最新高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题
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高中物理图示法图像法解决物理试题技巧(很有用)及练习题及解析一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点,分别在a、c两个点处放等量异种电荷+Q和-Q。
下列说法正确的是( )A.b、f两点电场强度大小相等,方向不同B.e、d两点电势相同C.b、f两点电场强度大小相等,方向相同D.e、d两点电势不同【答案】BC【解析】A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的,由等量异号电荷的电场的特点,结合题目的图可知,图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面,所以该平面上各点的电势都是相等的,各点的电场强度的方向都与该平面垂直。
由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的,结合该电场的特点可知,b、c、d、e各点的场强大小也相等。
由以上的分析可知,b、c、d、e各点的电势相等,电场强度大小相等,方向相同。
故A、D错误;故选BC。
【点睛】解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况,知道场强是矢量,只有大小和方向都相同时,场强才相同,同时掌握好电场强度的叠加方法。
2.如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2kg的滑块A.半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将A、B连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,A、B均可看作质点,且不计滑轮大小的影响.现给滑块A一个水平向右的恒力F=50N(取g=10m/s2).则()A.把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20JB .小球B 运动到C 处时的速度大小为0C .小球B 被拉到与滑块A 速度大小相等时,离地面高度为0.225mD .把小球B 从地面拉到P 的正下方C 时,小球B 的机械能增加了20J【答案】ACD【解析】解: 把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点过程中,力F 的位移为:()220.40.30.40.30.4x m =+--= ,则力F 做的功W F =Fx=20J ,选项A 正确;把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点时,此时B 的速度方向与绳子方向垂直,此时A 的速度为零,设B 的速度为v ,则由动能定理:2102F W mgR mv -=- ,解得v=27 m/s ,选项B 错误;当细绳与圆形轨道相切时,小球B 的速度方向沿圆周的切线方向向上,此时和绳子方向重合,故与小球A 速度大小相等,由几何关系可得h=0.225m 选项C 正确;B 机械能增加量为F 做的功20J ,D 正确本题选ACD3.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).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103L =m ,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2m/sD .滑块A 经过P 1047m/s 【答案】BC【解析】【分析】【详解】A .滑块A 运动到P 点时,垂直于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mg sin53°,根据牛顿第二定律得:mg sin53°=maa =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: 8sin 53m 3l L =︒= 所以滑块A 运动到P 时,A 下落10348sin 53cos53sin 53=m=m 3555OP h x L =︒=︒︒⨯⨯ B 下落 1082m m m 333H L l =-=-= 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,以两个物体组成的系统为研究对象,由机械能守恒定律得:212MgH mgh mv +=解得 52m/s v =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,跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体A 和B ,A 套在光滑水平杆上,定滑轮离水平杆的高度h=0.2m ,开始时让连接A 的细线与水平杆的夹角θ=53°,现把A 由静止释放,在以后A 向右的运动过程中,下列说法中正确的是(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g 取10m/s 2,且B 不会与水平杆相碰.)( )A .物体A 在运动的过程中,绳的拉力一直做正功,所以机械能一直增加B .物体B 在运动的过程中,绳的拉力先做负功再做正功,动能最小为零C .物体A 在运动过程中先加速后减速,且最大速度等于1m/sD .物体B 在运动过程中先加速后减速,且最大速度等于1m/s【答案】BC【解析】【分析】【详解】A 、在A 运动过程中,开始时绳子拉力与运动方向相同,拉力做正功,当越过悬点正下方后,拉力开始做负功;故A 拉力先做正功后做负功;故A 错误.C 、A 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向上的分速度等于B 的速度大小,有:v A cos θ=v B ,A 、B 组成的系统机械能守恒,当θ=90°时,A 的速率最大,此时B 的速率为零.根据系统机械能守恒有:21()sin 2B A h m g h mv θ-=,解得v =1m/s ;C 正确. B 、在B 运动过程中,拉力先做负功后做正功,当B 的速度为零动能最小为零;故B 正确.D 、由A 的分析可知,B 的速度先向下增大后减小,再向上增大后减小.最大速度等于v A cos θ=0.8m/s ;故D 错误.故选BC.【点睛】解决本题的关键知道A 沿绳子方向上的分速度等于B 的速度大小,以及知道A 、B 组成的系统机械能守恒.5.如图物体A 和B 的质量均为m ,且分别用轻绳连接跨过定滑轮(不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦).当用水平变力F 拉物体B 沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中( )A .物体A 也做匀速直线运动B .绳子的拉力始终大于物体A 所受的重力C .物体A 的速率小于物体B 的速率D .地面对物体B 的支持力逐渐减小【答案】BD【解析】【分析】【详解】由速度的分解可得v A =v B cosα,而在B 向右运动的过程中,α减小,所以A 做变速运动,由数学知识可知v A 增大,即A 加速上升,绳子拉力大于重力,A 错,B 正确;由公式v A =v B cosα,可知C 错;分析A 的运动可知,当a 角趋于零时,A 的运动趋于匀速,A 的加速度减小,所以绳子对A 的拉力减小,D 正确,故选BD【点睛】本题难度较小,对于绳子末端的分解问题,注意两个分运动方向为:沿着绳子拽和垂直绳子摆6.一快艇从离岸边100m 远的河流中央向岸边行驶.已知快艇在静水中的速度图象如(图甲)所示;河中各处水流速度相同,且速度图象如(图乙)所示.则( )A .快艇的运动轨迹一定为直线B .快艇的运动轨迹一定为曲线C .快艇最快到达岸边,所用的时间为20sD .快艇最快到达岸边,经过的位移为100m【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB 、两分运动为一个做匀加速直线运动,一个做匀速线运动,知合速度的方向与合加速度的方向不在同一直线上,合运动为曲线运动.故A 错误、B 正确;CD 、当水速垂直于河岸时,时间最短,垂直于河岸方上的加速度a =0.5m/s 2,由212d at,得t =20s ,而位移大于100m ,故C 正确、D 错误. 【点睛】 解决本题的关键会将的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向,知道在垂直于河岸方向上速度越大,时间越短.以及知道分运动和合运动具有等时性.7.如图所示,绝缘水平桌面上固定A 、B 两个带等量异种电荷的小球,A 、B 连线的中点处垂直桌面固定一粗糙绝缘直杆,杆上穿有一个带有小孔的正电小球C,将C 从杆上某一位置由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零.C 沿杆下滑时带电荷量保持不变,三个带电小球A 、B 、C 均可视为点电荷那么C 在下落过程中,以下判断正确的是( )A .所受摩擦力变大B .电场力做正功C .电势能不变D .下落一半高度时速度一定最大【答案】AC【解析】A、AB为等量异种点电荷,故产生的电场在AB连线垂直平分线上,从垂足向两侧场强逐渐减小,且为等势面,电荷C在下滑的过程中,受到的电场力为F=qE,将逐渐增大,受到的摩擦力为f=μF=μqE,故受到的摩擦力增大,故A正确;B、小球在下滑过程中沿等势面运动,故电场力不做功,电势能不变,故B错误,C正确;D、在下落过程中,当小球C的重力等于摩擦力时,速度最大,由于下落过程中摩擦力逐渐增大,故在下落过程中摩擦力在相同距离内做功越来越大,故速度最大时要在下落一半高度以下,故D错误;故选AC.【点睛】本题主要考查了等量异种电荷产生的电场分布及在两电荷垂直平分线上的电场的特点,明确在下滑过程中摩擦力越来越大摩擦力做功越来越多即可.8.如图所示,两等量负点电荷固定在A、B两点。
高中物理图像法解决物理试题解题技巧和训练方法及练习题1.问题:一个球从斜面上下滚动,求滚动过程中球心的加速度。
解题方法:通过绘制球在不同位置的速度矢量图,可以发现球心的加速度大小恒定为g*sinθ,方向沿斜面向下。
2.问题:一个火箭垂直向上发射,求其高度和速度随时间的变化关系。
解题方法:绘制高度-时间和速度-时间图像,根据火箭发射时的初速度和加速度,分析其运动状态。
3.问题:一个物体从高处自由落下,求其下落时间和落地时的速度。
解题方法:通过绘制速度-时间图,找到物体的初速度和加速度,并利用运动学公式求解。
4.问题:两个弹簧同时用力拉伸,求弹簧的合力和合力的方向。
解题方法:绘制拉伸弹簧的位移-力图,根据弹簧的弹性系数和拉伸量求解合力大小和方向。
5.问题:一个半径为R的圆盘在水平桌面上绕自身垂直轴心旋转,求其角速度和角加速度。
解题方法:通过绘制角速度-时间和角加速度-时间图像,利用旋转的基本关系式求解。
6.问题:一个抛体做匀速圆周运动,求其速度和加速度的大小。
解题方法:绘制速度-时间和加速度-时间图像,根据圆周运动的特点求解。
7.问题:一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体,另一边有一个质量为2m的物体,求两个物体之间的摩擦力。
解题方法:绘制摩擦力-加速度图像,根据牛顿第二定律和摩擦力公式求解。
8.问题:一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体,通过绳子连接一个质量为2m的物体,求系统的加速度。
解题方法:绘制受力-加速度图像,根据牛顿第二定律和受力平衡条件求解。
9.问题:一个光滑水平桌面上有一个质量为m的物体,与墙面接触,求物体受到的压力大小和方向。
解题方法:绘制压力-受力图像,根据受力平衡条件和压力的定义求解。
10.问题:一个电流为I的导线在磁场中受到力F,求导线的长度和磁场的大小。
解题方法:绘制力-电流图像,利用洛伦兹力公式和导线长度的关系求解。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题含解析一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d 时(图中B 处),下列说法正确的是A .小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB .小环到达B 处时,重物上升的高度也为dC .小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于D .小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】由题意,释放时小环向下加速运动,则重物将加速上升,对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力2mg ,所以A 正确;小环到达B 处时,重物上升的高度应为绳子缩短的长度,即2h d d ∆=-,所以B 错误;根据题意,沿绳子方向的速度大小相等,将小环A速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足:A B v cos v θ=,即12A Bv v cos θ==所以C 正确,D 错误. 【点睛】应明确:①对与绳子牵连有关的问题,物体上的高度应等于绳子缩短的长度;②物体的实际速度即为合速度,应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解,然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解.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θ的斜向上恒定拉力,平衡时细线与竖直方向的夹角为60;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30,重力加速度为g ,则( )A .F mg =B .3F mg =C .30θ=D .60θ=【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α,受力情况如图所示:当物体重力为mg 时,α=60°,根据正弦定理可得sin 60sin(18060)F mgθ=︒︒-︒-,即sin 60sin(120)F mgθ=︒︒-,当物体的重力为2mg 时,α=30°,根据正弦定理可得:sin 30sin(18030)F mg θ=︒︒-︒-,即sin 30sin(150)F mgθ=︒︒-,联立解得:θ=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.如图所示,半径为R 的硬橡胶圆环,其上带有均匀分布的负电荷,总电荷量为Q ,若在圆环上切去一小段l (l 远小于R ),则圆心O 处产生的电场方向和场强大小应为( )A .方向指向AB B .方向背离ABC .场强大小为D .场强大小为【答案】BD 【解析】 【详解】 AB 段的电量,则AB 段在O 点产生的电场强度为:,方向指向AB ,所以剩余部分在O 点产生的场强大小等于,方向背离AB .故B,D 正确;A,C 错误.故选BD.【点睛】解决本题的关键掌握点电荷的场强公式,以及知道AB 段与剩余部分在O 点产生的场强大小相等,方向相反.4.用轻杆通过铰链相连的小球A 、B 、C 、D 、E 处于竖直平面上,各段轻杆等长,其中小球A 、B 的质量均为2m ,小球C 、D 、E 的质量均为m .现将A 、B 两小球置于距地面高h 处,由静止释放,假设所有球只在同一竖直平面内运动,不计一切摩擦,则在下落过程中A .小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能和动量均守恒 B .小球B 的机械能一直减小 C .小球B 2gh D .当小球A 的机械能最小时,地面对小球C 的支持力大小为mg 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能守恒但动量不守恒,故A 错误;由于D 球受力平衡,所以D 球在整个过程中不会动,所以轻杆DB 对B 不做功,而轻杆BE 对B 先做负功后做正功,所以小球B 的机械能先减小后增加,故B 错误;当B 落地时小球E 的速度等于零,根据功能关系212mgh mv 可知小球B 2gh C 正确;当小球A 的机械能最小时,轻杆AC 没有力,小球C 竖直方向上的力平衡,所以支持力等于重力,故D 正确,故选CD5.在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定正点电荷Q A、Q B,两电荷的位置坐标如图甲所示。
高考物理图示法图像法解决物理试题技巧和方法完整版及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点,分别在a、c两个点处放等量异种电荷+Q和-Q。
下列说法正确的是( )A.b、f两点电场强度大小相等,方向不同B.e、d两点电势相同C.b、f两点电场强度大小相等,方向相同D.e、d两点电势不同【答案】BC【解析】A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的,由等量异号电荷的电场的特点,结合题目的图可知,图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面,所以该平面上各点的电势都是相等的,各点的电场强度的方向都与该平面垂直。
由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的,结合该电场的特点可知,b、c、d、e各点的场强大小也相等。
由以上的分析可知,b、c、d、e各点的电势相等,电场强度大小相等,方向相同。
故A、D错误;故选BC。
【点睛】解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况,知道场强是矢量,只有大小和方向都相同时,场强才相同,同时掌握好电场强度的叠加方法。
2.如图所示,斜面和水平横杆均足够长且均被固定,斜面顶角为θ,套筒P套在横杆上,与轻绳连接,轻绳跨过不计大小的定滑轮,其与放在斜面上的滑块Q相连接,且连接滑块Q的轻绳与斜面平行,P与Q的质量均为m,O为横杆上的滑轮的正下方的点,滑轮到横杆的距离为h。
开始时手握住P,使连接P的绳与竖直方向的夹角为θ,然后无初速度释放P。
不计绳子的伸长和一切摩擦,重力加速度为g。
下列说法正确的是( )A.释放P前绳子拉力大小为mg sin θB.P到达O点时绳子的拉力为0C.P到达O点时的速率为D.P从释放到第一次过O点的过程中,绳子对P的拉力一直做正功【答案】CD【解析】【分析】对Q分析,根据共点力平衡求出拉力的大小;根据关联速度的解法分析Q的速度变化情况,从而得出拉力的情况;对P和Q系统研究,结合机械能守恒求出P到达O点的速度大小.根据P点的速度变化,分析动能的变化,从而得拉力做功的情况.【详解】释放P前,对Q分析,根据共点力平衡得,故A错误。
(物理)高考必备物理图示法图像法解决物理试题技巧全解及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,左右两侧水平面等高,A 、B 为光滑定滑轮,C 为光滑动滑轮.足够长的轻绳跨过滑轮,右端与小车相连,左端固定在墙壁上,质量为m 的物块悬挂在动滑轮上.从某时刻开始小车向右移动,使物块以速度v 0匀速上升,小车在移动过程中所受阻力恒定不变.在物块上升的过程中(未到AB 所在的水平面),下列说法正确的是A .轻绳对小车的拉力增大B .小车向右做加速运动C .小车阻力的功率可能不变D .小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .物块以匀速上升时,两边绳子的夹角变大,可知绳子的拉力变大,即轻绳对小车的拉力变大,选项A 正确;B .设绳子与竖直方向的夹角为θ,则由运动的合成知识可知0=2cos v v θ车,则随着物体的上升θ变大,车的速度减小,选项B 错误;C .小车在移动过程中所受阻力恒定不变,根据P=fv 车可知小车阻力的功率减小,选项C 错误;D .由能量关系可知:-PC k W W WE 阻牵车-=∆ ,因小车动能减小,则<PC W W W +阻牵,即小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和,选项D 正确; 故选AD. 【点睛】此题关键是对物体的速度进行如何分解,可参考斜牵引物体的运动分解问题,但是此题中物体两边都有绳子;注意搞清系统的能量转化情况.2.如图所示,将质量为m 的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O 点,小球静止在M 点,N 为O 点正下方一点,ON 间的距离等于橡皮筋原长,在N 点固定一铁钉,铁钉位于橡皮筋右侧。
现对小球施加拉力F ,使小球沿以MN 为直径的圆弧缓慢向N 运动,P 为圆弧上的点,角PNM 为60°。
橡皮筋始终在弹性限度内,不计一切摩擦,重力加速度为g ,则A.在P点橡皮筋弹力大小为B.在P点时拉力F大小为C.小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直D.小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小【答案】AC【解析】A、设圆的半径为R,则,ON为橡皮筋的原长,设劲度系数为k,开始时小球二力平衡有;当小球到达P点时,由几何知识可得,则橡皮筋的弹力为,联立解得,故A正确。
高考物理图示法图像法解决物理试题及其解题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,左右两侧水平面等高,A 、B 为光滑定滑轮,C 为光滑动滑轮.足够长的轻绳跨过滑轮,右端与小车相连,左端固定在墙壁上,质量为m 的物块悬挂在动滑轮上.从某时刻开始小车向右移动,使物块以速度v 0匀速上升,小车在移动过程中所受阻力恒定不变.在物块上升的过程中(未到AB 所在的水平面),下列说法正确的是A .轻绳对小车的拉力增大B .小车向右做加速运动C .小车阻力的功率可能不变D .小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .物块以匀速上升时,两边绳子的夹角变大,可知绳子的拉力变大,即轻绳对小车的拉力变大,选项A 正确;B .设绳子与竖直方向的夹角为θ,则由运动的合成知识可知0=2cos v v θ车,则随着物体的上升θ变大,车的速度减小,选项B 错误;C .小车在移动过程中所受阻力恒定不变,根据P=fv 车可知小车阻力的功率减小,选项C 错误;D .由能量关系可知:-PC k W W WE 阻牵车-=∆ ,因小车动能减小,则<PC W W W +阻牵,即小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和,选项D 正确; 故选AD. 【点睛】此题关键是对物体的速度进行如何分解,可参考斜牵引物体的运动分解问题,但是此题中物体两边都有绳子;注意搞清系统的能量转化情况.2.如图所示,将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d 时(图中B 处),下列说法正确的是A .小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB .小环到达B 处时,重物上升的高度也为dC .小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于D .小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】由题意,释放时小环向下加速运动,则重物将加速上升,对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力2mg ,所以A 正确;小环到达B 处时,重物上升的高度应为绳子缩短的长度,即2h dd ∆=-,所以B 错误;根据题意,沿绳子方向的速度大小相等,将小环A速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足: A B v cos v θ=,即1 2A B v v cos θ==,所以C 正确,D 错误. 【点睛】应明确:①对与绳子牵连有关的问题,物体上的高度应等于绳子缩短的长度;②物体的实际速度即为合速度,应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解,然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解.3.如图所示,a 、b 、c 、d 、e 、f 为以O 为球心的球面上的点,分别在a 、c 两个点处放等量异种电荷+Q 和-Q 。
高考物理图示法图像法解决物理试题技巧和方法完整版及练习题含解析一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点,小球静止在M点,N为O点正下方一点,ON间的距离等于橡皮筋原长,在N点固定一铁钉,铁钉位于橡皮筋右侧。
现对小球施加拉力F,使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动,P为圆弧上的点,角PNM为60°。
橡皮筋始终在弹性限度内,不计一切摩擦,重力加速度为g,则A.在P点橡皮筋弹力大小为B.在P点时拉力F大小为C.小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直D.小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小【答案】AC【解析】A、设圆的半径为R,则,ON为橡皮筋的原长,设劲度系数为k,开始时小球二力平衡有;当小球到达P点时,由几何知识可得,则橡皮筋的弹力为,联立解得,故A正确。
B、小球缓慢移动,即运动到任意位置均平衡,小球所受三个力平衡满足相似三角形,即,,因,可得,故B错误。
C、同理在缓慢运动过程中由相似三角形原理可知,则拉力F始终垂直于橡皮筋的弹力,C正确。
D、在两相似三角形中,代表F大小的边MP的长度一直增大,故F一直增大,故D 错误。
则选AC。
【点睛】三力平衡可以运用合成法、作用效果分解法和正交分解法,而三力的动态平衡就要用图解法或相似三角形法,若有直角的还可以选择正交分解法。
2.竖直绝缘墙壁上有一个固定的小球A,在A球的正上方P点用绝缘线悬挂另一个小球B,A﹑B两个小球因带电而互相排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,如图所示,若线的长度变为原来的一半,同时小球B的电量减为原来的一半,A小球电量不变,则再次稳定后A.A、B两球间的库仑力变为原来的一半B.A、B两球间的库仑力虽然减小,但比原来的一半要大C.线的拉力减为原来的一半D.线的拉力虽然减小,但比原来的一半要大【答案】BC【解析】【详解】由于逐渐漏电的过程中,处于动态平衡状态,对B进行受力分析如图所示:△PAB∽FBF2,所以.C、D、因G和PQ长度h不变,则丝线长度l变为原来的一半,可得丝线拉力F2变为原来的一半,与小球的电量及夹角无关;C正确,D错误.A、B、由三角形相似知,同理得,联立得,则,则可得;故A错误,B正确.故选BC.【点睛】本题是力学中动态平衡问题,采用的是三角形相似法,得到力的大小与三角形边长的关系,进行分析.3.甲乙两图中,某时刻绳子AB与水平方向的夹角均为θ,绳子上端以速度v0匀速拉动,在两车运动过程中,下列说法正确的是()A .甲、乙两车运动速度大小之比cos 1cos θθ+B .甲车运动速度大小为0cos v θC .相同时间t ∆内乙车速度增量大于甲车速度增量D .此刻若将速度v 0改成拉力F ,则两车加速度大小之比1:1【答案】AC【解析】【详解】ABC .由甲图可知,甲车的速度011cos v v θ=+ 乙车的速度 02cos v v θ=所以,甲、乙两车运动速度大小之比cos 11cos θθ<+,相同时间t ∆内乙车速度增量大于甲车速度增量.故AC 正确,B 错误; D .改成拉力F ,甲车所绳子合力沿两绳子夹角的角平分线上,汽车甲的合力大小为22cos 2F θ,汽车乙的合力大小为cos F θ,因此合力不相等,加速度不相等,故D 错误.4.如图,将一质量为2m 的重物悬挂在轻绳一端,轻绳的另一端系一质量为m 的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ,杆上的A 点与定滑轮等高,杆上的B 点在A 点正下方距离A 为d 处.现将环从A 点由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法中正确的是()A .环到达B 处时,重物上升的高度2dB .环能下降的最大距离为43dC .环到达B 处时,环与重物的速度大小之比为2 D .环从A 到B 减少的机械能等于重物增加的机械能【答案】BD【解析】【分析】【详解】根据几何关系有,环从A 下滑至B 点时,重物上升的高度h=2d−d ,故A 错误;环下滑到最大高度为h 时环和重物的速度均为0,此时重物上升的最大高度为22 h d d +-,根据机械能守恒有222(?)mgh mg h d d =+-,解得:h=43d d ,故B 正确.对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:vcos45°=v重物,所以 2v v 重物=,故C 错误;环下滑过程中无摩擦力对系统做功,故系统机械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能,故D 正确;故选BD .5.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A 2gLC .球B 对地面的压力始终等于32mg 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θ,则L h cos Lθ-=,AB 用铰链相连,则()090A B B v cos v cos v sin θθθ=-=,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 、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:212mgL mv =,解得:球A 落地的瞬时速度2v gL =.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32mg .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 .6.如图所示,长为L 的轻杆上端连着一质量为m 的小球,杆的下端用铰链固接于水平面上的O 点,轻杆处于竖直方向时置于同一水平面上质量为M 的立方体恰与小球接触。
最新高考物理图示法图像法解决物理试题技巧和方法完整版及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.物块B 套在倾斜杆上,并用轻绳绕过定滑轮与物块A 相连(定滑轮体积大小可忽略),今使物块B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点,运动中连接A 、B 的轻绳始终保持绷紧状态,在下滑过程中,下列说法正确的是( )A .物块A 的速率先变大后变小B .物块A 的速率先变小后变大C .物块A 始终处于超重状态D .物块A 先处于失重状态,后处于超重状态 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .将B 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图,根据平行四边形定则,沿绳子方向的速度为A B v v cos θ=可知θ在增大到90°的过程中,A 的速度方向向下,且逐渐减小;由图可知,当B 到达P 点时,B 与滑轮之间的距离最短,θ=90°,A 的速度等于0,随后A 向上运动,且速度增大;所以在B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点的过程中,A 的速度先向下减小,然后向上增大,故A 错误,B 正确;CD .物体A 向下做减速运动和向上做加速运动的过程中,加速度的方向都向上,所以A 始终处于超重状态.故C 正确,D 错误; 故选BC . 【点睛】解决本题的关键知道A 沿绳子方向上的分速度等于B 的速度,以及知道除超重状态时物体的加速度的方向向上,失重状态时加速度的方向向下即可.2.如图,将一质量为2m 的重物悬挂在轻绳一端,轻绳的另一端系一质量为m 的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ,杆上的A 点与定滑轮等高,杆上的B 点在A 点正下方距离A 为d 处.现将环从A 点由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法中正确的是()A .环到达B 处时,重物上升的高度2d B .环能下降的最大距离为43d C .环到达B 处时,环与重物的速度大小之比为22D .环从A 到B 减少的机械能等于重物增加的机械能 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】根据几何关系有,环从A 下滑至B 点时,重物上升的高度2d−d ,故A 错误;环下滑到最大高度为h 时环和重物的速度均为022h d d +,根据机械能守恒有222()mgh mg h d d =+,解得:h=43dd ,故B 正确.对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:vcos45°=v重物,所以2vv 重物=C 错误;环下滑过程中无摩擦力对系统做功,故系统机械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能,故D 正确;故选BD .3.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A 2gLC .球B 对地面的压力始终等于32mg 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θ,则L hcos Lθ-=,AB 用铰链相连,则()090A B B v cos v cos v sin θθθ=-=,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 、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:212mgL mv =,解得:球A 落地的瞬时速度2v gL 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32mg .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 .4.用外力F 通过如图所示的装置把一个质量为m 的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动,已知在小球匀速运动的过程中,拴在小球上的绳子与水平杆之间的夹角从45°变为90°,斜面与水平地面之间是粗糙的,并且斜面一直静止在水平地面上,不计滑轮处及滑轮与绳子之间的摩擦.则在小球匀速运动的过程中,下列说法正确的是A .地面对斜面的静摩擦力保持不变B .外力F 一直在增大C .某时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力D .绳子移动的速度大小大于小球沿斜面运动的速度的大小 【答案】BC 【解析】 【详解】B .设连接小球的绳子与水平方向的夹角为θ;对小球沿斜面方向:sin(30)T mg θ=-则当θ角从 45°变为90°的过程中,绳子的拉力变大,因F=T ,则外力F 一直在增大,选项B 正确;A .对小球和斜面的整体,地面对斜面体的摩擦力等于绳子拉力的水平分量,则cos sin(30)cos f T mg θθθ==-可知,随θ角的增加,地面对斜面的静摩擦力f 是变化的,选项A 错误;C .当 θ=90°时,滑轮两边绳子的夹角为120°,此时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力,选项C 正确;D .将小球的速度v 分解可知,绳子的速度1cos(30)v v θ=-,则绳子移动的速度大小小于小球沿斜面运动的速度的大小,选项D 错误; 故选BC. 【点睛】此题涉及到的研究对象较多,关键是如何正确选择研究对象,并能对研究对象正确的受力分析,灵活运用整体及隔离法解题.5.如图所示,竖直向下的匀强电场中的O 点固定一点电荷,一个带电小球可绕O 点在竖直平面内做匀速圆周运动,a 、b 为圆周的最高点和最低点。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧(超强)及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点,小球静止在M点,N为O点正下方一点,ON间的距离等于橡皮筋原长,在N点固定一铁钉,铁钉位于橡皮筋右侧。
现对小球施加拉力F,使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动,P为圆弧上的点,角PNM为60°。
橡皮筋始终在弹性限度内,不计一切摩擦,重力加速度为g,则A.在P点橡皮筋弹力大小为B.在P点时拉力F大小为C.小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直D.小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小【答案】AC【解析】A、设圆的半径为R,则,ON为橡皮筋的原长,设劲度系数为k,开始时小球二力平衡有;当小球到达P点时,由几何知识可得,则橡皮筋的弹力为,联立解得,故A正确。
B、小球缓慢移动,即运动到任意位置均平衡,小球所受三个力平衡满足相似三角形,即,,因,可得,故B错误。
C、同理在缓慢运动过程中由相似三角形原理可知,则拉力F始终垂直于橡皮筋的弹力,C正确。
D、在两相似三角形中,代表F大小的边MP的长度一直增大,故F一直增大,故D 错误。
则选AC。
【点睛】三力平衡可以运用合成法、作用效果分解法和正交分解法,而三力的动态平衡就要用图解法或相似三角形法,若有直角的还可以选择正交分解法。
2.如图,将一质量为2m的重物悬挂在轻绳一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点正下方距离A为d处.现将环从A点由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法中正确的是()A .环到达B 处时,重物上升的高度2d B .环能下降的最大距离为43d C .环到达B 处时,环与重物的速度大小之比为22D .环从A 到B 减少的机械能等于重物增加的机械能 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】根据几何关系有,环从A 下滑至B 点时,重物上升的高度2d−d ,故A 错误;环下滑到最大高度为h 时环和重物的速度均为022h d d +,根据机械能守恒有222()mgh mg h d d =+,解得:h=43dd ,故B 正确.对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:vcos45°=v重物,所以2v v 重物=C 错误;环下滑过程中无摩擦力对系统做功,故系统机械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能,故D 正确;故选BD .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).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103L =m ,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2m/sD .滑块A 经过P 点的速度大小为4747m/s 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A .滑块A 运动到P 点时,垂直于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mg sin53°,根据牛顿第二定律得:mg sin53°=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:8sin 53m 3l L =︒=所以滑块A 运动到P 时,A 下落10348sin 53cos53sin 53=m=m 3555OP h x L =︒=︒︒⨯⨯ B 下落1082m m m 333H L l =-=-= 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,以两个物体组成的系统为研究对象,由机械能守恒定律得:212MgH mgh mv +=解得52m/s v =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.用轻杆通过铰链相连的小球A 、B 、C 、D 、E 处于竖直平面上,各段轻杆等长,其中小球A 、B 的质量均为2m ,小球C 、D 、E 的质量均为m .现将A 、B 两小球置于距地面高h 处,由静止释放,假设所有球只在同一竖直平面内运动,不计一切摩擦,则在下落过程中A .小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能和动量均守恒 B .小球B 的机械能一直减小 C .小球B 落地的速度大小为2ghD .当小球A 的机械能最小时,地面对小球C 的支持力大小为mg 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能守恒但动量不守恒,故A 错误;由于D 球受力平衡,所以D 球在整个过程中不会动,所以轻杆DB 对B 不做功,而轻杆BE 对B 先做负功后做正功,所以小球B 的机械能先减小后增加,故B 错误;当B 落地时小球E 的速度等于零,根据功能关系212mgh mv 可知小球B 的速度为2gh ,故C 正确;当小球A 的机械能最小时,轻杆AC 没有力,小球C 竖直方向上的力平衡,所以支持力等于重力,故D 正确,故选CD5.如图所示,有一光滑轨道ABC ,AB 部分为半径为R 的14圆弧,BC 部分水平,质量均为m 的小球a 、b 固定在各直轻杆的两端,轻杆长为R ,小球可视为质点。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,在距水平地面高为0.4m 处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P 点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P 点的右边,杆上套有一质量m=2kg 的滑块A .半径R =0.3m 的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上,其圆心O 在P 点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg 的小球B .用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将A 、B 连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,A 、B 均可看作质点,且不计滑轮大小的影响.现给滑块A 一个水平向右的恒力F =50N (取g=10m/s 2).则( )A .把小球B 从地面拉到P 的正下方时力F 做功为20J B .小球B 运动到C 处时的速度大小为0C .小球B 被拉到与滑块A 速度大小相等时,离地面高度为0.225mD .把小球B 从地面拉到P 的正下方C 时,小球B 的机械能增加了20J 【答案】ACD 【解析】解: 把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点过程中,力F 的位移为:()220.40.30.40.30.4x m =+-= ,则力F 做的功W F =Fx=20J ,选项A 正确;把小球B从地面拉到P 点正下方C 点时,此时B 的速度方向与绳子方向垂直,此时A 的速度为零,设B 的速度为v ,则由动能定理:2102F W mgR mv -=- ,解得v=7 m/s ,选项B 错误;当细绳与圆形轨道相切时,小球B 的速度方向沿圆周的切线方向向上,此时和绳子方向重合,故与小球A 速度大小相等,由几何关系可得h=0.225m 选项C 正确;B 机械能增加量为F 做的功20J ,D 正确 本题选ACD2.用外力F 通过如图所示的装置把一个质量为m 的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动,已知在小球匀速运动的过程中,拴在小球上的绳子与水平杆之间的夹角从45°变为90°,斜面与水平地面之间是粗糙的,并且斜面一直静止在水平地面上,不计滑轮处及滑轮与绳子之间的摩擦.则在小球匀速运动的过程中,下列说法正确的是A .地面对斜面的静摩擦力保持不变B .外力F 一直在增大C .某时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力D .绳子移动的速度大小大于小球沿斜面运动的速度的大小 【答案】BC 【解析】 【详解】B .设连接小球的绳子与水平方向的夹角为θ;对小球沿斜面方向:sin(30)T mg θ=-o则当θ角从 45°变为90°的过程中,绳子的拉力变大,因F=T ,则外力F 一直在增大,选项B 正确;A .对小球和斜面的整体,地面对斜面体的摩擦力等于绳子拉力的水平分量,则cos sin(30)cos f T mg θθθ==-o 可知,随θ角的增加,地面对斜面的静摩擦力f 是变化的,选项A 错误;C .当 θ=90°时,滑轮两边绳子的夹角为120°,此时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力,选项C 正确;D .将小球的速度v 分解可知,绳子的速度1cos(30)v v θ=-o,则绳子移动的速度大小小于小球沿斜面运动的速度的大小,选项D 错误; 故选BC. 【点睛】此题涉及到的研究对象较多,关键是如何正确选择研究对象,并能对研究对象正确的受力分析,灵活运用整体及隔离法解题.3.某电场是由平面内两个相同的点电荷产生的,其中一个点电荷固定不动且到P 点的距离为d ,另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕P 点做匀速圆周运动,P 点的电场强度大小随时间变化的图象如图所示,图线AC 段与CE 段关于直线t =t 0对称,若撤去运动点电荷,测得P 点场强大小为E 0,已知E A =E E =E 0,E B =E D =E 0,E C =0,静电力常量为k ,不考虑磁场因素,则下列说法正确的是( )A .运动电荷做匀速圆周运动的半径为2dB ..运动电荷的速率为02dt π C .0~023t 时间内,运动电荷的位移大小为3d π D .0~23t 时间内,运动电荷的位移大小为d 【答案】BD 【解析】由图像可知t=t 0时P 点的场强为零,说明另一点电荷在P 点右侧距离为d 的位置;当t=0和t=2t 0时,P 点的场强为02E ,可知另一电荷在与QP 垂直,且距离P 点d 的位置,则运动电荷做匀速圆周运动的半径为d ,选项A 错误;粒子运动的速率为02dv t π=,选项B错误;0~023t 时间内,运动电荷运动的弧长002233t d d x vt t ππ==⨯=,转过的角度为3π ,则位移大小为d,选项D 正确,C 错误;故选BD.点睛:本题考查的是电荷的叠加问题,题目的难点在于有一个电荷是运动的,导致p 点的合场强在不断的变化,根据图中的已知条件来计算场强的大小和速度的大小.4.测量平面内某点P 的电场强度大小随时间的变化,得到如图所示的图线,图线AB 段与BC 段关于直线0t t =对称.电场是由该平面内两个相同的点电荷产生的,其中一个点电荷固定不动且到P 点的距离为d ,另一个点电荷以恒定的速度在该平面内做匀速直线运动,静电力常量为k ,不考虑磁场因素,则A .点电荷的电荷量为202E d kB.点电荷的电荷量为2 0E dkC.运动电荷的速度大小为3dtD.运动电荷到P点的最小距离为d【答案】BCD【解析】A、B、根据图象可知,当时间趋向于无穷大的时候,说明运动的电荷离的很远,此时产生电场的电荷只有固定的电荷,由图可知,此时P点的场强为E0,设电荷的电荷量为Q,根据点电荷的场强公式可得,02kQEd=,解得2E dQk=,所以A错误,B正确;C、运动电荷和固定电荷在同一个平面内,根据上面的分析可知,它们之间的关系如图:设t0时刻,运动点电荷与P点之间的夹角为α,距离为r,此时运动电荷产生的场强2kQEr=,固定电荷产生的场强为02kQEd=,以P点为坐标原点,建立直角坐标系如图,把运动电荷产生的场强E分解,得出P点的合场强为()()2220013sin cosE E E Eαα⎫-+=⎪⎪⎝⎭,其中sindrα=,22cosr dα-=联立解得:r=2d,运动电荷经过的距离为223r d d-=,所以运动电荷的速度大小为03dt,所以C正确;D、根据图象可知,P点的场强最小值为0,说明此时两个电荷在P 点产生的场强大小相等方向相反,即运动的电荷离P点的距离也是d,所以运动电荷到P 点的最小距离为d,所以D正确;故选BCD.【点睛】本题考查的是电荷的叠加问题,题目的难点在于有一个电荷是运动的,导致P点的合场强在不断的变化,根据图中的已知条件来计算场强的大小和速度的大小,题目的难点较大.5.如图所示质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上.其中O点与小球A的间距为l.O点与小球 B的3l,当小球A平衡时,悬线与竖直方向夹角30θ=︒,带电小球A、B均可视为点电荷,静电力常量为k,则( )A .A 、B 间库仑力大小222kq F l=B .A 、B 间库仑力33mgF =C .细线拉力大小223T kq F l=D .细线拉力大小3T F mg = 【答案】B 【解析】A 的受力如图所示,几何三角形OAB 与力三角形相似,由对应边成比例3T F mg l =,则3T mg F =,由余弦定律222(3)23cos30AB l l l l =+-︒=,则223T mg kq F F l===,故B 正确.点睛:本题借助于相似三角形和余弦定理求解拉力的大小,对于此类题要正确的画出受力图,组建三角形.6.AB 是长为L 的均匀带电绝缘细杆,P 1、P 2是位于AB 所在直线上的两点,位置如图所示。
高考物理图示法图像法解决物理试题及其解题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,左右两侧水平面等高,A 、B 为光滑定滑轮,C 为光滑动滑轮.足够长的轻绳跨过滑轮,右端与小车相连,左端固定在墙壁上,质量为m 的物块悬挂在动滑轮上.从某时刻开始小车向右移动,使物块以速度v 0匀速上升,小车在移动过程中所受阻力恒定不变.在物块上升的过程中(未到AB 所在的水平面),下列说法正确的是A .轻绳对小车的拉力增大B .小车向右做加速运动C .小车阻力的功率可能不变D .小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和【答案】AD【解析】【分析】【详解】A .物块以匀速上升时,两边绳子的夹角变大,可知绳子的拉力变大,即轻绳对小车的拉力变大,选项A 正确;B .设绳子与竖直方向的夹角为θ,则由运动的合成知识可知0=2cos v v θ车,则随着物体的上升θ变大,车的速度减小,选项B 错误;C .小车在移动过程中所受阻力恒定不变,根据P=fv 车可知小车阻力的功率减小,选项C 错误;D .由能量关系可知:-PC k W W WE 阻牵车-=∆ ,因小车动能减小,则<PC W W W +阻牵,即小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和,选项D 正确; 故选AD.【点睛】此题关键是对物体的速度进行如何分解,可参考斜牵引物体的运动分解问题,但是此题中物体两边都有绳子;注意搞清系统的能量转化情况.2.如图所示,a 、b 、c 、d 、e 、f 为以O 为球心的球面上的点,分别在a 、c 两个点处放等量异种电荷+Q 和-Q 。
下列说法正确的是( )A.b、f两点电场强度大小相等,方向不同B.e、d两点电势相同C.b、f两点电场强度大小相等,方向相同D.e、d两点电势不同【答案】BC【解析】A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的,由等量异号电荷的电场的特点,结合题目的图可知,图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面,所以该平面上各点的电势都是相等的,各点的电场强度的方向都与该平面垂直。
高考物理图示法图像法解决物理试题及其解题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,左右两侧水平面等高,A 、B 为光滑定滑轮,C 为光滑动滑轮.足够长的轻绳跨过滑轮,右端与小车相连,左端固定在墙壁上,质量为m 的物块悬挂在动滑轮上.从某时刻开始小车向右移动,使物块以速度v 0匀速上升,小车在移动过程中所受阻力恒定不变.在物块上升的过程中(未到AB 所在的水平面),下列说法正确的是A .轻绳对小车的拉力增大B .小车向右做加速运动C .小车阻力的功率可能不变D .小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .物块以匀速上升时,两边绳子的夹角变大,可知绳子的拉力变大,即轻绳对小车的拉力变大,选项A 正确;B .设绳子与竖直方向的夹角为θ,则由运动的合成知识可知0=2cos v v θ车,则随着物体的上升θ变大,车的速度减小,选项B 错误;C .小车在移动过程中所受阻力恒定不变,根据P=fv 车可知小车阻力的功率减小,选项C 错误;D .由能量关系可知:-PC k W W WE 阻牵车-=∆ ,因小车动能减小,则<PC W W W +阻牵,即小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和,选项D 正确; 故选AD. 【点睛】此题关键是对物体的速度进行如何分解,可参考斜牵引物体的运动分解问题,但是此题中物体两边都有绳子;注意搞清系统的能量转化情况.2.如图所示,水平光滑长杆上套有一物块Q ,跨过悬挂于O 点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q ,另一端悬挂一物块P .设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ,初始时θ很小.现将P 、Q 由静止同时释放,在物块P 下落过程中,下列说法正确的有A .当θ=60°时,P 、Q 的速度之比是1:2B .当θ=90°时,Q 的速度最大C .物块P 一直处于失重状态D .绳对Q 的拉力始终大于P 的重力 【答案】AB 【解析】 【详解】A 、由题可知,P 、Q 用同一根绳连接,则Q 沿绳子方向的速度与P 的速度相等,则当60θ=︒时,Q 的速度cos 60Q P v v ︒=解得::1:2P Q v v =故A 正确;B 、P 的机械能最小时,即为Q 到达O 点正下方时,此时Q 的速度最大,即当90θ=︒时,Q 的速度最大,故B 正确;C 、θ角逐渐增大到90o 的过程中,Q 的速度一直增大,P 的速度先增大后减小,所以P 是先失重后超重,故C 错误;D 、因为P 是先失重后超重,因此绳对Q 的拉力会等于P 的重力,故D 错误。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题含解析一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,左右两侧水平面等高,A 、B 为光滑定滑轮,C 为光滑动滑轮.足够长的轻绳跨过滑轮,右端与小车相连,左端固定在墙壁上,质量为m 的物块悬挂在动滑轮上.从某时刻开始小车向右移动,使物块以速度v 0匀速上升,小车在移动过程中所受阻力恒定不变.在物块上升的过程中(未到AB 所在的水平面),下列说法正确的是A .轻绳对小车的拉力增大B .小车向右做加速运动C .小车阻力的功率可能不变D .小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和【答案】AD【解析】【分析】【详解】A .物块以匀速上升时,两边绳子的夹角变大,可知绳子的拉力变大,即轻绳对小车的拉力变大,选项A 正确;B .设绳子与竖直方向的夹角为θ,则由运动的合成知识可知0=2cos v v θ车,则随着物体的上升θ变大,车的速度减小,选项B 错误;C .小车在移动过程中所受阻力恒定不变,根据P=fv 车可知小车阻力的功率减小,选项C 错误;D .由能量关系可知:-PC k W W WE 阻牵车-=∆ ,因小车动能减小,则<PC W W W +阻牵,即小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和,选项D 正确; 故选AD.【点睛】此题关键是对物体的速度进行如何分解,可参考斜牵引物体的运动分解问题,但是此题中物体两边都有绳子;注意搞清系统的能量转化情况.2.如图所示,a 、b 、c 、d 、e 、f 为以O 为球心的球面上的点,分别在a 、c 两个点处放等量异种电荷+Q 和-Q 。
下列说法正确的是( )A .b 、f 两点电场强度大小相等,方向不同B .e 、d 两点电势相同C .b 、f 两点电场强度大小相等,方向相同D .e 、d 两点电势不同【答案】BC【解析】A 、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的,由等量异号电荷的电场的特点,结合题目的图可知,图中bdef 所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面,所以该平面上各点的电势都是相等的,各点的电场强度的方向都与该平面垂直。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,质量相同的小球A 、B 通过质量不计的细杆相连接,紧靠竖直墙壁放置。
由于轻微扰动,小球A 、B 分别沿水平地面和竖直墙面滑动,滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内,当细杆与水平方向成37°角时,小球B 的速度大小为v ,重力加速度为g ,忽略一切摩擦和阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
则A .小球A 的速度为34vB .小球A 的速度为43v C .细杆的长度为212564v gD .细杆的长度为212536v g【答案】AC【解析】【详解】 小球B 的速度为v 时,设小球A 的速度大小为v ',则有5337vcos v cos ︒='︒,解得:34v v '=,A 正确,B 错误;两球下滑过程中系统的机械能守恒,即:()22111sin 3722mgL mv mv '-=+o ,解得:212564v L g =,C 正确,D 错误。
2.竖直绝缘墙壁上有一个固定的小球A ,在A 球的正上方P 点用绝缘线悬挂另一个小球B ,A ﹑B 两个小球因带电而互相排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,如图所示,若线的长度变为原来的一半,同时小球B 的电量减为原来的一半,A 小球电量不变,则再次稳定后A .A 、B 两球间的库仑力变为原来的一半B .A 、B 两球间的库仑力虽然减小,但比原来的一半要大C .线的拉力减为原来的一半D.线的拉力虽然减小,但比原来的一半要大【答案】BC【解析】【详解】由于逐渐漏电的过程中,处于动态平衡状态,对B进行受力分析如图所示:△PAB∽FBF2,所以.C、D、因G和PQ长度h不变,则丝线长度l变为原来的一半,可得丝线拉力F2变为原来的一半,与小球的电量及夹角无关;C正确,D错误.A、B、由三角形相似知,同理得,联立得,则,则可得;故A错误,B正确.故选BC.【点睛】本题是力学中动态平衡问题,采用的是三角形相似法,得到力的大小与三角形边长的关系,进行分析.3.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60o;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()A .F mg =B .32F mg =C .30θ=oD .60θ=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α,受力情况如图所示:当物体重力为mg 时,α=60°,根据正弦定理可得sin 60sin(18060)F mg θ=︒︒-︒-,即sin 60sin(120)F mg θ=︒︒-,当物体的重力为2mg 时,α=30°,根据正弦定理可得:sin 30sin(18030)F mg θ=︒︒-︒-,即sin 30sin(150)F mg θ=︒︒-,联立解得:θ=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.4.如图所示,将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心),弹簧另一端与质量为m 的小球相连,小球静止于P 点。
高考物理图示法图像法解决物理试题及其解题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d 时(图中B 处),下列说法正确的是A .小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB .小环到达B 处时,重物上升的高度也为dC .小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于D .小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】由题意,释放时小环向下加速运动,则重物将加速上升,对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力2mg ,所以A 正确;小环到达B 处时,重物上升的高度应为绳子缩短的长度,即2h d d ∆=-,所以B 错误;根据题意,沿绳子方向的速度大小相等,将小环A速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足:A B v cos v θ=,即12A Bv v cos θ==所以C 正确,D 错误. 【点睛】应明确:①对与绳子牵连有关的问题,物体上的高度应等于绳子缩短的长度;②物体的实际速度即为合速度,应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解,然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解.2.如图所示,将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心),弹簧另一端与质量为m 的小球相连,小球静止于P 点。
已知容器半径为R ,与水平面间的动摩擦因数为μ,OP 与水平方向的夹角为θ=30°。
下列说法正确的是A.容器相对于水平面有向左运动的趋势B.轻弹簧对小球的作用力大小为 mgC.容器对小球的作用力竖直向上D.弹簧原长为R+【答案】BD【解析】【分析】对容器和小球整体研究,分析受力可求得半球形容器受到的摩擦力.对小球进行受力分析可知,小球受重力、支持力及弹簧的弹力而处于静止,由共点力的平衡条件可求得小球受到的轻弹簧的弹力及小球受到的支持力,由胡克定律求出弹簧的压缩量,即可求得原长.【详解】由于容器和小球组成的系统处于平衡状态,容器相对于水平面没有向左运动的趋势,故A 错误;容器对小球的作用力是弹力,指向球心O,故B正确;对小球受力分析,如图所示由可知,支持力和弹簧的弹力之间的夹角为120°,则由几何关系可知,小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg,故C错误;图中弹簧长度为R,压缩量为,故原长为,故D正确。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.甲乙两图中,某时刻绳子AB 与水平方向的夹角均为θ,绳子上端以速度v 0匀速拉动,在两车运动过程中,下列说法正确的是( )A .甲、乙两车运动速度大小之比cos 1cos θθ+ B .甲车运动速度大小为0cos v θC .相同时间t ∆内乙车速度增量大于甲车速度增量D .此刻若将速度v 0改成拉力F ,则两车加速度大小之比1:1【答案】AC【解析】【详解】ABC .由甲图可知,甲车的速度011cos v v θ=+ 乙车的速度 02cos v v θ=所以,甲、乙两车运动速度大小之比cos 11cos θθ<+,相同时间t ∆内乙车速度增量大于甲车速度增量.故AC 正确,B 错误; D .改成拉力F ,甲车所绳子合力沿两绳子夹角的角平分线上,汽车甲的合力大小为22cos 2F θ,汽车乙的合力大小为cos F θ,因此合力不相等,加速度不相等,故D 错误.2.质量为2kg 的物体(可视为质点)在水平外力F 的作用下,从t=0开始在平面直角坐标系xOy(未画出)所决定的光滑水平面内运动.运动过程中,x 方向的x-t 图象如图甲所示,y 方向的v-t 图象如图乙所示.则下列说法正确的是( )A .t=0时刻,物体的速度大小为10m/sB .物体初速度方向与外力F 的方向垂直C .物体所受外力F 的大小为5ND .2s 末,外力F 的功率大小为25W【答案】CD【解析】【详解】由图甲图得到物体在x 方向做匀速直线运动,速度大小为10/ 2.5/4x x v m s m s t ===,t=0时刻,y 方向物体的分速度为v y =10m/s ,物体的速度大小为v=22 x yv v +>10m/s .故A 错误.物体在x 方向做匀速直线运动,合力为零,y 方向做匀减速直线运动,合力沿-y 轴方向,而物体的初速度不在x 轴方向,所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直.故B 错误.由乙图的斜率等于加速度,得到物体的加速度大小为22100/ 2.5/4v a m s m s t -===,所受外力F 的大小为F=ma=5N .故C 正确.2s 末,外力的功率P=Fv y =5×5W=25W .故D 正确.故选CD .【点睛】 本题知道x 、y 两个方向的分运动,运用运动的合成法求解合运动的情况.对于位移图象与速度图象的斜率意义不同,不能混淆:位移图象的斜率等于速度,而速度图象的斜率等于加速度.3.在绝缘光滑的水平面上相距为6L 的A 、B 两处分别固定正点电荷Q A 、Q B ,两电荷的位置坐标如图甲所示。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.真空中,在x 轴上x =0和x =8处分别固定两个电性相同的点电荷Q l 和Q 2。
电荷间连线上的电场强度E 随x 变化的图象如图所示(+x 方向为场强正方向),其中x =6处E =0。
将一个正试探电荷在x =2处由静止释放(重力不计,取无穷远处电势为零)。
则A .Q 1、Q 2均为正电荷B .Q 1、Q 2带电荷量之比为9:1C .在x =6处电势为0D .该试探电荷向x 轴正方向运动时,电势能一直减小 【答案】AB 【解析】 【详解】由图可知,若两个电荷是负电荷则x=2处场强方向为负方向,故两个电荷同为正电荷,A 正确;因在x =6处场强为0,则122262Q Q kk =,解得:12:9:1Q Q =,B 正确;根据同种正电荷连线的中垂线电势分布特点,可知从x =6向无穷远运动时电势在降低,则x =6处电势大于0,C 错误;由图可知,0-6之间电场为正,沿x 轴的正方向,所以从0到6之间电势逐渐降低;而6-8之间的电场为负,沿x 轴的负方向,所以从6到8之间电势升高,因此将一个正点电荷沿x 轴运动时,该电荷的电势能先减小后增大,D 错误。
2.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2869kqLC .任意两棱中点间的电势差都为零D .a 、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224kq=3L 32kqEL=⎛⎫⎪⎝⎭,合场强为224kq686kq=2Ecosa=2=3L39LE⨯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边,因此abc不是等势面,故D错误。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧(超强)及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点,小球静止在M点,N为O点正下方一点,ON间的距离等于橡皮筋原长,在N点固定一铁钉,铁钉位于橡皮筋右侧。
现对小球施加拉力F,使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动,P为圆弧上的点,角PNM为60°。
橡皮筋始终在弹性限度内,不计一切摩擦,重力加速度为g,则A.在P点橡皮筋弹力大小为B.在P点时拉力F大小为C.小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直D.小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小【答案】AC【解析】A、设圆的半径为R,则,ON为橡皮筋的原长,设劲度系数为k,开始时小球二力平衡有;当小球到达P点时,由几何知识可得,则橡皮筋的弹力为,联立解得,故A正确。
B、小球缓慢移动,即运动到任意位置均平衡,小球所受三个力平衡满足相似三角形,即,,因,可得,故B错误。
C、同理在缓慢运动过程中由相似三角形原理可知,则拉力F始终垂直于橡皮筋的弹力,C正确。
D、在两相似三角形中,代表F大小的边MP的长度一直增大,故F一直增大,故D 错误。
则选AC。
【点睛】三力平衡可以运用合成法、作用效果分解法和正交分解法,而三力的动态平衡就要用图解法或相似三角形法,若有直角的还可以选择正交分解法。
2.如图所示,滑块A、B的质量均为m,A套在固定倾斜直杆上,倾斜杆与水平面成45°,B 套在固定水平的直杆上,两杆分离不接触,两直杆间的距离忽略不计且足够长,A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与平面成30°)连接,A、B从静止释放,B开始沿水平面向右运动,不计一切摩擦,滑块A、B视为质点,在运动的过程中,下列说法中正确的是()A .A 、B 组成的系统机械能守恒B .当A 到达与B 同一水平面时,A 的速度为gLC .B 滑块到达最右端时,A 的速度为2gLD .B 滑块最大速度为3gL 【答案】AD 【解析】因不计一切摩擦,故系统机械能守恒,A 正确;设A 的速度为A v 、B 的速度为B v ,当A 到达与B 同一水平面时,对A 、B 速度进行分解,如图所示根据沿杆方向速度相等有:2cos 452B A A v v v ==o ,根据系统机械能守恒有:2211222A B L mgmv mv =+,解得:23A v gL =,B 错误;B 滑块到达最右端时,B 的速度为零,如图所示:根据系统机械能守恒有:212122AmgLmv +=',解得:()12A v gL ='+,C 错误;当A 滑到最低点时,速度为零,B 的速度最大,如图所示:根据系统机械能守恒有:23122B mgL mv '=,解得:3B v gL '=,D 正确,选AD.【点睛】应用A 、B 沿杆方向速度相等,求出A 、B 的速度关系,因为不计一切摩擦,故A 、B 组成的系统机械能守恒,当A 的速度最大时,B 的速度为0;当B 的速度最大时,A的速度为0.3.竖直绝缘墙壁上有一个固定的小球A,在A球的正上方P点用绝缘线悬挂另一个小球B,A﹑B两个小球因带电而互相排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,如图所示,若线的长度变为原来的一半,同时小球B的电量减为原来的一半,A小球电量不变,则再次稳定后A.A、B两球间的库仑力变为原来的一半B.A、B两球间的库仑力虽然减小,但比原来的一半要大C.线的拉力减为原来的一半D.线的拉力虽然减小,但比原来的一半要大【答案】BC【解析】【详解】由于逐渐漏电的过程中,处于动态平衡状态,对B进行受力分析如图所示:△PAB∽FBF2,所以.C、D、因G和PQ长度h不变,则丝线长度l变为原来的一半,可得丝线拉力F2变为原来的一半,与小球的电量及夹角无关;C正确,D错误.A、B、由三角形相似知,同理得,联立得,则,则可得;故A错误,B正确.故选BC.【点睛】本题是力学中动态平衡问题,采用的是三角形相似法,得到力的大小与三角形边长的关系,进行分析.4.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θ的斜向上恒定拉力,平衡时细线与竖直方向的夹角为60o ;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( )A .F mg =B .3F mg =C .30θ=oD .60θ=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α,受力情况如图所示:当物体重力为mg 时,α=60°,根据正弦定理可得sin 60sin(18060)F mgθ=︒︒-︒-,即sin 60sin(120)F mgθ=︒︒-,当物体的重力为2mg 时,α=30°,根据正弦定理可得:sin 30sin(18030)F mg θ=︒︒-︒-,即sin 30sin(150)F mgθ=︒︒-,联立解得:θ=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.5.如图所示,半径为R的硬橡胶圆环,其上带有均匀分布的负电荷,总电荷量为Q,若在圆环上切去一小段l(l远小于R),则圆心O处产生的电场方向和场强大小应为( )A.方向指向AB B.方向背离ABC.场强大小为 D.场强大小为【答案】BD【解析】【详解】AB段的电量,则AB段在O点产生的电场强度为:,方向指向AB,所以剩余部分在O点产生的场强大小等于,方向背离AB.故B,D正确;A,C错误.故选BD.【点睛】解决本题的关键掌握点电荷的场强公式,以及知道AB段与剩余部分在O点产生的场强大小相等,方向相反.6.质量为2kg的物体(可视为质点)在水平外力F的作用下,从t=0开始在平面直角坐标系xOy(未画出)所决定的光滑水平面内运动.运动过程中,x方向的x-t图象如图甲所示,y方向的v-t图象如图乙所示.则下列说法正确的是()A.t=0时刻,物体的速度大小为10m/sB.物体初速度方向与外力F的方向垂直C.物体所受外力F的大小为5ND.2s末,外力F的功率大小为25W【答案】CD 【解析】 【详解】由图甲图得到物体在x 方向做匀速直线运动,速度大小为10/ 2.5/4x x v m s m s t ==V V =,t=0时刻,y 方向物体的分速度为v y =10m/s ,物体的速度大小为v=22x yv v +>10m/s .故A 错误.物体在x 方向做匀速直线运动,合力为零,y 方向做匀减速直线运动,合力沿-y 轴方向,而物体的初速度不在x 轴方向,所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直.故B 错误.由乙图的斜率等于加速度,得到物体的加速度大小为22100/ 2.5/4v a m s m s t -===V V ,所受外力F 的大小为F=ma=5N .故C 正确.2s 末,外力的功率P=Fv y =5×5W=25W .故D 正确.故选CD . 【点睛】本题知道x 、y 两个方向的分运动,运用运动的合成法求解合运动的情况.对于位移图象与速度图象的斜率意义不同,不能混淆:位移图象的斜率等于速度,而速度图象的斜率等于加速度.7.如图所示,水平光滑长杆上套有一物块Q ,跨过悬挂于O 点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q ,另一端悬挂一物块P .设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ,初始时θ很小.现将P 、Q 由静止同时释放,在物块P 下落过程中,下列说法正确的有A .当θ=60°时,P 、Q 的速度之比是1:2B .当θ=90°时,Q 的速度最大C .物块P 一直处于失重状态D .绳对Q 的拉力始终大于P 的重力 【答案】AB 【解析】 【详解】A 、由题可知,P 、Q 用同一根绳连接,则Q 沿绳子方向的速度与P 的速度相等,则当60θ=︒时,Q 的速度cos 60Q P v v ︒=解得::1:2P Q v v =故A 正确;B 、P 的机械能最小时,即为Q 到达O 点正下方时,此时Q 的速度最大,即当90θ=︒时,Q 的速度最大,故B 正确;C 、θ角逐渐增大到90o 的过程中,Q 的速度一直增大,P 的速度先增大后减小,所以P 是先失重后超重,故C 错误;D 、因为P 是先失重后超重,因此绳对Q 的拉力会等于P 的重力,故D 错误。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,左右两侧水平面等高,A 、B 为光滑定滑轮,C 为光滑动滑轮.足够长的轻绳跨过滑轮,右端与小车相连,左端固定在墙壁上,质量为m 的物块悬挂在动滑轮上.从某时刻开始小车向右移动,使物块以速度v 0匀速上升,小车在移动过程中所受阻力恒定不变.在物块上升的过程中(未到AB 所在的水平面),下列说法正确的是A .轻绳对小车的拉力增大B .小车向右做加速运动C .小车阻力的功率可能不变D .小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和【答案】AD【解析】【分析】【详解】A .物块以匀速上升时,两边绳子的夹角变大,可知绳子的拉力变大,即轻绳对小车的拉力变大,选项A 正确;B .设绳子与竖直方向的夹角为θ,则由运动的合成知识可知0=2cos v v θ车,则随着物体的上升θ变大,车的速度减小,选项B 错误;C .小车在移动过程中所受阻力恒定不变,根据P=fv 车可知小车阻力的功率减小,选项C 错误;D .由能量关系可知:-PC k W W WE 阻牵车-=∆ ,因小车动能减小,则<PC W W W +阻牵,即小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和,选项D 正确; 故选AD.【点睛】此题关键是对物体的速度进行如何分解,可参考斜牵引物体的运动分解问题,但是此题中物体两边都有绳子;注意搞清系统的能量转化情况.2.竖直绝缘墙壁上有一个固定的小球A ,在A 球的正上方P 点用绝缘线悬挂另一个小球B ,A ﹑B 两个小球因带电而互相排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,如图所示,若线的长度变为原来的一半,同时小球B 的电量减为原来的一半,A 小球电量不变,则再次稳定后A.A、B两球间的库仑力变为原来的一半B.A、B两球间的库仑力虽然减小,但比原来的一半要大C.线的拉力减为原来的一半D.线的拉力虽然减小,但比原来的一半要大【答案】BC【解析】【详解】由于逐渐漏电的过程中,处于动态平衡状态,对B进行受力分析如图所示:△PAB∽FBF2,所以.C、D、因G和PQ长度h不变,则丝线长度l变为原来的一半,可得丝线拉力F2变为原来的一半,与小球的电量及夹角无关;C正确,D错误.A、B、由三角形相似知,同理得,联立得,则,则可得;故A错误,B正确.故选BC.【点睛】本题是力学中动态平衡问题,采用的是三角形相似法,得到力的大小与三角形边长的关系,进行分析.3.如图所示,半径为R的硬橡胶圆环,其上带有均匀分布的负电荷,总电荷量为Q,若在圆环上切去一小段l(l远小于R),则圆心O处产生的电场方向和场强大小应为( )A.方向指向AB B.方向背离ABC.场强大小为 D.场强大小为【答案】BD【解析】【详解】AB段的电量,则AB段在O点产生的电场强度为:,方向指向AB,所以剩余部分在O点产生的场强大小等于,方向背离AB.故B,D正确;A,C错误.故选BD.【点睛】解决本题的关键掌握点电荷的场强公式,以及知道AB段与剩余部分在O点产生的场强大小相等,方向相反.4.如图所示,水平光滑长杆上套有一物块Q,跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q,另一端悬挂一物块P.设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ,初始时θ很小.现将P、Q由静止同时释放.关于P、Q以后的运动下列说法正确的是A.当θ =60º时,P、Q的速度之比1:2B.当θ =90º时,Q的速度最大C.当θ =90º时,Q的速度为零D.当θ向90º增大的过程中Q的合力一直增大【答案】AB【解析】【分析】【详解】A、则Q物块沿水平杆的速度为合速度对其按沿绳方向和垂直绳方向分解,P、Q用同一根绳连接,则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等,则当θ =60°时,Q的速度cos 60Q P v v ︒=,解得:12P Q v v =,A 项正确.B 、C 、P 的机械能最小时,即为Q 到达O 点正下方时,此时Q 的速度最大,即当θ=90°时,Q 的速度最大;故B 正确,C 错误.D 、当θ向90°增大的过程中Q 的合力逐渐减小,当θ=90°时,Q 的速度最大,加速度最小,合力最小,故D 错误.故选AB .【点睛】考查运动的合成与分解,掌握能量守恒定律,注意当Q 的速度最大时,P 的速度为零,是解题的关键,5.取空间中两等量点电荷间的连线为x 轴,轴上各点电势φ随x 的变化关系如图所示,设x 轴上B 、C 两点的电场强度分别是E Bx 、E Cx ,下列说法中正确的是( )A .该静电场由两个等量同种点电荷产生B .该静电场由两个等量异种点电荷产生C .E Bx 的大小小于E Cx 的大小D .负电荷沿x 轴从B 点移动到C 点的过程中,电势能先减小后增大【答案】AD【解析】A 、B 、如果该电场由等量异种电荷产生,则两点电荷连线的中垂线是等势面,故连线中点为零电势点,可知静电场由两个等量同种点电荷产生.故A 正确,B 错误.C 、该图象的斜率等于场强E ,斜率越大,场强越大,则知E Bx 的大小大于E Cx 的大小,故C 错误;D 、负电荷沿x 轴从B 点移动到C 点的过程中,电势先升高后降低,根据公式E p =qφ,电势能先减小后作增加;故D 正确;故选AD .【点睛】电势为零处,电场强度不一定为零.电荷在电场中与电势的乘积为电势能.电场力做功的正负决定电势能的增加与否.6.如图所示,在x 轴上有A 、O 、B 、M 四点,OA =OB =BM =2L ,A 、B 两点固定有电荷量分别为+Q (Q >0)和-2Q 的异种点电荷。
最新高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.真空中,在x 轴上x =0和x =8处分别固定两个电性相同的点电荷Q l 和Q 2。
电荷间连线上的电场强度E 随x 变化的图象如图所示(+x 方向为场强正方向),其中x =6处E =0。
将一个正试探电荷在x =2处由静止释放(重力不计,取无穷远处电势为零)。
则A .Q 1、Q 2均为正电荷B .Q 1、Q 2带电荷量之比为9:1C .在x =6处电势为0D .该试探电荷向x 轴正方向运动时,电势能一直减小 【答案】AB 【解析】 【详解】由图可知,若两个电荷是负电荷则x=2处场强方向为负方向,故两个电荷同为正电荷,A 正确;因在x =6处场强为0,则122262Q Q kk =,解得:12:9:1Q Q =,B 正确;根据同种正电荷连线的中垂线电势分布特点,可知从x =6向无穷远运动时电势在降低,则x =6处电势大于0,C 错误;由图可知,0-6之间电场为正,沿x 轴的正方向,所以从0到6之间电势逐渐降低;而6-8之间的电场为负,沿x 轴的负方向,所以从6到8之间电势升高,因此将一个正点电荷沿x 轴运动时,该电荷的电势能先减小后增大,D 错误。
2.如图所示,将质量为m 的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O 点,小球静止在M 点,N 为O 点正下方一点,ON 间的距离等于橡皮筋原长,在N 点固定一铁钉,铁钉位于橡皮筋右侧。
现对小球施加拉力F ,使小球沿以MN 为直径的圆弧缓慢向N 运动,P 为圆弧上的点,角PNM 为60°。
橡皮筋始终在弹性限度内,不计一切摩擦,重力加速度为g ,则A .在P 点橡皮筋弹力大小为B .在P 点时拉力F 大小为C .小球在M 向N 运动的过程中拉力F 的方向始终跟橡皮筋垂直D.小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小【答案】AC【解析】A、设圆的半径为R,则,ON为橡皮筋的原长,设劲度系数为k,开始时小球二力平衡有;当小球到达P点时,由几何知识可得,则橡皮筋的弹力为,联立解得,故A正确。
B、小球缓慢移动,即运动到任意位置均平衡,小球所受三个力平衡满足相似三角形,即,,因,可得,故B错误。
C、同理在缓慢运动过程中由相似三角形原理可知,则拉力F始终垂直于橡皮筋的弹力,C正确。
D、在两相似三角形中,代表F大小的边MP的长度一直增大,故F一直增大,故D 错误。
则选AC。
【点睛】三力平衡可以运用合成法、作用效果分解法和正交分解法,而三力的动态平衡就要用图解法或相似三角形法,若有直角的还可以选择正交分解法。
3.如图,将一质量为2m的重物悬挂在轻绳一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点正下方距离A为d处.现将环从A点由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法中正确的是()A.环到达B处时,重物上升的高度2dB.环能下降的最大距离为4 3 dC.环到达B2D.环从A到B减少的机械能等于重物增加的机械能【答案】BD【解析】【分析】【详解】根据几何关系有,环从A下滑至B点时,重物上升的高度2d−d,故A错误;环下滑到最大高度为h时环和重物的速度均为022h d d+,根据机械能守恒有222(?) mgh mgh d d=+-,解得:h=43dd,故B正确.对B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:vcos45°=v 重物,所以2vv重物=,故C错误;环下滑过程中无摩擦力对系统做功,故系统机械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能,故D正确;故选BD.4.如图所示,两个可视为质点的小球a和b,用质量可忽略的刚性细杆相连并放置在光滑的半球面内.已知细杆长度是球半径的2倍,当两球处于静止状态时,细杆与水平面的夹角θ=15°,则()A.杆对a、b球作用力大小相等且方向沿杆方向B.小球a和b的质量之比为2:1C.小球a和b的质量之比为3:1D.半球面对a、b球的弹力之比为3:1【答案】ACD【解析】【详解】A、对轻杆,受两个球的弹力是一对平衡力,根据牛顿第三定律,杆对a、b球作用力大小相等且方向沿杆方向,故A正确;BC、两球都受到重力、细杆的弹力和球面的弹力的作用,过O作竖直线交ab于c点,受力分析如下图所示:设球面的半径为R,则△oac与左侧力三角形相似;△oac与右侧力三角相似;则由几何关系可得:am g TOC ac=;bm g TOC bc=,即:abm bcm ac=2倍,根据几何知识知图中α=45°,在△oac中,根据正弦定理,有:sin30sin105ac ao︒︒=,则13acbc=,31abmm=;故B错误,C正确;D、根据平衡条件,有:NaF Toa ac=,NbF Tob bc=,故31NaNbF bcF ac==,故D正确.5.用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上,各段轻杆等长,其中小球A、B的质量均为2m,小球C、D、E的质量均为m.现将A、B两小球置于距地面高h 处,由静止释放,假设所有球只在同一竖直平面内运动,不计一切摩擦,则在下落过程中A.小球A、B、C、D、E组成的系统机械能和动量均守恒B.小球B的机械能一直减小C.小球B落地的速度大小为2ghD.当小球A的机械能最小时,地面对小球C的支持力大小为mg【答案】CD【解析】【分析】【详解】小球A、B、C、D、E组成的系统机械能守恒但动量不守恒,故A错误;由于D球受力平衡,所以D球在整个过程中不会动,所以轻杆DB对B不做功,而轻杆BE对B先做负功后做正功,所以小球B的机械能先减小后增加,故B错误;当B落地时小球E的速度等于零,根据功能关系212mgh mv=可知小球B的速度为2gh,故C正确;当小球A的机械能最小时,轻杆AC没有力,小球C竖直方向上的力平衡,所以支持力等于重力,故D正确,故选CD6.用外力F通过如图所示的装置把一个质量为m的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动,已知在小球匀速运动的过程中,拴在小球上的绳子与水平杆之间的夹角从45°变为90°,斜面与水平地面之间是粗糙的,并且斜面一直静止在水平地面上,不计滑轮处及滑轮与绳子之间的摩擦.则在小球匀速运动的过程中,下列说法正确的是A.地面对斜面的静摩擦力保持不变B .外力F 一直在增大C .某时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力D .绳子移动的速度大小大于小球沿斜面运动的速度的大小 【答案】BC 【解析】 【详解】B .设连接小球的绳子与水平方向的夹角为θ;对小球沿斜面方向:sin(30)T mg θ=-o则当θ角从 45°变为90°的过程中,绳子的拉力变大,因F=T ,则外力F 一直在增大,选项B 正确;A .对小球和斜面的整体,地面对斜面体的摩擦力等于绳子拉力的水平分量,则cos sin(30)cos f T mg θθθ==-o 可知,随θ角的增加,地面对斜面的静摩擦力f 是变化的,选项A 错误;C .当 θ=90°时,滑轮两边绳子的夹角为120°,此时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力,选项C 正确;D .将小球的速度v 分解可知,绳子的速度1cos(30)v v θ=-o,则绳子移动的速度大小小于小球沿斜面运动的速度的大小,选项D 错误; 故选BC. 【点睛】此题涉及到的研究对象较多,关键是如何正确选择研究对象,并能对研究对象正确的受力分析,灵活运用整体及隔离法解题.7.如图所示,某空间有一正三棱锥OABC ,点A '、B '、C '分别是三条棱的中点。
现在顶点O 处固定一正点电荷,则下列说法正确的是( )A .A '、B '、C '三点连线所围的三角形平面区域内,三角形中心处电场强度最大 B .ABC ∆所在平面为等势面C .将一负试探电荷从A '点沿直线A B ''移到B '点,静电力对该试探电荷先做正功后做负功D .若A '点的电势为A ϕ',A 点的电势为A ϕ,则AA '连线中点D 处的电势D ϕ一定大于2A Aϕϕ'+【答案】AC【解析】A 、因为A′、B′、C′三点离顶点O 处的正电荷的距离相等,则三角形的中心离O 点最近电场强度最大,故A 正确;B 、由于△ABC 所在平面到顶点O 处的距离不相等,由等势面的概念可知,△ABC 所在平面不是等势面,故B 错误;C 、由电势的概念可知,沿直线A ′B ′的电势变化为先增大后减小,所以当在此直线上从A ′到B ′移动正电荷时,电场力对该正电荷先做负功后做正功,故C 正确。
D 、因为A D A D U E A D '''=⋅, DA DA U E DA =⋅,由点电荷的场强关系可知A D DA E E '>,又因为A D DA '>,所以有A D DA U U '>,即A D D A ϕϕϕϕ'->-,整理可得: 2A AD ϕϕϕ'+<,故D 错误.故选AC.【点睛】本题关键是明确点电荷的电场分布情况,注意根据对称性分析,同时要注意场强是矢量,电势是标量.同时明确等势面的分布情况.8.如图所示质量为m 、电荷量为q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点,带有电荷量也为q 的小球B 固定在O 点正下方绝缘柱上.其中O 点与小球A 的间距为l .O 点与小球 B 的间距为3l ,当小球A 平衡时,悬线与竖直方向夹角30θ=︒,带电小球A 、B 均可视为点电荷,静电力常量为k ,则( )A .A 、B 间库仑力大小222kq F l=B .A 、B 间库仑力33mgF =C .细线拉力大小223T kq F l=D .细线拉力大小3T F mg = 【答案】B 【解析】A 的受力如图所示,几何三角形OAB 与力三角形相似,由对应边成比例3T F mg l =,则33T mg F =,由余弦定律222(3)23cos30AB l l l l =+-︒=,则223T mg kq F F l===,故B 正确.点睛:本题借助于相似三角形和余弦定理求解拉力的大小,对于此类题要正确的画出受力图,组建三角形.9.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。