2023届高考物理二轮复习专题：图象法在高考物理中的应用总结及演练

图像法在高考物理中的应用总结及演练 处理物理规律、解决物理问题的方法可以用语言来描述，也可以用数学函数式来表示，还可以用图像来描述．利用图像描述物理规律、解决物理问题的方法称之为图像法．图像包含的信息内容非常丰富，可考查学生的“数形结合”能力和提取“信息”的能力，具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点，能使物理问题简化明了． 一、常见的图像 斜率 图像与横轴所围面积的意义 运 动 学 x－t k＝v v－t k＝a 位移 a－t Δv v2－x k＝2a －t k＝ 动 力 学 a－F合 k＝ a－ k＝F合 能 量 和 动 量 F－x 功 F－t 冲量 Ek－x k＝F合 Ep－h k＝mg E机－x k＝F其他 P－t 功 电 场 φ－x k＝E E－x ΔU Ep－x k＝qE Q－U k＝C 电 路 和 电 磁 感 应 q－t k＝＝I I－t 电荷量 Φ－t k＝ U－I 图线(或某点与原点连线)斜率表示电阻 U－I |k|＝r，纵轴截距表示电动势E 光学 sin i－sin r k＝n Ek－ν k＝h Uc－ν k＝ 机械振动 T2－l k＝ 热学 p－V 功 二、图像的应用 1．识图——利用图像找信息 (1)看清坐标轴所表示的物理量：是运动学图像(v－t、x－t、a－t)，还是动力学图像(a－F合、a－)，明确因变量与自变量的制约关系． (2)看图线本身：识别两个相关量的变化趋势，进而分析具体的物理过程． (3)看交点、斜率和面积：明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴所围面积的物理意义． 例1：如图所示为一物体在0～25 s内运动的v－t图像，则关于该物体的运动，下列说法正确的是(　　) A．物体在25 s内的位移为350 m B．物体在15～20 s内与20～25 s内所受合力方向相反 C．0～5 s内与15～20 s内物体所受合力的冲量相同 D．0～5 s内与20～25 s内合力对物体所做的功相等 例2：(多选)如图甲所示，物体(可看作质点)以一定初速度从倾角37°的固定斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0 m．选择地面为零势能面，上升过程中，物体的机械能E随高度h的变化如图乙所示．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80.则(　　) A．物体的质量m＝1.0 kg B．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.40 C．物体上升过程的加速度大小a＝5 m/s2 D．物体回到斜面底端时的动能Ek＝10 J 2．选图——根据情景选择图像 (1)排除法可从以下几个方面突破：物理量正负，增大与减小，图线的曲直，斜率的增大与减小等． (2)根据需要由物理规律写出两物理量的函数关系，把函数关系与图像进行比对，确定是正比例函数、一次函数还是二次函数，从而选出符合题意的选项． 例3：将一只皮球离从地面一定高度处由静止释放，其受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在下落过程中速度、加速度与时间t的关系图像，重力势能、机械能与下降高度h的关系图像(以地面为零势能面)，可能正确的是(　　) 例4：如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形．一位于Oxy平面内的刚性三角形导体框abc在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动(不发生转动)，从图示位置开始计时，在导体框进入磁场的过程中，导体框内感应电流i与时间t的关系图像正确的是(规定导体框内的电流顺时针方向为正)(　　) 3．用图——以图像为工具，巧解物理问题 有一些物理问题，用常规方法比较复杂或不能解决，利用图像法可避开繁琐的计算，巧妙的解决问题． 例5：如图，游乐场中，从高处P到水面Q处有三条不同的光滑轨道，图中甲和丙是两条长度相等的曲线轨道，乙是直线轨道．甲、乙、丙三小孩沿不同轨道同时从P处自由滑向Q处，下列说法正确的有(　　) A．甲的切向加速度始终比丙的小 B．因为乙沿直线下滑，所经过的路程最短，所以乙最先到达Q处 C．虽然甲、乙、丙所经过的路径不同，但它们的位移相同，所以应该同时到达Q处 D．甲、乙、丙到达Q处时的速度大小是相等的 例6：如图(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释