《高中物理培优辅导讲义：专题28-图象信息类问题（含答案解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理培优辅导讲义：专题28-图象信息类问题（含答案解析）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理备课大师 免费 】【引言】运用图象来描述两个物理量之间的关系是物理学中的常用方法。物理图象蕴涵一些解题需要的信息，充分利用图象中的信息，不但可以为解题带来已知条件，还可以帮助解读题意，再现物理情景，寻找物理量之间的关系。利用图象分析解答相关问题，具有直观简捷的优点。图象信息类问题在近年高考试题中呈现逐渐增多趋势，且图象信息类问题一般作为能力题和压轴题。命题特点：图象信息类问题一般以图象 给出相关解题信息，联系题述物理情景，运用相关物理规律解答。解题的主要思想方法：对图象信息类问题解题的关键是读懂图象，正确利用图象的斜率、截距、交点、面积的物理意义。要包括位移 图象、速度图象、加速度图象等。
2、利用位移图象可以得到位移、速度等信息；利用速度图象可以得到速度、加速度和位移等信息；利用加速度图象可以得到加速度、某段时间内速度变化等信息。例 1 （2013 全国新课标理综 25 题）一长木板在水平面上运动，在 t=0 时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图 象如例 125 图所示。已知物块与木板的质量相等 ，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，取重力加速度的大小 g=10m/：（1）物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数。（2）从 t=0 时刻到物块与木板均 停止运动时，物块相对于木板的位移的大小。物
3、理备课大师 免费 】【分析与解】 分析题给木板运动的速度时间图象，t=速度拐点，木板加速度开始减小，表明二者此时速度相等，应用牛顿运动定律及其相关知识列方程解答。 （1）从 t=0 时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。物理备课大师 免费 】【点评】本题主要考查牛顿运动定律，匀变速直线运动规律、速度图象、叠加 体及其相关知识，意在考查考生灵活应用相关知识解决问题的能力。源:图象主要指与力相关的图象，主要是力随时间变化图象，力随位移变化图象等。利用力图象不但可以得到力的信息，还可以从力随时间变化图象得到力的冲量（物体动量变化）信息，可以
4、从力随位移变化图象得到力做功（动能变化）信息。例 2（2010 高考海南物理）例 126 图 1 中，质量为 m 的物块叠放在质量为 2m 的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为 木板上施加一水平向右的拉力F，在 03s 内 F 的变化如例 126 图 2 所示，图中 F 以 单位，重力加速度 g=10m/个系统开始时静止 (1)求 1s、s、3s 末木板的 速度以及2s、3s 末物块的速度；(2)在同一坐标系中画出 03s 内木板和物块的 vt 图象，据此求 03s 内物块相对于木板滑过的距离。物理备课大师 免费 】（功）图象。与功和能相关的力图象，主
5、要包括牵引力随速度变化的图象、力随速度倒数变化的图象等。解答与功和能相关的力图象问题首先要把图象信息与题述物理情景联系起来，还原物理情景，运用相关物理知识解答。与功和能相关的能量（功）图象，主要包括机械能随高度变化图象、动能随位移变化图象、重力势能随高度变化图象、做功与位移变化图象等。解答与功和能相关的能量（功）图象问题，要结合题述物理过程，弄清图象对应的物理情景和物理规律，运用相关知识列方程解答。例 3 （改编题）利用定滑轮可以改变拉力的方向。如例 127 图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻对轻绳的拉力 F 与被提升重物的速度 v，并描
6、绘出 设某次实验所得的图象如图乙所示，其中线段 1反映了被提升重物在第一个时间段内 F 和 1段 延长线过原点（C 点为实线与虚线的分界点） ，它反映了被提升重物在第二个时间段内 F 和 1三个时间段内拉力 F 和速度 v 均为 C 点所对应的物理备课大师 免费 】，因此图象上没有反映。实验中还测得重物由静止开始经过 t=度增加到 s，此后物体做匀速运动。取重力加速度 g=10m/重及一切摩擦和阻力均可忽略不计。 来源:1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一时间段内和第二时间段内还各有一些物理量的 值保持不变。请分别指出第一时间段内和第二时间内所有其他保持不变的物
7、理量，并求出它们的大小；（2）求被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程。势相关的图象信息方法解读由场强图象可以得出的信息：物理备课大师 免费 】由匀强电场公式 E=U/d，可以得出 E= ，场强 E 随 x 变化关系的图象与横轴所围的面积表示电势差。x若 x=0 处电势为零，可以根据面积比较各点的电势高低。由于 F=场力做功 W=Fx=强 E 随 x 变化关系的图象与横轴所围的面积与电 场力的功成正比，而电场力做功与电势能变化相关，因此可得出电荷沿 x 轴移动时电势能变化关系。由电势图象可以得出的信息：由匀强电场公式 E=U/d，可以得出 E= ，所以电势 与位置 x 之间的关系图
8、x像斜率表示电场强度。由电势图象的斜率可比较对应各点电场强度的大小。由电势能 Ep=知，由电势 与位置 x 之间的关系图象可比较电荷的电势能。例 4 （2013 高考上海物理第 32 题）半径为 R，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如例 128 图所示，图中 知，Er 曲线下 OR 部分的面积等于 R 2R 部分的面积。(1)写出 Er 曲线下面积的单位；(2)己知带电球在 rR 处的场强 E中 k 为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量 Q 为多大?(3)求球心与球表面间的电势差U ；(4)质量为 m，电荷量为 q 的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到
9、2R 处?【点评】此题以场强大小沿半径分布图象给出解题信息，意在考查对 Er 曲线下面积物理意义的理解和动能定理、电场力做功等知识的理解掌握。由 E=U/d 可知，Er=，由此可知 Er 曲线下面积的物理意义是表示电势差。物理备课大师 免费 】来源:学科网与带电粒子在电场中运动相关的图象主要是电场图象和电势差图象，根据这两种图象都可以得到带电粒子在某时刻或某位置的受力情况，然后利用相关物理规律解答。例 5.（2010江苏物理）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为 d 的两平行极板，如例 129 图甲所示，加在极板 A、B 间的电压 周期性变化，其正向电压为 向电压为(k1)。电压变化
10、的周期为 2，如图乙所示。在 t=0 时，极板 B 附近的一个电子，质量为 m、电荷量为 e，受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板 A，且不考虑重力作用。（1）若 ，电子在 02 时间内不能到达极板 A，求 d 应满足的条件；来源:学科网54k（2）若电子在 02 时间未碰到极板 B，求此运动过程中电子速度 v 随时间 t 变化的关系；（3）若电子在第 N 个周期内的位移为零，求 k 的值。物理备课大师 免费 】【全免费 】，利用磁感应强度随时间或位移变化的图象可以得到带电粒子所受的洛伦兹力，通过分析进而画出带电粒子运动轨迹，使问题得到解决。例 6 （2014 山东理综第
11、 24 题）如例 130 图甲所示，间距为 d、垂直于纸面的两平行板 P、 Q 间存在匀强磁场。取垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。t=0 时刻，一质量为 m、带电量为 q 的粒子（不计重力） ，以初速度 Q 板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区。当 某些特定值时，可使 t=0 时刻入射的粒子经t 时间恰能垂直打在 P 板上（不考虑粒子反弹） 。上述 m、q、d、v 0 为已知量。 若t = 2 若t = 粒子在磁场中运动时加速度的大小； 3 若 为使粒子仍能垂直打在 P 板上，求 立解得：a= 免费 】2时，不满足 090的要求。点
12、评：此题第（3）问，画出轨迹示意图，对粒子垂直打在 P 板上，要分 A、B 两个位置分别列出几何关系方程讨论，周密思考，避免漏解。免费 】、磁场（磁通量）随时间变化的图象等。根据导体棒运动的速度图象可以得出导体棒的加速度等信息，根据磁场（磁通量）随时间变化的图象，可以得出磁感应强度变化率、 磁通量变化率等。例 7（2007 年高考上海物理第 23 题）如例 131 图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为 L，导轨左端接有阻值为 R 的电阻，质量为 m 的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。开始时导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度 速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为 f 的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。(1)求导体棒所达到的恒定速度 来源:学&科&网 Z&X&X&K(2)为使导体棒能随磁场运动，阻力
