2013三維設(shè)計(jì)高考物理二輪復(fù)習(xí)課件第二階段專題一第1講圖象問題 文檔

專題一 技法指導(dǎo) 第 1 講 典例示法 專題練習(xí) 類型一 類型二 類型三 類型四 類型五 返回 返回 返回 題型特點(diǎn) 圖象是描述物理過程，揭示物理規(guī)律，解決物理問題的一種重要手段。近幾年，高考試題中圖象出現(xiàn)的頻率很高，涉及各類題型。它是一種特殊且形象的語(yǔ)言和工具，運(yùn)用數(shù)與形的巧妙結(jié)合，恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)各種現(xiàn)象的物理過程和物理規(guī)律，利用圖象可以從不同側(cè)面考查考生觀察分析、收集信息、推理判斷、作圖處理數(shù)據(jù)的能力。常見的命題方式主要有： 返回 (1)通過對(duì)物理過程的分析找出與之對(duì)應(yīng)的圖象并描繪。 (2)通過對(duì)已知圖象的分析尋找其內(nèi)部蘊(yùn)含的物理規(guī)律。 (3)圖象的轉(zhuǎn)換用不同的圖象描述同一物理規(guī)律或結(jié)論。 (4)綜合應(yīng)用物理圖象分析解決問題。 返回 1坐標(biāo)軸的物理意義 弄清兩個(gè)坐標(biāo)軸各代表什么物理量，以便了解圖象所反映的是哪兩個(gè)物理量之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。 2圖象特征 注意觀察圖象形狀是直線、曲線，還是折線等，從而弄清圖象所反映的兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，明確圖象反映的物理內(nèi)涵。 返回 3斜率的物理意義斜率的物理意義 要理解物理圖象中斜率的含義，首先要看清圖象的兩個(gè)坐標(biāo)軸。 (1)變速直線運(yùn)動(dòng)的 xt 圖象，縱坐標(biāo)表示位移，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，因此圖線中某兩點(diǎn)連線的斜率表示平均速度，圖線上某一點(diǎn)切線的斜率表示瞬時(shí)速度。 (2)vt 圖線上兩點(diǎn)連線的斜率和某點(diǎn)切線的斜率，分別表示平均加速度和瞬時(shí)加速度。 返回 (3)線圈的線圈的t圖象圖象(為磁通量)，斜率表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。，斜率表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 (4)恒力做功的Wl圖象(l為恒力方向上的位移為恒力方向上的位移 )，斜率表示恒力的大小。 (5)沿電場(chǎng)線方向的x圖象圖象(為電勢(shì)，x為位移)，其斜率的大小等于電場(chǎng)強(qiáng)度。 (6)用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)量重力加速度實(shí)驗(yàn)的 v2x圖象圖象(v為速度，度，x為下落位移)，其斜率為重力加速度的，其斜率為重力加速度的 2倍。倍。 (7)不同帶電粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的不同帶電粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的 vr圖象圖象(v為速度，r為半徑)，其斜率跟帶電粒子的比荷成正比。 返回 4面積的物理意義面積的物理意義 (1)在直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象中，圖線和時(shí)間軸之間的一塊面積，等于速度v與時(shí)間t的乘積，因此它表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的位移。 (2)在at圖象中，圖線和時(shí)間軸之間的面積，等于加速度 a與時(shí)間t的乘積，表示質(zhì)點(diǎn)在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)速度的變化量。 (3)線圈中電磁感應(yīng)的 Et圖象(E為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))，圖線跟t坐標(biāo)軸之間的面積表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)線圈磁通量的變化量。 返回 (4)力F移動(dòng)物體在力的方向上產(chǎn)生一段位移 l，F(xiàn)l圖象中圖線和l坐標(biāo)軸之間的面積表示 F做的功，如果F是靜電力，這塊面積表示電勢(shì)能的減小量，如果 F是合力，則這塊面積表示物體動(dòng)能的增加量。 (5)靜電場(chǎng)中的Ex圖象(E為電場(chǎng)強(qiáng)度，x為沿電場(chǎng)線方向的位移)，圖線和x坐標(biāo)軸之間的面積表示相應(yīng)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。 返回 5交點(diǎn)、拐點(diǎn)的物理意義 交點(diǎn)往往表示不同對(duì)象達(dá)到的某一物理量的共同點(diǎn)，如在同一UI坐標(biāo)上，電阻的UI圖線和電源的UI圖線的交點(diǎn)表示兩者連成閉合電路時(shí)的工作點(diǎn)，拐點(diǎn)既是坐標(biāo)點(diǎn)，又是兩種不同變化情況的交界，即物理量之間的突變點(diǎn)。 6坐標(biāo)的單位及數(shù)量級(jí) 在識(shí)圖和用圖時(shí)一定要看清坐標(biāo)軸所注明的單位，如 m、cm、106 m等。 返回 返回 例例1 如圖111所示，質(zhì)量為m的滑塊從傾角為30 的固定斜面上無初速地釋放后勻加速下滑，加速度ag4，取出發(fā)點(diǎn)為參考點(diǎn)，圖112中能正確描述滑塊的速率 圖111 v、動(dòng)能Ek、勢(shì)能Ep、機(jī)械能E與時(shí)間t和位移x關(guān)系的是 ( ) 返回 圖112 返回 審題指導(dǎo) 物體在勻加速下滑的過程中，其速率v、動(dòng)能Ek、勢(shì)能Ep、機(jī)械能E隨時(shí)間t和位移x的變化規(guī)律是不同的，因此其對(duì)應(yīng)圖象也是不同的，找出各自的變化規(guī)律，即可對(duì)選項(xiàng)做出判斷。 返回 解析解析 因?yàn)閯蚣铀傧禄伤俣裙?vat可知A正確；Ek12mv212ma2t2，可知B錯(cuò)；又Epmghmgxsin ，C正確；由mgsin Ffma，F(xiàn)f12mg14mg14mg，有摩擦力做功，機(jī)械能不守恒， D錯(cuò)。 答案 AC 返回 類題通法 本題中四個(gè)選項(xiàng)的縱、橫坐標(biāo)軸所對(duì)應(yīng)的物理量均不同，故應(yīng)結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析各物理量的變化規(guī)律，從而得出結(jié)果。 返回 例例2 穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間變化的t圖象如圖113所示，下列說法正確的是 ( ) A在t5 s時(shí)刻磁通量最大，因此這時(shí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 圖113 B在1012 s內(nèi)磁通量的變化量最小，因此這段時(shí)間內(nèi)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小 C在1015 s內(nèi)磁通量的變化率最大，因此這段時(shí)間內(nèi)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D在1215 s內(nèi)磁通量的變化量與在 05 s內(nèi)磁通量的變化量相同，因此這兩段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小相等 返回 審題指導(dǎo) 本題主要考查對(duì)t圖象的理解及線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與其磁通量的變化率或變化量的關(guān)系，關(guān)鍵是搞清楚感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比。 解析 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的大小及磁通量的變化量大小無關(guān)，與磁通量的變化率成正比，而磁通量的變化率即為t圖線的斜率，結(jié)合t圖象可知，只有C正確。 答案 C 返回 類題通法類題通法 在 vt 圖象中斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度，在 xt 圖象中斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的速度，在 UI 圖象中斜率表示電學(xué)元件的電阻，不同的物理圖象斜率的物理意義不同。 返回 例例 3 (2012九江七校聯(lián)考九江七校聯(lián)考)如圖 1121 所示，帶正電的物塊 A 放在不帶電的小車 B 上，開始時(shí)都靜止，處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。 t0 時(shí)加一個(gè)水平恒 圖 1121 力 F 向右拉小車 B，tt1時(shí) A 相對(duì)于 B 開始滑動(dòng)。已知地面是光滑的。AB 間粗糙，A 帶電量保持不變，小車足夠長(zhǎng)。從 t0開始 A、B 的速度時(shí)間圖象，正確的是 ( ) 返回 圖115 審題指導(dǎo) 本題的關(guān)鍵是分析A、B兩物體在相對(duì)滑行過程中速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，即分析兩物體做勻變速運(yùn)動(dòng)還是變加速運(yùn)動(dòng)。 返回 解析A、B 相對(duì)滑動(dòng)之前，由 F(mAmB)a 可知，兩物體一起勻加速運(yùn)動(dòng)，相對(duì)滑動(dòng)后，A物體因其速度增大，向上的洛倫茲力增大， AB間正壓力減小，故 A所受向前的摩擦力減小，加速度越來越小，而 B 物體的加速度越來越大，當(dāng) aA0時(shí)，aBFmB也恒定不變了，故只有選項(xiàng) C 正確。 答案 C 返回 v-t圖線的斜率表示物體的加速度，加速度恒定時(shí)其v-t圖線為傾斜直線，加速度逐漸變化時(shí)其v-t圖線為曲線，不同的圖象，斜率的含義不同，圖象是直線、曲線、折線所描述的物理內(nèi)涵也不同。 類題通法類題通法 返回 例例4 測(cè)量電容器電容的電路如圖 116所示。實(shí)驗(yàn)器材有帶數(shù)字顯示 的學(xué)生直流穩(wěn)壓電源、秒表、待測(cè)電 容器、定值電阻(10 k)、量程為1 mA 的電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干。首先閉合開關(guān)，給電容器充電，然后斷開開關(guān)使電容器開始放電。在斷開開關(guān)的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)直流穩(wěn)壓電源的示數(shù)是10 V，測(cè)得電容器放電的時(shí)間和電流的關(guān)系如下表所示。求電容器的電容。 圖116 返回 審題指導(dǎo)審題指導(dǎo) 測(cè)量電容器電容的基本原理是利用公式 CQ/U。電容器兩端電壓為10 V，測(cè)出電容器的電荷量是解答本題的關(guān)鍵。電容器的帶電量在數(shù)值上等于電容器放電電流圖線與時(shí)間軸所圍的面積。流圖線與時(shí)間軸所圍的面積。 t(s) 0 5 10 15 20 25 30 35 45 55 I/(mA) 0.94 0.60 0.40 0.25 0.15 0.10 0.07 0.04 0.02 0.01 返回 解析解析 測(cè)量電容器電容的基本原理是利用公式 CQ/U。電容器兩端電壓為 10 V， 測(cè)出電容器的電荷量是解答本題的關(guān)鍵。 圖 117 返回 計(jì)算電荷量的公式是 QIt。由于題中給出的電流是隨時(shí)間變化的變量，不能用公式直接計(jì)算。我們可以想像，如果畫出放電電流與時(shí)間的關(guān)系圖線，它應(yīng)該是一條曲線。用縱坐標(biāo)軸表示電流，橫坐標(biāo)軸表示時(shí)間。則 It 圖線與時(shí)間軸所圍面積就是所求的電荷量。如圖 117 所示，先根據(jù)表中數(shù)據(jù)在 It 圖中描點(diǎn)，再用平滑的曲線把它們依次連接起來，圖線和橫坐標(biāo)軸所圍的面積就是電容器的總放電量，即為原來電容器的帶電荷量。圖 返回 中每小格面積的電荷量相當(dāng)于 0.11035 C0.5103 C。計(jì)算時(shí)，對(duì)于曲線下所圍面積中超過小方格一半的，按1 個(gè)方格的電荷量計(jì)算，對(duì)于不到小方格一半的舍去。數(shù)得小方格共有 20 個(gè)，所以 Q0200.5103 C1102 C。再由電容的定義式得 CQ0U0110210 F1103 F。 答案 1103 F 返回 不同的物理圖象，圖線下面的面積的物理意義不同，It圖線與t軸所圍面積則表示這段時(shí)間內(nèi)回路中流過的電量。 類題通法類題通法 返回 例例5 圖118甲為一個(gè)電燈兩端電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線。由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故，參考這條曲線回答下列問題(不計(jì)電流表內(nèi)阻，線路提供電壓不變)： 圖118 返回 (1)若把三個(gè)這樣的電燈串聯(lián)后，接到電壓恒定為12 V的電路上，求流過燈泡的電流和每個(gè)燈泡的電阻； (2)如圖乙所示，將兩個(gè)這樣的電燈并聯(lián)后再與10 的定值電阻R0串聯(lián)，接在電壓恒定為8 V的電路上，求通過電流表的電流值以及每個(gè)燈的實(shí)際功率。 審題指導(dǎo) 電燈在實(shí)際工作時(shí)其阻值大小隨工作電壓或電流的大小變化而變化，因此不可用(1)問中電燈的阻值直接計(jì)算(2)中的問題，將定值電阻R0作為8 V恒定電源的內(nèi)阻，在電燈的IU圖線中作出電源的IU圖線，再根據(jù)圖線交點(diǎn)的意義求解結(jié)果。 返回 解析解析 (1)由于三個(gè)電燈完全相同，所以每個(gè)電燈兩端的電壓為：UL123 V4 V 結(jié)合圖象可得當(dāng) UL4 V時(shí)，IL0.4 A 故每個(gè)電燈的電阻為： RULIL40.4 10 。 返回 (2)設(shè)此時(shí)電燈兩端的電壓為U，流過 每個(gè)電燈的電流為I，由閉合電路歐姆定律 得EU2IR0 代入數(shù)據(jù)得U820I 在圖甲上畫出此直線如圖119所示。 可得到該直線與曲線的交點(diǎn)(2 V,0.3 A)，即流過電燈的電流為0.3 A，則流過電流表的電流為 IA2I0.6 A 每個(gè)燈的功率為：PUI20.3 W0.6 W。 圖119 答案 (1)0.4 A 10 (2)0.6 A 0.6 W 返回 電源的IU圖線與電燈的IU圖線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值U和I，表示將電燈接在電源上時(shí)電燈兩端的電壓和流過電燈的電流值。 類題通法類題通法 返回 點(diǎn)此下圖進(jìn)入“專題練習(xí)”