高考物理试题中图表语言考查方式的初步解析

摘 要：图表语言是物理学科的三大语言之一，也是高考物理试题灵活度体现的重要指标，近年来在高考中扮演着越来越重要的角色.本文以2021年全国乙卷高考试题为例，分别从图表应用层次、各类型图表语言解析技巧等方面，初步解析高考物理图表语言的考查方式，以期对广大考生及物理教师以启迪.

关键词：高考物理;图表语言;解析;图表演绎;图型

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）19-0057-03

作者简介：王长才（1984-），男，甘肃静宁人，本科，中学高级教师，研究方向：物理实验教学及高考试题评析.

2021年高考全国乙卷16道物理试题中14道题中有图表，占总题量的87.5%;有2道题中无图但需要绘制“草图”、图像辅助求解，占总题量的12.5%，一共占总题量的100%.下面从两个方面解析图表语言在此卷中的考查方式及解析技巧[1].

1 图表语言的考查层次

图表语言的考查层次是不一样的，根据考查深度，由易到难，可将图表题分为三个层次.

1.1 第Ⅰ层次：浅层

此层次考查图表语言的基本读图能力，常见“图型”为仅需考生简单推演，便可辅助考生理解题意的物理情境“草图”、图像，或不进行复杂的分析及计算，即可从中获取所需数据的图表等，此层次只需获得图表中的表层信息.

1.2 第Ⅱ层次：中层

此层次考查图表语言的综合分析能力，常见“图型”需要考生比对不同图片，寻找其间联系，或需要考生添加辅助线丰富图表信息再进行分析，或根据图像坐标轴物理量写出图像表达式辅助分析等[2-3]，进而得出图表中蕴含的较深层次信息.

1.3 第Ⅲ层次：深层

此层次考查图表语言的迁移应用和图表演绎能力，常见“图型”为“无图图表”题，需要考生根据题中给出的文字语言自己绘制出情境“草图”及物理图像，或根据题中给出的基本情境图和文字叙述，分析演绎出之后的演化过程，并绘制出相应的情境“草图”及物理图像，这是图表语言的更深层次应用.

按照以上各层次的划分，可将2021年全国乙卷高考物理试题归类，见表1.

2 各层次、各类图表语言题的解析技巧

2.1 第Ⅰ层次

此类图型题通常会直观地给出某一过程，或直观地在图中显示出所需数据，需要考生宏观地掌握全图，由图解题，是“多疑者”的失分题.

2.1.1 物理情境类

以33（2）题为例，如图1所示，此题只需根据题意和原图简单推演，便可得到气体的初始状态图（右图），进而得到A、B气体的初始状态参量，为整个题目的求解打开局面.分析要点在于由已知状态推理得到之前状态.

2.1.2 直观数据类

以17题为例，如图2所示，此题需要考生宏观观图，敏锐地从1.0、2/3、1/3这三个数据中，筛选出2/3和1/3，明确由2/3到1/3经历了一个半衰期，进而由横轴数据求解出半衰期为182.4-67.3=115.1d.此题如果没有找到数据规律，只凭借坐标数据用公式求解，就会深陷泥潭，与读图求解这一考查方向背道而驰.分析要点在于遇到曲线图像计算题时，不要盲目分析曲线走势的含义，应以图中的坐标数据为突破口.

2.2 第Ⅱ层次

此类图型题需先按照图表类型将图分类，再根据各类型图的特点分析.

2.2.1 多图综合类

以15题为例，如图3所示，此题需考生把原来两图（1）综合起来，绘制出图（2），并画出电场线，就可以轻易分析出M、N两点电场场强强弱及电势高低关系，进而分析出电场力与电势能的大小关系.分析要点在于将有联系的两图中的信息结合到同一图中，并以此作为逻辑思维发散的凭据.

2.2.2 辅助线+图类

以16题为例，如图4所示，此题需考生在原图（1）上画出辅助线，得到分析图（2），确定圆心位置，再由几何关系，确定圆心角大小，得到前后两次粒子运动的半径之比，进而得到速度之比.分析要点在于合理利用空间几何关系，采集相关数据解题.

2.2.3 规律分布类

以20题为例，经过电场方向可能性、带电粒子受力方向可能性分析，利用牛顿第二定律有

a=Eqm

可发现比荷相同、电性相同的粒子轨迹相同，粒子可分为三束;发现比荷相同，电性相反的粒子轨迹关于x轴对称;发现比荷越大，a越大，弯曲程度越大.对应到图5中，用刻度尺量一下，可发现A、D图像具有所需的对称性和弯曲程度分布规律，符合题意.分析要点在于手、眼、心高度配合，用刻度尺量，用眼观察，用心印证.

2.2.4 受力分析+单一过程类

以14题为例，如图6所示，此题需考生先采用整体法受力分析，当撤去推力后，原图（1）变为图（2），整个系统所受合力为0，满足动量守恒的条件;再用隔离法受力分析，发现滑块与小车间存在滑动摩擦力，得到机械能不守恒的结论.分析要点在于排除原图（1）的干扰，得到无外力图，再受力分析.

2.2.5 表达式+图像类

以23题为例，如图7所示，此题需考生先观察坐标系，根据原图中横纵坐标轴对应的物理量U（或1U）和R，再根据题意分析出这两个物理量间的原始表达式：

E=U+URVR0RV+R0（R+r）

推导出吻合图像物理量关系的表达式：

1U=1E+RV+R0ERVR0r+RV+R0ERVR0R

得出图像斜率k=RV+R0ERVR0 和纵轴截距1U0=1E+RV+R0ERVR0r，进而根据图像的斜率和截距的数据，求解出E和r的大小.在求解时，一定要注意原点的坐标是否为（0，0），如果不是，需将图像做出如分析图（2）所示的改变，以正确得到斜率与截距的大小.分析要点在于找到直线图像的函数表达式，再根据表达式中的常数与图像中的斜率、截距之间的联系解题.

2.3 第Ⅲ层次

此类图型题通常具有较复杂的过程，需要根据研究对象的受力和运动特点，将复杂过程拆分成规律单一的子过程，厘清每一个子过程和子过程间的临界状态，通常需要借助于“情境草图”、受力分析图、运动图像求解.

2.3.1 无图—有图类

以19题为例，如图8所示，此题需要考生根据题中的文字语言，绘制出物体运动过程中的“情境草图”、受力分析图和v-t图像，用这些直观的图表语言，来帮助厘清两运动过程及其临界点，避免出现思维盲点，从而正确解题.分析要点在于动手制图，以图为凭，保证思维逻辑的正确性.

2.3.2 圖表演绎类

以25题为例，此题需要考生耐心分析导体棒CD和导体框EF经历的四个运动子过程，如图9所示，并对每一个子过程及其之间的临界点受力分析，如图10所示.由图9及图10中导体框匀速运动过程及其与加速运动过程之间的临界状态，再推演、分析运动过程，绘制出CD、EF的v-t图像，如图11所示，则此题已无障碍.分析要点在于克服畏难情绪，以图为基，化繁为简，逐点突破，点点结合，演绎出最终图像，则难题解矣.

3 结束语

从以上分析不难发现，图表语言在高考试题中的地位已不亚于文字语言，图表语言解题的便利性和直观性更优于文字语言和符号语言，这应引起广大考生和物理老师的高度重视，在整个高中阶段，应该有针对性地学习和研究图表语言.高中物理图表语言虽然五花八门，但其考查深度层次明晰，每个层次中又有各具风格的图表类型，每种图型又有相应的应用规律及解析技巧，其没有独立于文字语言和符号语言，与各版块内容息息相关.相信在师生的共同努力下，图表语言不仅不再是我们解题的障碍，还将是我们应对灵活度日渐增高的物理高考试题的又一强力支撑.

参考文献：

[1]张茂昌.走出高中物理教学难的误区[M].北京：清华大学出版社，2016.

[2]魏嵋.关于物理学科语言与学习能力培养问题的探究[J].物理通报，2007（11）：23-24.

[3]高彤彤，任新成.关注中学生物理语言的“语感”培养[J].物理通报，2014（09）：41-43.

（收稿日期：2021-07-19）