2025年高一物理上學(xué)期圖像信息題專練一、運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像專題突破（一）x-t圖像的深度解析在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，位移-時(shí)間圖像的斜率代表瞬時(shí)速度，這一特性是解決追及相遇問(wèn)題的關(guān)鍵。典型例題中常出現(xiàn)"折線型x-t圖像"，需注意轉(zhuǎn)折點(diǎn)處速度方向是否改變。例如2024年江蘇聯(lián)考真題中，某物體沿直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖像呈現(xiàn)三段折線：0-2s為傾斜向上的直線（v=3m/s），2-5s為水平直線（v=0），5-8s為傾斜向下的直線（v=-2m/s）。此類問(wèn)題需分段計(jì)算各階段位移，特別注意5-8s內(nèi)物體反向運(yùn)動(dòng)，位移大小與路程的區(qū)別。處理含拐點(diǎn)的x-t圖像時(shí)，可采用"斜率計(jì)算三步法"：①確定坐標(biāo)軸物理意義（橫軸時(shí)間單位是否為國(guó)際單位制）；②用Δx/Δt計(jì)算各段斜率；③根據(jù)斜率正負(fù)判斷速度方向。2025年新編題庫(kù)中出現(xiàn)的"正弦曲線x-t圖像"，需結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)理解速度的周期性變化，其切線斜率的最大值對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)的最大速度。（二）v-t圖像的綜合應(yīng)用速度-時(shí)間圖像與時(shí)間軸所圍面積表示位移，這一核心考點(diǎn)常結(jié)合剎車問(wèn)題考查。學(xué)生易犯的典型錯(cuò)誤是未判斷汽車是否提前停止。例如：一輛汽車以10m/s的初速度剎車，加速度大小為2m/s2，求剎車后6s內(nèi)的位移。正確解法應(yīng)先計(jì)算停車時(shí)間t=v?/a=5s，再計(jì)算0-5s內(nèi)的位移（面積為25m），而非直接計(jì)算6s內(nèi)梯形面積。對(duì)于多物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像比較題，需掌握"面積差法"判斷相對(duì)位移。如A、B兩車在同一平直公路上同向行駛，其v-t圖像交點(diǎn)表示速度相等，此時(shí)兩車相距最遠(yuǎn)（若之前A車在前）。通過(guò)計(jì)算交點(diǎn)前后的面積差，可精確求解最大距離。2024年全國(guó)卷模擬題中曾出現(xiàn)"變加速運(yùn)動(dòng)v-t圖像"，要求用分割法估算位移，此類問(wèn)題需注意圖像的凹凸性與加速度變化的關(guān)系——上凸曲線表示加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，下凹曲線表示加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)。（三）a-t圖像與v-t圖像的轉(zhuǎn)換加速度-時(shí)間圖像的面積表示速度變化量，這一知識(shí)點(diǎn)在復(fù)合運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中應(yīng)用廣泛。2025年教材新增的"電梯運(yùn)動(dòng)模型"中，a-t圖像呈現(xiàn)矩形脈沖：0-1s內(nèi)a=2m/s2，1-3s內(nèi)a=0，3-4s內(nèi)a=-2m/s2。通過(guò)分段積分（面積計(jì)算）可得到各時(shí)刻速度：v?=2m/s，v?=2m/s，v?=0，全程位移需結(jié)合v-t圖像面積計(jì)算。在圖像轉(zhuǎn)換題型中，需牢記"v-t圖像的斜率對(duì)應(yīng)a-t圖像的縱坐標(biāo)"。例如將正弦曲線v-t圖像轉(zhuǎn)換為a-t圖像時(shí)，結(jié)果應(yīng)為余弦曲線，且相位差π/2。此類問(wèn)題可采用"特殊點(diǎn)法"：先確定v-t圖像的極值點(diǎn)（對(duì)應(yīng)a=0）和零點(diǎn)（對(duì)應(yīng)a最大），再連接關(guān)鍵點(diǎn)得到a-t圖像形狀。二、力學(xué)圖像分析技巧（一）受力分析與F-t圖像彈簧彈力與形變量的關(guān)系圖像（F-x圖像）的面積表示彈力做功，這是解決彈簧振子問(wèn)題的重要工具。在2024年浙江選考真題中，某輕彈簧勁度系數(shù)k=100N/m，從原長(zhǎng)拉伸5cm后釋放，求彈性勢(shì)能變化。通過(guò)計(jì)算F-x圖像中三角形面積（0.5×100×0.052=0.125J），可快速得到結(jié)果。摩擦力隨時(shí)間變化的F-t圖像常結(jié)合傳送帶模型考查。當(dāng)物塊剛放上傳送帶時(shí)，滑動(dòng)摩擦力f=μmg提供加速度，當(dāng)達(dá)到共速后靜摩擦力為零（水平傳送帶）或等于重力分力（傾斜傳送帶）。此類問(wèn)題需注意區(qū)分最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的圖像差異，通常在F-t圖像中表現(xiàn)為突變。（二）牛頓第二定律的圖像驗(yàn)證在"探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系"的實(shí)驗(yàn)中，a-F圖像可能出現(xiàn)三種異常情況：①未平衡摩擦力導(dǎo)致圖像不過(guò)原點(diǎn)；②砂桶質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量導(dǎo)致圖像末端彎曲；③滑輪摩擦過(guò)大導(dǎo)致斜率偏小。2025年實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新題中出現(xiàn)"雙車聯(lián)動(dòng)裝置"，通過(guò)對(duì)比兩車的a-F圖像斜率，可直接驗(yàn)證a∝1/m的關(guān)系。處理a-1/m圖像時(shí)，需注意橫軸物理量是質(zhì)量的倒數(shù)。當(dāng)F一定時(shí)，圖像應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的直線，斜率等于合外力。某學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示圖像不過(guò)原點(diǎn)而與縱軸相交，可能原因是平衡摩擦力過(guò)度（小車在無(wú)拉力時(shí)已有加速度）。此類問(wèn)題可采用"截距分析法"，根據(jù)縱軸截距a?計(jì)算多余的合外力F?=ma?。三、圖像信息題的解題策略（一）圖像轉(zhuǎn)換的金鑰匙掌握"六看識(shí)圖法"可有效提高解題效率：①看軸（明確物理量及單位）；②看線（識(shí)別直線、曲線或折線）；③看點(diǎn)（關(guān)注交點(diǎn)、拐點(diǎn)、極值點(diǎn)）；④看斜率（明確對(duì)應(yīng)哪個(gè)物理量）；⑤看面積（判斷是否有實(shí)際物理意義）；⑥看截距（分析初狀態(tài)物理量）。在2025年預(yù)測(cè)題型中，可能出現(xiàn)"電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶轉(zhuǎn)換v-t圖像"的問(wèn)題，需先用Δx=aT2計(jì)算加速度，再用中間時(shí)刻速度公式v?=(x?+x???)/(2T)確定各點(diǎn)速度。對(duì)于非常規(guī)圖像（如F-v圖像、E-k圖像），可采用"量綱分析法"確定函數(shù)關(guān)系。例如某力F隨速度v變化的圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線，由功率P=Fv可知，當(dāng)P一定時(shí)F與v成反比，故該圖像可能表示物體以恒定功率啟動(dòng)的過(guò)程。此類問(wèn)題需要構(gòu)建物理公式與圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系，常用控制變量法分析。（二）多圖像組合題的突破路徑高考真題中常出現(xiàn)"x-t與v-t圖像組合"的綜合題，解題關(guān)鍵是建立不同圖像間的聯(lián)系。例如：某物體運(yùn)動(dòng)的x-t圖像為拋物線，對(duì)應(yīng)的v-t圖像應(yīng)為傾斜直線（勻變速運(yùn)動(dòng)）。2024年山東卷曾創(chuàng)新設(shè)計(jì)"雙坐標(biāo)系圖像"，左側(cè)為x-t圖像，右側(cè)為v-t圖像，要求判斷哪個(gè)時(shí)刻物體回到出發(fā)點(diǎn)，此類問(wèn)題需分別從兩個(gè)圖像中提取關(guān)鍵信息進(jìn)行驗(yàn)證。解決圖像多選題時(shí)，可采用"選項(xiàng)互斥法"提高正確率。例如某題四個(gè)選項(xiàng)中A、C關(guān)于加速度方向描述相反，B、D關(guān)于位移大小計(jì)算不同，通過(guò)計(jì)算可先排除一對(duì)矛盾選項(xiàng)。在計(jì)算型圖像題中，推薦使用"單位驗(yàn)證法"檢查結(jié)果，如位移單位應(yīng)為米，若計(jì)算結(jié)果單位為m/s，則明顯錯(cuò)誤。（三）易錯(cuò)點(diǎn)警示與避坑指南學(xué)生常犯的五大錯(cuò)誤：①混淆x-t圖像與軌跡圖；②誤將v-t圖像交點(diǎn)當(dāng)作相遇點(diǎn)；③忽略圖像物理量的正負(fù)含義；④計(jì)算面積時(shí)未考慮坐標(biāo)軸刻度；⑤機(jī)械套用公式忽略實(shí)際運(yùn)動(dòng)情境。2024年四川模擬題中，某物體的a-t圖像為矩形波，部分學(xué)生直接用v=v?+at計(jì)算末速度，忽略了加速度方向與初速度方向相反的情況，正確解法應(yīng)代入矢量式v=v?+at（注意a的正負(fù)）。在處理含有隱含條件的圖像題時(shí)，需特別注意"坐標(biāo)軸起點(diǎn)是否為零"。例如某v-t圖像中時(shí)間軸從t=2s開始，計(jì)算0-5s內(nèi)位移時(shí)需補(bǔ)充0-2s的運(yùn)動(dòng)情況。對(duì)于周期性圖像問(wèn)題，要警惕"多解陷阱"，如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的x-t圖像，求質(zhì)點(diǎn)到達(dá)某位置的時(shí)間可能有無(wú)數(shù)個(gè)解，需根據(jù)題干限制條件確定范圍。四、專項(xiàng)訓(xùn)練與能力提升（一）基礎(chǔ)鞏固題組題組1：?jiǎn)我粓D像辨析某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A.0-2s內(nèi)和4-6s內(nèi)的速度大小相等B.2-4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度為-1m/s2C.前6s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度為0.5m/sD.質(zhì)點(diǎn)在第3s末改變運(yùn)動(dòng)方向題組2：圖像轉(zhuǎn)換訓(xùn)練2.一物體由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，其加速度隨時(shí)間變化的a-t圖像如圖所示。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上畫出該物體在前6s內(nèi)的v-t圖像，并計(jì)算0-6s內(nèi)的位移大小。（二）能力拔高題組題組3：多過(guò)程綜合題3.質(zhì)量為2kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所示。已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，g取10m/s2。求：（1）0-2s內(nèi)的水平拉力大??；（2）4-6s內(nèi)物體的加速度大??；（3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力做的功。題組4：創(chuàng)新圖像應(yīng)用題4.某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系，得到F-x圖像如圖所示（x為彈簧伸長(zhǎng)量）。圖像中AB段為直線，BC段為曲線（x=10cm處為B點(diǎn)）。已知彈簧原長(zhǎng)為20cm，求：（1）彈簧的勁度系數(shù)；（2）彈簧伸長(zhǎng)15cm時(shí)的彈性勢(shì)能；（3）分析BC段彎曲的可能原因。通過(guò)