探析江苏高考物理卷对图象表征能力的考查

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1、探析江苏高考物理卷对图象表征能力的考查　　1引言　　图像是一种数学语言，是分析物理问题的重要数学方法.它能够直观地反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系，形象地描述物理过程和揭示物理规律.它具有其他方法不可替代的优势――直观、信息含量大，内涵丰富、外延深刻.图象表征是学生运用已有经验，将脑中“心里图画”用示意图、函数图象等形式表现出来，是对意义理解的补充、细化和深化.它既是一种思维形式，也是一种解题策略，借助图像表征分析物理问题，能产生对数量关系的直观感知.　　图像表征能力是历年来江苏高考物理卷考查的重点.《2014年江苏省普通高中学业水

2、平测试（选修科目物理）说明》中明确要求：“能够根据物理问题的实际情况和所给的条件，恰当运用几何图形、函数图象等形式和方法进行分析、表达.能够通过分析所给的图像找出其所表示的物理意义，用于分析和解决物理问题.”本文尝试解析近五年江苏高考物理卷中考查图像表征能力的试题，并依此对未来教学提出建议，供广大教师参考.　　2典型图形图像试题分析　　2.1直接在试卷给出的图形上测量并计算　　例1（2012年第12B-2题）测定玻璃的折射率的实验中，如图1是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边.根据该图可算得玻璃的折射率n=.

3、（计算结果保留两位有效数字）6　　解析如图2考生在试卷上可用直尺直接连接AB与a交于O，连接CD与a′交于O′，连接OO′，得到经过玻璃的折射光线，再用直尺取OM和ON等于1cm，量出MP和NQ的长度，然后利用折射率公式n=sinθ11sinθ2=MP1NQ≈1.8，算出折射率.　　无独有偶，在2013年的试卷上也出现了类似的一题.　　例2（2013年第5题）水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等.碰撞过程的频闪照片如图3所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的　　A.30%B.50%　　C.70%D.90%　　

4、解析本题碰撞前后小球的速度大小未知，好像无法求解，但由于碰撞过程中频闪时间相等，故碰撞前后小球的速度大小的定量关系可从图示照片中小球运动的距离求出.用刻度尺直接测得碰前白球做匀速直线运动间距约7mm，碰后白球、灰球均做匀速直线运动，间距均约为4cm，则碰撞过程中系统损失的动能与碰前的动能之比约为0.35，最接近30%，故应选A.显然，如果不借助小球运动的轨迹，用刻度尺测出间距，定量关系无法求解.6　　点评与建议以上两题中，试题给出的图形中已经包含了有关物理量的数量关系，需要考生现场测量获取.真是非常巧妙，以前的高考试题从未有过，此乃小小的创

5、新，此举真正实现了在纸笔考试中也能考查学生的动手操作能力，而这必须建立在对图形的感悟能力上.如果学生没有处理过频闪照片，没有画过光路图，在考场上要顺利解决此类问题谈何容易.因此，教学中要真正让学生去做实验，让学生去画和算，积累直接经验，方能化难为易.　　2.2用图象法处理实验数据　　例3（2010年第10（3）题）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学涉及了如图4所示的实物电路.　　试验时，先将电阻箱的电阻调到最大值，改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压U，根据实验

6、数据描点，绘出的11U-R图象是一条直线.若直线的斜率为k，在11U坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=，内阻r=（用k、b和R0表示）　　解析本题是一道常规实验题，其原型是用电压表和电流表测量电源的电动势和内阻.虽然本题不要作图，但试题中蕴含了一种用化曲线为直线的作图思想，需要学生把探究加速度与质量关系的作图思想迁移到此题中来.由欧姆定律，电流I=U1R0，E=I（R+R0+r），得11U=11ER0R+11E+r1ER0，对照一次函数的标准方程，11U-R图象的斜率k=11ER0，截距b=11E+r1ER0，所以电动势E=11kR0

7、，内阻r=b1k-R0.　　例4（2013年第10（4）题）为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P=UI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0V1.8W”，电源为12V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10Ω.　　小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图5所示.请指出图象中不恰当的地方.6　　解析这一小题主要考查作图处理数据的规范，小明将实验的数据点集中描在坐标纸的左半边是因为横坐标的标度设置不合适；另外，坐标纸上的实验点明显出现了曲线的趋势，用直线进行拟合不合适.　　点评与建议

8、试题立意很明确，利用图象处理实验数据是实验中一种十分重要的方法，在平时的教学中要放手让学生在作图中学会作图，在用图中学会用图，养成良好的作图规范.特别要注意以下几个问题：　　①为