2024届新高考物理考前冲刺复习：常考图像总结汇编

2024届新高考物理考前冲刺复习：常考图像总结汇编

目录

【专题01】运动学常见的图像

【专题02】动力学常见的图像

【专题03】机械能与动量中的图像

【专题04】电场中的图像

【专题05】电路中的图像

【专题06】电磁感应、交流电中的图像

【专题07】热学中的图像

【专题08】近代物理中的图像

【专题09】振动与波的图像

【专题01】运动学常见的图像

一、三种图像的比较

图

x-t图象v-t图象a-t图象

象

图

象

实

例

图线①表示质点做图线①表示质点做匀

图线①表示质点做加速

匀速直线运动（斜率加速直线运动（斜率表

度增大的运动

表示速度V）示加速度a）

图线②表示质点静图线②表示质点做匀图线②表示质点做匀变

止速直线运动速运动

图图线③表示质点向

图线③表示质点做勾图线③表示质点做加速

线负方向做匀速直线运

减速直线运动度减小的运动

含动

义

交点④表示此时三交点④表示此时三个交点④表示此时三个质

个质点相遇质点有相同的速度点有相同的加速度

点⑤表小tl时刻质点点⑤表示L时刻质点点⑤表示tl时刻质点加

位移为X】（图中阴影速度为V1（图中阴影部速度为aI（图中阴影部分

部分的面积没有意分的面积表示质点在的面积表示质点在。〜匕

义）0〜/时间内的位移）时间内的速度变化量）

二、X・t图像中的曲线问题

（1）一般曲线

①曲线不表示物体做曲线运动，而是表示物体做变速直线运动；

②一段割线的斜率等于平均速度，某点切线斜率等于瞬时速度；

③注意路程和位移区别。。〜ti，路程等于位移大小（XI）;。〜t2,路程（2X1-X2）

大于位移大小（X2）。

①开口向上的抛物线表示物体做匀加速直线运动，开口向下表示匀减速；

2

②加速度用逐差法计算:（x3-x2）-（X2-X1）=aT：

③中间时刻速度等于该段时间内的平均速度，例如2s末的速度等于1s〜3s内的

平均速度,V2=（X3-X1）/2To

往返flHl坛动

根据匀变速直线运动的〃速度-位移〃公式,v2-v02=2ax,a-x图中的面积ax等于(v2-v02)

4.v2-x图像

22

根据匀变速直线运动的〃速度-位移〃公式，v-v0=2ax,得v2=v02+2ax,其对应的匀

加速和匀减速直线运动的v-x图像为倾斜的直线，如图所示。纵坐标截距为v02,

(1)。瞬时速度v与位移X关系：

22

方法一：数形结合法。根据匀变速直线运动的“速度-位移〃公式，v-v0=2ax,

v=7v-+2av,其对应的匀加速和匀减速直线运动的v-x图像如图所示。

方法二：斜率法

而v-x图中图线的斜率为另类加速度A=f=孚・学=〃」。

AxArA.vv

①对于匀加速直线运动，a>0且恒定，那么根据从=〃・；，A随v增大而变小,

其v-x图如图（a）；

②对于匀减速直线运动，a<0且恒定，那么根据4=〃・；，A随v减小而变大,

其vx图如图（b）o

【专题02］动力学常见的图像

一、动力学中图象问题的综述

1."两大类型"

（1）已知物体在某一过程中所受的合力（或某个力）随时间的变化图线，要求

分析物体的运动情况。

（2）已知物体在杲一过程中速度、加速度随时间的变化图线。要求分析物体的

受力情况。

2.〃一个桥梁〃：加速度是联系vt图象与Ft图象的桥梁。

3.解决图象问题的方法和关键

（1）分清图象的类别：分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌

握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点。

（2）注意图象中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，

图线的转折点，两图线的交点等表示的物理意义。

（3）明确能从图象中获得哪些信息：把图象与物体的运动情况相结合，再结合

斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中得出的有用信息。这些信息往

往是解题的突破口或关键点。

二、通过F-t.F-x图像分析运动情况

【方法技巧】解决图象综合问题的关键

图象反映了两个变量之间的函数关系，必要时需要根据物理规律进行推导，得到

函数关系后结合图线的斜率、截距、面积、交点坐标、拐点的物理意义对图象及

运动过程进行分析。

三、通过v・t、a・t图像分析受力情况（略）

四、通过a・F图像分析力与运动的关系

.

77777777777

*

(2

甄、Ia

J2>0»M小

4

二.

即乙6

i(a)Ok)

①特殊点：a=0,F科=0

②线斜率：由牛二可得加=£=竽，在a-F图中，斜率匕当二,

aISaArm

③数形结合：由牛二F合二ma得F-umg=ma变形得：a=£-[ig,在a-F图中，斜率

匕；、载距bag

五、非常规运动学图像在动力学中的应用（略）

【专题03】机械能与动量中的图像

一、动能定理与图像结合问题的分析方法

（1）首先看清楚所给图像的种类（如v-t图像、F.x图像、Ek-x图像等）。

（2）挖掘图像的隐含条件一一求出所需要的物理量，如由v-t图像所包围的“面

积''求位移，由F-x图像所包围的〃面积〃求功；由Ek-x图像的斜率求合外力等。

（3）分析有哪些力做功，根据动能定理列方程，求出相应的物理量。

（4）动能定理与图象结合问题

力学中四类图象所|朝，面积〃的意义

二、机车启动中的图像

模型一以恒定功率启动

(1)动态过程

(2)这一过程的P-t图象、v-t图象和F-t图象如图所示:

模型二以恒定加速度启动

(1)动态过程

时e-O.T

•-T

»-3]1(・自代7用士WitT

\1的♦加速£•t

(2)这一过程的P-t图象、v-t图象和F-t图象如图所示:

机车启动a-1/v图像和F-1/v图像问题

恒定功率启动a-1/v图像恒定加速度启动F-1/v图像

to/Gn-s2・4

m-71.

i/:

步右5一以j)I'.；9

*AV

①AB段牵引力不变，做匀加速直线运动；②BC

pI

由F-F尸ma,P=Fv可得：a=jjj--

图线的斜率k表示功率P,知BC段功率不变，

①斜率k='②纵截距b=-^牵引力减小，加速度减小，做加速度减小的加

③横截距：与速运动；

v-P

③B点横坐标对应匀加速运动的末速度为

l/vo；

④C点横坐标对应运动的最大速度1/Vm,此时

牵引力等于阻力。

三、功能关系中的图像问题

EK-X图像EP-X图像E-x图像E-t图像

X

JXJXJkXJt

斜率：对应的保守

斜率：合外力①

力①保守力沿-X斜率：除重力、弹力

合外力沿+X方向

方向以外的力①沿+X方斜率：功率

②合外力沿-X方

②保守力沿+X方向②沿-X方向

向

向

四、a・x图像在功能关系中的应用

如果物体做匀加速直线运动时，其a-x图象如图1所示，由匀变速直线运动的位

移与速度的关系--4=2◎•可知，初速度的平方与末速度的平方的差值等于a-x

图线与坐标轴围的面积的2倍。我们借助这个推导思想，把变加速直线运动的

a-x图象的位移x分成无限多等份，如图2所示，在每一等份位移中的运动就可

以认为物体在做匀加速直线运动，设位移被分成n等份，每一等份的位移为Ax,

第n等份的加速度、末速度分别为a。、Vn，则对每一等份位移有：

第一等份：片一诏=2qAx

第二等份：v；-v；=2a^x

第三等份：片7=2«4

第n等份：片-用i=2qAr

则n个等式左右分别相加可得47=2（a4+a4+4Q+...aa）,即末速度的平

方减初速度的平方等于a-x图线与坐标轴围的面积的2倍。

变加速直线运动，初速度的平方与末速度的平方的差值等于a-x图线与坐标轴围

的面积的2倍。或者说a-x图线与坐标轴围的面积与质量的成绩表示合力所做的

功。

五、动量中的图像

l.F-t图像的面积表示力的冲量（略）。

2.P-t、M图像的斜率表示物体受到的合力（略

【专题04】电场中的图像

一、电场中的运动学图像

l.V-t图象

【分析要点】1.由Vt图象的斜率变化分析带电粒子的加速度a的大小变化。

2.根据牛顿第二定律a=\E，判断场强E的大小变化。

3.根据vt图象分析带电粒子做加速运动还是减速运动，进而分析场强的方向。

4.进而由场强的大小和方向分析电场的其他性质，如电场线、等势面、电势、电

势能的变化等。

2.其他运动学图像

二、电场中的e-x图像

【分析要点】1.电场强度的大小等于6-X图线的斜率的绝对值，电场强度为零处

0-X图线存在极值，其切线的斜率为零。

2.在5x图象中可以直接判断各点电势的大小，声可根据电势大小关系确定电场

强度的方向。

一片处图段的斜率为（）.即&=＜）

处图线的斜率的

绝对值比X,处的大,

即七@＞旦，

.一・七处电势3=0,但图

电场强度电场强度向右：线的斜率不等于0,所

向左（正向）；以20

3.在6-x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB=qUAB，进而分析V/AB

的正负，然后作出判断。

4.在力x图象中可以判断电场类型，如图所示，如果图线是曲线，则表示电场强

度的大小是变化的，电场为非匀强电场；如果图线是倾斜的直线，则表示电场强

度的大小是不变的，电场为匀强电场。

5.电场中常见的（f）-x图象

（1）点电荷的七x图象（取无限远处电势为零），如图。

员点电荷

（2）两个等量异种点电荷连线上的。-X图象，如图

（3）两个等量同种点电荷的4）-x图象，如图。

三、电场中的E*图像问题

【分析要点】LE-x图象反映了电场强度随位移变化的规律，E〉0表示电场强度沿

x轴正方向；E<0表示电场强度沿x轴负方向。

2.在给定了电场的E-x图象后，可以由图线确定电场强度、电势的变化情况，E-x

图线与X轴所围图形〃面积〃表示电势差（如图所示），两点的电势高低根据弓场

方向判定。在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、

电势能变化等情况。

£t，-一图象所图“面积”表示

A两点的电势差

3.在这类题目中，还可以由E-x图象画出对应的电场，利用这种已知电场的电场

线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题。

四、电场中的Ep-x图像

【分析要点】

1.反映了电势能随位移变化的规律。

2.图线的切线斜率大小等于电场力大小。

3.进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况。

【专题05】电路中的图像

一、对伏安特性曲线的理解

（1）图中，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件；对于线性元

件R早号对于非线性元件：R二★箸。

（2）图像的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故Ra<Rb，图线c的电

阻减小，图线d的电阻增大。

（3）伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电

阻。在曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。

二、路端电压与外电阻的关系图像

【分析要点】

£F上

U瑞匹田仔府下可见U端随外电阻R的增大而增大，如图所

OR

示。

-R图

①当外电路断路时，1=0,U=E,开路电压即电动势②当外

特殊情况电路短路时，品1,u=o,开路电压与短路电流的比值即为

内阻

三、电源的特性曲线

【分析要点】

1.从图中读出：

（1）电源电动势E一—纵轴的截距

（2）电源内阻r（即AU/AI）——直线的斜率的绝对值

（3）内、外电压一一每一点纵坐标为外电压

（4）外电阻R——每一点的纵横坐标的比值

（5）电源的三个功率一一图线上每一点的横纵坐标的乘积为输出功率

（6）电源的效率一一图线上每一点的纵坐标与纵轴截距的比值

2.电源的特性曲线与电阻的伏安特性曲线交点

（1）对电源：U=E-lr,如图乙中a线所示。

（2）对定值电阻：U=IR,如图乙中b线所示。

（3）交点的横纵坐标表示二者连成的电路中的工作电流和工作电压。

注意：a.图乙中a线常用来分析电源电动势和内电阻。

b.图中矩形OABD、OCPD和ABPC的〃面积〃分别表示电源的总功率、输出功率和

内电阻消耗的功率。

四、电源三功率和效率的相关图像

【分析要点】

1.纯电阻电路中电源三功率和外电阻R的关系

总功率P总=|2(R+内部消耗的热功

输出功率P出=|2R=电源三功率和外

如c.7E'rE?R

r)=------率P阴r=(R+r)2电阻R的关系

R+r(R+02

八

V/fV/r

/t-

、

\/

L72rr\

f-/4r

F74f

/JD

OfOf

R增大，输出功率

R增大，总功率P总R增大，热功率P段P出先增大后减小;

适用于纯电阻电

减小；当R=r时，P减小；当R=r时，P当R=r时,输出功

y路

E£率最大,P出max二

总=

E2

77

2.电源三功率和电流的关系

内部热功率P热输出功率P出电源三功率和电

总功率P总=日

=l2r=UI=EI-I2r流关系图

Fap

1，Y

y

£74rf?/4r

O

UE/fUl/ruU2rE/f£Z?rUr

倾斜直线斜率k：开口向上的抛物开口向下的抛物线，内部热功率P树和

电动势E线；最大电流对称轴l=E/2r,输出功率P出图像

最大电流lm=E/r,lm=E/r,最大值P出m=E2/4r的交点，即

最大总功率P总最大热功率P热l2r=EI-l2r,横坐标

22

m=E/rm=E/rl=E/2r,此时R=ro

3.电源的效率两公式

（1）任意电路：11431。。％考（2）纯电阻电路：n-uMxioo%,因此在纯电

xl00%=i-7阻电路中R越大，n越大。

E

—————————9,一

1卜1

O-------------trra而

【专题06】电磁感应、交流电中的图像

一.电磁感应中的图像问题综述

电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化，从而推知感应电动势（电

流）大小变化的规律，用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确

定其正负，以及在坐标中的范围。

分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电蹶感

应定律来分析。有些问题还要画出等效电路来辅助分析。

另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的定义把图像反映的规律对应到实

际过程中去，又能根据实际过程的抽象规定对应到图像中去，最终根据实际过程

的物理规律进行判断,这样,才抓住了解决图像问题的根本C

解决这类问题的基本方法：

（1）明确图像的种类，是8T图像还是。-图像，ET图像，或者图像。对

于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应电动势E和感应

电流I随线圈位移X变化的图像，即E-X图像和I-X图像。

（2）分析电磁感应的具体过程。

（3）结合楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培定则、

欧姆定律、牛顿运动定律等规律判断方向、列出函数方程。

（4）根据函数方程，进行数学分析，如斜率及其变化、两轴的截距等。

（5）画图像或判断图像。

二.根据B-t图像的规律，选择E-t图像、l・t图像

【分析要点】

电磁感应中线圈面积不变、磁感应强度均匀变化，产生的感应电动势为

七=〃?==〃S4,磁感应强度的变化率k=芈是定值，感应电动势是定值,

感应电流/二六就是一个定值，在/一图像上就是水平直线。

三.根据线圈穿越磁场的规律，选择图像、图像、图像或E-x图像、U-x图像

和l-x图像

【分析要点】

线框匀速穿过方向不同的磁场，在刚进入或刚出磁场时，线框的感应电流大小相

等，方向相同。当线框从一种磁场进入另一种磁场时，此时有两边分别切割磁感

线，产生的感应电动势正好是两者之和，根据E=BLv,求出每条边产生的感应电

动势，得到总的感应电动势。由闭合电路欧姆定律求出线框中的感应电流，此类

电磁感应中图象的问题，近儿年高考中出现的较为频繁，解答的关键是要掌握法

拉第电磁感应定律、欧姆定律、楞次定律、安培力公式等等知识，要知道当线框

左右两边都切割磁感线时，两个感应电动势方向相同，是串联关系。

四.根据自感、互感的规律，选择图像、图像、图像

【分析要点】处理自感现象问题的技巧

（1）通电自感：线圈相当于一个变化的电阻一一阻值由无穷大逐渐减小，通电

瞬间自感线圈处相当于断路。

（2）断电自感：断电时自感线圈处相当于电源，自感电动势由某值逐渐减小到

零，回路中电流在原电流基础上逐渐减为零。

（3）电流稳定时，理想的自感线圈相当于导线，非理想的自感线圈相当于定值

电阻。

五.借助图像分析电磁感应三定则一定律

【分析要点】

安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比

基本现象因果关系应用规律

运动电荷、电流产生磁场因电生磁安培定则

磁场对运动电荷、电流有作用力因电受力左手定则

部分导体做切割磁感线运动因动生电右手定则

闭合回路磁通量变化因磁生电楞次定律

六.图像分析的综合应用（略）

七.交流电的变化规律图像的应用

1.交变电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）

规律物理量函数表达式图象

◎

叽

磁通量①=Ocos(jot=BScoswt

m-S・0kA

电动势e=Esinwt=nBSu)sinu)t,r1一

mil..\y

RE

电压u—UmSinu)t=fsinu)t

1\JT1

lu

电流i=InSincot=-^[sinu)tJr\p(

2.交变电流瞬时值表达式的书写

（1）确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em=nBSu）求已相

应峰值。

（2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。如：

①线圈在中性面位置开始计时，则it图象为正弦函数图象，函数表达式为i=

ImSinwto

②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则it接象为余弦函数图象，函数表达

式为i=lmCOSOJto

【专题07】热学中的图像

一、分子力变化的图像

分子间相互作用力同时存在着引力和斥力，有时表现为引力，有时表现为斥力，

怎样把分子力的规律清晰地理出个头绪来呢？借助分子力随分子间距离变化而

变化的歹图像，可以比较直观地反映出它们间的联系，如图所示，分子斥力

或分子引力都随分子间距离增大而减小，但分子斥力的变化率较大，分子引力的

变化率较小。因此，当距离Y%时，分子力合力表现为斥力；当距离时，分

子力合力表现为引力；当距离〃="时，分子力合力为零。

二、分子势能变化曲线

【分析要点】

分子势能的大小与分子间的距离有关，即与物体的体积有关。分子势能的变化与

分子间的距离发生变化时分子力做正功还是做负功有关。

小当分子间的距离心斤时，分子间的作用力表现为引力。分子间的距离增大时,

分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大。

当分子间的距离Y石时，分子间的作用力表现为斥力，分子间的距离减小时，分

子力做负功，因此分子势能随分子间距离的减小而增大。

如果取两个分子相距无限远时（此时分子间作用力可忽略不计）的分子势能为零,

分子势能耳与分子间距离一的关系可用如图所示的曲线表示。从图线上看出，当

「=%时，分子势能最小。

三、分子速率按一定规律分布的统计规律

【分析要点】

麦克斯韦气体分子速率分布规律

①规律内容：在一定状态下，气体的大多数分子的速率都在某个数值附近。速

率离这个数值越远，具有这种速率的分子就越少，即气体分子速率总体上呈现出

“中间多，两头少〃的分布特征，很像伽尔顿板实验中狭槽中落入小球数目的分布。

②正态分布曲线如图所示。

四、图像与图像

1.气体等温变化的〃-V图

（1）P-V图像。一定质量的气体发生等温变化时的P-V图像如图所示，图像为

双曲线的一支。

要点诠释：①平滑的曲线是双曲线的一段。反映了在等温情况下，一定质量的

气体的压强与体积成反比的规律。

②图像上的点，代表的是一定质量气体的一个状态。

③这条曲线表示了一定质量的气体由一个状态过渡到另一个状态的过程，这个

过程是一个等温过程，因此该曲线也叫等温线。

（2）9图像。一定质量的气体的〃-上图像如图所示，图线为延长线过原点

（1）一定质量的气体.在不同温度下的等温线是不同的，对于一定质量的气体，

温度越高时，气体的压强〃与体积V的乘积必然越大，在丫图像上，图线的位

置也就相应地越高。

由玻意耳定律〃V=C（恒量），其中恒量。不是一个普通恒量。它随气体温度的

升高而增大，温度越高，恒量c越大，等温线离坐标轴越远。如图所示4条等温

线的关系为:

（2）等温线的形状为双曲线，它描述了一定质量的气体在温度不变时，气体的

压强〃和体积V之间的关系。根据图线的形状可知，〃与丫成反比。

（3）图线的形状应当是其延长线能够过原点的直线，但它也反映了一定

质量的气体在发生等温变化时，压强〃与体积V的反比关系，9图线的斜率越

大，对应的温度越高。

（4）pV^To对等温线上任一点作两坐标轴的平行线围成的〃矩形面积〃，表示

该状态下的PV值。"面积〃越大，"V值就越大，对应的丁值也越大，即温度越高

的等温线离坐标轴越远。

五、P-7图像与〃T图像

（1）〃-，图中的等容线：

AP—图中的等容线是一条延长线通过横坐标一273.15C的倾斜直线。

：!图线中纵轴上的截距凡是气体0℃时的压强。

3等容线的斜率和气体的保持不变的体积大小有关，体积越大，斜率越小，如下

图甲四条等容线的关系为：匕＞匕。

（2）图中的等容线

。〃-7图中的等容线是一条延长线通过原点的倾斜直线。

。斜率女=与=。（恒量）与气体体积有关，体积越大，斜率越小。如上图乙所示

四条等容线的关系为：匕＞匕＞匕＞匕。

六、丫-7图像与VT图像

（1）V-7图像：一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积V和热力学

温度了的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且PiVPz,即压强越大，斜率

（2）VT图像：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积V与摄氏温度，是一

次线性函数，不是简单的正比例关系，如图乙所示，图像纵轴的截距匕是气体在

0℃时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上一273.15。。的倾斜直线，且斜率越

大，压强越小。

（3）下图甲所示为VT图中的等压线，这是一条延长线过一273.159的倾斜直线,

纵轴上截距K表示气体在0℃时的体积。等压线的斜率大小取决于压强的大小，

压强越大，斜率越小。图中四条等压线的关系为：〃

（4）如上图乙所示为丫-7图中的等压线，这是一条延长线通过原点的倾斜直

线，直线斜率4=拳=。，斜率越大，恒量C越大，压强越小。在图中给出的四条

等压线的关系为：>%>Pio

【专题08】近代物理中的图像

一、黑体辐射的实验规律曲线

1.热辐射

（1）定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所

以叫热辐射。

（2）特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同。

2.黑体辐射的实验规律

（1）对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种

类及表面状况有关。

（2）黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。随着温度的升

高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波

长较短的方向移动，如图。

二、光电效应的电路图及光电效应曲线

【分析要点】

可以用图研究光电效应中光电流与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量

间的关系。

研究光电效应的也踌图

阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在光照时能够发射

光电子。电源加在K与A之间的电压大小可以调整，正、负极也可以对调。当电

源按图示极性连接时，阳极A吸收阴极K发出的电子，在电路中形成光电流。

光电效应的实验结果。

首先在入射光的强度与频率不变的情况下，/-〃的实验曲线如图甲所示。

甲

曲线表明，当加速电压U增加到一定值时，光电流达到饱和值这是因为单位

时间内从阴极K射出的光电子全部到达阳极A。若单位时间内从阴极K上逸出的

光电子数目为，?，则饱和电流乙一〃J式中。为电子电荷量，另一方面。当电压U

减小到零，并开始反向时，光电流并没降为零，这就表明从阴极K逸出的光电子

具有初动能。所以尽管有电场阻碍它们运动，仍有部分光电子到达阳极A。但是

当反向电压等于一S时，就能阻止所有的光电子飞向阳极A,使光电流降为零,

这个电压叫遏止电压，它使具有最大初速度的电子也不能到达阳极A。如果不考

虑在测量遏止电压时回路中的接触电势差，那么我们就能根据遏止电压一上来确

定电子的最大速度心和最大动能，即

在用相同频率不同强度的光去照射阴极K时，得到的/-U曲线如图乙所示。

它显示出对于不同强度的光，S是相同的。这说明同频率、不同强度的光所产生

的光电子的最大初动能是相同的。

此外，用不同频率的光去照射阴极长时・，实验结果是：频率愈高，S愈大，如图

丙，并且与，.呈线性关系，如图丁。频率低于人的光，不论强度多大，都不能

产生光电子，因此，人称为截止频率。对于不同的材料，截止频率不同。

光电效应的实验规律。

①饱和电流/•的大小与入射光的强度成正比，也就是单位时间内逸出的光电子

数目与入射光的强度成正比。

②光电子的最大初动能（或遏止电压）与入射光线的强度无关（如图乙，图中

4、Q、6表示入射光强度），而只与入射光的频率有关。频率越高，光电子的初

动能就越大（见图丁）。

③频率低于，的入射光，无论光的强度多大，照射时间多长，都不能使光电子

逸出。

④光的照射和光电子的逸出几乎是同时的，在测量的精度范围内（＜10一气）观

察不出这两者间存在沛后现象。

光电效应曲线

（1）曲线：如图（。）所示的是光电子最大初动能加随入射光频率/的

变化曲线。这里，横轴上的截距是阴极金属的极限频率；纵轴上的截距是阴极金

属的逸出功负值；斜率为普朗克常量。（&„=加，—卬，心，是V的一次函数，不是

（2）/-U曲线：如图（人）所示的是光电流强度/随光电管两极板间电压U的变

化曲线，图中人为饱和光电流，a为遏止电压。

①利用eU,可得光电子的最大初动能％。

②利用图线可得极限频率匕和普朗克常量力。

九电效应常见图像

图像名称图线形状由图线直接（间接）得到的物理量

①极限频率：图线与V轴交点的横坐标

最大初动能Ek与入

Vc②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标

射光频率V的关系

的值的绝对值Wo=|-E|二E

图线

③普朗克常量：图线的斜率k=h

①遏止电压Uc：图线与横轴的交点的横

颜色相同、强度不,I强光（黄）

‘m2---坐标②饱和光电流Im】、Im2：光电流的最

>ml-------

同的光，光电流与彳弱光（黄）

大值

电压的关系aou

③最大初动能：Ek=eUc

一"-黄光

颜色不同时，光电/二一蓝光①遏止电压Ucl、Uc2②饱和光电流

流与电压的关系③最大初动能Eki=eUd，Ek2=ellc2

U,\u<20u

①极限频率”：图线与横轴的交点的横

坐标②遏止电压随入射光频率的增

遏止电压Uc与入

大而增大

射光频率V的关系

Lz③普朗克常量h：等于图线的斜率与电

图线0

'c子电荷量的乘积，即（注：此时两

h=ke

极之间接反向电压）

三、玻尔理论和能级跃迁图的分析

【分析要点】

1.玻尔理论

（1）定态假设：电子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中

电子绕核的转动是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不产生电磁辐射。

（2）跃迁假设：电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Em）跃迁到能量较低

的定态轨道（能量记为En,m>n）时，会放出能量为hv的光子，这个光子的能

量由前后两个能级的能量差决定，即hv=Em-En°（h是普朗克常量，h=6.63xlO-34j.s）

（3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动

相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。

2.氢原子的能量和能级跃迁

（1）能级和半径公式：

①能级公式：En=^Ei（n=l,2,3...）,其中Ei为基态能量,其数值为Ei=-13.6eV。

②半径公式：r*n2rls=1,2,3…），其中r1为基态轨道半径，又称玻尔半径,

其数值为ri=O.53xlO」Om。

（2）氢原子的能级图，如图所示。

【技巧点拨】

1.两类能级跃迁

（1）自发跃迁：高能级玲低能级，释放能量，发射光子。

光子的频率丫=华且当。

nn

（2）受激跃迁：低能级玲高能级，吸收能量。

吸收光子的能量必须恰好等于能级差hv=AEo

2.光谱线条数的确定方法

（1）一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为（n-l）o

（2）一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数N=C=吟n。

3.电离

（1）电离态:n=oo,E=0.

（2）电离能:指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。

例如:基态好电离态：E吸=0-（-13.6eV）=13.6eV

（3）吸收的能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还具有动能。

四、核反应与核能中的图像

为什么轻核聚变和重核裂变都会释放能量

（1）可以从核子的平沟结合能上看，如图。

020406080100140180220

质量数.4

核平均结合能随质量数的变化

从图中可以看出，铁的平均结合能最大，也就是核子结合成铁或铁附近的原子

核时，每个核子平均放出的能量大。因此可知两个比铁轻的原子核结合时，或比

铁重的重核分裂时，都要放出能量。

（2）也可以根据核子的平均质量图分析，如图，由图中可以看出，铁原子核子

的平均质量最小，如果原子序数较大的A裂变成4或C,或者原子序数较小的。和

£结合成产核，都会有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，都要放出能量。

【专题09】振动与波的图像

一、振动图像

1.物理意义：表示振子的位移随时间变化的规律，为正弦（或余弦）曲线。

2.简谐运动的图像

（1）从平衡位置开始计时，把开始运动的方向规定为正方向，函数表达式为

x=As图像如图甲所示。

甲乙

（2）从正的最大位移处开始计时，函数表达式为x=Acos_u）t,图像如图乙所示。

3.从图像可获取的信息

（1）振幅A、周期T［或频率f）和初相位加（如图所示）。

（2）某时刻振动质点离开平衡位置的位移。

（3）某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别

表示各时刻质点的速度大小和方向，速度的方向也可根据下一相邻时刻质点的位

移的变化来确定。

（4）某时刻质点的回复力和加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力

和加速度的方向相同。

（5）某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况。

2.简谐运动的对称性（如图）

（1）相隔At=（n+；）T（n=0,1,2...）的两个时刻，弹簧振子的位置关于平衡

位置对称，位移等大反向（或都为零），速度等大反向（或都为零），加速度等大

反向（或都为零）。

（2）相隔At=nT（n=L2,3…）的两个时刻,弹簧振子在同一位置,位移、速

度和加速度都相同。

二、共振曲线

【分析要点】

受

迫

振

动

的

振

幅

共振曲段：建动力焕率/等于系统的固有

收率/：时.受迫张劲的振幅£大

系统做受迫振动时，如果驱动力的频率可以调节，把不同频率的驱动力先后作用

于同一个振动系统，其受迫振动的振幅将不同，如图是共振曲线图。

驱动力频率f等于系统的固有频率fo时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共

振。

【要点诠释】：驱动力频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种

现象叫做共振。

三、波的图像

【分析要点】

1.图像的建立

用横坐标X表示在波的传播