2023年高考物理（深化復(fù)習(xí)+命題熱點提分）專題18圖像題的解題方法與技巧

PAGEPAGE13專題18圖像題的解題方法與技巧1.一質(zhì)點做直線運(yùn)動，其運(yùn)動的位移x跟時間t的比值eq\f(x,t)與時間t的關(guān)系圖線為一條過原點的傾斜直線，如圖1所示.由圖可知，t＝2s時質(zhì)點的速度大小為()圖1A.2m/s B.4m/sC.6m/s D.8m/s答案B2.如圖2所示，一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，上端固定，下端連一質(zhì)量為m的物塊A，A放在質(zhì)量也為m的托盤B上，以FN表示B對A的作用力，x表示彈簧的伸長量.初始時，在豎直向上的力F作用下系統(tǒng)靜止，且彈簧處于自然狀態(tài)(x＝0).現(xiàn)改變力F的大小，使B以eq\f(g,2)的加速度勻加速向下運(yùn)動(g為重力加速度，空氣阻力不計)，此過程中FN或F隨x變化的圖象正確的選項是()圖2答案D解析當(dāng)彈簧的彈力增大到eq\f(mg,2)時，物塊和托盤間的壓力為零，在此之前，二者之間的壓力由開始運(yùn)動時的eq\f(mg,2)線性減小到零，力F由開始運(yùn)動時的mg線性減小到eq\f(mg,2)；此后托盤與物塊別離，力F保持eq\f(mg,2)不變，故D正確.3.圖3甲是張明同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲、起跳動作的示意圖，點P是他的重心位置.圖乙是根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫出的力—時間圖線.兩圖中a～g各點均對應(yīng)，其中有幾個點在圖甲中沒有畫出.取重力加速度g＝10m/s2.根據(jù)圖象分析可知()圖3A.張明的重力為1500NB.c點位置張明處于失重狀態(tài)C.e點位置張明處于超重狀態(tài)D.張明在d點的加速度小于在f點的加速度答案C4.(多項選擇)如圖4甲所示，小物塊靜止在傾角θ＝37°的粗糙斜面上.現(xiàn)對物塊施加一個沿斜面向下的推力F，力F的大小隨時間t的變化情況如圖乙所示，物塊的速率v隨時間t的變化規(guī)律如圖丙所示，取sin37°＝0.6、cos37°＝0.8，重力加速度取g＝10m/s2，以下說法正確的選項是()圖4A.物塊的質(zhì)量為1kgB.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.7C.0～3s內(nèi)力F做功的平均功率為0.32WD.0～3s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為5.12J答案AD5.如圖5所示，在邊長為a的正方形區(qū)域內(nèi)有以對角線為邊界，垂直于紙面的兩個方向相反的勻強(qiáng)磁場，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.紙面內(nèi)一邊長為a的正方形導(dǎo)線框沿著x軸勻速穿過磁場區(qū)域，在t＝0時，導(dǎo)線框運(yùn)動到原點O處且恰好開始進(jìn)入磁場區(qū)域.取順時針方向為導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的正方向，那么以下圖象中能夠正確表示從t＝0時刻開始感應(yīng)電流與導(dǎo)線框位移關(guān)系的是()圖5答案B解析x在0～a范圍內(nèi)，線框右邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流大小i＝eq\f(Ba－xv－Bxv,R)＝eq\f(Bv,R)(a－2x)，其中x在0～eq\f(a,2)范圍內(nèi)感應(yīng)電流為順時針，為正方向；x＝eq\f(a,2)時，i＝0；x在eq\f(a,2)～a范圍內(nèi)，感應(yīng)電流方向沿逆時針，為負(fù)方向；x在a～2a內(nèi)，感應(yīng)電流大小i＝eq\f(B[a－x－a]v－Bx－av,R)＝eq\f(Bv,R)(3a－2x)，其中，x在a～eq\f(3,2)a感應(yīng)電流方向沿逆時針，為負(fù)方向.x＝eq\f(3,2)a時，i＝0；x在eq\f(3,2)a～2a范圍內(nèi)，感應(yīng)電流沿順時針，為正方向，故B正確，A、C、D錯誤.應(yīng)選B.6.某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場，其中豎直的一條電場線如圖6甲中虛線所示.一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在電場中從O點由靜止開始沿電場線豎直向下運(yùn)動.以O(shè)為坐標(biāo)原點，取豎直向下為x軸的正方向，小球的機(jī)械能E與位移x的關(guān)系如圖乙所示，不計空氣阻力.那么()圖6A.電場強(qiáng)度大小恒定，方向沿x軸負(fù)方向B.從O到x1的過程中，小球的速率越來越大，加速度越來越小C.從O到x1的過程中，相等的位移內(nèi)，小球克服電場力做的功相等D.到達(dá)x1位置時，小球速度的大小為eq\r(\f(2E1－E0＋mgx1,m))答案D7.(多項選擇)兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點，如圖7甲所示，一個電荷量為2×10－3C，質(zhì)量為0.1kg的小物塊(可視為質(zhì)點)從C點靜止釋放，其運(yùn)動的v－t圖象如圖乙所示，其中B點處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線).那么以下說法正確的選項是()圖7A.由C到A的過程中物塊的電勢能先減小后變大B.B點為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點，場強(qiáng)E＝100V/mC.由C點到A點電勢逐漸降低D.B、A兩點間的電勢差UBA＝5V答案BC8.(多項選擇)如圖8所示，半圓形固定軌道AO段光滑，OB段粗糙且各處粗糙程度相同.一質(zhì)量為m的滑塊從半圓形軌道左側(cè)最高點A處由靜止下滑，到達(dá)最低點O以后再沖上軌道右側(cè)高度為H的B處.取O點重力勢能為零，在滑塊從O到B，再從B回到O的過程中，滑塊的機(jī)械能E、動能Ek隨高度h的關(guān)系可能是()圖8答案AC解析在滑塊從O到B，再從B回到O的過程中，由于滑塊要克服摩擦力做功，所以滑塊的機(jī)械能不斷減小，經(jīng)過同一點時，向上運(yùn)動的速度大于向下運(yùn)動的速度(除B點以外)，由向心力知識可知，經(jīng)過同一點向上運(yùn)動時，滑塊所受的軌道支持力大，那么滑塊向上運(yùn)動時對軌道的壓力較大，摩擦力較大，由功能關(guān)系知：FfΔh＝ΔE，可知E－h(huán)圖象切線的斜率表示摩擦力大小，那么A圖是可能的，B圖不可能，故A正確，B錯誤；由動能定理得：F合Δh＝ΔEk，可知Ek－h(huán)圖象切線的斜率表示合力大小，滑塊在同一點(B點除外)向上運(yùn)動時受到的合力大于向下運(yùn)動時受到的合力大小，因此C圖可能正確，D不可能，故C正確，D錯誤.9.如下圖，邊長為2L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，在紙面內(nèi)以速度v水平向右勻速穿過一寬為L、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外．剛開始時線圈的ab邊剛好與磁場的左邊界重合，規(guī)定水平向右為ab邊受到安培力的正方向．以下哪個圖像能正確反映ab邊受到的安培力隨運(yùn)動距離x變化的規(guī)律()答案C由楞次定律知，ab邊受到安培力方向向左，為負(fù)值．線框的位移大于L后，位移在L～2L內(nèi)線框中磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab邊不受安培力，位移在2L～3L內(nèi)，ab邊在磁場之外，不受安培力，故C項正確．10．電荷量q＝1×10－4C的帶正電的小物塊靜止在絕緣水平面上，所在空間存在沿水平方向的電場，其電場強(qiáng)度E的大小與時間t的關(guān)系如圖甲所示，物塊速度v的大小與時間t的關(guān)系如圖乙所示．重力加速度g＝10m/s2.那么()A．物塊在4s內(nèi)位移是8mB．物塊的質(zhì)量是1kgC．物塊與水平面間動摩擦因數(shù)是0.4D．物塊在4s內(nèi)電勢能減少了14J答案BD由qE2＝μmg，可得μ＝0.2，故B項正確，C項錯誤；D項，物塊在前2s的位移s1＝eq\f(1,2)×2×2m＝2m物塊在后2s的位移為s2＝vt2＝4m電場力做正功：W＝qE1s1＋qE2s2＝3×2J＋2×4J＝14J那么電勢能減少了14J，故D項正確．11.如下圖，一滑塊以初速度v0自固定于地面的斜面底端沖上斜面，到達(dá)某一高度后又返回底端．取沿斜面向上為正方向．以下表示滑塊在斜面上整個運(yùn)動過程中速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的選項是()答案A12．四輛小車從同一地點向同一方向運(yùn)動的情況分別如以下圖所示，以下說法正確的選項是()A．甲車做直線運(yùn)動，乙車做曲線運(yùn)動B．這四輛車均從靜止開始運(yùn)動C．在0～t2時間內(nèi)，丙、丁兩車在時刻t2相距最遠(yuǎn)D．在0～t2時間內(nèi)，丙、丁兩車間的距離先增大后減小答案C13．蹦床運(yùn)動可簡化為一個落到豎直放置的輕彈簧的小球運(yùn)動，如圖甲所示．質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h(yuǎn)處自由下落，接觸彈簧后繼續(xù)向下運(yùn)動．以小球剛下落開始計時，以豎直向下為正方向，小球的速度v隨時間t變化的圖線如圖乙所示．圖線中的OA段為直線，與曲線ABCD相切于A點．不考慮空氣阻力，那么關(guān)于小球的運(yùn)動過程，以下說法正確的選項是()A．t2－t1>t3－t2B．下落h高度時小球速度最大C．小球在t4時刻所受彈簧彈力大于2mgD．小球在t2時刻重力勢能和彈簧的彈性勢能之和最大答案C解析A項，小球在B點時，a＝0，即mg＝kΔxB，AB過程，合外力：F合＝mg－kΔx＝k(ΔxB－Δx)＝kx球B，x球B為球所處位置到平衡位置B的距離，同理可得BC過程也滿足上述關(guān)系，故小球在AC之間做簡諧運(yùn)動，故t2－t1＝t3－t2，故A項錯誤；B項，A是下降h高度時的位置，而AB過程，重力大于彈簧的彈力，小球做變加速直線運(yùn)動，加速度小于g.B點是速度最大的地方，故B項錯誤；C項，由A中知C點與A點是對稱的點，由A點到B點的彈簧長度變化eq\f(mg,k)，由對稱性得由B到C的彈簧長度再變化eq\f(mg,k)，故到達(dá)D點時形變量要大于2eq\f(mg,k)，所以彈力大于2mg，所以C項正確；D項，系統(tǒng)在整個過程中，只受重力和彈簧彈力作用，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，小球在t2時刻的速度最大，動能最大，故重力勢能和彈簧的彈性勢能之和最小，故D項錯誤．14．如下圖為某汽車在平直公路上啟動時發(fā)動機(jī)功率P隨時間t變化的圖像，P0為發(fā)動機(jī)的額定功率．在t2時刻汽車的速度已經(jīng)到達(dá)最大vm，汽車受到的空氣阻力與地面摩擦力之和隨速度增大而增大．由此可得()A．在0～t1時間內(nèi)，汽車一定做勻加速運(yùn)動B．在t1～t2時間內(nèi)，汽車一定做勻速運(yùn)動C．在t2～t3時間內(nèi)，汽車一定做勻速運(yùn)動D．在t3時刻，汽車速度一定等于vm答案CD15．如圖a所示，小物體從豎直彈簧上方離地高h(yuǎn)1處由靜止釋放，其動能Ek與離地高度h的關(guān)系如圖b所示．其中高度從h1下降到h2，圖像為直線，其余局部為曲線，h3對應(yīng)圖像的最高點，輕彈簧勁度系數(shù)為k，小物體質(zhì)量為m，重力加速度為g.以下說法正確的選項是()A．小物體下降至高度h3時，彈簧形變量為0B．小物體下落至高度h5時，加速度為0C．小物體從高度h2下降到h4，彈簧的彈性勢能增加了eq\f(m2g2,k)D．小物體從高度h1下降到h5，彈簧的最大彈性勢能為mg(h1－h(huán)5)答案D16．x軸上O點右側(cè)各點的電場方向與x軸方向一致，O點左側(cè)各點的電場方向與x軸方向相反，假設(shè)規(guī)定向右的方向為正方向，x軸上各點的電場強(qiáng)度E隨x變化的圖像如下圖，該圖像關(guān)于O點對稱，x1和－x1為x軸上的兩點．以下說法正確的選項是()A．O點的電勢最低B．x1和－x1兩點的電勢相等C．電子在x1處的電勢能大于在－x1處的電勢能D．電子從x1處由靜止釋放后，假設(shè)向O點運(yùn)動，那么到達(dá)O點時速度最大答案BD解析從圖像可以看出，電場強(qiáng)度的大小和方向都沿x軸對稱分布，沿著電場強(qiáng)度的方向，電勢一定降低，故根據(jù)其電場強(qiáng)度E隨x變化的圖像容易判斷，O點的電勢最高，A項錯誤；由于x1和－x1兩點關(guān)于x軸對稱，且電場強(qiáng)度的大小也相等，故從O點到x1和從O點到－x1電勢降落相等，故x1和－x1兩點的電勢相等，B項正確；x1和－x1兩點的電勢相等，電子在x1處的電勢能等于在－x1處的電勢能，C項錯誤；電子從x1處由靜止釋放后，假設(shè)向O點運(yùn)動，O點的電勢最高，電子在O點電勢能最低，所以動能最大，所以速度最大，D項正確．17．某同學(xué)用如圖甲所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻，其中R是電阻箱，R0是定值電阻，且R0＝3000Ω，G是理想電流計．改變R的阻值分別讀出電流計的讀數(shù)，作出eq\f(1,R)－eq\f(1,I)圖像如圖乙所示，那么：電源的電動勢是________，內(nèi)阻是________．答案3V1Ω18．如圖甲所示，有一傾角為30°的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一質(zhì)量為M的木板．開始時質(zhì)量為m＝1kg的滑塊在水平向左的力F作用下靜止在斜面上，今將水平力F變?yōu)樗较蛴?，?dāng)滑塊滑到木板上時撤去力F，木塊滑上木板的過程不考慮能量損失．此后滑塊和木板在水平面上運(yùn)動的v－t圖像如圖乙所示，g＝10m/s2.求：(1)水平作用力F的大小；(2)滑塊開始下滑時的高度；(3)木板的質(zhì)量．答案(1)eq\f(10\r(3),3)N(2)2.5m(3)1.5kg解析(3)由圖像可知，二者先發(fā)生相對滑動，當(dāng)?shù)竭_(dá)共速后一塊做勻減速運(yùn)動，設(shè)木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2二者共同減速時的加速度大小a1＝1m/s2，發(fā)生相對滑動時，木板的加速度a2＝1m/s2，滑塊減速的加速度大小為：a3＝4m/s2對整體受力分析，可得a1＝eq\f(μ1M＋mg,M＋m)＝μ1g可得μ1＝0.1在0～2s內(nèi)分別對m和M做受力分析可得對M：μ2mg－μ1(M＋m)g＝Ma2對m：μ2mg＝ma3帶入數(shù)據(jù)解方程可得M＝1.5kg19.如圖9(a)所示，平行且光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，間距L＝0.4m.導(dǎo)軌右端接有阻值R＝1Ω的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好，導(dǎo)體棒接入電路的電阻r＝1Ω，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長度也為L.從0時刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時間t變化，規(guī)律如圖(b)所示；同一時刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動，1s后剛好進(jìn)入磁場，假設(shè)使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v＝1m/s做直線運(yùn)動，求：圖9(1)棒進(jìn)入磁場前，電阻R中電流的大小和方向；(2)棒通過abcd區(qū)域的過程中通過電阻R的電量；(3)棒通過三角形abd區(qū)域時電流i與時間t的關(guān)系式.答案(1)0.02AQ到N(2)0.02C(3)i＝eq\f(1,2)(t－1)A(1.0s≤t≤1.2s)解析(1)棒進(jìn)入磁場前，正方形區(qū)域abcd的磁場均勻增大，由楞次定律可知，通過R的電流方向為Q到N由法拉