物理物理图像法解决物理试题专项.docx
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物理物理图像法解决物理试题专项
【物理】物理图像法解决物理试题专项
一、图像法解决物理试题
1.甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动,它们的v-t图像如图所示。
下列判断不正确的是
A.乙车启动时,甲车在其前方50m处
B.乙车超过甲车后,两车不会再相遇
C.乙车启动10s后正好追上甲车
D.运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75m
【答案】C
【解析】
【详解】
A、根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移,可知乙在
时启动,此时甲的位移为
,即甲车在乙前方50m处,故选项A正确;
B、乙车超过甲车后,由于乙的速度大,所以不可能再相遇,故选项B正确;
C、由于两车从同一地点沿同一方向沿直线运动,当位移相等时两车才相遇,由图可知,乙车启动10s后位移小于甲的位移,还没有追上甲,故选项C错误;
D、当两车的速度相等时相遇最远,最大距离为:
,故选项D正确;
不正确的是选选项C。
2.平直马路上有同方向前后行驶的电车a和汽车b,它们的v-t图象如图所示。
当t=10s时,两车刚好相遇,由图可知
A.开始时电车a在前汽车b在后
B.开始时两车相距25m
C.t=20s时两车相距50m
D.t=10s后两车还会再相遇
【答案】B
【解析】
【详解】
A.从图像可以看出在前10s内a图像包围的面积大于b图像包围的面积,故一开始a在后b在前,故A错误;
B.图像包围的面积代表各自运动走过的位移,所以两者一开始相距的距离为
,故B正确;
C.从面积上可以看出t=20s时两车相距25m,故C错误;
D.t=10s后,b的速度一直大于a的速度,所以两车不会再相遇,故D错误
3.一个质量为0.5kg的物体,从静止开始做直线运动,物体所受合外力F随时间t变化的图象如图所示,则在时刻t=8s时,物体的速度为()
A.2m/sB.8m/s
C.16m/sD.4
m/s
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
图像的面积表示冲量,在上方为正,在下方为负,故根据动量定理可得
,解得第8s末的速度为
,C正确.
【点睛】
F-t图像的面积是解决本题的关键,在物理中,从图像角度研究问题,需要注意图像的斜率,截图,面积等表示的含义.
4.如图所示为甲、乙两质点做直线运动的速度-时间图象,则下列说法中正确的是( )
A.在0~t3时间内甲、乙两质点的平均速度相等
B.甲质点在0~t1时间内的加速度与乙质点在t2~t3时间内的加速度相同
C.甲质点在0~t1时间内的平均速度小于乙质点在0~t2时间内的平均速度
D.在t3时刻,甲、乙两质点都回到了出发点
【答案】A
【解析】
A、在0~t3时间内,由面积表示为位移,可知甲、乙两质点通过的位移相等,所用时间相等,则甲、乙两质点的平均速度,故A正确;
B、图象的斜率表示加速度,则甲质点在0~t1时间内的加速度与乙质点在t2~t3时间的加速度大小相等,但方向相反,所以加速度不同,故B错误;
C、甲质点在0~t1时间内的平均速度为
,乙质点在0~t2时间内平均速度为
,即平均速度相等,故C错误;
D、两个质点一直沿正向运动,都没有回到出发点,故D错误;
故选A.
【点睛】在速度时间图象中,某一点代表此时刻的瞬时速度,斜率表示加速度,图象与坐标轴围成面积代表位移,平均速度等于位移与时间之比,根据这些知识分析.
5.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,它们的v-t图象如图3所示.两图象在t=t1时相交于P点,P在横轴上的投影为Q,△OPQ的面积为S.在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d.已知此后两车相遇两次,且第一次相遇的时刻为t′,则下面四组t′和d的组合可能的是( )
A.t′=t1,d=SB.t′=
t1,d=
S
C.t′=
t1,d=
SD.t′=
t1,d=
S
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
在t1时刻如果甲车没有追上乙车,以后就不可能追上了,故t′ S,即相距d= S,故D正确,BC错误. 6.甲、乙两车在平直的公路上向相同的方向行驶,两车的速度v随时间t的变化关系如图所示,其中阴影部分面积分别为S1、S2,下列说法正确的是 A.若S1=S2,则甲、乙两车一定在t2时刻相遇 B.若S1>S2,则甲、乙两车在0-t2时间内不会相遇 C.在t1时刻,甲、乙两车加速度相等 D.t1-t2时间内,甲车的平均速度v< 【答案】D 【解析】 【分析】 速度-时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,根据图象判断确定何时两车相遇;图象切线的斜率表示加速度; 【详解】 A、速度−时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,则0−t2时间内甲的位移等于乙的位移,由于甲的初位置与乙的初位置未知,所以无法判断甲、乙两车在t2时刻是否相遇,故A错误; B、若S1>S2,在0-t2时间内甲的位移大于乙的位移,由于甲的初位置与乙的初位置未知,所以无法判断甲、乙两车在0-t2时间内是否相遇,故B错误; C、由图象切线的斜率表示加速度,在t1时刻,乙的斜率大于甲的斜率,故乙的加速度大于甲的加速度,故C错误; D、若甲做匀加速直线运动,0-t2时间内,甲车的平均速度 ;由速度−时间图象与坐标轴围成的面积表示位移可知,在0-t2时间内,甲车的运动位移小于匀加速直线运动的位移,所以甲车的平均速度小于 ,故D正确; 【点睛】 关键是知道速度-时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,图象切线的斜率表示加速度,平均速度等于物体其位移与时间的比值. 7.一质点t=0时刻从原点开始沿x轴正方向做直线运动,其运动的v-t图象如图所示.下列说法正确的是( ) A.t=4s时,质点在x=1m处 B.t=3s时,质点运动方向改变 C.第3s内和第4s内,合力对质点做的功相同 D.0~2s内和0~4s内,质点的平均速度相同 【答案】B 【解析】 【详解】 A、0−4s内质点的位移等于0−2s的位移,为 , 时质点位于 处,则 时,质点在 处,故选项A错误; B、在2s-3s内速度图象都在时间轴的上方,在3s-4s内速度图象都在时间轴的下方,所以 时,质点运动方向改变,故选项B正确; C、第3s内质点的速度减小,动能减小,合力做负功;第4s内速度增大,动能增加,合力做正功,由动能定理知第3s内和第4s内,合力对质点做的功不等,故选项C错误; D、根据图象与坐标轴围成的面积表示位移,在时间轴上方的位移为正,下方的面积表示位移为负,则知0∼2s内和0∼4s内,质点的位移相同,但所用时间不同,则平均速度不同,故选项D错误。 8.如图所示,水平传送带以v0速度向右匀速运动,在传送带的右侧固定一弹性档杆,在t=0时刻,将工件轻轻放在传送带的左端,当工件运动到弹性档杆所在的位置时与档杆发生碰撞,已知碰撞时间极短,不计碰撞过程的能量损失.则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中,工件运动的v-t图象下列可能的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】 工件与弹性挡杆发生碰撞后,其速度的方向发生改变,应取负值.故A错误,B错误;工件与弹性挡杆发生碰撞前的加速过程中和工件与弹性挡杆碰撞后的减速过程中所受滑动摩擦力不变,所以两过程中加速不变,故C正确,D错误,故选C. 9.一质点静止在光滑水平面上.现对其施加水平外力F,F随时间t按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是() A.第2s末,质点的动量为0 B.第2s末,质点距离出发点最远 C.在0~2s内,F的功率先增大后减小 D.在0~2s内,F的冲量为0 【答案】C 【解析】 【详解】 A.由F随时间t按正弦规律变化的图线知,在0~2s内,质点做加速度先增大后减小的变加速运动,在第2s末,质点的速度达到最大,动量达到最大,故A错误; B.在2~4s内,质点做加速度先增大后减小的变减速运动,速度逐渐减小,至4s末F的总冲量为零,质点的速度减为零,此时质点距离出发点最远,故B错误; C.在0~2s内,F先增大后减小,而速度逐渐增大,第2s末,质点受力F=0,由P=Fv知,F的功率先增大后减小,故C正确; D.在0~2s内,F的冲量为F图线与时间轴所围“面积”的大小,有一定的数值,故D错误. 10.质量m=1kg的物体静止放在粗糙水平地面上。 现对物体施加一个随位移变化的水平外力F时物体在水平面上运动。 已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。 若F-x图象如图所示。 且4~5m内物体匀速运动。 x=7m时撤去外力,取g=10m/s2,则下列有关描述正确的是( ) A.物体与地面间的动摩擦因数为0.1 B.撤去外力时物体的速度为 m/s C.x=3m时物体的速度最大 D.撤去外力后物体还能在水平面上滑行3s 【答案】B 【解析】 【详解】 A.由图象知4~5m内外力恒定,又物体匀速运动,由 知动摩擦因数为0.3,故A不符合题意; B.前7m内外力和阻力共同作用,物体做变速运动,且F−x图围成的面积表示外力所做的功,由动能定理 解得 ,故B符合题意; C.由图知前3m内物体做加速度逐渐增大的加速运动,3~4m内做加速度逐渐减小的加速运动,匀速运动时速度最大,故C不符合题意; D.撤去外力后物体匀减速停下,由动量定理有 解得 ,故D不符合题意。 11.质量相同的甲、乙两物体放在相同的光滑水平地面上,分别在水平力F1、F2的作用下从同一地点,沿同一方向,同时运动,其υ-t图象如图所示,下列判断正确的是 A.0~6s,F1先减小后不变,F2一直增大 B.0~6s内两者在前进方向上的最大距离一定大于4m C.在0~2s内,甲的加速度始终大于乙的加速度 D.4s末甲、乙两物体动能相同,由此可知F1=F2 【答案】B 【解析】 【详解】 A、由υ-t图象可知,对甲物体,在0~2s内,甲物体速度时间图线的斜率逐渐减小,则加速度逐渐减小,则F1逐渐减小,2~6s内,速度保持不变,F1为零,对于乙物体,速度时间图线的斜率保持不变,则F2保持不变,故A错误; B、0~6s内,当两者速度相同时,相距最大,此时乙的位移为 ,甲的位移为 ,则两者的最大距离大于4m,故B正确; C、由υ-t图象可知,在0~2s内,t=0时,甲图线的斜率大于乙图线的斜率,此后,甲的斜率逐渐减小到零,乙图线的斜率保持不变,故甲的加速度先大于乙的加速度,后小于乙的加速度,故C错误; D、4s末甲、乙两物体动能相同,但甲乙图线的斜率不同,故F1不等于F2,故D错误。 12.甲乙两个质量均为1kg的物块,在光滑的水平面上分别受到一个水平力作用,由静止开始加速,甲物块所受的力F随时间t的变化关系和乙物块所受的力T随位移x的变化关系如图所示,当水平力分别按各自的规律从0增大到10N的过程中,下列说法正确的是() A.当水平力均为10N时,甲和乙的动量均为10kgm/s B.甲所受力F对物块的冲量为10Ns,乙所受力T对物块所做的功为10J C.甲在此过程中的位移为10m D.当水平力均为10N时,甲的动能为50J,乙的动量为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 由甲图可知,图线与t轴围成的面积表示冲量,则当水平力为F=10N时,冲量为 ,根据动理定理 ,得此时甲的动量为 ,则此时甲的速度为 ,则甲的动能为 ,因F是变力,故无法求出甲运动的位移;由乙图可知,图线与x轴围成的面积表示拉力T做的功,则当水平力T=10N时,则拉力T做的功为 ,根据动能定理有: ,解得: ,此时乙的动量为 ,故AC错误,BD正确;故选BD. 13.在如图甲所示电路中,定值电阻 ,R为滑动变阻器闭合开关后,多次改变滑片的位置,分别记录电压表和电流表的示数由测得数据作出如图乙所示 图线下列判断正确的是 A.当滑片向右滑动时,电压表示数增大 B.电源的电动势测量值约为 C.电源的内阻测量值约为 D.当电源短路时,电流表示数为 【答案】AB 【解析】 【详解】 BC、根据图象读出电源电动势为 ,根据图像斜率得到 ,故电源内阻为 ,故B正确,C错误; A、当滑片向右滑动时,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律,总电流减小,根据 可得出电压表示数增大,故A正确; D、当电源短路时,根据闭合电路欧姆定律: ,故D错误; 故选AB; 14.有四个物体A、B、C、D,物体A、B运动的x-t图像如图甲所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示.根据图象做出的以下判断中正确的是 A.物体A和B均做匀变速直线运动 B.在0~3s的时间内,物体A、B的间距逐渐增大 C.t=3s时,物体C、D的速度相同 D.在0~3s的时间内,物体C与D的间距逐渐减小 【答案】BC 【解析】 【分析】 位移时间图象中倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,斜率等于速度;坐标的变化量表示位移.速度时间图象的“面积”表示位移,交点表示速度相等,分析两物体的运动情况,判断C、D间距离的变化. 【详解】 A.由甲图看出: 物体A和B位移时间图+象都是倾斜的直线,斜率不变,速度不变,说明物体A和B都做匀速直线运动,故A错误; B.A图线的斜率大于B图线的斜率,A的速度比B的大,则知在0~3s的时间内,A在B的前方,两者间距逐渐增大,故B正确; C.t=3s时,物体C、D的图线相交,两者速度相同,故C正确; D.由乙图看出: 0-3s内,D的速度比C的大,C、D是从同一地点沿同一方向开始运动的,所以D在C的前方,两者间距增大.故D错误。 【点睛】 对于位移图象和速度图象要从图象的数学意义来理解其物理意义,抓住斜率、面积、交点等数学意义分析物体的运动情况. 15.放置于固定斜面上的物块,在平行于斜面向上的拉力F作用下,沿斜面向上做直线运动。 拉力F和物块速度v随时间t变化的图象如图,则() A.第1s内物块受到的合外力为5.5N B.物块的质量为1kg C.斜面倾斜角一定是30° D.如果3s撤去拉力F,物块瞬时加速度5m/s2 【答案】BD 【解析】 【详解】 : ABC.由图可得,0~1s内物体的加速度为 由牛顿第二定律可得: 1s后匀速有: 联立,并将 , 代入解得: m=1.0kg, ,因条件不足,故倾角 无法解出,故AC不符合题意; D.如果3s撤去拉力F,合力 由牛顿第二定律可得: 故D符合题意;
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