高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧分析及练习题
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高考物理图示法图像法解决物理试题的技巧及练习题及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.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。
根据P与Q的速度关系,当P到达O点时,即,说明Q先加速后减速,故此时轻绳的拉力不为0,故B错误;当P到达O点时,Q减少重力势能与P增加的动能相等,则有:,解得:,故C正确;P从释放到第一次过O点,速度逐渐增大,动能在增大,故绳子对P的拉力一直做正功,故D正确;故选CD。
【点睛】本题考查了关联速度、共点力平衡、做功、机械能守恒的综合运用,知道P到达O点时,沿绳子方向的速度为零,则Q的速度为零.2.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CD3.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(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技巧(很有用)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.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.3.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,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0.2.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12A 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常见题型及答题技巧及练习题一、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ACD3.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 KB B .E pO 一定小于E pBC .E C 一定大于ED D .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2QE 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。
高考物理图示法图像法解决物理试题技巧小结及练习题及解析一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,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0.2.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22kIr,而B 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:BC3.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.4.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=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ACD5.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32mgD .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 .6.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常见题型及答题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1.如图所示,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 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.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,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b2:1C.小球a和b31D.半球面对a、b31【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:a m g T OC ac =;b m g T OC bc =,即:a b m bc m ac =;由题,细杆长度是球面的半径的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3ac bc =,3a b m m =;故B 错误,C 正确; D 、根据平衡条件,有:Na F T oa ac =,Nb F T ob bc =,故31Na Nb F bc F ac ==,故D 正确.4.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。
高中物理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=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ACD2.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2:1 C .小球a 和b 的质量之比为3:1 D .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:a m g T OC ac =;b m g T OC bc=,即:a b m bc m 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3ac bc =,3a b m m =;故B 错误,C 正确; D 、根据平衡条件,有:Na F T oa ac =,Nb F T ob bc =,故3Na Nb F bc F ac ==,故D 正确.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.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 .5.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 .0~023t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 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.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。
高考物理图示法图像法解决物理试题解题技巧分析及练习题一、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.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.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B2kIr,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.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。
根据P与Q的速度关系,当P到达O点时,即,说明Q先加速后减速,故此时轻绳的拉力不为0,故B错误;当P到达O点时,Q减少重力势能与P增加的动能相等,则有:,解得:,故C正确;P从释放到第一次过O点,速度逐渐增大,动能在增大,故绳子对P的拉力一直做正功,故D正确;故选CD。
【点睛】本题考查了关联速度、共点力平衡、做功、机械能守恒的综合运用,知道P到达O点时,沿绳子方向的速度为零,则Q的速度为零.5.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.6.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.7.如图所示,光滑直角细杆POQ 固定在竖直平面内,OP 边水平,OP 与OQ 在O 点平滑相连,质量均为m 的A 、B 两小环用长为L 的轻绳相连,分别套在OP 和OQ 杆上.初始时刻,将轻绳拉至水平位置拉直(即B 环位于O 点),然后同时释放两小环,A 环到达O 点后,速度大小不变,方向变为竖直向下,已知重力加速度为g .下列说法正确的是( )A .当B 环下落2L 时,A g L B .在A 环到达O 点的过程中,B 环一直加速C .A 环到达O 2gLD .当A 环到达O 2gL的时间能追上B 环 【答案】ACD 【解析】 【详解】B 环下落一段位移后,设绳子与水平方向之间的夹角为α,则与竖直方向之间的夹角β=90°-α,设此时A 的速度为v A ,将A 的速度沿绳子方向与垂直于绳子的方向分解,设沿绳子方向的分速度为v ,如图所示:可得:v =v A cosα,设B 的速度为v B ,将B 的速度也沿绳子的方向与垂直于绳子的方向分解如图,其中沿绳子方向的分速度与A 沿绳子方向的分速度是相等的,可得:v =v B cosβ,联立可得:tan A B v v α=,当B 环下落2L时绳子与水平方向之间的夹角12sin 2LL α==,可得:所以:α=30°,A 环的速度大小为03tan 30AB A v v v ==,B 下降的过程中A 与B 组成的系统机械能守恒可得:2211222A B L mgmv mv =+,联立得A 环的速度大小为A gLv =,故A 正确;B 开始下降的过程中速度由0开始增大,所以是做加速运动.当绳子与竖直方向之间的夹角接近90°时,tanβ→∞,则0tan AB v v α=→,可知当A 到达O 点时,B 的速度等于0.所以B 一定还存在减速的过程.即A 环到达O 点的过程中,B 环先加速后减速,故B 错误;由于A 到达O 点时B 的速度等于0,由机械能守恒得:212A mgL mv =',解得:2A v gL '=,故C 正确;环A 过O 点后做加速度等于g 的匀加速直线运动,B 做自由落体运动.当A 追上B 时有:221122A v t gt L gt '+=+,解得:2Lt g'=,故D 正确.所以ACD 正确,B 错误.8.一快艇从离岸边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.9.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 环,环套在竖直固定的光滑直杆上A 点,光滑定滑轮与直杆的距离为d .A 点与定滑轮等高,B 点在距A 点正下方d 处.现将环从A 处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是A .环到达B 处时,重物上升的高度h =dB .环从A 到B ,环减少的机械能等于重物增加的机械能C .环从A 点能下降的最大高度为43d D .当环下降的速度最大时,轻绳的拉力T=2mg 【答案】BC 【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2h d d =-,故A 错误;环下滑过程中无摩擦力做系统做功,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B 正确;设环下滑到最大高度为H 时环和重物的速度均为零,此时重物上升22H d d -,根据机械能守恒有:)222mgH mg H d d =-,解得:43dH =,故C 正确;环向下运动,做非匀速运动,就有加速度,所以重物向上运动,也有加速度,即环运动的时候,绳的拉力不可能是2mg ,故D 错误.所以BC 正确,AD 错误. 【点睛】环刚开始释放时,重物由静止开始加速.根据数学几何关系求出环到达B 处时,重物上升的高度.环下滑过程中无摩擦力做系统做功,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.环下滑到最大高度为H 时环和重物的速度均为零,根据机械能守恒求解.10.位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如右图所示,ab 、cd 分别是正方形两条边的中垂线,O 点为中垂线的交点,P 、Q 分别为cd 、ab 上的点,且OP <OQ . 则下列说法正确的是A .P 、O 两点的电势关系为p o ϕϕ<B .P 、Q 两点电场强度的大小关系为E Q <E PC .若在O 点放一正点电荷,则该正点电荷受到的电场力不为零D .若将某一负电荷由P 点沿着图中曲线PQ 移到Q 点,电场力做负功 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .根据电场叠加,由图像可以知道ab 、cd 两中垂线上各点的电势都为零,所以P 、O 两点的电势相等,故A 错;B .电场线的疏密表示场强的大小,根据图像知E Q <E P ,故B 正确;C .四个点电荷在O 点产生的电场相互抵消,场强为零,故在O 点放一正点电荷,则该正点电荷受到的电场力为零,故C 错误.D .P 、Q 电势相等,若将某一负电荷由P 点沿着图中曲线PQ 移到Q 点,电场力做功为零,故D 错误; 故选B.点睛:根据电场线的方向确定场源电荷的正负.电势的高低看电场线的指向,沿着电场线电势一定降低.电场线的疏密表示场强的大小,;根据电势高低判断功的正负.11.如图所示,光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上,可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q 1、Q 2,其中小球1固定在碗底A 点,小球2可以自由运动,平衡时小球2位于碗内的B 位置处,如图所示.现在改变小球2的带电量,把它放置在图中C 位置时也恰好能平衡,已知AB 弦是AC 弦的两倍,则( )A .小球在C 位置时的电量是B 位置时电量的一半 B .小球在C 位置时的电量是B 位置时电量的四分之一C .小球2在B 点对碗的压力大小等于小球2在C 点时对碗的压力大小D .小球2在B 点对碗的压力大小大于小球2在C 点时对碗的压力大小 【答案】C 【解析】 【详解】AB .对小球2受力分析,如图所示,小球2受重力、支持力、库仑力,其中F 1为库仑力F 和重力mg 的合力,根据三力平衡原理可知,F 1=F N .由图可知,△OAB ∽△BFF 1设半球形碗的半径为R ,AB 之间的距离为L ,根据三角形相似可知,1F mg FOA OB AB== 即1F mg FR R L== 所以F N =mg ①LF mg R=② 当小球2处于C 位置时,AC 距离为2L,故 '12F F =, 根据库仑定律有:2A BQ Q F kL = '21()2A C Q Q F kL = 所以18CBQQ=,即小球在C位置时的电量是B位置时电量的八分之一,故AB均错误;CD.由上面的①式可知F N=mg,即小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小,故C正确,D错误。