专题 高考中图像问题

1、高考中的图像问题知识点回顾表达物理规律的方法有：文字叙述、公式、图像。图像表示物理规律具有直观、简洁、明了的特点，因此在表示或反映物理规律方面，图像具有其独特的优势，对于图像的考核也自然会成为物理学科考核的重要方式知识点讲解题型一：获取图像信息题给的关键已知物理量之间的关系或某些物理量变化过程用图像的方式作为已知，要求学生在领悟题给的文字结合图像信息的前提下，综合全部题给信息，再利用相关的物理规律或原理处理问题物理图像包含了特定的物理环境下的物理信息，通过认真读图，可以获取大量需要的信息，通常情况下，可以从以下几个方面分析图像，获取有效信息：1、关注横坐标、纵坐标的物理意义（1）确认横坐标、纵

2、坐标对应的物理量各式什么，这是获取图像的第一关键，因为同样的图形，坐标物理量的不同，图像反映的物理规律会完全不同。（2）数学中的图像横、纵坐标轴上只有标度，一般没有单位，物理中的图像不仅要关注横、纵坐标轴的标度，坐标轴物理量的单位也绝不能忽视。（3）因作图需要，常会出现横、纵坐标轴的交点坐标不是（0，0）的情况，所以必须关注坐标轴的起点数值。（4）有些图像的物理量可能是某些物理量的变形方式，如倒数、平方、开方，或是某几个物理量的和、差、积等2、关注斜率、面积、截距的物理意义（1）图像的斜率图像的纵坐标增量与横坐标增量的比值叫做图像的斜率，图像的斜率有两种情况：切线的斜率：过图像上某点切线的斜率

3、。计算方法：用该点纵坐标变化量与横坐标变化量的比值表示，即割线的斜率：图像上某点与坐标原点的连线的斜率计算方法：用该点纵坐标量除横坐标量表示，即（2）面积图像所围的面积也有两种情况，即：由图线、横轴、图像上的某两点到横轴的垂线段所围成的几何图形的面积由横轴、纵轴、图线上的某点到两轴的垂线段围成的矩形的面积一般情况下，如果物理量与另两个物理量间的关系满足a=bc，那么以b为纵坐标，c为横坐标，在该坐标中，图线与坐标轴围成的面积值可代表a的大小，如Fs图线与坐标轴所围成的面积代表力做功的大小。另外还要注意图线与坐标轴所围成的面积既可以在横坐标之上，也可以在横坐标之下。如果在横坐标以上部分的面积代表

4、正值的话，则横坐标以下部分则代表负值。3、截距图线与坐标轴的交点为截距，一般图线与横、纵坐标都会有交点，因此会存在两个截距：横截距和纵截距在具体问题中，两个截距是否有意义，要根据题给的物理情景判断，判断时，可以求出图线的函数式，在分别令纵坐标和横坐标的值为零，即可得出截距的物理意义。4、交点、拐点、渐近线的意义分析（1）交点两个物理量a、b同时随另一个物理量c变化，可以以物理量c为横坐标，两个物理量a、b为纵坐标，在同一个坐标系，画出两根图线。若两根图像有交点，该交点不仅反映了一个特殊值的大小，也可能会是物理现象的标志，如相遇、相距最远、最大或最小值等。（2）转折点有些物理过程发生时，可能出现

5、一个物理量在另一个物理量变化时发生突变现象，这个突变点在图线中就表现为拐点。拐点可能代表了物理现象的突变或函数极值的出现。（3）渐近线渐近线是指图像无限逼近而不能到达的某条线，往往可以利用渐近线求出该物理量的极值和它的变化趋势在实际处理问题中，往往需要综合上述分析的各个方面对图像进行思考，只有在掌握图像全貌的基础上，方能准确解决物理问题【例1】一定质量的理想气体pt图象如图所示，在气体由状态A变化到状态B的过程中，体积变化为（）A一定不变B一定减小C一定增加D不能判定怎样变化【难度】【答案】D【例2】两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势沿x轴的分布如x图所示（只画出了部分区域内的电势）

6、，B、C为x轴上的两点，且OB>OC，由图可知（）AB点的电势高于C点的电势，B、C两点的电场方向相反BB点的电势低于C点的电势，B、C两点的电场方向相反CB点的场强大于C点的场强，B、C两点的电场方向相同D正电荷沿x轴从B运动到C的过程中电场力先做正功后作负功【难度】【答案】C【例3】在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示。则下列说法中正确的是（）（多选）A图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线I /AU/V00.20.40.6264甲乙V2V1PR

7、1R2AS（a）（b）B电源内电阻的阻值为10C电源的最大输出功率为3.6WD滑动变阻器R2的最大功率为0.9W【难度】【答案】ADOEss1s2【例4】某一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图像如图所示，其中0s1过程的图线为曲线，s1s2过程的图线为直线。根据该图像，下列判断正确的是（）（多选）A0s1过程中物体所受合力一定是变力，且不断减小Bs1s2过程中物体可能在做变加速直线运动Cs1s2过程中物体可能在做匀速直线运动D0s2过程中物体的动能可能在不断增大【答案】CD课堂练习abv/（m·s-1）t/s1.02.02.5012

8、3451、质量分别为m1、m2的物体A、B并排放在水平地面上，分别受到同向水平拉力F1、F2作用，一段时间后撤去，均滑行一段距离后停止。A、B两物体的v-t图象分别如a、b图线所示。则（）A若m1m2，力F1对A所做的功小于力F2对B所做的功B若m12m2，力F1对A所做的功小于力F2对B所做的功C若m1m2，力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍D若m12m2，力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍【答案】C2、如图（a）所示，一滑块在光滑曲面轨道上由静止开始下滑h高度后进入水平传送带，传送带的运行速度大小为v4m/s，方向如图。滑块离开传送带后在离地H高处水平抛

9、出，空气阻力不计，落地点与抛出点的水平位移为s。改变h的值测出对应的s值，得到如图（b）所示h0.8m范围内的s2随h的变化图线，由图线可知，抛出点离地高度为H_m，图中hx_m。【答案】10；1.63、如图（a）所示，长为L宽为h的矩形闭合线圈竖直固定在小车上，其中h=0.04m，线圈电阻R1.6×10-5，线圈与小车总质量m=1kg。它们在光滑水平面上，以v01.0m/s的初速度进入与线圈平面垂直、磁感应强度为B、宽度为d的水平有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，已知小车运动的速度随位移s变化的s图像如图（b）所示。已知L<d，则d_m，B=_T。× ×

10、 × ×× × × ×× × × ×dLhm（a）Os/m0.100.200.300.400.500.5v/ms-11.0（b）【答案】0.25；0.2题型二：选择图像的方法选择物理图像是物理选择题的常见题型，它要求再题给的四个或多个图像中选择符合题意的合理图像，解答这类试题通常应注意以下几点1、看清坐标量坐标物理量是图像的首要关键，即使图像的形状相同，图像所反映的物理过程截然不同。同时还要注意坐标量的分度及单位。2、看图像形状图像形状反映了两物理量间的内在关系。图像中的直线代表了两物理量间为线

11、性关系，比如匀速运动中物体位移与时间（st）图像；双曲线代表两物理量间成反比关系，如合外力一定时，加速度与质量（am）图像3、看斜率、截距图像的斜率、截距可以代表除坐标外的第三物理量。看图像时，搞清斜率截距的物理意义，以便获得等多的信息。通过写出反映图像坐标两物理量的函数关系的方法，从函数式分析斜率和截距的意义，并与图像中给出的数据比较。4、注意实、虚线在物理图像中，有时图像既有实线，也有虚线，一般情况下，实线表示实际发生的物理过程，或者该过程的数据是实际测量能得到的。虚线有两种，一种是实线的延长线，表示外推或变化趋势，实际过程是不可能发生的。如气体等容变化的Pt图像。另一类是与两坐标轴相平行

12、的，表示对饮的坐标值。【例1】以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可以忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是（）【难度】【答案】A【例2】汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶设汽车行驶时所受的阻力恒定，则下面四个图像中，哪个图像正确表示了司机从减小油门开始，汽车的速度与时间的关系是（）OBtv0/2v0vODtv0/4vv0/2OAtv0vv0/2OCtvv0/4v0/2【难度】【答案】B【例3】理论上已

13、经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，如图甲所示。一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位置受到的引力大小用F表示，则图乙所示的四个F随x的变化关系图正确的是（）Ox甲R乙FF0ORxFF0ORxFF0ORxFF0ORA B C D【难度】【答案】A课堂练习1、下列各图能正确反映两个等量正电荷连线中垂线（图中x轴）上各点电势的分布图是（）【答案】B2、一带正电粒子在正点电荷的电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，则下列关于电场强度E、

14、粒子动能Ek、粒子电势能EP、粒子加速度a与位移x的关系图像可能的是（）（多选）EOxaOxEPOxEkOxABCD【难度】【答案】CDB2B1甲ab123456t/s0B1乙3、在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场B1中，线框平面与磁场垂直。圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒ab，导体棒与导轨接触良好。导体棒处于另一匀强磁场B2中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图甲所示。磁感应强度B1随时间t的变化关系如图乙所示。01.0s内磁场方向垂直线框平面向下。若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的静摩擦力f随时间变化的图象是

15、图丙中的（）丙123456t/s0fDfC123456t/s0123456t/s0fA123456t/s0fB【答案】D4、质量为m的物体放在粗糙水平面上，在一个足够大的水平力F作用下开始运动，经过一段时间t撤去拉力，物体继续滑行直至停止，运动总位移s。如果仅改变F的大小，作用时间不变，总位移s也会变化，则s与F关系的图像是（）【答案】题型三：利用图像解题在有些物理问题中，题为文字信息，如果利用作图的方法，讲题给的文字信息转化为形象直观的图像方式，无疑会给问题处理带来很大方便作图解题有两种类型：一类是根据题给信息，利用函数关系式做出图像，再利用所做图像处理问题；另一类是根据试题的信息，讲题目条

16、件转化为图像【例1】两个电池1和2的电动势E1E2，它们分别向同一电阻R供电，电阻R消耗的电功率相同。比较供电时电池1和2内部消耗的电功率P1和P2电池的效率1和2的大小，则有（）AP1P2，12BP1P2，12CP1P2，12DP1P2，12【难度】【答案】B【例2】如图甲所示电路中，已知电源电动势E3V，内阻r1W，滑动变阻器最大阻值为20，小灯泡L的UI图线如图乙所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而_（填“增大”、“减小”或“不变”）。当电键K闭合后，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率约为_（结果取两位有效数字）。LK（甲）甲U/VI/A0.

17、40.81.21.62.02.42.80 0.1 0.2 0.30.40.5乙【难度】【答案】增大；0.32（0.300.32均可）【例3】水平速度为v0，质量为m的子弹击中并穿过放在光滑水平地面上的木块，若木块对子弹的阻力恒定，则下列说法正确的有（）（多选）A子弹质量m越大，木块获得动能越大B子弹质量m越小，木块获得动能越大C子弹速度v0越大，木块获得动能越大D子弹速度v0越小，木块获得动能越大【难度】【答案】BD课堂练习1、电池甲和电池乙的电动势分别为E1、E2，内电阻分别为r1、r2，若用甲、乙两个电池分别向某个电阻R供电，则在这个电阻上所消耗电功率相同。若用甲乙两个电池分别向另外一个电

18、阻R供电，则在电阻R上消耗的电功率分别为P1、P2，已知E1E2，RR，则（）（多选）Ar1r2Br1r2CP1P2DP1P2【难度】【答案】AC2、在有空气阻力的情况下，将一物体由地面竖直上抛，当它上升至距离地面h1高度时，其动能与重力势能相等，当它下降至离地面h2高度时，其动能又恰好与重力势能相等，已知抛出后上升的最大高度为H，则（）A，B，C，D，【难度】【答案】A3、在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置：（1）图（a）为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1=2k，R2=1.5k，R3=4k，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图（b）所示。当a、b两点电势Ua<

19、;Ub时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Ua>Ub时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为_，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为_。Ot/R/k10 20 30 40 50 60 12345（b）RtR3R1R2电压鉴别器电热丝220VS（a）ab（2）有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图（c）所示。该加热器向周围散热的功率为PQ=k（t-t0），其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20），k=0.1W/。当PR=PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为_；P/WO2

20、0 40 60 80 100 24681012（c）14t /某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是（）A2024B3236C4852D6064【难度】【答案】（1）25；>3k（2）70（6872均可）；B回家作业1、如图在直角坐标系y轴上关于坐标原点对称的两点固定有两等量电荷，若以无穷远为零电势，则关于x各点电势随x坐标变化的图线可能是（）（多选）jOxjOxjOxOxABCDj【答案】BC2、2012年11日，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦

21、索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度-时间图线如图（b）所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m。设航母始终静止，重力加速度的大小为g。则（）（多选）A从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B在0.4s-2.5s时间内，阻拦索的张力随时间不断增大C在0.4s-2.5s时间内，飞行员所承受的加速度大小大约为2.6 gD在0.4s-2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率随时间不断增大【答案】AC3、

22、空间某一静电场的电势关于x轴对称分布，如图所示。x轴上a、b两点电场强度在x方向上的分量分别是Exa、Exb。下列说法正确的是（）A因为a点电势比b点电势高，所以Exa大于ExbBExa的方向与Exb方向相同，均沿x正方向C一点电荷在a、b点受到电场力是Fa大于FbD点电荷沿x轴从a移动到b的过程中，电势能总是先增大后减小【答案】C4、一颗子弹以水平速度v0穿入一块在光滑水平面上迎面滑来的木块后各自运动。设子弹与木块间相互作用力恒定，则该过程中子弹及木块的速度时间图像可能正确的是（图中实线为子弹图线，虚线为木块图线）（）（多选）【难度】【答案】AB5、如图1所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平

23、放置一个金属圆环，圆环所围面积为0.1m2，圆环电阻为0.2在第1s内感应电流I 沿顺时针方向。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示（其中在45s的时间段呈直线）下列说法正确的是（）（多选）A在05s时间段，感应电流先减小再增大B感应电流的方向，在02s时间段顺时针，在25s时间段逆时针C感应电流的方向，在04s时间段顺时针，在45s时间段逆时针D在05s时间段，线圈最大发热功率为5.0×10-4W图1BIBTt/sO图22345【难度】【答案】BD6、如图所示，在外力作用下某质点运动的速度v-时间t图像为正弦曲线，由图可判断（）（多选）A在0t1时间内，外力在增大B在t1

24、t2时间内，外力的功率先增大后减小C在t2t3时刻，外力在做负功D在t1t3时间内，外力做的总功为零【难度】【答案】BD7、如图所示，在O点从t0时刻沿光滑斜面向上抛出的小球，通过斜面末端P后到达空间最高点Q。下列图线是小球沿x方向和y方向分运动的速度时间图线，其中正确的是（）（多选）OyxQPOvxtAtPtQBOvxttPtQtCOvytPtQDOvyttPtQ【难度】【答案】AD8、如右图所示，点电荷+4Q与+Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图像可能是（

25、）（多选）ABCD+4Q+QOtAOtBOtCOtDvvvv【难度】【答案】BCL2LBabcd甲vtv0Ot1t2乙t39、一个有左边界匀强磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为B0。t0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，v-t图像如图乙，图中斜向虚线为过O点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虑重力影响。则磁感强度的变化率为_，t3时刻回路中的电功率为_。 【难度】【答案】；10、（1）如图（a），两个相同密闭盛水容器装有相同水位的水，现从它们顶部各插入一根两端开口的玻璃管，A

26、容器中的玻璃管下端在水面上方，B容器中的玻璃管下端插入水中，打开容器底部的阀门后两容器均有水流出，在开始的一段时间内，水流流速很快减小的是容器_（选填“A”或“B”）。K2（b）K1接传感器AB（a）（2）为了进一步验证水流速度与水面上方空气的压强有关，某同学设计了如图（b）所示装置，由阀门K2控制、位于容器底部的出水小孔水平，利用阀门K1可以改变并控制密闭容器水面上方气体压强p，并通过传感器测得其数值；利用平抛运动的知识可以测得K2刚打开时水流的初速度v0。p/×105Pav02/m2·s-2 1002.0O1.0（c）在保持容器内水位深度为0.2m的情况下，用测出的p和

27、对应v02的数据绘出的图像如图（c）所示。根据该图像，可以得到：在该实验中，水面上方气体压强p（Pa）和水流初速度v0 （m·s-1）在数值上满足的关系为p_，实验时外界大气压强为_×105Pa（小数点后保留两位）。（已知水的密度为1.0×103kg/m3，重力加速度取10m/s2）【难度】【答案】（1）B（2）1000v02+1.0×105Pa，1.0211、如图所示，两根与水平面成30°角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L1m，导轨底端接有阻值为0.5W的电阻R，导轨的电阻忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B1T。现有一质量为m0.2kg、电阻为0.5W