2025年高考物理圖像法提取信息試題一、考試大綱對圖像法的能力要求2025年高考物理考試大綱明確將"應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力"作為五大核心能力之一，強調(diào)考生需"能運用幾何圖形、函數(shù)圖像進(jìn)行表達(dá)和分析"。這一要求貫穿于力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)等多個知識模塊，具體體現(xiàn)在三個層面：一是理解圖像的物理意義，包括坐標(biāo)軸含義、斜率、截距及面積的物理內(nèi)涵；二是掌握圖像轉(zhuǎn)換能力，能在不同物理量間建立圖像關(guān)聯(lián)；三是具備從圖像中提取關(guān)鍵信息并進(jìn)行邏輯推理的能力。在實際命題中，圖像法試題占比約25%，常以選擇題、實驗題及計算題形式出現(xiàn)，著重考查考生對物理過程的動態(tài)分析和定量計算能力。從近三年命題趨勢看，圖像法試題呈現(xiàn)三大特點：一是注重理論聯(lián)系實際，如2024年甘肅卷以新能源汽車制動過程為背景考查v-t圖像；二是強化多圖像綜合應(yīng)用，如2024年山東卷將F-x圖像與E-k圖像結(jié)合考查功能關(guān)系；三是引入創(chuàng)新性圖像形式，如v2-x圖像、a-t圖像等非常規(guī)圖像的解讀。這些變化要求考生不僅要掌握常規(guī)圖像的分析方法，還需具備根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)圖像函數(shù)表達(dá)式的能力。二、圖像法應(yīng)用類型及解題策略（一）運動學(xué)圖像：從動態(tài)變化中提取過程信息運動學(xué)圖像是高考物理的基礎(chǔ)題型，主要包括x-t、v-t、a-t及v2-x圖像等。在v-t圖像中，斜率表示加速度，與時間軸所圍面積代表位移，如2024年福建卷T3通過傾斜直線的斜率變化考查變加速運動過程。解題時需把握三個關(guān)鍵步驟：首先寫出對應(yīng)物理規(guī)律的函數(shù)表達(dá)式，例如勻變速直線運動的v=v?+at；其次確定圖像中特殊點的物理意義，如縱截距對應(yīng)初速度；最后通過斜率或面積計算未知量。對于非常規(guī)運動圖像，需通過變量轉(zhuǎn)換建立與已知規(guī)律的聯(lián)系。如v2-x圖像中，根據(jù)公式v2-v?2=2ax可知，圖線斜率k=2a，縱截距為初速度的平方。2025年遼寧一模試題中，通過物塊碰撞后的v-t圖像，結(jié)合斜率計算上滑與下滑加速度之比，再利用面積關(guān)系求解位移，充分體現(xiàn)了圖像法在復(fù)雜運動過程分析中的優(yōu)勢。此類問題的常見失分點在于忽略圖像的矢量性，需特別注意時間軸上下方面積的正負(fù)含義。（二）力學(xué)綜合圖像：功能關(guān)系與動量守恒的可視化表達(dá)力學(xué)綜合題常借助F-t、F-x圖像考查動量定理和動能定理的應(yīng)用。F-t圖像與時間軸所圍面積表示沖量，2024年海南卷T16通過三角形面積計算碰撞過程中的平均作用力；F-x圖像面積則對應(yīng)力做的功，2023年湖北卷T8要求考生從折線形F-x圖像中分段計算功并結(jié)合動能定理求解末速度。在多物體碰撞問題中，v-t圖像能直觀反映碰撞前后的速度變化，如2025年湖南長沙一模中，通過分析物塊A與凹槽的彈性碰撞v-t圖像，結(jié)合動量守恒定律推導(dǎo)碰撞次數(shù)與位移的關(guān)系。解決力學(xué)綜合圖像問題需建立"圖像—公式—過程"的三重關(guān)聯(lián)。例如在彈性碰撞問題中，首先根據(jù)v-t圖像確定碰撞時刻及速度變化量，再利用動量守恒和機(jī)械能守恒列方程，最后通過圖像面積計算相對位移。2025年命題預(yù)測顯示，結(jié)合人工智能自動駕駛場景的多車碰撞預(yù)警模型可能成為新熱點，要求考生能從v-t圖像中提取速度變化率信息，判斷安全距離。（三）電磁學(xué)圖像：場量分布與電路動態(tài)的直觀呈現(xiàn)電磁學(xué)圖像主要分為兩類：一是描述場性質(zhì)的E-x、B-x圖像，二是反映電路狀態(tài)的U-I、P-R圖像。在電場強度E-x圖像中，圖線與x軸所圍面積表示電勢差，2024年北京卷T17通過非勻強電場的E-x圖像考查帶電粒子的電勢能變化；閉合電路的U-I圖像中，縱截距為電源電動勢，斜率絕對值為內(nèi)阻，2023年浙江卷以此為基礎(chǔ)，結(jié)合電源輸出功率曲線考查效率最大值。電磁感應(yīng)中的Φ-t、E-t圖像問題是難點，需掌握楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的結(jié)合應(yīng)用。2024年天津卷T2給出矩形線框進(jìn)入磁場的Φ-t圖像，要求考生根據(jù)斜率變化判斷感應(yīng)電流方向及大小。解題關(guān)鍵在于理解Φ-t圖像斜率表示感應(yīng)電動勢，而E-t圖像與時間軸所圍面積對應(yīng)磁通量變化量。在電路動態(tài)分析中，常需將I-R圖像轉(zhuǎn)換為U-R圖像，通過交點坐標(biāo)確定電路的工作狀態(tài)。（四）熱學(xué)與近代物理圖像：微觀規(guī)律的宏觀表達(dá)熱學(xué)圖像以氣體狀態(tài)變化圖像為主，包括p-V、p-T、V-T圖像，2024年江蘇卷T11要求考生根據(jù)p-1/V圖像判斷氣體溫度變化。分析此類問題需牢記理想氣體狀態(tài)方程pV/T=C，明確不同圖像的斜率含義：p-T圖像斜率k=p/T=C/V，故斜率越大體積越??；V-T圖像斜率k=V/T=C/p，斜率越大壓強越小。2025年命題可能引入實際氣體的p-V圖像，考查考生對分子間作用力影響的理解。近代物理中的圖像問題主要涉及光電效應(yīng)的Uc-ν圖像和原子能級躍遷圖。在Uc-ν圖像中，斜率k=h/e，縱截距絕對值為逸出功與電子電荷量之比，2024年江西卷以此考查普朗克常量的測量。解題時需注意區(qū)分截止頻率與飽和電流的圖像特征，避免混淆不同物理量的影響因素。三、典型例題深度解析例題1：多過程運動的v-t圖像分析（2025年遼寧一模）題目：如圖甲所示，斜面足夠長，t=0時將質(zhì)量為m的物塊A從距離靜止物塊B上方L處靜止釋放，t=9t?時發(fā)生第一次碰撞，t=19t?時發(fā)生第二次碰撞。圖乙為A物塊的v-t圖像（v?為未知量），每次碰撞均為彈性碰撞，求：（1）物塊A上滑與下滑加速度大小的比值；（2）第一次碰撞后A沿斜面向上運動的最大距離；（3）已知B質(zhì)量M=17m，求B沿斜面下滑的最大距離。解析：（1）由v-t圖像可知，A物塊在9t?~13t?內(nèi)勻減速上滑，速度從9v?減至v?，加速度大小a?=(9v?-v?)/(13t?-9t?)=2v?/t?；在13t?~19t?內(nèi)勻加速下滑，速度從v?增至7v?，加速度大小a?=(7v?-v?)/(19t?-13t?)=v?/t?，故加速度之比a?:a?=2:1。（2）第一次碰撞前，A物塊從靜止下滑9t?，位移L=?a?(9t?)2=?×(v?/t?)×81t?2=40.5v?t?。碰撞后A上滑過程的位移對應(yīng)v-t圖像中9t?~13t?的面積：x=?×(9v?+v?)×4t?=20v?t?，聯(lián)立得x=40L/81。（3）彈性碰撞中，由動量守恒和機(jī)械能守恒得：m·9v?=m·(-v?)+17m·v_B??m(9v?)2=?m(v?)2+?·17m·v_B?2解得v_B?=v?。B物塊下滑距離x?=v_B?2/(2a?)=v?2/(2v?/t?)=v?t?/2。第二次碰撞前A下滑速度v=7v?，同理可得v_B?=2v?/3，下滑距離x?=(2v?/3)2/(2a?)=2v?t?/9。由此發(fā)現(xiàn)位移成等比數(shù)列，公比q=4/9，總距離x=x?/(1-q)=(v?t?/2)/(1-4/9)=9v?t?/10=(9/10)(2L/81)=L/45×9=L/5（此處修正原答案計算錯誤，正確結(jié)果應(yīng)為324L/45）。解題關(guān)鍵：通過v-t圖像的斜率和面積提取加速度與位移信息，結(jié)合彈性碰撞規(guī)律建立速度關(guān)系，最終發(fā)現(xiàn)位移的等比數(shù)列規(guī)律。此類問題易在碰撞速度計算和數(shù)列求和處失分，需注意碰撞前后速度方向的變化及公比絕對值小于1的無窮等比數(shù)列求和公式的應(yīng)用。例題2：電磁感應(yīng)中的E-t圖像應(yīng)用（2024年山東卷T17）題目：邊長為L的正方形線框質(zhì)量為m，電阻為R，從距磁場邊界h處靜止釋放，進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，線框平面與磁場垂直。圖中給出線框進(jìn)入磁場過程的感應(yīng)電動勢E隨時間t的變化關(guān)系，求：（1）線框進(jìn)入磁場時的加速度；（2）磁場區(qū)域的高度d；（3）線框穿越磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱。解析：（1）由E=BLv可知，E-t圖像斜率k=BL·Δv/Δt=BLa，故加速度a=k/(BL)。從圖像得k=ΔE/Δt=E?/t?，因此a=E?/(BLt?)。（2）線框進(jìn)入磁場前做自由落體運動，v?=√(2gh)，對應(yīng)E?=BLv?。進(jìn)入過程的v-t圖像面積為L，即L=?(v?+v?)t?，又v?=(E?)/(BL)，從圖像讀取E?=0.5E?，解得v?=0.5v?，代入得L=?(v?+0.5v?)t?→t?=4L/(3v?)。磁場高度d=L+vt?，其中v=v?+gt?，線框完全進(jìn)入后做勻加速運動，t?可由后續(xù)E-t圖像斜率求得。（3）焦耳熱Q=∫I2Rdt=∫(E2/R)dt，即E-t圖像與時間軸所圍面積的平方除以電阻R。圖像總面積S=0.5(E?+0.5E?)t?+E?t?，代入數(shù)據(jù)得Q=S2/R。命題特點：本題將電磁感應(yīng)規(guī)律與圖像面積、斜率綜合考查，要求考生理解E=BLv的瞬時對應(yīng)關(guān)系，同時掌握非勻變速運動中平均速度的應(yīng)用。解題時需注意區(qū)分線框進(jìn)入與穿出磁場的不同階段，避免混淆感應(yīng)電動勢的變化原因。四、備考建議與常見誤區(qū)（一）構(gòu)建圖像知識體系考生需系統(tǒng)整理高中物理常見圖像，建立"物理規(guī)律—函數(shù)表達(dá)式—圖像特征"的對應(yīng)關(guān)系表。例如：|物理規(guī)律|函數(shù)表達(dá)式|圖像特征|斜率意義|面積意義||----------|------------|----------|----------|----------||勻變速直線運動|v=v?+at|傾斜直線|加速度|位移||胡克定律|F=kx|過原點直線|勁度系數(shù)|彈性勢能||閉合電路歐姆定律|U=E-Ir|傾斜直線|-內(nèi)阻|電源輸出功率|（二）強化易錯點訓(xùn)練常見失分點包括：忽略坐標(biāo)軸單位差異（如將cm誤作m）、混淆平均斜率與瞬時斜率（如在曲線圖像中誤用割線斜率代替切線斜率）、遺漏矢量方向（如v-t圖像中時間軸下方的面積代表負(fù)方向位移）。建議通過對比練習(xí)區(qū)分相似圖像，如區(qū)分v-t與x-t圖像的交點含義（前者表示速度相等，后者表示位置相同）。（三）提升綜合應(yīng)用能力針對高考命題趨勢，應(yīng)重點訓(xùn)練三類綜合題：一是多圖像組合題，如將a-t圖像與v-t圖像結(jié)合