量程15 V，內(nèi)阻約15);滑動變阻器：R1（阻值范圍010） R2（阻值范圍02k）電源：E1(電動勢為1.5 V，內(nèi)阻為0.2); E2(電動勢為4 V，內(nèi)阻約為0.04).為了調(diào)節(jié)方

37、便，測量準確，實驗中應(yīng)選用電流表_，電壓表_,滑動變阻器_，電源_.(填器材的符號)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算并描繪出的圖象如圖3所示.由圖象可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為_；當所加電壓為3.00 V時，燈絲電阻為_，燈泡實際消耗的電功率為_W. 根據(jù)圖象，可確定小燈泡耗電功率與外加電壓的關(guān)系。符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_ A B C D解答21（18分） （2）A2V2R1R21.511.50.78A(三)、要會用圖這是圖象問題中最主要的，也是最靈活、最能體現(xiàn)創(chuàng)造性思維能力的。我們提倡搞素質(zhì)教育，而素質(zhì)教育的靈魂就是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，因此，高考題中肯定會逐步參透對學生創(chuàng)新能力的考查，運用圖

38、象處理物理問題便是最好的知識和創(chuàng)新能力的結(jié)合點之一。這種情況也需要作圖象，但不是最終的目的，只是求解問題的一種手段。那么怎樣才能作好所需的圖象呢！一般分三步，具體方法是：（1）認真審題，根據(jù)題中所要求解的物理量，結(jié)合相應(yīng)的物理規(guī)律確定所需的橫縱坐標表示的物理量（有時還需確定原點的坐標）；（2）根據(jù)題意，找出兩個物理量的制約關(guān)系，結(jié)合具體的物理過程和相應(yīng)的物理規(guī)律作出函數(shù)圖象；（3）由所作的圖象結(jié)合題意，運用函數(shù)圖象進行表達、分析和推理從而找出相應(yīng)的變化規(guī)律，再結(jié)合相應(yīng)的數(shù)學工具，求出相應(yīng)的物理量。我們從以下幾個方面來體會。1、用圖象比較物理量的大小例23 （高三模擬） 一顆速度較大的子彈，水平

39、擊穿原來靜止在光滑水平面上的木塊，設(shè)木塊對子彈的阻力恒定，則當子彈入射速度增大時，下列說法正確的是A.木塊獲得的動能變大 B.木塊獲得的動能變小C.子彈穿過木塊的時間變長 D.子彈穿過木塊的時間變短【解析】若跟據(jù)常規(guī)的思路依牛頓第二定律和運動學公式去列式求解，則計算復(fù)雜化，且易出現(xiàn)錯誤判斷。若能靈活一些，據(jù)子彈與木塊的作用過程作出v-t圖象，再來分析、推理和判斷，問題就迎刃而解了。子彈以初速v0穿透木塊過程中，子彈、木塊在水平方向都受恒力作用，子彈做勻減速運動，木塊做勻加速運動，子彈、木塊運動的v-t圖如圖中實線所示，圖中OA、v0B分別表示子彈穿過木塊過程中木塊、子彈的運動圖象，而圖中梯形O

40、ABv0的面積為子彈相對木塊的位移即木塊長l.當子彈入射速度增大變?yōu)関0時，子彈、木塊的運動圖象便如圖25-2中虛線所示，梯形OABv0的面積仍等于子彈相對木塊的位移即木塊長l，故梯形OABv0與梯形OABv0的面積相等，由圖可知，當子彈入射速度增加時，木塊獲得的動能變小，子彈穿過木塊的時間變短，所以本題正確答案是B、D.2、轉(zhuǎn)換圖象解答問題有些問題，如果直接用題中所給的圖象分析問題，不夠直觀或很難理解，這時，可通過實現(xiàn)圖象間的相互轉(zhuǎn)換，變抽象為直觀、化隱為顯。例24 (08海淀二模)rO待焊接工件焊縫線圈接高頻電源圖圖0i/At/10-2s1234567892.00B/Tt/10-2s123

41、456789圖23（18分）高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖是焊接的原理示意圖。將半徑r=0.10 m的待焊接環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化的電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件平面的勻強磁場，磁場方向垂直線圈平面向里，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖所示。工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=1.010-3 Wm-1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍。焊接的縫寬非常小，不計溫度變化對電阻的影響。求：（1）02.010-2s和2.010-2s3.010-2s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電動勢各是多大； （2）02.010-2s和2.010-2s3.010-2s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感

42、應(yīng)電流的大小，并在圖中定量畫出感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象（以逆時針方向電流為正）； （3）在t=0.10s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱。圖4i/A0t/10-2s123456789500-1000解答23（18分）（1）E1=3.14V E2= 6.28V （2） I1=500A ，I2=1000A， i-t圖象如圖（3）Q2.8102J 【解析】此類問題通常是先畫出相應(yīng)的i-t圖，然后再求電流有效值。3、用圖象描述復(fù)雜的物理過程作速度時間圖象描述復(fù)雜的運動過程，比如帶電粒子在交變電場中的運動，有時也畫速率時間圖象，比如帶電粒子在交變電場中的運動，當速度垂直電場時；再如板塊模型，傳送帶問

43、題，追及與相遇問題等等。 4、巧用圖象面積求解問題例25 用鐵錘將一鐵釘釘入木塊，設(shè)木塊對鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘釘入木塊的深度成正比，在鐵錘擊打第一次時 ，能把鐵釘打入木塊內(nèi)1cm，問打第二次時能打入多深？（設(shè)鐵錘每次做功都相等）【解析】因為阻力F=kx，以F為縱坐標，F(xiàn)方向上的位移x為橫坐標，作出Fx圖象，如下圖所示，函數(shù)線與x軸所夾陰影部分面積的值等于F對鐵錘做的功。由于兩次做功相等，故有 （面積）及解得(四)用圖象處理實驗數(shù)據(jù)在中學物理實驗中多次采用圖象處理實驗數(shù)據(jù)。方法是，將物體的運動或工作狀態(tài)用圖象的方式記錄下來，再根據(jù)圖象的特點作合理的推演或運算，求出表征事物特性的物理量，如力學中測量單

44、擺振動過程中的重力加速度，電學中測量電源的電動勢和內(nèi)阻等實驗中的數(shù)據(jù)處理方法等，用圖象處理實驗數(shù)據(jù)在近幾年高考實驗中圖象考查體現(xiàn)非常多。 例26（2009北京卷21）某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學想測量一下這個電池的電動勢E 和內(nèi)電阻，但是從實驗室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱（最大阻值為999.9，可當標準電阻用）、一只電流表（量程=0.6A,內(nèi)阻）和若干導(dǎo)線。請根據(jù)測定電動勢E和內(nèi)電阻的要求，設(shè)計圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來。接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值,讀出與對應(yīng)的電流表的示數(shù)I,并作記錄。當電阻箱的阻值時，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示。處理實驗數(shù)據(jù)時，首先

45、計算出每個電流值I 的倒數(shù);再制作R-坐標圖，如圖6所示，圖中已標注出了（）的幾個與測量對應(yīng)的坐標點，請你將與圖5實驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點也標注在圖6中上。在圖6上把描繪出的坐標點連成圖線。根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E= V,內(nèi)電阻 解答：E=1.5 ，r=0.3 ，例27（2009年安徽卷21）探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實驗裝置如圖所示，實驗主要過程如下：打點計時器紙帶橡皮筋 （1）設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、； （2）分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度、； （3）作出草圖； （4）分析圖像。如果圖像是一條直線，表明W；如果不是直

46、線，可考慮是否存在、等關(guān)系。以下關(guān)于該試驗的說法中有一項不正確，它是_。A本實驗設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、。所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當用1條橡皮筋進行是實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、。B小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒ǎ梢允鼓景暹m當傾斜。C某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。D根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后

47、一點的距離來進行計算。答案：D?！窘馕觥勘緦嶒灥哪康氖翘骄肯鹌だK做的功與物體獲得速度的關(guān)系。這個速度是指橡皮繩做功完畢時的速度，而不整個過程的平均速度，所以D選項是錯誤的。第（4）過程的方法值得注意。例28（2009年廣東15）某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”。如圖12，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄通過A、B時的速度大小。小車中可以放置砝碼。（1）實驗主要步驟如下：測量_和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；將小車停在C點，_，小車在細線拉動下運

48、動，記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度。在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)的操作。（2）表1是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所作的功。表格中的E3_，W3_。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）根據(jù)表1，請在圖13中的方格紙上作出圖線。W答案：（1）小車；接通電源后釋放小車；減少鉤碼的個數(shù)（2）0.619；0.610（3）圖【解析】（1）略；（2）由各組數(shù)據(jù)可見規(guī)律，可得E3=0.600；觀察F-W數(shù)據(jù)規(guī)律可得數(shù)值上W=F/2=0.610;（3）在方格紙上作出E-W圖線如圖所示例

49、29（2009年江蘇11）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示.（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙袋如圖乙所示。計時器大點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離。該小車的加速度a=_m/s2.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）第11題圖12343.523.683.83乙小車打點計時器砝碼砝碼盤甲（2）平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F（N）0.1960.39

50、20.5880.7840.980加速度a（ms-2）0.691.181.662.182.70請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖像.F/Na/ms-2O0.81.01.52.02.53.0F/Na/ms-2O（3）根據(jù)提供的試驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過原點，請說明主要原因。答案： (1) 0.16 (0.15也算對) （2）（見圖） （3）未計入砝碼盤的重力例30（2009年上海17）如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機）研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置。（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應(yīng)保持_不變，用鉤碼所受的重力作為_，用DIS測小車的加速

51、度。（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）。分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是_。（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是（）（A）小車與軌道之間存在摩擦（B）導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)（C）所掛鉤碼的總質(zhì)量太大（D）所用小車的質(zhì)量太大【答案】（1）小車的總質(zhì)量，小車所受外力，（2）在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比，C，例31（2009年廣東16）某實驗小組利用實驗室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率。所用的器材包括：輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器（千分尺）、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等。（1）他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動。請根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計實驗電路，并連接電路實物圖14。（2）實驗的主要步驟如下：正確連接電路，設(shè)定電阻箱