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1、高考物理二轮总复习讲义：高考物理图象问题知识结构考题一图象的识别1.会识图：理解图象的意义，斜率、截距、面积的意义，并列出公式.2.会作图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出图象.3.会用图：能结合物理公式和图象解决物理问题.例1a、b两车在公路上沿同一方向做直线运动，在t0时刻，b车在a车前方500 m处，它们的vt图象如图1所示，下列说法正确的是()图1A.a、b加速时，物体a的加速度等于物体b的加速度B.在整个运动过程中，a、b两车可以相遇两次C.在第60 s时，物体a在物体b的前方D.在第40 s末，a、b两车相距900 m 解析由图可知，a车加速度为a11.5 m/s2，b车加速度
2、为a22 m/s2，A错误；第20 s时，a车位移为x120 m500 m，b车没动x20 m，则x1x0，a车追上b车；第60 s时，a车位移为x1x14040 m2 100 m，b车位移为x2 m1 600 m，则x1x2x0，b车追上a车，即在整个运动过程中两车相遇两次，B正确，C错误；在第40 s末，a车位移x1x14020 m1 300 m，b车位移x2 m400 m，则两车相距xx1(x2x0)400 m，则D错误.故选B.答案B变式训练1.一个质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，对物体施加一个大小变化但方向不变的水平拉力F，使物体在水平面上运动
3、了3 s.若要使物体在3 s内运动产生的内能最大，则力F随时间t变化的图象应为()答案B解析由题意可知，物体在3 s内运动的位移最大时，产生的内能最大.物体受到的最大静摩擦力为mg2 N，当F5 N时，a13 m/s2，当F3 N时，a21 m/s2，当F1 N时，a31 m/s2.根据四个图象的情况，作出对应的vt图象如图所示，可知B图在3 s内的面积最大，即物体位移最大，故内能最大.故选B.2.在“蹦床”娱乐活动中，从小朋友下落到离地面高h1处开始计时，其动能Ek与离地高度h的关系如图2所示.在h1h2阶段图象为直线，其余部分为曲线，h3对应图象的最高点，小朋友的质量为m，重力加速度为g，
4、不计空气阻力和一切摩擦.下列有关说法正确的是()图2A.整个过程中小朋友的机械能守恒B.从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，其加速度先减小后增大C.小朋友处于hh4高度时，蹦床的弹性势能为Epmg(h2h4)D.小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为Epmmgh1答案BC解析小朋友接触蹦床后，蹦床对小朋友的弹力做功，故整个过程中小朋友的机械能不守恒，A错误；从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，蹦床对小朋友的弹力先小于重力，后大于重力，随着弹力的增大，合力先减小后反向增大，故加速度先减小后增大，B正确；由题图知，小朋友在h2处和h4处动能相等，根据蹦床
5、和小朋友组成的系统机械能守恒得，小朋友处于h4高度时，蹦床的弹性势能为Epmg(h2h4)，C正确；小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为Epmmg(h1h5)，D错误.3.如图3所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN.现从t0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即Ikt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好.下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，可能正确的是()图3答案BD解析从t0时刻起，金属棒通以Ikt的电流，由左手定则知，安培力方向垂直纸面向里，使其紧压导轨，导致棒在运动过程中，受到
6、的摩擦力增大，加速度减小，因速度与加速度方向相同，做加速度减小的加速运动.当滑动摩擦力等于重力时，加速度为零，速度最大，当安培力继续增大时，滑动摩擦力大于重力，加速度方向竖直向上，与速度方向相反，做加速度增大的减速运动，vt图象的斜率表示加速度的大小.考题二图象的综合应用1.物理图象不仅能够直接反映物理量的大小、方向，而且图线的斜率、线与坐标轴围成的面积也有特定的物理意义.在解题时要充分理解图象反映的信息，挖掘图象中隐含的条件.2.通过分析图象，能够根据相应的物理知识来建立物理量间的函数关系式，可以直接读出或求出某些待求的物理量，还可以探究某些物理规律，或测定某些物理量，分析某些复杂的物理过程
7、.3.掌握用物理图象解决问题的方法，通过对物理图象的分析来提高对物理知识的理解和记忆能力.例2如图4甲所示，在距离地面高度为h0.80 m的平台上有一轻质弹簧，其左端固定于竖直挡板上，右端与质量m0.50 kg、可看作质点的物块相接触(不粘连)，OA段粗糙且长度等于弹簧原长，其余位置均无阻力作用.物块开始静止于A点，与OA段的动摩擦因数0.50.现对物块施加一个水平向左的外力F，大小随位移x变化关系如图乙所示.物块向左运动x0.40 m到达B点，到达B点时速度为零，随即撤去外力F，物块在弹簧弹力作用下向右运动，从M点离开平台，落到地面上N点，取g10 m/s2，则下列说法正确的是()图4A.弹
8、簧被压缩过程中外力F做的功为6.0 JB.弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为6.0 JC.整个运动过程中克服摩擦力做功为4.0 JD.MN的水平距离为1.6 m解析根据Fx图象与坐标轴所围的面积表示力F做的功，则弹簧被压缩过程中外力F做的功为 WF0.2 J180.2 J6.0 J，A正确；物块向左运动的过程中，克服摩擦力做功Wfmgx1.0 J，根据能量守恒可知，弹簧被压缩过程中最大弹性势能为 EpWFWf5.0 J，B错误；整个运动过程中克服摩擦力做功为 Wf总2mgx2.0 J，C错误；设物块离开M点时的速度为v，对整个过程由能量守恒得：mv2WFWf总，解得v4 m/s，物块离开M点
9、后做平抛运动，则有hgt2，xvt，解得x1.6 m，D正确.答案AD变式训练4.一摩托车在t0时刻由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的at图象如图5所示，根据已知的信息，可知()图5A.摩托车的最大动能B.摩托车在30 s末的速度大小C.在030 s的时间内牵引力对摩托车做的功D.10 s末摩托车开始反向运动答案B解析由图可知，在010 s摩托车做匀加速运动，1030 s做减速运动，故10 s末速度最大，动能最大，由vat可求出最大速度，但摩托车的质量未知，故不能求最大动能，A错误；根据at图象与t轴所围的面积表示速度变化量，可求出30 s内速度的变化量，由于初速度为0，则可求摩托车在
10、30 s末的速度大小，B正确；在1030 s牵引力是变力，由于不能求出位移，也不知道摩托车的质量，故不能求出牵引力对摩托车做的功，C错误；根据“面积”表示速度变化量可知，30 s内速度变化量为零，所以摩托车一直沿同一方向运动，D错误.故选B.5.如图6所示，两个等量异种点电荷，关于原点O对称放置，下列能正确描述其位于x轴上的电场或电势分布随位置x变化规律正确的是()图6答案A解析由两个等量异号电荷的电场线分布图，结合“沿电场线方向电势降低”的原理，可知从左侧无穷远处向右，电势从零逐渐升高，正电荷所在位置处最高，然后电势再减小，O点处电势为零，故O点右侧电势为负，同理到达负电荷时电势最小，且电势
11、为负，从负电荷向右，电势开始升高，直到无穷远处电势为零，A正确，B错误；根据电场线的疏密表示场强的大小可知，从正电荷到负电荷，电场强度先减小后增大，但O点的电场强度不为零，故C、D错误.6.如图7所示，abcd为一边长为l的正方形导线框，导线框位于光滑水平面内，其右侧为一匀强磁场区域，磁场的边界与线框的cd边平行，磁场区域的宽度为2l，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里.线框在一垂直于cd边的水平恒定拉力F作用下沿水平方向运动，直至通过磁场区域.cd边刚进入磁场时记为x0，线框开始匀速运动.线框中电流沿逆时针时为正，则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，a、b两端的电压Uab及导线框中的电
12、流i随cd边的位置坐标x变化的图线可能是()图7答案C解析线框进入磁场的过程做匀速运动，感应电动势EBlv恒定，线框中的电流大小恒定，方向沿逆时针方向，a、b两端的电压Uab；线框完全在磁场中运动时，穿过闭合电路的磁通量不变，线框中感应电流为零，做匀加速运动，ab边两端的电压 UabBlv不断增大，Uab与位移x不是线性关系；线框离开磁场，做减速运动，加速度逐渐减小，线框刚好完全离开磁场时，速度大于或等于匀速运动时的速度，不可能为零，故此时电流也不可能为零，故C正确，A、B、D错误.专题规范练1.一质点做直线运动，其运动的位移x跟时间t的比值与时间t的关系图线为一条过原点的倾斜直线，如图1所示
13、.由图可知，t2 s时质点的速度大小为()图1A.2 m/s B.4 m/sC.6 m/s D.8 m/s答案B解析由图得t，由位移公式xv0tat2得v0at，对比两式得v00，a2 m/s2，即质点做匀加速直线运动.故t2 s时的速度大小为vat4 m/s.故选B.2.如图2所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，上端固定，下端连一质量为m的物块A，A放在质量也为m的托盘B上，以FN表示B对A的作用力，x表示弹簧的伸长量.初始时，在竖直向上的力F作用下系统静止，且弹簧处于自然状态(x0).现改变力F的大小，使B以的加速度匀加速向下运动(g为重力加速度，空气阻力不计)，此过程中FN或F随x变化的图象
14、正确的是()图2答案D解析当弹簧的弹力增大到时，物块和托盘间的压力为零，在此之前，二者之间的压力由开始运动时的线性减小到零，力F由开始运动时的mg线性减小到；此后托盘与物块分离，力F保持不变，故D正确.3.图3甲是张明同学站在压力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，点P 是他的重心位置.图乙是根据传感器采集到的数据画出的力时间图线.两图中ag 各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出.取重力加速度g10 m/s2.根据图象分析可知()图3A.张明的重力为1 500 NB.c点位置张明处于失重状态C.e点位置张明处于超重状态 D.张明在d点的加速度小于在f点的加速度答案C解析开始时人处于平衡状态，
15、人对传感器的压力是500 N，故人的重力也是500 N，A错误；c点时人对传感器的压力大于重力，处于超重状态，B错误；e点时人对传感器的压力大于重力，处于超重状态，C正确；人在d点：a120 m/s2.在f点：a210 m/s2，可知d点的加速度大于f点的加速度，D错误.4.(多选)如图4甲所示，小物块静止在倾角37的粗糙斜面上.现对物块施加一个沿斜面向下的推力F，力F的大小随时间t的变化情况如图乙所示，物块的速率v随时间t的变化规律如图丙所示，取sin 370.6、cos 370.8，重力加速度取g10 m/s2，下列说法正确的是()图4A.物块的质量为1 kgB.物块与斜面间的动摩擦因数为0.7C.03 s内力F做功的平均功率为0.32 WD.03 s内物体克服摩擦力做的功为5.12 J答案AD解析由速度图象知，在13 s内F0.8
