物理高考图像类选择题分析及解题对策

李思源 李 明

(1.河南省淮滨高级中学2016级33班 464400;2.河南省淮滨高级中学 464400)

相信很多同学在做理综试题的过程中，对于选择题每题6分的分值都有深刻印象，尤其物理选择题更有痛彻领悟，稍微错两道就是一道大题的分值.笔者对选择题做了一番研究，以期能总结出选择题的命题特点、答题方法.本文将对近年来物理高考全国卷Ⅰ图像类选择题进行分析，谈谈自己的浅显思考.

一、近年来图像类选择题情况

表1 物理全国卷Ⅰ近五年图像类选择题双向细目表

物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系，在物理习题中很常见，上表明确告诉我们图像类选择题高考每年必考.这也是考试大纲中高考物理科要考查的五项能力之一——应用数学处理物理问题能力的体现.应用数学处理物理问题的能力具体包括：(1)能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；(2)能运用几何图形、函数图象进行表达、分析.图像类选择题因其题型，有其自身特点.

高考图像类选择题可涉及的知识内容很多，教材的每个章节都可以相关.常见有以下四类.

表2 常见的物理图像

题目有单独考查某一点知识的，有综合几个知识点的，也有横跨知识门类的，

考查的都是物理学中的主干知识、核心知识.题型主要有两种：图像提供作答信息的(本文称之为“信息类”图像选择题)和选择正确图像的(本文称之为“选择类”图像选择题).题目难度以中档题为主，偶也有较难题目.

二、解答分析

例1 (2017年全国卷Ⅰ)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势 与该点到点电荷的距离r的关系如图1所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势φ已在图中用坐标(ra,φa)标出，其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是( )

图1

A．Ea∶Eb=4∶1 B．Ec∶Ed=2∶1

C．Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3

例2 (2016年全国卷Ⅰ)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其υ-t图像如图2所示.已知两车在t=3s时并排行驶，则( )

图2

A.在t=1s时，甲车在乙车后

B.在t=0时，甲车在乙车前7.5m

C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 s

D.甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m

分析此题是“信息类”题目.υ-t图像与坐标轴所围面积表示车行驶的位移，据此可快速求出0时刻两车的位置，也可判断出t=1 s时面积之差和t=3 s时一样，t=1 s是另一次并排行驶时刻，两次并排行驶的距离也可通过面积迅速求出.

例3 (2015年全国卷Ⅰ)如图3(a)，一物块在t= 0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t图线如图3(b)所示.若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出( )

A．斜面的倾角 B．物块的质量

C．物块与斜面间的动摩擦因数

D．物块沿斜面向上滑行的最大高度

图3

分析本题属于“信息类”题目.v-t图线的斜率表示物块运动的加速度，对物块受力分析后沿斜面向上和沿斜面向下由牛顿第二定律分别列方程，可求出的量一目了然.最大高度用图像的面积进行判断是最快的方法.

图4

例4 (2014年全国卷Ⅰ)如图4(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图4(b)所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )

图5

分析此题属“选择类”题目，是一道单项选择题.考试中为快速解答，无需考虑电流的方向变化，直接根据法拉第电磁感应定律可判断cd中穿过的磁场一定是均匀变化的，ab中所通电流必是均匀变化的.

图6

例5 (2013年全国卷Ⅰ)如图6，在水平面(纸面)内有三段相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字形导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是( )

图7

例6 (2013年全国卷Ⅰ)如图8，直线a和曲线b分别是在平直公路上形式的汽车a和b的位置一时间(x-t)图线，由图可知( )

图8

A．在时刻t1，a车追上b车

B．在时刻t2，a、b两车运动方向相反

C．在t1到t2这段时间内，b车的速率先减少后增加

D．在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a车的大

分析此题属“信息类”题目.x-t图线x增大表示远离原点，减小表示靠近原点，交点表示两车相遇，斜率表示车运动的速度.

例7 (2013年全国卷Ⅰ)2012年11曰，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功.图9(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止.某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度一时间图线如图9(b)所示.假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000 m.已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则( )

图9

A．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10

B．在0.4～2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化

C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 g

D．在0.4～2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变

分析本题是“信息类”题目.先审题，把四个选项一并看完.我们会发现A、C选项是需要计算的，B、D选项是飞机匀减速运动阶段的问题，飞机在这个阶段的合力是恒力，很好判断对错，此题是多选题，必选A、C.

从备选项的设置来看，命题者也更侧重考查考生是否能够灵活应用相关的数学知识处理物理问题，而非让考生机械地代入计算.

三、答题方法

通过这7道高考题的解答分析，笔者认为图像类选择题的解题方法和其它类型题目共性的首先都是审题.基本环节是先要把题目的表述转化为物理情景，挖掘隐含条件；然后是把物理情景转化为具体的物理条件或要求；把物理条件或要求转化为数学条件或要求，从而选择正确的物理规律加以解决.图像类选择题也有其自身特点，“信息类”图像选择题主要是读图，“选择类”图像选择题主要是推导物理量间的函数关系.

1.读图

①坐标轴弄清两个坐标轴表示的物理量.

②图线形状注意观察图像形状是直线、曲线还是折线等，从而弄清图像所反映的两个物理量之间的关系，明确图像反映的物理意义.

③斜率的意义如x-t图像中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的瞬时速度.v-t图像中两点连线的斜率表示这段时间内的平均加速度，某点切线的斜率表示这一时刻的加速度.W-l图像的斜率表示外力的大小.φ-x图像的斜率表示电场强度的大小.Φ-t图像的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小等.

④面积的意义v-t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点的位移.a-t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化.F-x图像与x轴所围面积表示这段位移内力F所做的功.E-x图像与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差.i-t图像与t轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量等.

⑤交点、拐点的意义图线与坐标轴的交点坐标的含义与图像有关，如x-t图线与x轴交点纵坐标表示开始计时的位置,而v-t图线与v轴交点的纵坐标表示质点的初速度.拐点表示图像的斜率大小或方向发生突变.同一坐标系中不同图像的交点表示具有相同的物理量，如x-t图线交点表示此刻相遇(在同一位置)，v-t图线的交点表示此刻物体速度相同等.

2.推导物理量间的函数关系

“选择类”问题应根据物理情景，找出两个物理量间的变化关系，寻求两物理量之间的函数关系，然后选择出正确的图像；若不能找到准确的函数关系，则应定性判断两物理量间的变化关系，特别要注意两种不同变化的交界点对应图像中的拐点.

综述，物理老师说“只有选择题多拿分，高考才能得高分，选择题要做到又快又准”.毋庸置疑，首先是基础知识的牢固掌握，明晰的解题思路是第二步.图像类选择题主要是识图、读图.只有掌握灵活的答题方法才能做到“又快又准”.就选择题而言，常规方法如直接判断、定量计算等大家都较熟悉.比较排除法、特殊值代入法、极限思维法、逆向思维法、对称思维法、类比分析法等一些非常规方法也应在平时学习中多积累、多总结.在做题时针对具体问题灵活选择答题方法，快速、有效地解决问题.

参考文献：

[1]教育部考试中心.2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲(物理)[EB/OL].http://www.neea.edu.cn/html1/report/1712/8570-1.htm,2017-12-15.

[2]教育部考试中心.高考理科试题分析2016年版[M].北京：高等教育出版社，2015：313-314.