高考物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)含解析
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高考物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)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 86kqC .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 3kq E L =⎫⎪⎝⎭,合场强为24kq 686kq =2Ecosa=23L 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边,因此abc 不是等势面,故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,三根通电长直导线A、B、C互相平行,其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上,三根导线中通入的电流大小相等,且A、C中电流方向垂直于纸面向外,B中电流方向垂直于纸面向内;已知通电导线在其周围某处产生的磁场的磁感应强度kIBr =,其中I为通电导线中的电流强度,r为某处到通电直导线的距离,k为常量.下列说法正确的是( )A.A所受磁场作用力的方向与B、C所在平面垂直B.B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直C.A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2D.A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2【答案】BC【解析】利用右手定则可知:A处的合磁场方向沿AC方向,所以A所受磁场作用力的方向与A、C 所在平面垂直,A错;B、利用右手定则可知:B处的合磁场方向沿AC方向,所以B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直,B对;C、知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度kIBr=,根据磁场的叠加知:A处的磁场大小为22kIr,而B处的磁场强度为2kIr,所以A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:2,C对,D错;故本题选:BC4.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.5.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ACD6.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,7.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.8.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=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 -===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.9.如图所示,一轻绳通过小定滑轮O 与小球B 连接,另一端与套在竖直杆上的小物块A 连接,杆固定且足够长。
高中物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)及解析一、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 k k =,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,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43vC .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。
高考物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)及解析一、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86kqC.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=3L3kqEL=⎛⎫⎪⎝⎭,合场强为24kq686kq=2Ecosa=2=3LE⨯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。
2.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.3.如图所示,在M 、N 两点分别固定点电荷+Q 1、-Q 2,且Q 1>Q 2,在MN 连线上有A 、B 两点,在MN 连线的中垂线上有C 、D 两点.某电荷q 从A 点由静止释放,仅在静电力的作用下经O 点向B 点运动,电荷q 在O 、B 两点的动能分别为E KO 、E KB ,电势能分别为E pO 、E pB ,电场中C 、D 两点的场强大小分别为E C 、E D ,电势分别为C D ϕϕ、,则下列说法正确的是( )A .E KO 一定小于E KBB .E pO 一定小于E pBC .E C 一定大于E DD .C ϕ一定小于D ϕ【答案】AC【解析】【分析】【详解】 AB .电荷q 从A 点由静止释放,仅在静电力的作用下经O 点向B 点运动,说明静电力方向向右,静电力对电荷做正功,所以电荷动能增加,电势能减小,故A 项正确,B 项错误;C .据2Q E kr =和正点荷产生电场方向由正电荷向外,负电荷产生的电场指向负电荷可得CD 两点场强如图两电荷在C 处产生的场强大,夹角小,据平行四边形定则可得E C 一定大于E D ,故C 项正确;D .由C 的分析可知MN 连线的中垂线上半部分各点的场强方向向右上方,据等势线与电场线垂直,顺着电场线电势降低,可得C ϕ一定大于D ϕ,故D 项错误。
高中物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)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34v B .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.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 .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 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.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cos 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11cos v v θ=+乙车的速度2cos 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题20套(带答案)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,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()dA.环到达B处时,重物上升的高度2B .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 .3.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.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.【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.如图所示,套在竖直细杆上的轻环A 由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B 相连,施加外力让A 沿杆以速度v 匀速上升,从图中M 位置上升至与定滑轮的连线处于水平N 位置,已知AO 与竖直杆成θ角,则( )A .刚开始时B 的速度为cos v θB .A 匀速上升时,重物B 也匀速下降C .重物B 下降过程,绳对B 的拉力大于B 的重力D .A 运动到位置N 时,B 的速度最大【答案】C 【解析】【详解】A.对于A ,它的速度如图中标出的v ,这个速度看成是A 的合速度,其分速度分别是a b v v 、,其中a v 就是B 的速率(同一根绳子,大小相同),故刚开始上升时B 的速度cos B v v θ=,故A 不符合题意;B.由于A 匀速上升,θ在增大,所以B v 在减小,故B 不符合题意;C .B 做减速运动,处于超重状态,绳对B 的拉力大于B 的重力,故C 符合题意;D.当运动至定滑轮的连线处于水平位置时90θ=︒,所以0B v =, 故D 不符合题意。
最新高考物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)一、图示法图像法解决物理试题1.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 的速度为零.2.如图所示,一轻绳通过小定滑轮O 与小球B 连接,另一端与套在竖直杆上的小物块A 连接,杆固定且足够长。
最新高考物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)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,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,三根通电长直导线A 、B 、C 互相平行,其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上,三根导线中通入的电流大小相等,且A 、C 中电流方向垂直于纸面向外,B 中电流方向垂直于纸面向内;已知通电导线在其周围某处产生的磁场的磁感应强度kIB r=,其中I 为通电导线中的电流强度,r 为某处到通电直导线的距离,k 为常量.下列说法正确的是( )A .A 所受磁场作用力的方向与B 、C 所在平面垂直B .B 所受磁场作用力的方向与A 、C 所在平面垂直 C .A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2D .A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2【答案】BC 【解析】利用右手定则可知:A 处的合磁场方向沿AC 方向,所以A 所受磁场作用力的方向与A 、C 所在平面垂直,A 错;B 、利用右手定则可知:B 处的合磁场方向沿AC 方向,所以B 所受磁场作用力的方向与A 、C 所在平面垂直,B 对;C 、知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度kIB r=,根据磁场的叠加知:A 处的磁场大小为2kI,而B 处的磁场强度为2kI r ,所以A 、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:2,C 对,D 错; 故本题选:BC4.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cos 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11cos v v θ=+乙车的速度2cos 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.5.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,6.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题20套(带答案)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,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题20套(带答案)及解析一、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1 2A B vv 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,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.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 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 .4.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 y v 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.5.如图所示,一个长直轻杆两端分别固定小球A 和B ,竖直放置,两球质量均为m ,两球半径忽略不计,杆的长度为L .由于微小的扰动,A 球沿竖直光滑槽向下运动,B 球沿水平光滑槽向右运动,当杆与竖直方向的夹角为θ时(图中未标出),关于两球速度A v 与B v 的关系,下列说法正确的是A .A 球下滑过程中的加速度一直大于gB .B 球运动过程中的速度先变大后变小C .tan A B v v θ=D .sin A B v v θ=【答案】BC【解析】【分析】【详解】先分析小球B 的运动情况:小球 B 以初速度等于零开始向右运动,当小球A 落到最下方时B 的速度再次为零,所以B 在水平方向先加速后减小,即B 球运动过程中的速度先变大后变小,根据受力可知刚开始时杆对B 产生的是偏右的力,所以杆对A 产生的是偏向上的力,根据受力可知此时A 的加速度小于重力加速度g ,故A 错误;B 正确;当杆与竖直方向的夹角为θ时,根据运动的分解可知;cos sin A B v v θθ=即tan A B v v θ=,故C 正确;D 错误;6.如图所示,在M 、N 两点分别固定点电荷+Q 1、-Q 2,且Q 1>Q 2,在MN 连线上有A 、B 两点,在MN 连线的中垂线上有C 、D 两点.某电荷q 从A 点由静止释放,仅在静电力的作用下经O 点向B 点运动,电荷q 在O 、B 两点的动能分别为E KO 、E KB ,电势能分别为E pO 、E pB ,电场中C 、D 两点的场强大小分别为E C 、E D ,电势分别为C D ϕϕ、,则下列说法正确的是( )A .E KO 一定小于E KBB .E pO 一定小于E pBC .E C 一定大于E DD .C ϕ一定小于D ϕ【答案】AC【解析】【分析】【详解】 AB .电荷q 从A 点由静止释放,仅在静电力的作用下经O 点向B 点运动,说明静电力方向向右,静电力对电荷做正功,所以电荷动能增加,电势能减小,故A 项正确,B 项错误;C .据2Q E kr =和正点荷产生电场方向由正电荷向外,负电荷产生的电场指向负电荷可得CD 两点场强如图两电荷在C 处产生的场强大,夹角小,据平行四边形定则可得E C 一定大于E D ,故C 项正确;D .由C 的分析可知MN 连线的中垂线上半部分各点的场强方向向右上方,据等势线与电场线垂直,顺着电场线电势降低,可得C ϕ一定大于D ϕ,故D 项错误。
高考物理图像法解决物理试题题20套(带答案)及解析一、图像法解决物理试题1.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,其v t -图像如图所示,下列说法正确的是( )A .20t :时间内乙物体通过的路程大于甲物体通过的路程B .1t 时刻,两者相距最远C .20t :时间内乙的平均速度小于甲的平均速度D .2t 时刻,乙物体追上甲物体【答案】C【解析】【详解】AC.20t ~时间内甲物体的速度一直比乙物体的速度大,乙物体通过的路程小于甲物体通过的路程.根据平均速度的定义,乙的平均速度小于甲的平均速度,故A 错误,C 正确; BD. 甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,在0∼t 2时间内,甲的速度一直比乙的大,甲在乙的前方,两者间距逐渐增大.t 2时刻后,乙的速度比乙的大,两者间距逐渐减小,所以t 2时刻,两者相距最远.故B 错误,D 错误.2.平直马路上有同方向前后行驶的电车a 和汽车b ,它们的v -t 图象如图所示。
当t =10s 时,两车刚好相遇,由图可知A .开始时电车a 在前汽车b 在后B .开始时两车相距25mC .t =20s 时两车相距50 mD .t =10s 后两车还会再相遇【答案】B【解析】【详解】A.从图像可以看出在前10s内a图像包围的面积大于b图像包围的面积,故一开始a在后b 在前,故A错误;B.图像包围的面积代表各自运动走过的位移,所以两者一开始相距的距离为1s=⨯⨯=,故B正确;51025m2C.从面积上可以看出t=20s时两车相距25m,故C错误;D.t=10s后,b的速度一直大于a的速度,所以两车不会再相遇,故D错误3.如图所示,水平传送带以v0速度向右匀速运动,在传送带的右侧固定一弹性档杆,在t=0时刻,将工件轻轻放在传送带的左端,当工件运动到弹性档杆所在的位置时与档杆发生碰撞,已知碰撞时间极短,不计碰撞过程的能量损失.则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中,工件运动的v-t图象下列可能的是A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】工件与弹性挡杆发生碰撞后,其速度的方向发生改变,应取负值.故A错误,B错误;工件与弹性挡杆发生碰撞前的加速过程中和工件与弹性挡杆碰撞后的减速过程中所受滑动摩擦力不变,所以两过程中加速不变,故C正确,D错误,故选C.4.如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2kg 的物体在F 作用下由静止开始向上做匀加速运动。
高考物理图示法图像法解决物理试题题20套(带答案)含解析一、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86kqC.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=3L3kqEL=⎛⎫⎪⎝⎭,合场强为24kq686kq=2Ecosa=2=3LE⨯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。
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。
故选BD。
【点睛】本题考查共点力的平衡条件应用,要注意明确共点力平衡问题重点在于正确选择研究对象,本题运用隔离法和整体法两种方法进行受力分析得出结论.同时注意几何关系的正确应用.3.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B2ghD.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CD4.如图甲所示,一个条形磁铁固定在水平桌面上,以的右端点为原点,中轴线为轴建立一维坐标系。
一个灵敏的小磁针放置在轴上不同位置,设与轴之间的夹角为。
实验测得与之间的关系如图乙所示。
已知该处地磁场方向水平,磁感应强度大小为。
下列说法正确的是( )A .的右端为极B .的中轴线与地磁场方向垂直C .在处产生的磁感应强度大小为D .处合磁场的磁感应强度大小为【答案】BC【解析】【详解】A.当x 趋向无穷大时,小磁针所指的方向为地球的磁场的方向,所以根据题图可知,x 趋向 无穷大时,趋向1,则趋向90°,即小磁针的方向与x 的方向垂直,所以x 的方向为 向东。
当x 非常小时,小磁针的N 极沿x 方向,即向东。
由题图可知,开始时N 背离O 点,所以O 点处的磁极是N 极,故A 错误;B.由以上的分析可知,P 的中轴线沿东西方向,与地磁场方向垂直,故B 正确;C.由乙图可知,处,则,P 在处产生的磁感应强度大小为B P , ,所以,故C 正确;D.处合磁场的磁感应强度大小为,故D 错误。
5.如图所示,光滑固定的竖直杆上套有小物块a,不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块a和小物块b,虚线cd水平.现由静止释放两物块,物块a从图示位置上升,并恰好能到达c处.在此过程中,若不计摩擦和空气阻力,下列说法正确的是()A.物块a到达c点时加速度为零B.绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量C.绳拉力对物块b先做负功后做正功D.绳拉力对物块b做的功在数值上等于物块b机械能的减少量【答案】BD【解析】【分析】【详解】当a物块到达C处时,由受力分析可知:水平方向受力平衡,竖直方向只受重力作用,所以根据牛顿第二定律得知,a物块的加速度a=g=10m/s2;故A错误;从a到c,a的动能变化量为零,根据功能关系可知,绳拉力对物块a做的功等于物块a的重力势能的增加量,故B正确;物块a上升到与滑轮等高前,b下降,绳的拉力对b做负功,故C错误;从a 到c,b的动能变化量为零,根据功能关系:除重力以为其他力做的功等于机械能的增量,故绳拉力对b做的功在数值上等于b机械能的减少量.故D正确.故选BD.【点睛】本题关键掌握功能关系,除重力以外其它力做功等于机械能的增量,合力功等于动能的变化量,重力做功等于重力势能的变化量,要能灵活运用.6.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θ=︒,带电小球A、B均可视为点3l,当小球A平衡时,悬线与竖直方向夹角30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3mg F = 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 =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.7.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φ随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.8.如图所示,a 、b 两点处分别固定有电量均为Q 的带正电的点电荷,c 是线段ab 的中点,d 是ac 的中点,c 是ab 的垂直平分线上的一点,ce =cd ,将一个正点电荷先后放在d 、c 、e 点,它所受的电场力分别为d c e F F F 、、,则下列说法正确的是A .d e F F 、的方向都是水平向右B .d e F F 、的方向相互垂直,0c FC .d e F F 、的大小相等,c F 的方向竖直向上D .d 的电势小于e 点的电势【答案】B【解析】【详解】A 、依据同种电荷相斥,a 、b 两点电荷对d 处的正电荷的电场力水平向右,而a 、b 两点电荷对e 处的正电荷的合电场力竖直向上,故A 错误;B 、由上分析可知,F d 、F e 的方向互相垂直,c 处于两点电荷中点,根据矢量的合成法则,则F c =0,故B 正确;C 、根据等量同种电荷的电场线分布可知,d 处的电场强度大于c 处,结合电场力的公式F=qE 可知F c 的小于F d ,而由A 分析,可知F e 的方向竖直向上,故C 错误;D 、依据沿着电场线方向电势是降低的,因此d 点的电势大于e 点的电势,故D 错误; 故选B .【点睛】a 、b 两点处分别固定有等量同种点电荷+Q 和+Q ,首先要明确等量同号电荷的电场的分布特点,明确各点的电场强度的大小和方向的关系,结合电场力的公式:F=qE 来判断电场力之间的关系,及依据沿着电场线方向,电势是降低的,即可求解.9.如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的、两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
、、在、的连线上,为的中点,、位于的中垂线上,且、、、到点的距离均相等。
关于、、、几点处的磁场,下列说法正确的是( )A .点处的磁感应强度为零B .、两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C .、两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D .、两点处磁感应强度的方向不同【答案】C【解析】【详解】A.由安培定则可知,两导线在O 点产生的磁场方向均竖直向下,合磁感应强度一定不为零,故选项A 不符合题意;B.由安培定则,两导线在a 、b 两处产生的磁场方向均竖直向下,由于对称性,电流M 在a 处产生磁场的磁感应强度等于电流N 在b 处产生磁场的磁感应强度,电流M 在b 处产生磁场的磁感应强度等于N 在a 处产生磁场的磁感应强度,所以ab 两处磁感应强度大小相等、方向相同,选项B 不符合题意;CD.根据安培定则判断知两导线在cd 处产生的磁场分别垂直cd 两点与导线连线方向向下,且产生的磁场的磁感应强度相等由平行四边形定则可知,c 、d 两点处的磁感应强度大小相等,方向均竖直向下,故选项C 符合题意,选项D 不符合题意。