《高考物理图示法图像法解决物理试题常见题型及答题技巧及练习题》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理图示法图像法解决物理试题常见题型及答题技巧及练习题(14页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、高考物理图示法图像法解决物理试题常见题型及答题技巧及练习题 一、图示法图像法解决物理试题 1真空中有四个相同的点电荷,所带电荷量均为q,固定在如图所示的四个顶点上,任意 两电荷的连线长度都为L,静电力常量为k,下列说法正确的是 A不相邻的两棱中点连线在同一条电场线上 B每条棱中点的电场强度大小都为 2 8 6 9 kq L C任意两棱中点间的电势差都为零 Da、b、c 三点为侧面棱中点,则a、b、 c 所在的平面为等势面 【答案】 BC 【解析】 【详解】 假设 ab连线是一条电场线,则b 点的电场方向沿ab方向,同理如果bc 连线是一条电场 线, b的电场方向沿bc 方向,由空间一点的电场方
2、向是唯一的可知电场线不沿ab和 bc 方 向,因此 A 错;由点电荷的电场的对称性可知abc三点的电场强度大小相同,由电场的叠 加法则可知上下两个点电荷对b 点的和场强为零,左右两个点电荷对b 点的合场强不为 零,每个电荷对b点的场强 22 4kq = 3L 3 2 kq E L ,合场强为 22 4kq68 6kq =2Ecosa=2= 3L39L E合 ,故 B 正确;由点电荷的电势叠加法则及对称性可知 abc三点的电势相等,因此任意两点的电势差为零,故C 正确;假设abc平面为等势面,因 此电场线方向垂直于等势面,说明电场强度的方向都在竖直方向,由电场叠加原理知b 点 的电场方向指向内底
3、边,因此abc不是等势面,故D 错误。 2如图所示,质量为m的小物体用不可伸长的轻细线悬挂在天花板上,处于静止状态 .现 对处于静止状态的物体施加一个大小为F、与竖直方向夹角为的斜向上恒定拉力,平衡 时细线与竖直方向的夹角为 60 o ;保持拉力大小和方向不变,仅将小物体的质量增为2m, 再次平衡时,细线与竖直方向的夹角为 30o,重力加速度为g,则( ) AFmgB 3 2 Fmg C 30 o D 60 o 【答案】 AD 【解析】 【分析】 【详解】 以物体为研究对象,设平衡时绳子与竖直方向的夹角为 ,受力情况如图所示: 当物体重力为mg 时, =60 ,根据正弦定理可得 sin 60s
4、in(18060) Fmg ,即 sin60sin(120) Fmg ,当物体的重力为2mg 时, =30 ,根据正弦定理可得: sin30sin(18030) Fmg ,即 sin 30sin(150) Fmg ,联立解得: =60 ,F=mg; 所以 A、D 正确, B、C 错误故选AD 【点睛】 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行 受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐 标轴上建立平衡方程进行解答 3有一个固定的光滑直杆与水平面的夹角为 53 ,杆上套着一个质量为m= 2kg 的滑块 A (可视为质点 )
5、.用不可伸长的轻绳将滑块A与另一个质量为M=2.7kg 的物块 B 通过光滑的 定滑轮相连接 ,细绳因悬挂B而绷紧 ,此时滑轮左侧轻绳恰好水平,其长度 10 3 Lm,P 点与滑轮的连线同直杆垂直(如图所示)现将滑块A 从图中 O 点由静止释放,(整个运 动过程中 B 不会触地 ,g=10m/s 2)下列说法正确的是 A滑块 A 运动到 P点时加速度为零 B滑块 A 由 O 点运动到P点的过程中机械能增加 C滑块 A 经过 P点的速度大小为5 2m/s D滑块 A 经过 P点的速度大小为 1047 47 m/s 【答案】 BC 【解析】 【分析】 【详解】 A滑块 A 运动到 P 点时,垂直于
6、杆子的方向受力平衡,合力为零;沿杆子方向,重力有 沿杆向下的分力mgsin53 ,根据牛顿第二定律得: mgsin53 =ma a=gsin53 故 A 错误 B滑块 A 由 O 点运动到P点的过程中,绳子的拉力对滑块A 做正功,其机械能增加;故 B正确 CD由于图中杆子与水平方向成53 ,可以解出图中虚线长度: 8 sin53m 3 lL 所以滑块 A 运动到 P时, A 下落 10348 sin53cos53 sin 53 =m=m 3555 OP hxL B下落 1082 mmm 333 HLl 当 A 到达 P点与 A 相连的绳子此时垂直杆子方向的速度为零,则B 的速度为零,以两个物
7、体组成的系统为研究对象,由机械能守恒定律得: 2 1 2 MgHmghmv 解得 5 2m/sv 故 C 正确, D 错误 故选 BC 【点睛】 加速度根据牛顿第二定律研究,机械能的变化根据除重力以外的力做功情况进行判断,都 是常用的思路关键在于判断出滑块A 滑到 P 点时,绳子在竖直杆子方向的速度为零,即 B的速度为零 4如图所示,用铰链将三个质量均为m 的小球 A、B、C 与两根长为L轻杆相连, B、 C置 于水平地面上在轻杆竖直时,将A 由静止释放,B、C在杆的作用下向两侧滑动,三小球 始终在同一竖直平面内运动忽略一切摩擦,重力加速度为g则此过程中( ) A球 A的机械能一直减小 B球
8、A落地的瞬时速度为 2gL C球 B 对地面的压力始终等于 3 2 mg D球 B对地面的压力可小于mg 【答案】 BD 【解析】 【详解】 A:设 A球下滑h时,左侧杆与竖直方向夹角为 ,则 Lh cos L ,AB用铰链相连,则 0 90 ABB v cosv cosv sin,当 A 下落到最低点时,B 的速度为零,中间过程中B 的速度不为零 ;同理可得,当A 下落到最低点时,C的速度为零,中间过程中C 的速度不 为零 ABC三者组成的系统机械能守恒,中间过程B、C 的动能不为零,A 到最低点时, B、C的动能为零;则球A 的机械能不是一直减小故A 项错误 B:当 A下落到最低点时,B、
9、C 的速度为零 ,对三者组成的系统,A由静止释放到球A 落 地过程 ,应用机械能守恒得: 21 2 mgLmv,解得:球A 落地的瞬时速度2vgL故 B项正确 C:球 A 加速下落时,三者组成的系统有向下的加速度,整体处于失重状态,球B、C 对地 面的压力小于 3 2 mg故 C 项错误 D:在 A 落地前一小段时间,B 做减速运动,杆对B 有斜向右上的拉力, 则球 B 对地面的 压力小于mg故 D 项正确 综上,答案为BD 5如图所示,两等量负点电荷固定在A、B 两点。以A、B连线的中点为原点O,沿 A、B 连线的中垂线建立x 轴。选无穷远处电势为零。则关于x 轴上各处的电场强度E、电势 随
10、 x 轴坐标的变化规律,下列图像较合理的是 A B C D 【答案】 A 【解析】 【详解】 A、B、对于两个等量负点电荷的电场,根据场强的叠加,知两电荷的中点场强为零,从O 到无穷远的过程中,场强先增大后减小,且 AB 连线左右两侧电场对称,故 A正确,B错 误。 C、D、两个等量负点电荷的连线的中垂线上,从连线中点到无穷远是逆着电场线,故电势 逐渐升高,故C、D 错误。 故选 A。 【点睛】 本题关键是熟悉等量同号电荷和异种电荷之间的电场分别情况,会结合电场线和等势面分 析电势和情况的变化 6图中边长为a 的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷q、 q、 q,在该三 角形中心O 点处
11、固定一电量为- 2q 的点电荷,则该电荷受到的电场力为() A, 方向由 O 指向 C B,方向由C指向 O C,方向由C指向 O D,方向由O 指向 C 【答案】 B 【解析】 【详解】 O 点是三角形的中心,到三个电荷的距离为:, 三个电荷在O 处产生的场强大小均为: 根据对称性和几何知识得知:两个+q 在 O 处产生的合场强为: 再与 -q 在 O 处产生的场强合成,得到O 点的合场强为:,方向 由 O 指向 C则该负电荷受到的电场力为:,方向由C 指向 O;故 B 正 确。 7如图所示,一个长直轻杆两端分别固定小球A 和 B,两球质量均为m,两球半径忽略不 计,杆的长度为L.先将杆竖直
12、靠放在竖直墙上,轻轻拨动小球B,使小球B 在水平面上由 静止开始向右滑动,当小球A 沿墙下滑距离为 2 L 时,下列说法正确的是(不计一切摩擦 ) A杆对小球A 做功为 1 2 mgL B小球 A 和 B 的速度都为 1 2 gL C小球 A、B 的速度分别为 1 3 2 gL和 1 2 gL D杆与小球A 和 B 组成的系统机械能减少了 1 2 mgL 【答案】 C 【解析】 【详解】 BC.当小球 A 沿墙下滑距离为 2 L 时,设此时A 球的速度为vA,B 球的速度为 vB.根据系统机 械能守恒定律得: 22 11 222 AB L mgmvmv,两球沿杆子方向上的速度相等,则有: vA
13、cos60 =vBcos30 .联立两式解得 : 1 3 2 A vgL, 1 2 B vgL;故 B 错误 ,C 正确 . A.对 A 球使由动能定理有: 21 =0 22 A L mgWmv 杆 ,代入 A 的速度解得= 8 L Wmg 杆 , 故 A 错误 . D.对于杆与小球A 和 B 组成的系统而言运动过程中只有重力做功,故系统机械能守恒;故 D 错误 . 8如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线 ab、 cd ,ef 围成一个等边三 角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示,O为等边三角形的中心, M 、N 分别为O关于导线 ab、 cd 的对称点已知三根导线中的电
14、流形成的合磁场在O点的磁感 应强度大小为 1 B,在 M 点的磁感应强度大小为2B,若撤去导线ef,而ab、 cd 中电流 不变,则此时N点的磁感应强度大小为() A 12 BBB 12 BB C 12 2 BB D 12 2 BB 【答案】 C 【解析】 【分析】 【详解】 设每根导线中的电流在O 点产生的磁感应强度大小为 0 B ,ef、cd 中的电流在M 点产生的 磁感应强度大小都为 0 B ,则在 O 点有10 BB ,在 M 点有200 2BBB ,撤去导线ef 后,在 N 点有 00N BBB、联立式各式可得 12 = 2 N BB B A. 12BB与计算结果 12 = 2 N
15、BB B 不相符,故A 不符合题意; B. 12BB与计算结果 12 = 2 N BB B 不相符,故B 不符合题意 C. 12 2 BB 与计算结果 12 = 2 N BB B 相符,故C符合题意; D. 12 2 BB 与计算结果 12 = 2 N BB B 不相符,故D 不符合题意 9位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如右图所示,ab、cd 分别是正方形 两条边的中垂线,O 点为中垂线的交点,P、 Q 分别为 cd、 ab 上的点,且OP OQ. 则下列 说法正确的是 AP、O 两点的电势关系为po BP、Q 两点电场强度的大小关系为EQEP C若在 O 点放一正点电荷,则该正
16、点电荷受到的电场力不为零 D若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到 Q 点,电场力做负功 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 A根据电场叠加,由图像可以知道ab、cd 两中垂线上各点的电势都为零,所以 P、O 两 点的电势相等 ,故A错; B电场线的疏密表示场强的大小,根据图像知EQEP,故 B 正确 ; C四个点电荷在O 点产生的电场相互抵消,场强为零,故在O 点放一正点电荷,则该正点 电荷受到的电场力为零,故C错误 . DP、Q 电势相等,若将某一负电荷由P 点沿着图中曲线PQ 移到 Q 点,电场力做功为 零, 故 D 错误 ; 故选 B. 点睛 :根据电场线的方向确定场源电荷的正负.电势的高低看电场线的指向,沿着电场线电势 一定降低 .电场线的疏密表示场强的大小,;根据电势高低判断功的正负. 10 甲、乙两船在静水中航行速度分别为v1 和 v 2,两船从同一位置划向河对岸,已知甲船 想以最短时间过河,乙船想以最短航程过河,结果两船抵达到岸的地点恰好相同,则甲、 乙两船渡河所用时间比 Av12: v22 B v22:v12