1、1专题 17 物理图象解题方法与技巧1如图 4 甲所示，在光滑的水平面上，物体 A 在水平方向的外力 F 作用下做直线运动，其 vt 图象如图乙所示，规定向右为正方向下列判断正确的是( )图 4A在 3 s 末，物体处于出发点右方B在 12 s 内，物体正向左运动，且速度大小在减小C在 13 s 内，物体的加速度方向先向右后向左D在 01 s 内，外力 F 不断增大【答案】A2水平地面上质量为 1 kg 的物块受到水平拉力 F1、 F2的作用， F1、 F2随时间的变化如图 5 所示，已知物块在前 2 s 内以 4 m/s 的速度做匀速直线运动，取 g10 m/s 2，则( )图 5A物块与地
2、面间的动摩擦因数为 0.2B3 s 末物块受到的摩擦力大小为 3 NC4 s 末物块受到的摩擦力大小为 1 ND5 s 末物块的加速度大小为 3 m/s2【答案】BC【解析】在 02 s 内物块匀速运动，则摩擦力 Ff3 N，则 0.3，选项 A 错误；2 s 后Ffmg 3102物块做减速运动，加速度 a m/s22 m/s 2，则经过 t 2 s，即 4 s 末速度减为零，F合m 6 5 31 0 va则 3 s 末物块受到的摩擦力大小为 3 N，物块停止后，因两个力的差值小于最大静摩擦力，则物 块不再运动，则 5 s 末物块的加速度为零，4 s 末物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为 6
3、N5 N1 N，选项B、C 正确，选项 D 错误3 A、 B、 C、 D 四个质量均为 2 kg 的物体，在光滑的水平面上做直线运动，它们运动的x t、 v t、 a t、 F t 图象如图所示，已知物体在 t0 时的速度均为零，其中 04 s 内物体运动位移最大的是( )【答案】A由图象可知：物体在第 1 s 内做匀加速运动，第 2 s 内做匀减速运动，2 s 末速度减为 0，前 2 s 内的位移为 x2 0.512 m0.5 m，后 2 s 内位移 x x0.5 m，总位移为 1 m，综上可知，A 正12确4如图 6 甲所示，静止在光滑水平面上的长木板 B(长木板足够长)的左端放着小物块
4、A.某时刻， A 受到水平向右的外力 F 作用， F 随时间 t 的变化规律如图乙所示，即 F kt，其中 k 为已知常数若物体之间的滑动摩擦力 Ff的大小等于最大静摩擦力，且 A、 B 的质量相等，则下列图中可以定性地描述长木板 B3运动的 v t 图象的是( )图 6【答案】B5一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率 P 随时间 t 的变化如图 7 所示假定汽车所受阻力的大小 Ff恒定不变下列描述该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图象中，可能正确的是( )图 74【答案】A6一小物块沿固定斜面向上滑动，然后滑回到原处物块初动能为 Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中
5、，物块的动能 Ek与位移 x 关系的图线是( )【答案】C【解析】小物块上滑过程，由动能定理得( mgsin mg cos )x Ek Ek0，整理得Ek Ek0( mgsin mg cos )x；设小物块上滑的最大位移大小为 x1，小物块下滑过程，由动能定理得( mgsin mg cos )(x1 x) Ek0， 整理得 Ek( mgsin mg cos )x1( mgsin mg cos )x，故只有 C 正确57一赛车在平直赛道上以恒定功率加速，其功率为 200 kW，设所受到的阻力不变，加速度 a 和速度的倒数 的关系如图 8 所示，则赛车( )1v图 8A做匀加速直线运动B质量为 5
6、00 kgC所受阻力大小为 2 000 ND速度大小为 50 m/s 时牵引力大小为 3 000 N【答案】BC综上可解得： m500 kg， Ff210 3 N ，选项 B、C 正确；由 P Fv 可知， F N4 000 Pv 200 00050N，选项 D 错误8如图 9 甲所示，物体置于某固定的斜面上，与斜面间的动摩擦因数为 .对物体施加水平向右大小变化的外力 F，保持物体沿斜面向下做加速运动，加速度 a 随外力 F 变化的关系如图乙所示，物体不脱离斜面的条件是 F20 N，若重力加速度 g10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据图乙中所提供的信息经过分析计算可以求出( )图
7、9A物体的质量6B斜面倾角的正弦值C物体运动 6 s 的位移D加速度为 6 m/s2时物体对斜面的压力【答案】ABD9一带电粒子在电场中仅受静电力作用 ，做初速度为零的直线运动取该直线为 x 轴，起始点 O 为坐标原点，其电势能 Ep与位移 x 的关系如图 4 所示，下列图象中合理的是( )图 4【答案】D【解析】粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电场力做功等于电势能的减小量，故：F ， Ep x 图象上某点的切线的斜率表示电场力，故电场力逐渐减小，根据 E ，故电场强度也逐| Ep x| Fq渐减小，A 错误； 根据动能定理，有： F x Ek，故 Ek x 图线上某点切线的斜
8、率表示电场力，由于7电场力逐渐减小，与 B 图矛盾，B 错误； 按照 C 图，速度随着位移均匀增加，根据公式 v2 v 2 ax，匀20变速直线运动的 v2 x 图象是直线，题图 v x 图象是直线，相同位 移速度增加量相等，又是加速运动，故增加相等的速度需要的时间逐渐减小，故加速度逐渐增加，而电场力减小导致加速度减小，故矛盾，C错误； 粒子做加速度减小的加速运动，D 正确 10空间存在平行于 x 轴方向的静电场，其电势 随 x 的分布如图 5 所示一质量为 m、电荷量为 q的带电粒子从坐标原点 O 由静止开始，仅在电场力作用下沿 x 轴正方向运动则下列说法正确的是( )图 5A该粒子带正电荷
9、B空间存在的静电场场强 E 是沿 x 轴正方向均匀减小的C该粒子从原点 O 运动到 x0过程中电势能是减小的D该粒子运动到 x0点的速度是q 02m【答案】AC11沿着电场中某条直线电场线方向建立 x 轴，该电场线上各点电场强度 E 随 x 的变化规律如图 6 所示，坐标原点 O、 x1、 x2和 x3分别与 x 轴上的 O、 A、 B、 C 四点相对应，相邻两点间距相等一个带正电的粒子从 O 点附近由静止释放，运动到 A 点处的动能为 Ek，仅考虑电场力作用则( )图 68A从 O 点到 C 点，电势一直降低B粒子先做变加速运动，后做匀减速运动C粒子运动到 C 点时动能大于 1.5EkD粒子
10、在 OA 段 的电势能减少量小于在 AB 段的电势能减少量【答案】ACD12某条直线电场线上有 O、 A、 B、 C 四个点，相邻两点间距离均为 d，以 O 点为坐标原点，沿电场强度方向建立 x 轴，该电场线上各点电场强度 E 随 x 的变化规律如图 7 所示一个带电荷量为 q 的粒子，从 O 点由静止释放，仅考虑电场力作用则( )图 7A若 O 点的电势为零，则 A 点的电势为E0d2B粒子 A 到 B 做匀速直线运动C粒子运动到 B 点时动能为3E0qd2D粒子在 OA 段电势能变化量大于 BC 段电势能变化量【答案】CD【解析】根据电压与电场强度的关系 U Ed，可知 E x 图象与 x
11、 轴围成的面积表示电势差，取 O 点电势为零，由粒子从 O 到 A 的电势差为 UOA E0d，又 UOA O A，解得： A E0d，故 A 错误；由题12 12图可知， A、 B 之间是匀强电场，因为粒子从 O 到 A 的速度不断增加，故粒子从 A 到 B 做匀加速直线运动，9故 B 错误；由题图可知， O、 B 之间的电势差为 UOB E0d E0d E0d，根据动能定理得： qUOB EkB0，得12 32EkB E0qd，故 C 正确；由题图可知， OA 段 E x 图象与 x 轴围成的面积大于 BC 段的面积 ，即 UOAUBC，根32据 W qU，可知 OA 段电场力做功多，故
12、OA 段电势能变化量大于 BC 段电势能变化量，故 D 正确13如图 8 所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为 l，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流 i 随位移 x 变化的图象正确的是( )图 8【答案】B14如图 9 所示，在光滑水平面内，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，一正方形金属线框质量为 m，电阻为 R，边长为 L，从虚线处进入磁场时开始计时，在外力作用下，线框由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度 a 进入磁场区域， t1时刻线框全部进入
13、磁场，规定顺时针方向为感应电流 I的正方向，外力大小为 F，线框中电功率的瞬时值为 P，通过导线横截面的电荷量为 q，其中 P t 和 q t图象均为抛物线，则这些量随时间变化的图象正确的是( )10图 9【答案】CD15某实验小组要探究一小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡在不同电压下的实际功率，实验电路如图 10 所示：图 10(1)实验闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应在_端(填“ a”或“ b”)(2)实验中闭合开关，把滑片 P 向另一端移动过程中，发现电流表与电压表均有明显读数且读数几乎不变，则电路中出现故障的元件可能是_(填“A”或“B”) A小 灯泡 B滑动变阻器(3)该小组根据
14、实验数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图 11 甲所示，可判定在图乙中小灯泡的功率P 与加在两端电压的平方 U2的图象正确的是_(选填“1” “2”或“3”)11图 11(4)某同学将两个完全相同的这种小灯泡并联接在电源两端，已知电源的电动势 E3 V、内阻 r2 ，则此时每个小灯泡的实际功率为_(结果保留两位小数)【答案】(1) a (2)B (3)3 (4)0.44 W(0.42 W0.46 W 均可)(4)灯泡两端的电压为 U，流过每个灯泡的电流为 I，则 E U2 Ir，得 U34 I，画出电源的 U I图线如图交点坐标 U2.20 V， I0.2 0 A，所以小灯泡消耗的电功率为： P
15、 UI0.44 W.16某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，于是设计了如图 12 甲所示的电路进行了实验探究，其中 MN 为电阻丝， R0是阻值为 1.0 的定值电阻，实验中调节滑动变阻器的滑片 P，记录电压表示数 U、电流表示数 I 以及 对应的 PN 长度 x，绘制了 U I 图线如图乙所示12(1)由图乙求得电池的电动势 E_V，内阻 r_.(2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值_(选填“大于” “等于”或“小于”)其真实值(3)根据实验数据可绘出图象，如图丙所示图象斜率为 k，电阻丝横截面积为 S，可求得电阻丝的电阻率 _，电表内阻对电阻率的测量_(选填“有”或“没有”)影响【答案】(1)1.49 0.45 (2)小于 (3) kS 没有【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知： U E I(r R0)，则可知，题图乙中的图象与纵轴的交点表示电动势，故 E1.49 V；图象的斜率表示内电阻，则 r R0 1.45 ，解得： r1.45 1.49 1.20.201.0 0.45 ； (3)根据欧姆定律可知 ，电阻 R ，则可知 k ，解得： kS，若考虑电表内阻，图象的斜UI xS S率不变，所以电表内阻对电阻率的测量没有影响
