高考物理總復習專題01 運動圖象-2020年高考物理母題題源解密（原卷版）

母題01運動圖象【母題來源一】2020年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試物理（北京卷）【母題原題】某同學利用圖甲所示裝置研究摩擦力的變化情況。實驗臺上固定一個力傳感器，傳感器用棉線拉住物塊，物塊放置在粗糙的長木板上。水平向左拉木板，傳感器記錄的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．實驗中必須讓木板保持勻速運動B．圖乙中曲線就是摩擦力隨時間的變化曲線C．最大靜摩擦力與滑動摩擦力之比約為10:7D．只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的動摩擦因數(shù)【命題意圖】本類題通常主要考查對位移、路程、速度、速率、平均速度、時間、時刻、加速度等基本運動概念的理解以及對牛頓第二定律、直線運動規(guī)律、功、功率等物理概念與規(guī)律的理解與簡單的應用?！究荚嚪较颉窟@類試題在考查題型上，通?；疽赃x擇題的形式出現(xiàn)，極個別情況下會出現(xiàn)在計算題中以考查識圖、讀圖的能力，難度一般不大；在考查內(nèi)容上一般以x-t圖象、v-t圖象的形式出現(xiàn)，少數(shù)情況下會出現(xiàn)a-t圖象、x-v圖象等不常見的運動圖象，著重考查對基本概念和基本規(guī)律的理解與應用，以及讀圖、識圖、畫圖、用圖的能力?！镜梅忠c】在中學教材中出現(xiàn)了x-t圖象、v-t圖象兩種運動圖象，因此要對這兩種運動圖象有深刻的理解：（1）x-t圖象和v-t圖象都是對物體運動的一種描述，分別反映了做直線運動時的物體的位移（位置）x和速度v隨時間t變化的關系，并不表示物體的運動軌跡；（2）通過x-t圖象可以知道某時刻運動物體的位置，以及在這一位置的運動情況，通過v-t圖象可以知道某時刻運動物體的速度，以及在這一時刻的運動情況；（3）在x-t圖象中，若圖線為平行于時間軸的直線，則表示物體處于靜止狀態(tài)，若圖線為傾斜直線，則表示物體做勻速直線運動，直線的斜率表示了物體的運動速度，若圖線為曲線，則表示物體做變速直線運動，曲線上某點切線的斜率表示物體在對應時刻的運動速度；（4）在v-t圖象中，若圖線為平行于時間軸的直線，則表示物體做勻速直線運動，若圖線為傾斜直線，則表示物體做勻變速直線運動，直線的斜率表示了物體的運動的加速度，若圖線為曲線，則表示物體做變加速直線運動，曲線上某點切線的斜率表示物體在對應時刻運動的加速度。（5）幾種特殊、相同形狀的x-t圖象與v-t圖象的比較。x-t圖象②②①③④⑤v-t圖象②②①③④⑤①表示從參考點開始的勻速直線運動（斜率表示速度v）①表示初速為零的勻加速直線運動（斜率表示加速度a）②表示物體處于靜止狀態(tài)②表示物體做勻速直線運動③表示物體向與規(guī)定的正方向相反的方向做勻速直線運動③表示物體做勻減速直線運動④交點橫坐標表示三個運動質點相遇的時刻，縱坐標表示三個運動質點相遇時相對參考點的位移④交點表示三個運動質點速度相同的時刻⑤t1時刻物體相對參考點的位移為x1⑤t1時刻物體的速度為v1，圖線下方的面積表示物體在0~t1時間內(nèi)的位移縱截距表示初始位置橫截距表示回到參考點的時刻縱截距表示初速度橫截距表示速度為零的時刻（6）常見直線運動的運動圖象的比較。x-t圖象v-t圖象a-t圖象勻速直線運動v＝常數(shù)a＝0勻加速直線運動（v0＞0，a＞0）拋物線拋物線a＝常數(shù)勻減速直線運動（v0＞0，a＜0）拋物線拋物線a＝常數(shù)備注圖線（或點的切線）的斜率表示速度。①圖線（或點的切線）的斜率表示加速度；②圖線與時間軸所圍的面積表示位移，圖線分布在時間軸的上方，面積為正值，圖線分布在時間軸的下方，面積為負值。圖線與時間軸所圍的面積表示速度變化量。需要強調的是：在分析物理圖象時，圖象中的斜率、截距、圖線與軸所圍面積等，往往都是描述和解決物理問題的重要手段。（一）讀圖六點關注1．坐標軸弄清兩個坐標軸表示的物理量。注意坐標原點是否從零開始；注意縱軸物理量為矢量情況時，橫軸以上表示此物理量為正，橫軸以下表示此物理量為負。2．圖線形狀注意觀察圖像形狀是直線、曲線還是折線等，從而弄清圖像所反映的兩個物理量之間的關系，明確圖像反映的物理意義。3．斜率的意義圖線某點的斜率表示一個物理量隨另一個物理量的變化率，大小等于兩個物理量增量的比值。（1）x-t圖像中兩點連線的斜率表示這段時間的平均速度，某一點切線的斜率表示這一時刻的瞬時速度。v-t圖像中兩點連線的斜率表示這段時間內(nèi)的平均加速度，某一點切線的斜率表示這一時刻的加速度。（2）W-l圖像的斜率表示外力的大小。（3）φ-x圖像的斜率表示電場強度的大小。（4）Φ-t圖像的斜率表示單匝線圈產(chǎn)生的電動勢大小。4．面積的意義圖線與橫軸所圍的面積常代表一個物理量，這個物理量往往表示縱、橫坐標所表示的物理量的乘積的物理意義。（1）v-t圖像與t軸所圍面積表示這段時間內(nèi)質點的位移。（2）a-t圖像與t軸所圍面積表示這段時間內(nèi)質點速度的變化。（3）F-x圖像與x軸所圍面積表示這段位移內(nèi)力F所做的功。（4）E-x圖像與x軸所圍面積表示這段位移兩端的電勢差。（5）i-t圖像與t軸所圍面積表示這段時間內(nèi)移動的電荷量。5．交點、拐點的意義（1）圖線與坐標軸的交點坐標的含義與圖像有關，如x-t圖線與x軸交點縱坐標表示開始計時的位置，而v-t圖線與v軸交點的縱坐標表示質點的初速度。（2）拐點表示圖像的斜率大小或方向發(fā)生突變。（3）同一坐標系中不同圖像的交點表示具有相同的物理量，如x-t圖線交點表示此刻相遇（在同一位置），v-t圖線的交點表示此刻物體速度相同。6．坐標單位和數(shù)量級在識圖和用圖時，一定要看清坐標軸的單位和數(shù)量級，如m、cm、×10－3m等。（二）突破三類題型1．圖像選擇類（1）依據(jù)某一物理過程，設計某一物理量隨時間（或位移、高度、速度等）變化的幾個圖像或此物理過程中某幾個物理量隨某一量的變化圖像，從中判斷其正誤。（2）解決該類問題一般依據(jù)物理過程，運用對應規(guī)律，確定某物理量的變化情況，從而判斷選項的正確與否。2．圖像規(guī)律類（1）該類問題一般由某一圖像提出幾個結論，通過分析、判斷或簡單計算確定結論的正誤。（2）解決該類問題應對圖像描述的物理過程，運用該過程遵循的規(guī)律做出判斷。特別對非常規(guī)圖像，一般由遵循的規(guī)律推導出相應的函數(shù)表達式，進一步確定截距、交點、斜率、面積等的意義，從而對結論做出判斷。3．圖像信息類（1）一般在解答題中，對某一物理情景給出某一物理量的具體變化圖像，由圖像提取相關信息從而對問題做出分析解答。（2）解決此類問題時要根據(jù)物理情景中遵循的規(guī)律，由圖像提取信息和有關數(shù)據(jù)，根據(jù)對應的規(guī)律公式對問題做出正確的解答。1．（2020·四川省棠湖中學高三月考）一輛汽車以20m/s的速度在平直的公路上行駛，當駕駛員發(fā)現(xiàn)前方有險情時，立即進行急剎車，剎車后的速度v隨剎車位移x的變化關系如圖所示，設汽車剎車后做勻減速直線運動，則當汽車剎車后的速度減小為12m/s時，剎車的距離x1為A．12m B．12.8mC．14m D．14.8m2．（2020·山東省高三一模）A、B兩物體沿同一直線運動，運動過程中的x-t圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A．t=4s時A物體的運動方向發(fā)生改變B．0~6s內(nèi)B物體的速度逐漸減小C．0~5s內(nèi)兩物體的平均速度大小相等D．0-6s內(nèi)某時刻兩物體的速度大小相等3．（2020·四川省高考模擬）在粗糙水平面上，水平外力F作用在物塊上，t=0時刻物塊開始向右做直線運動，外力F始終不為零，其速度一時間圖像如圖所示。則A．在0～1s內(nèi)，外力F不斷增大 B．在3s時，物體開始向左運動C．在3-4s內(nèi)，外力F不斷減小 D．在3-4s內(nèi)，外力F的功率不斷減小4．（2020·山東省高三模擬）A、B兩小車在同一直線上運動，它們運動的位移s隨時間t變化的關系如圖所示，已知A車的s-t圖象為拋物線的一部分，第7s末圖象處于最高點，B車的圖象為直線，則下列說法正確的是（）A．A車的初速度為7m/sB．A車的加速度大小為2m/s2C．A車減速過程運動的位移大小為50mD．10s末兩車相遇時，B車的速度較大5．（2020·瑞安市上海新紀元高級中學高一開學考試）下列圖象均能正確反映物體在直線上的運動，則在t=2s內(nèi)物體位移最大的是()A． B．C． D．6．（2020·湖南省高考模擬）如圖所示為甲物體和乙物體在平直地面上同向運動的v﹣t圖象，已知t＝0時甲在乙前方x0＝70m處。下列說法正確的是（）A．2s時，甲物體的速度方向發(fā)生改變B．在0～4s內(nèi)，甲和乙之間的最大距離為78mC．3s時，甲、乙物體相遇D．在0～3s內(nèi)，甲物體在乙物體前面，3s～4s內(nèi)乙物體在甲物體前面7.（2020·山東卷）一質量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時間t的關系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是（）A.0~t1時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mg B.t1~t2時間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N<mgC.t2~t3時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N<mg D.t2~t3時間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N>mg8．（2020·內(nèi)蒙古自治區(qū)集寧一中高二月考）一質量為m=2.0kg的木箱靜止在粗糙的水平地面上,木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,現(xiàn)對木箱施加一沿水平方向的大小隨時間變化的拉力F,使木箱由靜止開始運動,測得0～2s內(nèi)其加速度a隨時間t變化的關系圖象如圖所示。已知重力加速度g=10m/s2,下列關于木箱所受拉力F的大小和運動速度v隨時間t變化的圖象正確的是（）A． B．C． D．9．（2020·威遠中學校高三模擬）一個光滑斜面固定在水平地面上，彈簧的一端與斜面上的擋板鏈接，用手托住小球與彈簧的另一端緊貼，彈簧處于原長?，F(xiàn)在把球向上擠壓x，然后釋放，以下描述小球