《【考前三个月】2015届高考物理名师考点点拨专题讲义：专题10+物理图像问题分析(含14真题及原创解析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【考前三个月】2015届高考物理名师考点点拨专题讲义：专题10+物理图像问题分析(含14真题及原创解析)（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考定位图象能形象地表述物理规律、描述物理过程，能直观地展现物理量之间的相互关系及变化趋势，利用图象解决物理问题是一种重要的科学思维方法因此，对图象问题的考查成为近几年的热点高考趋势：主要考查以下几个方面：会识图：理解图象的意义，斜率、截距、面积的意义会作图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出图象会用图：能结合物理公式和图象分析解决物理问题考题 1对力学图象问题的考查例 1 如图 1 所示，轨道 NO 和 OM 底端对接且 ，小环自 N 点由静止滑下再滑上 OM.已知小环在轨道 NO 下滑的距离小于在轨道 OM 上滑的距离，忽略小环经过 O 点时的机械能损失，轨道各处的摩擦系数相同若用 F、
2、F f、v 和 E 分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图其中能正确反映小环自N 点到右侧最高点运动过程的是()图 1审题突破小环在 NO 上做初速度为 0 的匀加速运动，在 OM 上做匀减速运动至速度为 0，根据匀变速直线运动的平均速度公式知加速和减速过程中的平均速度相等，再根据下滑距离大于上滑距离可得物体下滑时间大于上滑时间，从而可以比较出加速度的大小，由牛 顿第二定律确定小球所受合外力的大小小球所受滑动摩擦力的大小可以通 过比较小球所受弹力的大小加以确定，小环的速度与位移的关系可以通 过动能定理加以确定，合外力做功等于小环动能的变化，机
3、械能随小环所受摩擦力做功而减小，根据摩擦力做功与位移关系加以 讨论解析 由题意知， (v0v)知环在 NO、OM 上滑动的平均速度相等，又因为小环在轨道 NOv12下滑的距离小于在轨道 OM 上滑的距离，结合 x t 可得：在 NO 上运动的时间小，在根据va 可知在 NO 上下滑时的加速度较大，故在 NO 上合外力较大，所以 A 正确；在 NO 上摩vt擦力 Ff1mgcos ，在 OM 上 Ff2mgcos ，又 ，所以下滑时的摩擦力小于上滑时的摩擦力，故 B 正确；因环在下滑和上滑的过程中均做匀变速运动满足 v22ax ，故速度与位移不是线性关系，故 C 错误；由机械能守恒可知，机械能的
4、变化是由摩擦力做功引起的，故 Ex图象的斜率表示摩擦力，又下滑时的摩擦力小于上滑时的摩擦力，所以图象前段斜率应小于后段的斜率，所以 D 错误答案AB1如图 2 所示，直线 a 和曲线 b 分别是在平直公路上行驶的汽车 a 和 b 的位移时间(xt)图线由图可知()图 2A在 t1 时刻，两车速度相等B在 t2 时刻，a、b 两车运动方向相同C在 t1 到 t2 这段时间内， b 车的速率先减小后增大D在 t1 到 t2 这段时间内，b 车的速率一直比 a 车大答案C解析由题图可知，在 t1时刻，两车位置相同，图线切线的斜率不同，即两车速度不相等， 选项 A 错误；因为 xt 图线切线的斜率代表
5、速度，在 t2时刻，a、b 切线的斜率符号相反，故a、b 两车运动方向相反，选项 B 错误；在 t1 到 t2这段时间内，b 切线的斜率先减小后增大，故b 车的速率先减小后增大，选项 C 正确；在 t1 到 t2这段时间内，比较 a、b 切线的斜率可知，开始 b 车速率大于 a，然后 b 车 的速率逐渐减小，直到等于 a 车的速率；然后减小到零后又反向增加，故选项 D 错误2为减少二氧化碳排放，我市已推出新型节能环保电动车在检测某款电动车性能的实验中，质量为 8102 kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为 15 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力 F 与对
6、应的速度 v，并描绘出如图 3 所示的F 图象( 图中 AB、BO 均为直线) ，假设电动车行驶中所受阻力恒为车重的 0.05 倍，重力1v加速度取 10 m/s2.则()图 3A该车起动后，先做匀加速运动，然后做匀速运动B该车起动后，先做匀加速运动、然后做加速度减小的加速运动，接着做匀速运动C该车做匀加速运动的时间是 1.2 sD该车加速度为 0.25 m/s2 时，动能是 4104 J答案BD解析由于横坐标为速度的倒数，所以 电动车的启动过程 为从 A 到 B 到 C.AB 段， 牵引力不变，电动车做匀加速运动，加速度为 a m/s22 F Ffm 2 000 0.058102108102
7、m/s2；BC 段，由于图象为过原点的直线，所以 FvP 额 恒量，即以恒定功率启动，牵引力减小，加速度减小，电动车做加速度减小的加速运动，当 FF f400 N，速度达到最大值 15 m/s，故 选项 A 错误，B 正确；由 a 可知 t s1.5 s，故 选项 C 错误；该车v v0t v v0a 3 02加速度为 0.25 m/s2时，牵引力为 FmaF f810 20.25 N0.05810 210 N600 N，此时的速度为 vm/s10 m/s，动能为 Ek mv 2 8102102 J410 4 J，故选项 D 正确2 0003600 12 121理解横坐标、纵坐标的物理意义(1
8、)确认横坐标、纵坐标对应的物理量各是什么(2)坐标轴物理量的单位也是绝不能忽视的2理解斜率、面积的物理意义(1)图线的斜率的意义要理解物理图象中斜率的含义，首先要看清图象的两个坐标轴变速直线运动的 xt 图象，纵坐标表示位移，横坐标表示时间，因此图线中某两点连线的斜率表示平均速度，图线上某一点切线的斜率表示瞬时速度；vt 图线上两点连线的斜率和某点切线的斜率，分别表示平均加速度和瞬时加速度；恒力做功的 Wl 图象(l 为恒力方向上的位移)，斜率表示恒力的大小；用自由落体运动测量重力加速度实验的 v2x 图象(v 为速度，x 为下落位移)，其斜率为重力加速度的 2 倍；(2)面积的物理意义在直线
9、运动的 vt 图象中，图线和时间轴之间的面积，等于速度 v 与时间 t 的乘积，因此它表示相应时间内质点通过的位移；在 at 图象中，图线和时间轴之间的面积，等于加速度 a 与时间 t 的乘积，表示质点在相应时间内速度的变化量；力 F 移动物体在力的方向上产生一段位移 l，Fl 图象中曲线和 l 坐标轴之间的面积表示 F 做的功，如果 F 是合力，则此面积表示物体动能的增加量考题 2对电场图象问题的考查例 2 a、b 是 x 轴上的两个点电荷，电荷量分别为 Q1 和 Q2，沿 x 轴 a、b 之间各点对应的电势高低如图 4 中曲线所示，P 点处电势最低，而且 a、P 之间的距离大于 P、b 之
10、间的距离从图中可看出以下说法中正确的是()图 4Aa、P 间和 P、b 间各点的电场方向都指向 P 点Ba 和 b 一定是同种电荷，但是不一定是正电荷C电势最低的 P 点的电场强度最大D把带负电的检验电荷沿 x 轴由 a 移到 b 的过程中，电场力对该电荷先做正功后做负功审题突破x 图线的切线斜率表示电场强度的大小，所以 P 处场强为零，从 a 到 b 电势先减小后增大，根据电场力方向与运 动方向的关系判断电场 力是做正功还是负功根据点 电荷场强公式，得到 Q1 的电荷量一定大于 Q2 的电荷量；根据场强方向得出两电荷一定是正电荷解析根据顺着电场线电势降低可知， P 点的左侧电场方向向右，P
11、点的右侧电场方向向左，则 a、P 间和 P、b 间各点的电场方向都指向 P 点，故 A 正确； P 点切线斜率为零，而 x 图线的切线斜率表示电场强度的大小， 则 P 点的电场强度为零两电荷在 P 点的合场强为零，P 点距离 Q1较远，根据点电荷的场强公式知，Q 1 的电量大于 Q2 的电量从 a 到 b 电势先减小后增大，因为沿电场线方向 电势逐渐降低，知 Q1 和 Q2 一定是同种电荷，且都为正电荷，故B 错误；由图象切线的斜率表示 电场强度的大小，就知道 P 处场强为零，且电势最低，故 C 错误；把带负电的检验电荷沿 x 轴由 a 移到 b 的过程中，电场力先向左后向右，电场力先做负功再
12、做正功，故 D 错误答案A3(2014安徽17) 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 5 所示，下列图象中合理的是()图 5答案D解析带电粒子在电场中运动时，其 电势能的变化规律是非 线性的 A：由 Epx 图象知，带电粒子的电势能不是均匀变化的， 电场力不能为恒力，故 选项 A 错误；B ：带电粒子仅受静电力作用，故电势能和动能相互 转化， 电势能的减少量等于动 能的增加量，即动能增加得越来越慢，故选项 B 错误；C：由于静电力不是恒力，加速度 a 应该越来越小，故选项 C 错误，选项 D
13、正确4静电场方向平行于 x 轴，其电势 随 x 的分布可简化为如图 6 所示的折线一质量为m、带电量为q 的粒子(不计重力)，以初速度 v0 从 O 点(x 0)进入电场，沿 x 轴正方向运动下列叙述正确的是( )图 6A粒子从 O 运动到 x1 的过程中速度逐渐减小B粒子从 x1 运动到 x3 的过程中，电势能先减小后增大C要使粒子能运动到 x4 处，粒子的初速度 v0 至少为 2 q0mD若 v02 ，粒子在运动过程中的最大速度为 q0m 6q0m答案AD解析粒子从 O 运动到 x1 的过程中，电势升高，场强方向沿 x 轴负方向，粒子所受的电场力方向也沿 x 轴负方向，粒子做减速运动，故
14、A 正确粒子从 x1 运动到 x3 的过程中，电势不断降低，根据正电荷在电势高处电势 能越大，可知，粒子的电势能不断减小，故 B 错误根据电场力和运动的对称性可知：粒子如能运动到 x1处，就能到达 x4处，当粒子恰好运动到 x1处时，由动能定理得 q(0 0)0 mv ，解得 v0 ，所以要使粒子能运动到 x4处，粒子的初12 20 2q0m速度 v0 至少为 ，故 C 错误若 v02 ，粒子运动到 x3处电势能最小， 动能最大，由2q0m q0m动能定理得 q0( 0) mv mv ，解得最大速度 为 vm ，故 D 正确12 2m 12 20 6q0m电场中的图象类型可以分为如下几种基本类
15、型，场强随坐标轴变化的函数图象：即 Ex 图象，电势随坐标轴变化的函数图象：x 图象，电势能随坐标轴变化的图象：E px 图象场源可能是点电荷，也可能是电偶极子，还可能是带电平板等，解答该类型题关键是要读懂图象的电学意义，即坐标轴、坐标原点、斜率、交点坐标等的物理意义，同时结合题意，读懂已知条件，以及提出的问题，根据电场强度的定义式和电势的基本公式解决问题考题 3对电磁感应中图象问题的考查例 3 (2014新课标18) 如图 7(a)，线圈 ab、cd 绕在同一软铁芯上在 ab 线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈 cd 间电压如图(b)所示已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈 ab 中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()图 7审题突破线圈 cd 与示波器连接，在每个时间段内电流不随时间变化，则根据法拉第电磁感应定律，产生感应电流的磁场 均匀变化，由此判断 线圈 ab 电流的变化解析由题图(b)可知在 cd 间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈 ab中的磁场是均匀变化的，则线 圈 ab 中的电流是均匀变化的，故选项 A、B、D 错误，选项 C 正确答案C5有一种信号发生器的工作原理可简化为如图 8 所示的
