高考物理题中图像法的应用

李雪蓉��

摘要：高中物理学习中涉及大量的图像问题，运用图像解题是一种重要的解题方法。图像法将物理量间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形象、简明的特点，来分析解决物理问题，由此达到化难为易、化繁为简的目的。

关键词：图像法；分析；应用

高考中，物理坚持以能力测试为主导的命题指导思想，从近几年的全国新课标卷Ⅰ的出卷情况来分析，每年图像法均有考查：

2012年，15题运动轨迹图像（y-x）、20题感应电流图像（i-t）、34题振动图像（y-t）波的图像（y-x）。

2013年，17题感应电流图像（i-t）、19题位置时间图像（x-t）、21题速度时间图像（v-t）、24题位置坐标图像（y-x）。

2014年，18题交流电的U-t图像和I-t图像、22题加速度质量图像（a-m）、23题电流电阻图像（1/I-R）、33题理想气体的p-T图像、34题振动图像（y-t）波的图像（y-x）。

2015年，20题速度时间图像（v-t）、25题速度时间图像（v-t）、34题波的图像（y-x）、35题光电效应图像。

2016年，21题速度时间图像（v-t）。

物理图像作为高考试题中重要的考查内容，通过对不同图像的分析处理，考查观察分析、收集信息、推理判断、作图处理数据和用图像解决物理问题的能力，所以学会正确分析和运用图像，是高考复习的重要课题。

一、 图像法

图像法是利用圖像描述物理规律，解决物理问题的方法，通过图像来确定物理量之间的关系，也是科学探究的基本方法。

通过图像能够把抽象复杂的物理规律形象地表现出来，直观准确的反映物理量之间的关系，也可以方便地看出所求的物理量以及从实验中得出的结论，揭示出物理本质或规律；更重要的是它能将物理学科与数学以及其他学科有机地结合起来，提高学生的创新综合能力。

高中教材常用到的图像法的情况有以下几种：位移图像（s-t）、速度图像（v-t）、加速度图像（a-t）、力-时间图像（F-t）、力-位移图像（F-s）、功率-时间图像（P-t）、电阻的伏安特性图像（I-U）、电容器的电荷量与电压关系图像（Q-U）、电源的伏安特性图像（I-U）、电流随时间变化的图像（I-t）、交流电的U-t图像和I-t图像、振动图像（y-t）、波的图像（y-x）、理想气体的p-V、V-T、p-T图像、光电效应图像，还有力学中力的图示，电学中电场线、磁场线，光学中的光路图等等。这些图像是通过应用物理的方法从实物、实验中抽象出来的或是应用数学手段总结出来的。

二、 图像法的注意点

处理图像问题时，一般要注意以下几个问题：

1. 轴：确定坐标轴的名称，注意单位和标度，明确图像直接反映的是哪两个物理量之间的函数关系。

2. 点：明确图像上任一点的含义是两个物理量的瞬时对应关系。

3. 线：明确图像上的一段对应一段纵轴代表的物理量随横轴代表的物理量的变化过程。

4. 面：图线和坐标轴所围的“面积”常常代表另一个物理量的变化规律。可以从物理公式或从单位的角度分析“面积”是否有物理意义。

5. 斜：常常代表另一个物理量的规律，展现两轴所代表的物理量的变化之比的含义。

6. 截：可以分析物理过程的初状态情况。

三、 图像法的实际应用

下面将结合2015年高考题来介绍图像法的优越性。

2015年高考物理全国新课标Ⅰ卷第25题（原题略），应用图像法解决2、3问。

解析：（2）规定向右为正方向，作出小物块和木板到达共速时的v-t图像，可以把复杂的运动计算过程简化。由图1，小物块和木板的v-t图像围成三角形的面积即为小物块在木板上相对滑动的距离。解得：s=12×8×1.5=6.0m，即为木板的最小长度。

（3）作出木板与墙壁碰撞后的v-t图像如图2所示，图像和x轴所围成的面积即为木板的位移s′，由图解得s′=6.5m。

点评：v-t图像是高考的重要考点之一，本题用图像来求解具有简单直观的优点。能用v-t图像来解答本题的学生，说明思路开阔、能力较强。

根据题意把复杂的物理过程表示成物理图像，运用图像直观、形象、简明的特点，来分析解决物理问题。实际上图像在运动的合成分解、电磁学、光学中都有很好的应用，什么时候用图像法就需要在平常学习时留个心，特别是考试时遇到复杂的动力学或者运动学问题就可以考虑是否可以应用图像法了。

参考文献：

[1]《思维导图高中物理》.湖南教育出版社.

[2]《高考复习丛书》.江西教育出版社.

[3]赵前山.2015新年新课标Ⅰ理综25题几种解法分析与启示，中学教学参考总第236期.

[4]程毓敏，应继祥.2015年全国高考理综（新课标Ⅰ卷）第25题的解题技巧.

[5]李雪蓉.《浅谈图像法在物理中的应用》，新课程教育.

作者简介：

李雪蓉，福建省晋江市侨声中学。endprint