物理高考圖像類選擇題分析及解題對策

李思源 李 明

(1.河南省淮濱高級中學2016級33班 464400;2.河南省淮濱高級中學 464400)

相信很多同學在做理綜試題的過程中，對于選擇題每題6分的分值都有深刻印象，尤其物理選擇題更有痛徹領(lǐng)悟，稍微錯兩道就是一道大題的分值.筆者對選擇題做了一番研究，以期能總結(jié)出選擇題的命題特點、答題方法.本文將對近年來物理高考全國卷Ⅰ圖像類選擇題進行分析，談談自己的淺顯思考.

一、近年來圖像類選擇題情況

表1 物理全國卷Ⅰ近五年圖像類選擇題雙向細目表

物理圖像能形象地表達物理規(guī)律、直觀地描述物理過程、鮮明地表示物理量之間的相互關(guān)系，在物理習題中很常見，上表明確告訴我們圖像類選擇題高考每年必考.這也是考試大綱中高考物理科要考查的五項能力之一——應用數(shù)學處理物理問題能力的體現(xiàn).應用數(shù)學處理物理問題的能力具體包括：(1)能夠根據(jù)具體問題列出物理量之間的關(guān)系式，進行推導和求解，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論；(2)能運用幾何圖形、函數(shù)圖象進行表達、分析.圖像類選擇題因其題型，有其自身特點.

高考圖像類選擇題可涉及的知識內(nèi)容很多，教材的每個章節(jié)都可以相關(guān).常見有以下四類.

表2 常見的物理圖像

題目有單獨考查某一點知識的，有綜合幾個知識點的，也有橫跨知識門類的，

考查的都是物理學中的主干知識、核心知識.題型主要有兩種：圖像提供作答信息的(本文稱之為“信息類”圖像選擇題)和選擇正確圖像的(本文稱之為“選擇類”圖像選擇題).題目難度以中檔題為主，偶也有較難題目.

二、解答分析

例1 (2017年全國卷Ⅰ)在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢 與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖1所示.電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed.點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φ已在圖中用坐標(ra,φa)標出，其余類推.現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項正確的是( )

圖1

A．Ea∶Eb=4∶1 B．Ec∶Ed=2∶1

C．Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3

例2 (2016年全國卷Ⅰ)甲、乙兩車在平直公路上同向行駛，其υ-t圖像如圖2所示.已知兩車在t=3s時并排行駛，則( )

圖2

A.在t=1s時，甲車在乙車后

B.在t=0時，甲車在乙車前7.5m

C.兩車另一次并排行駛的時刻是t=2 s

D.甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40 m

分析此題是“信息類”題目.υ-t圖像與坐標軸所圍面積表示車行駛的位移，據(jù)此可快速求出0時刻兩車的位置，也可判斷出t=1 s時面積之差和t=3 s時一樣，t=1 s是另一次并排行駛時刻，兩次并排行駛的距離也可通過面積迅速求出.

例3 (2015年全國卷Ⅰ)如圖3(a)，一物塊在t= 0時刻滑上一固定斜面，其運動的v-t圖線如圖3(b)所示.若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出( )

A．斜面的傾角 B．物塊的質(zhì)量

C．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)

D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度

圖3

分析本題屬于“信息類”題目.v-t圖線的斜率表示物塊運動的加速度，對物塊受力分析后沿斜面向上和沿斜面向下由牛頓第二定律分別列方程，可求出的量一目了然.最大高度用圖像的面積進行判斷是最快的方法.

圖4

例4 (2014年全國卷Ⅰ)如圖4(a)，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上，在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈cd間電壓如圖4(b)所示.已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是( )

圖5

分析此題屬“選擇類”題目，是一道單項選擇題.考試中為快速解答，無需考慮電流的方向變化，直接根據(jù)法拉第電磁感應定律可判斷cd中穿過的磁場一定是均勻變化的，ab中所通電流必是均勻變化的.

圖6

例5 (2013年全國卷Ⅰ)如圖6，在水平面(紙面)內(nèi)有三段相同的均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點接觸，構(gòu)成“V”字形導軌.空間存在垂直于紙面的均勻磁場.用力使MN向右勻速運動，從圖示位置開始計時，運動中MN始終與∠bac的平分線垂直且和導軌保持良好接觸.下列關(guān)于回路中電流i與時間t的關(guān)系圖線，可能正確的是( )

圖7

例6 (2013年全國卷Ⅰ)如圖8，直線a和曲線b分別是在平直公路上形式的汽車a和b的位置一時間(x-t)圖線，由圖可知( )

圖8

A．在時刻t1，a車追上b車

B．在時刻t2，a、b兩車運動方向相反

C．在t1到t2這段時間內(nèi)，b車的速率先減少后增加

D．在t1到t2這段時間內(nèi)，b車的速率一直比a車的大

分析此題屬“信息類”題目.x-t圖線x增大表示遠離原點，減小表示靠近原點，交點表示兩車相遇，斜率表示車運動的速度.

例7 (2013年全國卷Ⅰ)2012年11曰，“殲15”艦載機在“遼寧號”航空母艦上著艦成功.圖9(a)為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機在飛行甲板上快速停止的原理示意圖.飛機著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機的動力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機施加一作用力，使飛機在甲板上短距離滑行后停止.某次降落，以飛機著艦為計時零點，飛機在t=0.4 s時恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度一時間圖線如圖9(b)所示.假如無阻攔索，飛機從著艦到停止需要的滑行距離約為1000 m.已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g.則( )

圖9

A．從著艦到停止，飛機在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時的1/10

B．在0.4～2.5 s時間內(nèi)，阻攔索的張力幾乎不隨時間變化

C．在滑行過程中，飛行員所承受的加速度大小會超過2.5 g

D．在0.4～2.5 s時間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對飛機做功的功率幾乎不變

分析本題是“信息類”題目.先審題，把四個選項一并看完.我們會發(fā)現(xiàn)A、C選項是需要計算的，B、D選項是飛機勻減速運動階段的問題，飛機在這個階段的合力是恒力，很好判斷對錯，此題是多選題，必選A、C.

從備選項的設(shè)置來看，命題者也更側(cè)重考查考生是否能夠靈活應用相關(guān)的數(shù)學知識處理物理問題，而非讓考生機械地代入計算.

三、答題方法

通過這7道高考題的解答分析，筆者認為圖像類選擇題的解題方法和其它類型題目共性的首先都是審題.基本環(huán)節(jié)是先要把題目的表述轉(zhuǎn)化為物理情景，挖掘隱含條件；然后是把物理情景轉(zhuǎn)化為具體的物理條件或要求；把物理條件或要求轉(zhuǎn)化為數(shù)學條件或要求，從而選擇正確的物理規(guī)律加以解決.圖像類選擇題也有其自身特點，“信息類”圖像選擇題主要是讀圖，“選擇類”圖像選擇題主要是推導物理量間的函數(shù)關(guān)系.

1.讀圖

①坐標軸弄清兩個坐標軸表示的物理量.

②圖線形狀注意觀察圖像形狀是直線、曲線還是折線等，從而弄清圖像所反映的兩個物理量之間的關(guān)系，明確圖像反映的物理意義.

③斜率的意義如x-t圖像中兩點連線的斜率表示這段時間的平均速度，某一點切線的斜率表示這一時刻的瞬時速度.v-t圖像中兩點連線的斜率表示這段時間內(nèi)的平均加速度，某點切線的斜率表示這一時刻的加速度.W-l圖像的斜率表示外力的大小.φ-x圖像的斜率表示電場強度的大小.Φ-t圖像的斜率表示單匝線圈產(chǎn)生的電動勢大小等.

④面積的意義v-t圖像與t軸所圍面積表示這段時間內(nèi)質(zhì)點的位移.a-t圖像與t軸所圍面積表示這段時間內(nèi)質(zhì)點速度的變化.F-x圖像與x軸所圍面積表示這段位移內(nèi)力F所做的功.E-x圖像與x軸所圍面積表示這段位移兩端的電勢差.i-t圖像與t軸所圍面積表示這段時間內(nèi)移動的電荷量等.

⑤交點、拐點的意義圖線與坐標軸的交點坐標的含義與圖像有關(guān)，如x-t圖線與x軸交點縱坐標表示開始計時的位置,而v-t圖線與v軸交點的縱坐標表示質(zhì)點的初速度.拐點表示圖像的斜率大小或方向發(fā)生突變.同一坐標系中不同圖像的交點表示具有相同的物理量，如x-t圖線交點表示此刻相遇(在同一位置)，v-t圖線的交點表示此刻物體速度相同等.

2.推導物理量間的函數(shù)關(guān)系

“選擇類”問題應根據(jù)物理情景，找出兩個物理量間的變化關(guān)系，尋求兩物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后選擇出正確的圖像；若不能找到準確的函數(shù)關(guān)系，則應定性判斷兩物理量間的變化關(guān)系，特別要注意兩種不同變化的交界點對應圖像中的拐點.

綜述，物理老師說“只有選擇題多拿分，高考才能得高分，選擇題要做到又快又準”.毋庸置疑，首先是基礎(chǔ)知識的牢固掌握，明晰的解題思路是第二步.圖像類選擇題主要是識圖、讀圖.只有掌握靈活的答題方法才能做到“又快又準”.就選擇題而言，常規(guī)方法如直接判斷、定量計算等大家都較熟悉.比較排除法、特殊值代入法、極限思維法、逆向思維法、對稱思維法、類比分析法等一些非常規(guī)方法也應在平時學習中多積累、多總結(jié).在做題時針對具體問題靈活選擇答題方法，快速、有效地解決問題.

參考文獻：

[1]教育部考試中心.2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱(物理)[EB/OL].http://www.neea.edu.cn/html1/report/1712/8570-1.htm,2017-12-15.

[2]教育部考試中心.高考理科試題分析2016年版[M].北京：高等教育出版社，2015：313-314.