高考物理二輪復(fù)習(xí)專題培優(yōu)練習(xí)熱點(diǎn)10 圖像法 （原卷版）

熱點(diǎn)10圖像法圖像在中學(xué)物理中有著廣泛應(yīng)用：（1）能形象地表述物理規(guī)律；（2）能直觀地描述物理過程；（3）鮮明地表示物理量之間的相互關(guān)系及變化趨勢。它要求考生能做到三會(huì)：（1）會(huì)識(shí)圖：認(rèn)識(shí)圖像，理解圖像的物理意義；（2）會(huì)做圖：依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律作出圖像，且能對圖像變形或轉(zhuǎn)換；（3）會(huì)用圖：能用圖像分析實(shí)驗(yàn)，用圖像描述復(fù)雜的物理過程，用圖像法來解決物理問題。例題1.如圖所示，由同種材料制成的粗細(xì)均勻的正方形金屬線框，以恒定速度通過有理想邊界的勻強(qiáng)磁場，線框的邊長小于有界磁場的寬度。開始計(jì)時(shí)時(shí)線框的ab邊恰與磁場的左邊界重合，在運(yùn)動(dòng)過程中線框平面與磁場方向保持垂直，且ab邊保持與磁場邊界平行，則圖中能定性的描述線框中c、d兩點(diǎn)間的電勢差Ucd隨時(shí)間變化情況的是（）A． B．C． D．例題2.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值。在t0時(shí)刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時(shí)間后，在tt1時(shí)刻斷開S，下列表示燈泡D的電流i隨時(shí)間變化的圖像中，正確的是（）A． B．C． D．一、物理圖像及其考查方法1、物理圖象及其意義

物理圖象是分別以不同的物理量為坐標(biāo)，按照其對應(yīng)關(guān)系在坐標(biāo)系中描點(diǎn)、連線而得到的曲線。因此物理圖象反映了兩個(gè)或幾個(gè)物理量間的函數(shù)關(guān)系，是數(shù)與形相結(jié)合的產(chǎn)物，是具體與抽象相結(jié)合的體現(xiàn)，它能夠直觀、形象、簡潔的展現(xiàn)兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，清晰的表達(dá)物理過程，正確地反映實(shí)驗(yàn)規(guī)律，利用圖象分析物理問題有著廣泛的應(yīng)用。

2、物理圖象的考察——從物理圖象中挖掘信息

物理圖象中蘊(yùn)含著豐富的信息，有效地挖掘信息是利用圖象解題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。考察物理圖象應(yīng)從如下幾個(gè)方面入手即做到六看，則信息一覽無余。

（1）看坐標(biāo)：首先弄清楚圖象反映了哪兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，并且要弄清坐標(biāo)的單位。

（2）看變化：根據(jù)圖象的走向明確一個(gè)物理量隨著另一個(gè)物理量變化的方式和趨向。

具體地說：

①兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系是增函數(shù)還是減函數(shù)，增減的區(qū)間是什么

②對于不單調(diào)變化的關(guān)系要找出最大值和最小值出現(xiàn)的狀態(tài)

③適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行曲線的伸延明確物理量的變化趨勢和收尾狀態(tài)

（3）看斜率：就是要根據(jù)斜率的數(shù)學(xué)定義和我們已有的物理概念的定義去明確斜率的物理意義——即自覺的賦予斜率一個(gè)物理意義。

要點(diǎn)詮釋：看對邊比鄰邊是什么（或者根據(jù)直線方程SKIPIF1<0與物理公式比較來看，SKIPIF1<0是什么）：例如凡是位移時(shí)間圖象（不論直線、曲線）的斜率是SKIPIF1<0，由速度的定義知SKIPIF1<0，比較不難得到，位移時(shí)間圖象在某一點(diǎn)的斜率等于這一時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度即SKIPIF1<0；再如速度時(shí)間圖象的斜率是加速度；電磁感應(yīng)中線圈面積不變、磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為SKIPIF1<0，其斜率就是SKIPIF1<0，感應(yīng)電流SKIPIF1<0就是一個(gè)定值，在SKIPIF1<0圖像上就是水平直線等等。（4）看截距：就是分析物理圖象與橫軸和縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)的物理意義。

只要令縱坐標(biāo)等于零就可以知道橫截距的物理意義；令橫坐標(biāo)等于零可知道縱截距的意義。例如在閉合電路中路端電壓隨電流的變化圖象中：

縱截距：令電流等于零時(shí)，相當(dāng)于外電路斷路狀態(tài)，此時(shí)路端電壓等于電源的電動(dòng)勢E，即縱截距代表電源的電動(dòng)勢；

橫截距：令路端電壓等于零，即令外電阻等于零，相當(dāng)于外電路短路時(shí)的電流，稱為短路電流，也就是說橫截距表示短路電流。斜率是：SKIPIF1<0物理意義是內(nèi)阻。要點(diǎn)詮釋：在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中：第二個(gè)圖：加速度為零時(shí)，橫截距（力）為0.1牛，意思是所加砝碼重力小于0.1牛，小車沒有加速度，只有當(dāng)所加砝碼重力大于等于0.1牛時(shí)才開始就做勻加速運(yùn)動(dòng)，顯然直線沒有過原點(diǎn)的原因是沒有平衡摩擦力或平衡的不夠。第一個(gè)圖：縱截距表示力為零（沒有加砝碼）時(shí)就有加速度，是什么原因使小車做加速運(yùn)動(dòng)呢，顯然直線沒有過原點(diǎn)的原因是砝碼盤的重力造成的。砝碼盤的重力多大呢，橫截距是力，交點(diǎn)就是砝碼盤的重力約0.08牛。第三個(gè)圖：表示不是勻加速了，加速度變小了，原因是沒有滿足砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。（這里不是截距問題）

（5）看面積：分析圖線與橫軸（或縱軸）所包圍面積的物理意義

通常的方法是：取很小的自變量的增量SKIPIF1<0，求出小矩形的面積SKIPIF1<0，然后對照物理規(guī)律明確小面積的物理意義分析解決問題。

例如圖中F—t圖線與時(shí)間軸所包圍的面積。SKIPIF1<0與沖量的定義SKIPIF1<0比較可知，微小面積SKIPIF1<0表示力F在微小時(shí)間SKIPIF1<0內(nèi)的沖量，全部曲線與時(shí)間軸包圍的面積就等于整個(gè)時(shí)間內(nèi)力F的沖量I。同理，力位移圖象包圍的面積是力在相應(yīng)過程中所做的功。要注意區(qū)分物理圖象中面積正負(fù)的物理意義。（6）看交點(diǎn)：當(dāng)同一個(gè)坐標(biāo)系中有兩個(gè)相交圖線時(shí)，交點(diǎn)的坐標(biāo)表示兩個(gè)過程中的共同的物理狀態(tài)。

例如兩個(gè)速度圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)，說明在這一時(shí)刻兩物體具有相同的速度；再如SKIPIF1<0和SKIPIF1<0圖線的交點(diǎn)，表示電阻為R的元件與電動(dòng)勢為E內(nèi)阻為r的電源構(gòu)成閉合回路時(shí)的工作狀態(tài)。二、常見的高考熱點(diǎn)圖像

1、直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖2、直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖3、平拋運(yùn)動(dòng)的y-x圖4、機(jī)車啟動(dòng)的v-t圖5、簡諧運(yùn)動(dòng)的x-t圖簡諧波的y-x圖受迫振動(dòng)的共振曲線6、部分電路的U-I圖閉合電路的U-I圖7、閉合電路的P出-R圖，SKIPIF1<08、電磁感應(yīng)中的Φ-t圖電磁感應(yīng)中的e-t圖電磁感應(yīng)中的i-t圖

9、分子力隨距離變化的F分-r圖分子勢能隨距離變化的Ep-r圖氣體分子速率與分子數(shù)目的關(guān)系圖

10、光電效應(yīng)中的SKIPIF1<0圖：SKIPIF1<0

11、一些實(shí)驗(yàn)探究曲線：

SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<012、驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)：（建議用時(shí)：30分鐘）一、單選題1．在如圖所示的圖像中，直線A為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線B為某一電阻R的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路，由圖像可知（）A．電源的電動(dòng)勢為3V，內(nèi)阻為2? B．電源的輸出功率為2WC．電阻R的阻值為1? D．電源的效率為33.3%2．如圖甲所示，正方形硬質(zhì)金屬框abcd放置在磁場中，金屬框平面與磁場方向垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示。在0~0.2s內(nèi)與0.2s~0.6s內(nèi)（）A．通過金屬框的電流之比為SKIPIF1<0 B．通過金屬框橫截面的電荷量之比為SKIPIF1<0C．金屬框中電動(dòng)勢之比為SKIPIF1<0 D．金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為SKIPIF1<03．如圖所示電路，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，電壓表示數(shù)為U、電流表示數(shù)為I。電源的總功率P與電壓U、電流I的關(guān)系正確的是（）A． B． C． D．4．如圖甲所示，三個(gè)電量相等的點(diǎn)電荷位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，其中SKIPIF1<0處電荷帶負(fù)電，其余兩電荷帶正電且關(guān)于x軸對稱。一試探電荷沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，所受電場力隨位置的變化圖像如圖乙所示（以x軸正向?yàn)殡妶隽Φ恼较颍?。設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為零。則下列說法正確的是（）A．試探電荷帶負(fù)電B．乙圖中的SKIPIF1<0與甲圖中的SKIPIF1<0相等C．在x軸正半軸上，SKIPIF1<0處電場強(qiáng)度最小，電勢最高D．在x軸正半軸上，SKIPIF1<0處電場強(qiáng)度最大，電勢最低5．一電子只在電場力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0~x1段是曲線，x1~x2段是平行于x軸的直線，x2~x3段是傾斜直線，下列說法正確的是（）A．從O到x1電勢逐漸降低 B．x1處的電勢比x3處高C．x1~x2段電場強(qiáng)度不為零 D．x2~x3段的電場強(qiáng)度減小二、多選題6．圖甲中，兩滑塊A和B疊放在光滑水平地面上，A的質(zhì)量為m1，B的質(zhì)量為m2，設(shè)A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，作用在SKIPIF1<0上的水平拉力為SKIPIF1<0，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。圖乙為SKIPIF1<0與SKIPIF1<0的關(guān)系圖像，其直線方程為SKIPIF1<0SKIPIF1<0下列說法正確的有（）A．SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的值位于SKIPIF1<0區(qū)域時(shí)，A、B相對滑動(dòng)B．SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的值位于SKIPIF1<0區(qū)域時(shí)，A、B相對靜止C．SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的值位于SKIPIF1<0區(qū)域時(shí)，A、B相對滑動(dòng)D．SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的值位于SKIPIF1<0區(qū)域時(shí)，A、B相對靜止7．沿電場線所在直線建立如圖所示Ox軸，x軸上各點(diǎn)電勢φ隨x的變化規(guī)律如圖所示，坐標(biāo)點(diǎn)0、x1、x2和x3分別與x軸上O、A、B、C四點(diǎn)相對應(yīng)，O點(diǎn)電勢為零。帶電量為－e的電子從O點(diǎn)由靜止釋放，僅受電場力作用，下列說法正確的是（）A．在0~x3區(qū)間內(nèi)，電場方向始終指向x軸正方向B．電子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為SKIPIF1<0C．電子從A運(yùn)動(dòng)到C，加速度先減小后增大D．若在B點(diǎn)給電子一個(gè)沿x軸方向的初速度，電子一定會(huì)在AC間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)三、解答題8．如圖甲所示，金屬導(dǎo)軌MN和PQ平行，間距L＝1m，與水平面之間的夾角α＝37°，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2.0T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R＝1.5Ω的電阻，質(zhì)量m＝0.5kg，接入電路中電阻r＝0.5Ω的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2。現(xiàn)用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬桿上滑的位移x＝3.8m時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好，對應(yīng)過程的v－t圖像如圖乙所示。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。求：（1）恒力F的大小及金屬桿的速度為0.4m/s時(shí)的加速度大小；（2）從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，通過電阻R的電荷量；（3）從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，金屬