高考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
- 格式:doc
- 大小:538.00 KB
- 文档页数:11
高考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,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.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 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;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,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;θ=︒时,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90Q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。
5.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。
开始时用手握住B使A静止在P点,细线伸直。
现释放B,A向上运动,过Q点时细线与竖直杆成60°角,R点位置与O等高。
(不计一切摩擦,B球未落地)则A.物块A过Q点时,A、B两物体的速度关系为v A=2v BB.物块A由P上升至R的过程中,物块A的机械能增加量等于小球B的机械能减少量C.物块A由P上升至R的过程中,细线对小球B的拉力总小于小球B的重力D.物块A由P上升至R的过程中,小球B所受重力的瞬时功率先增大后减小【答案】ABD【解析】【详解】A.物块A过Q点时,将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,沿绳子方向的分速度等于B的速度,即v B=v A cos60°,得v A=2v B;故A正确.B.物块A由P上升至R的过程中,对于A、B组成的系统,由于只有重力做功,所以系统的机械能守恒,则物块A的机械能增加量等于小球B的机械能减少量;故B正确.C.物块A由P上升至R的过程中,小球B的速度先增大后减小,物块上升至R时B球的速度为零,则小球B的加速度先向上后向下,先处于超重状态后处于失重状态,则细线对小球B的拉力先大于小球B的重力,后小于小球B的重力;故C错误.D.物块A由P上升至R的过程中,小球B的速度先增大后减小,由P=mgv知小球B所受重力的瞬时功率先增大后减小;故D正确.6.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。
不计空气阻力,则( )A.点电荷带正电B.a点的电场强度大于b点的电场强度C.小球在从a点运动到b点的过程中,电势能增大D.如果加一个垂直于竖直平面的匀强磁场,小球也可以继续做圆周运动【答案】AC【解析】【详解】带电小球可绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,可知小球受到的匀强电场的电场力和重力等大反向,则小球带负电,点电荷带正电,选项A正确;点电荷在a点的场强向上,在b点的场强向下,与匀强电场叠加后,a点的电场强度小于b点的电场强度,选项B错误;小球在从a点运动到b点的过程中,点电荷对小球不做功,而匀强电场的电场力做负功,则电势能增大,选项C正确;如果加一个垂直于竖直平面的匀强磁场,若洛伦兹力的方向指向圆心,则小球所受的向心力变大,则小球将做近心运动;反之若洛伦兹力的方向背离圆心,则小球所受的向心力变小,则小球将做离心运动,选项D错误;故选AC.【点睛】本题的解题关键是根据质点做匀速圆周运动的条件,判断电场力与重力的关系,即可确定出小球的电性。
7.一快艇从离岸边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.8.如图为两形状完全相同的金属环A 、B 平行竖直的固定在绝缘水平面上,且两圆环的圆心O l 、O 2的连线为一条水平线,其中M 、N 、P 为该连线上的三点,相邻两点间的距离满足MO l =O 1N=NO 2 =O 2P .当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时,经测量可得M 点的磁感应强度大小为B 1、N 点的磁感应强度大小为B 2,如果将右侧的金属环B 取走,P 点的磁感应强度大小应为A .21B B -B .212B B -C .122B B -D .13B 【答案】B【解析】 对于图中单个环形电流,根据安培定则,其在轴线上的磁场方向均是向左,故P 点的磁场方向也是向左的.设1122MO O N NO O P l ====,设单个环形电流在距离中点l 位置的磁感应强度为1l B ,在距离中点3l 位置的磁感应强度为3l B ,故M 点磁感应强度113l l B B B =+,N 点磁感应强度211l l B B B =+,当拿走金属环B 后,P 点磁感应强度2312P l B B B B ==-,B 正确;故选B. 【点睛】本题研究矢量的叠加合成(力的合成,加速度,速度,位移,电场强度,磁感应强度等),满足平行四边形定则;掌握特殊的方法(对称法、微元法、补偿法等).9.如图所示,一个长直轻杆两端分别固定小球A 和B ,两球质量均为m ,两球半径忽略不计,杆的长度为L .先将杆竖直靠放在竖直墙上,轻轻拨动小球B ,使小球B 在水平面上由静止开始向右滑动,当小球A 沿墙下滑距离为2L 时,下列说法正确的是(不计一切摩擦)A .杆对小球A 做功为12mgLB .小球A 和B 的速度都为12gL C .小球A 、B 的速度分别为132gL 和12gL D .杆与小球A 和B 组成的系统机械能减少了12mgL 【答案】C【解析】【详解】 BC.当小球A 沿墙下滑距离为2L 时,设此时A 球的速度为v A ,B 球的速度为v B .根据系统机械能守恒定律得:2211222A B L mg mv mv =+,两球沿杆子方向上的速度相等,则有:v A cos60°=v B cos30°.联立两式解得:132A v gL =, 12B v gL =;故B 错误,C 正确. A.对A 球使由动能定理有:21=022A L mg W mv +-杆,代入A 的速度解得=8L W mg -杆,故A 错误. D.对于杆与小球A 和B 组成的系统而言运动过程中只有重力做功,故系统机械能守恒;故D 错误.10.两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,放置在一个光滑的半球面内,如图所示.已知小球a 和b 的质量之比为3,细杆长度是球面半径的2倍.两球处于平衡状态时,细杆与水平面的夹角θ是( )A .45︒B .30︒C .22.5︒D .15︒【答案】D【解析】【详解】 由题目中的数据可以得出,abO 三点组成一个等腰直角三角形,所以两底角都为45︒.对两球进行受力分析,由于球面光滑,所以两球都只受到3个力,如图所示:重力、球面的支持力、刚性细杆的弹力;由于是刚性细杆,所以刚性细杆对两球的弹力均沿着杆方向,且对两球的弹力大小相等;两球处于平衡状态,两球受到的合力都为零,两球受到的三个力都组成一个封闭的力的矢量三角形.设b 球的质量为m ,由正弦定理对球a :3mg =()sin 45N F θ︒-;对球b :sin 45mg ︒=()sin 45N F θ︒+,所以有:()3sin 45θ︒-=()sin 45θ︒+,即()tan 45θ︒+=3,所以θ=15︒,故D 正确,ABC 错误.11.有两条长直导线垂直水平纸面放置,交纸面与a 、b 两点,通有大小相等的恒定电流,方向如图,a 、b 的连线水平,c 是ab 的中点,d 点与c 点关于b 点对称,已知c 点的磁感应强度为,d 点的磁感应强度为,则关于a 处导线在d 点的磁感应强度的大小和方向,下列说法中正确的是A .,方向竖直向下 B .,方向竖直向上 C .,方向竖直向下 D .,方向竖直向上【答案】A【解析】【分析】空间中任何一点的磁感应强度是两根导线产生的磁场磁感应强度的叠加。