專題一圖像專題(屆含答案)

1、把規(guī)范修煉成習慣，把認真內(nèi)化為品質！2015屆高三物理三輪自編講義專題一圖 象學案（一） 班級 學號 姓名 一、考點研究：圖象能形象地表述物理規(guī)律、描述物理過程，能直觀地展現(xiàn)物理量之間的相互關系及變化趨勢，利用圖象解決物理問題是一種重要的科學思維方法因此，對圖象問題的考查成為近幾年的熱點預計2015年高考仍會加強對圖象的考查，主要考查以下幾個方面：會識圖：理解圖象的意義，斜率、截距、面積的意義會用圖：能結合物理公式和圖象分析解決物理問題會作圖：依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律作出相關物理量的圖象二、典型剖析： （一）會識圖（理解坐標、斜率、截距、面積等物理意義）典例1：物體A、B的st圖象如圖

2、所示，由圖可知(A)A從第3 s起，兩物體運動方向相同，且vA>vBB兩物體由同一位置開始運動，但物體A比B遲3 s才開始運動C在5 s內(nèi)兩物體的位移相同，5 s末A、B相遇D5 s內(nèi)A、B的平均速度相等 拓展1：某日下午瓦良格號三度海試，為飛機降落配備的攔阻索亮相，這使得國產(chǎn)殲15艦載戰(zhàn)斗機在航母上起降成為可能若該機在甲板上加速起飛過程可看做勻變速直線運動，在某段時間內(nèi)的st圖象如圖所示，視殲15艦載戰(zhàn)斗機為質點，根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)判斷該機加速起飛過程中，下列選項正確的是(B) A經(jīng)過圖線上M點所對應位置時的速度小于2 m/sB在t2.5 s時的速率等于4 m/sC在2 s2.5 s這段

3、時間內(nèi)位移等于2 mD在2.5 s3 s這段時間內(nèi)位移等于2 m典例2：我國“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈鹘?jīng)過多次試驗，曾于2012年6月27日以7 062 m的深度創(chuàng)造了作用內(nèi)載人潛水器新的世界紀錄，這預示著它可以征服全球99.8%的海底世界假設在某次試驗時，深潛器內(nèi)的顯示屏上顯示出了從水面開始下潛到最后返回水面10 min內(nèi)全過程的深度曲線(如圖甲)和速度圖象(如圖乙)，則關于此次下潛全過程，下列說法正確的是(AD)A由圖可知，此次下潛在最深處停留了2 minB全過程中最大加速度的大小是0.025 m/s2C整個潛水器在8 min10 min時間內(nèi)機械能守恒D潛水員在3 min4 min和6 min8

4、min的時間內(nèi)均處于超重狀態(tài)拓展2：如圖所示的位移時間圖象和速度時間圖象中，給出的四條圖線1、2、3、4代表四個不同物體的運動情況下列描述正確的是(B )A圖線1表示物體做曲線運動Bst圖象中t1時刻v1>v2Cvt圖象中0至t3時間內(nèi)圖線3和圖線4的平均速度大小相等D圖線2和圖線4中，t2、t4時刻都表示物體反向運動典例3：如圖1所示，在光滑水平面上疊放著甲、乙兩物體?，F(xiàn)對甲施加水平向右的拉力F，通過傳感器可測得甲的加速度a隨拉力F變化的關系如圖2所示。已知重力加速度g=10 m/s2，由圖線可知 （ BC ）A甲的質量mA=2kg B甲的質量mA=6kgC甲、乙間的動摩擦因數(shù)=0.2

5、D甲、乙間的動摩擦因數(shù)=0.6拓展3：某同學在開展研究性學習的過程中，利用加速度傳感器研究質量為5 kg的物體由靜止開始做直線運動的規(guī)律，并在計算機上得到了前4 s內(nèi)物體加速度隨時間變化的關系圖象，如圖所示.設第1 s內(nèi)運動方向為正方向，則下列說法正確的是（ BCD ）A物體先向正方向運動，后向負方向運動B物體在第3 s末的速度最大C前4 s內(nèi)合外力做的功等于前2 s內(nèi)合外力做的功D物體在第4 s末的動能為22.5 J典例4：有一個均勻帶電圓環(huán)，以圓環(huán)圓心O為坐標原點，過O且垂直于圓環(huán)平面的線為x軸，如下圖甲所示，現(xiàn)測得x軸上的電場強度隨坐標x值變化的圖像如圖乙所示（場強為正值，表示方向沿x軸

6、正方向），H、I是x軸上兩點，且HOOI，取無窮遠處電勢為零。則以下分析正確的是（ C ）A該圓環(huán)帶負電 Bx軸上O點電勢為零C將一個正的試探電荷沿x軸從H移動到I的過程中，電勢能先增大后減小DH點的電勢低于I點的電勢拓展4： a、b是x軸上的兩個點電荷，電荷量分別為Q1和Q2，沿x軸a、b之間各點對應的電勢高低如圖中曲線所示.從圖中可看出以下說法中不正確的是（ D ）A把帶正電的檢驗電荷沿x軸由a移到b的過程中，電場力對該電荷先做正功后做負功Ba、P間和P、b間各點的電場方向都指向P點C電勢最低的P點的電場強度為零Da和b 一定是同種電荷，但是不一定是正電荷拓展5：空間有一關于 x 軸對稱分

7、布的電場，其電場強度 E 隨 x 變化的圖象如圖所示（場強為正值，表示方向沿x軸正方向）下列判斷正確的是（ D ）AO點的場強最小，電勢最低Bx1處的電勢和 x1處的電勢相等C電子從 x1 處到x1處的過程中速度先減小后增大 D電子從 x1 處到x1處的過程中電勢能一直減小班級 學號 姓名 三、課后作業(yè)（要求畫出運動分析圖，解題過程規(guī)范，要有原始表達式）1. 圖是甲、乙兩物體做直線運動的vt圖象下列表述正確的是 ( A)A乙做勻加速直線運動B01 s內(nèi)甲和乙的位移相等C甲和乙的加速度方向相同D甲的加速度比乙的小2某物體質量為1kg，受水平拉力作用沿水平粗糙地面做直線運動， 其速度圖像如圖所示，

8、根據(jù)圖像可知物體 （ C ）A受的拉力總是大于摩擦力 B在第3s內(nèi)受的拉力為1NC在第1s 內(nèi)受的拉力大于2N D在第2s內(nèi)受的拉力為零3某馬戲團演員做滑桿表演已知豎直滑桿上端固定，下端懸空，滑桿的重力為200N在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可以顯示桿頂端所受拉力的大小已知演員在滑桿上做完動作之后，先在桿上靜止了0.5s，然后沿桿下滑，3.5s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零整個過程中演員的v-t圖象和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況如圖所示，g取10ms2則下述說法正確的是（ AC ）A演員的體重為600N B演員在第1s內(nèi)一直處于超重狀態(tài)C滑桿所受的最小拉力為620N D滑桿所受的最大拉力

9、為900N4一小球自由下落，與地面發(fā)生碰撞，原速率反彈若從釋放小球開始計時，不計小球與地面發(fā)生碰撞的時間及空氣阻力則下列圖中能正確描述小球位移x、速度v、動能Ek、機械能E與時間t關系的是(BD)5如圖為伽利略研究自由落體運動實驗的示意圖，讓小球由傾角為的光滑斜面滑下，然后在不同的角條件下進行多次實驗，最后推理出自由落體運動是一種勻加速直線運動。分析該實驗可知，小球對斜面的壓力、小球運動的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨變化的圖象分別對應圖中的（ B ）A、和B、和C、和D、和6設物體運動的加速度為a，速度為v，位移為s.現(xiàn)有四個不同物體的運動圖象如圖所示，t0時刻物體的速度均為零，則

10、其中物體做單向直線運動的圖象是(C)7假設空間某一靜電場的電勢隨x變化情況如圖所示，根據(jù)圖中信息可以確定下列說法中正確的是（ D ）A空間各點場強的方向均與x軸垂直B電荷沿x軸從0移到x1的過程中，一定不受電場力的作用C正電荷沿x軸從x2移到x3的過程中，電場力做正功，電勢能減小D負電荷沿x軸從x4移到x5的過程中，電場力做負功，電勢能增加8如圖所示，A、B為兩個等量正點電荷，O為A、B連線的中點以 O為坐標原點、垂直AB向右為正方向建立Ox軸下列四幅圖分別反映了在x軸上各點的電勢(取無窮遠處電勢為零)和電場強度E的大小隨坐標x的變化關系，其中正確的是(C )9. 小軍看到打樁機，對打樁機的工

11、作原理產(chǎn)生了興趣他構建了一個打樁機的簡易模型，如圖甲所示他設想，用恒定大小的拉力F拉動繩端B，使物體從A點(與釘子接觸處)由靜止開始運動，上升一段高度后撤去F，物體運動到最高點后自由下落并撞擊釘子，將釘子打入一定深度按此模型分析，若物體質量m1kg，上升了1 m高度時撤去拉力，撤去拉力前物體的動能Ek與上升高度h的關系圖象如圖乙所示(g取10 m/s2，不計空氣阻力) (1)求物體上升到0.4 m高度處F的瞬時功率(2)若物體撞擊釘子后瞬間彈起，且使其不再落下，釘子獲得20 J的動能向下運動釘子總長為10 cm.撞擊前插入部分可以忽略，不計釘子重力已知釘子在插入過程中所受阻力Ff與深度x的關系

12、圖象如圖丙所示，求釘子能夠插入的最大深度(第2問選做)解析(1)撤去F前，根據(jù)動能定理，有(Fmg)hEk0由題圖乙得，斜率為kFmg20 N得F30 N又由題圖乙得，h0.4 m時，Ek8 J，則v4 m/sPFFv120 W(2)碰撞后，對釘子，有x0Ek已知Ek20 J又由題圖丙得k105 N/m解得：x0.02 m2015屆高三物理三輪自編講義專題一圖 象學案（二） 班級 學號 姓名 （一）會用圖（能結合物理公式和圖象分析解決物理問題）典例1：低空跳傘是一種極限運動，一般在高樓、懸崖、高塔等固定物上起跳。人在空中降落過程中所受空氣阻力隨下落速度的增大而變大，而且速度越大空氣阻力增大得越

13、快。因低空跳傘下落的高度有限，導致在空中調(diào)整姿態(tài)、打開傘包的時間較短，所以其危險性比高空跳傘還要高。一名質量為70kg的跳傘運動員背有質量為10kg的傘包從某高層建筑頂層跳下，且一直沿豎直方向下落，其整個運動過程的vt圖象如圖所示。已知2.0s末的速度為18m/s，10s末拉開繩索開啟降落傘，16.2s時安全落地，并穩(wěn)穩(wěn)地站立在地面上。g取10m/s2，請根據(jù)此圖象估算：（1）起跳后2s內(nèi)運動員（包括其隨身攜帶的全部裝備）所受平均阻力的大小。（2）運動員從腳觸地到最后速度減為0的過程中，若不計傘的質量及此過程中的空氣阻力，則運動員所需承受地面的平均沖擊力多大。（3）開傘前空氣阻力對跳傘運動員（

14、包括其隨身攜帶的全部裝備）所做的功（結果保留兩位有效數(shù)字）。拓展1：如圖甲所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與作用時間t的關系如圖乙所示，設物塊與地面間的靜摩擦力最大值fm與滑動摩擦力大小相等，則（ BD ） A0t1時間內(nèi)F的功率逐漸增大 Bt2時刻物塊A的加速度最大Ct2時刻后物塊A做反向運動 Dt3時刻物塊A的動能最大典例2：如圖所示，粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，在x軸上的電勢與坐標x的關系用圖中曲線表示，圖中斜線為該曲線過點(0.15,3) 的切線。現(xiàn)有一質量為0.20kg，電荷量為+2.0×10-

15、8C的滑塊P（可視作質點），從x=0.10m處由靜止釋放，其與水平面的動摩擦因數(shù)為0.02.取重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是（ CD ）A滑塊運動的加速度逐漸減小B滑塊運動的速度先減小后增大Cx=0.15m處的場強大小為2.0×106N/CD滑塊運動的最大速度約為0.1m/s拓展2：甲、乙、丙三輛汽車以相同的速度同時經(jīng)過某一路標，從此時開始甲車一直做勻速直線運動，乙車先加速后減速，丙車先減速后加速，它們經(jīng)過下一路標時的速度又相同，則 (B)A甲車先通過下一個路標 B乙車先通過下一個路標C丙車先通過下一個路標 D條件不足，無法判斷典例3：美國國會住房能源和商業(yè)委員會的調(diào)

16、查小組2010年2月23日就豐田汽車召回事件舉行聽證會美國田納西州退休婦女朗達·史密斯在聽證會上訴說了自己2006年10月駕駛豐田雷克薩斯ES350型汽車的生死經(jīng)歷史密斯當時駕駛那輛開了不到5 000千米的新車行駛在公路上，突然間，汽車莫名地從時速70千米加速到時速100千米此后大約10千米距離內(nèi)，無論史密斯怎么剎車都不管用(可看成勻速運動)按照史密斯的說法，“上帝干涉后”車才慢慢停了下來如果用圖象來描述當時這輛車的運動情況，加速階段和減速階段可以簡化為勻變速運動，下列圖象正確的是(AC)典例4：如圖所示，質量為m的滑塊從斜面底端以平行于斜面的初速度v0沖上固定斜面，沿斜面上升的最大

17、高度為H.已知斜面傾角為，斜面與滑塊間的動摩擦因數(shù)為，且<tan ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取斜面底端為零勢能面，則能表示滑塊在斜面上運動的機械能E、動能Ek、勢能Ep與上升高度h之間關系的圖象是(D)典例5：如圖，矩形閉合導體線框在勻強磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻.線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO平行，線框平面與磁場方向垂直.設OO下方磁場區(qū)域足夠大，不計空氣影響，則下列哪一個圖象不可能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律（ A ）拓展3：如圖甲所示，正六邊形導線框abcdef放在勻強磁場中靜止不

18、動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示t0時刻，磁感應強度B的方向垂直紙面向里，設產(chǎn)生的感應電流以順時針方向為正、豎直邊cd所受安培力的方向以水平向左為正則下面關于感應電流i和cd邊所受安培力F隨時間t變化的圖象正確的是(AC)（三）會畫圖（依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律作出相關物理量的圖象）典例6：如圖甲所示，兩光滑導軌都由水平、傾斜兩部分圓滑對接而成，相互平行放置，兩導軌相距L1 m，傾斜導軌與水平面成30°角，傾斜導軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強磁場區(qū)中，區(qū)中磁場的磁感應強度B1隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，圖中t1、t2未知.水平導軌足夠長，其

19、左端接有理想的靈敏電流計G和定值電阻R3 ，水平導軌處在一豎直向上的勻強磁場區(qū)中，區(qū)中的磁場恒定不變，磁感應強度大小為B21 T，在t0時刻，從斜軌上磁場區(qū)外某處垂直于導軌水平釋放一金屬棒ab，棒的質量m0.1 kg，電阻r2 ，棒下滑時與導軌保持良好接觸，棒由斜軌滑向水平軌時無機械能損失，導軌的電阻不計.若棒在斜面上向下滑動的整個過程中，靈敏電流計G的示數(shù)大小保持不變，t2時刻進入水平軌道，立刻對棒施加一平行于導軌平面沿水平方向且與桿垂直的外力.(g取10 m/s2)求：(1)磁場區(qū)在沿斜軌方向上的寬度d；(2)棒從開始運動到剛好進入水平軌道這段時間內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量；(3)若棒在t2時刻

20、進入水平導軌后，電流計G的電流大小I隨時間t變化的關系如圖丙所示(I0未知)，已知t2到t3的時間為0.5 s，t3到t4的時間為1 s，請在圖丁中作出t2到t4時間內(nèi)外力大小F隨時間t變化的函數(shù)圖象. 解析(1)整個過程中電流表的示數(shù)不變，說明在整個下滑過程中回路的感應電動勢是不變的，即B1變化時和不變時感應電動勢大小一樣，所以可以判斷在t1時刻棒剛好進入磁場區(qū)域且做勻速直線運動，則有mgsin B1IL0，I，E1B1Lv，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得v2.5 m/s棒ab沒進入磁場以前棒做勻加速直線運動，加速度是agsin 30°5 m/s2，vat1，解得t10.5 s，下滑的距離x1

21、at0.625 m，由于棒沒進入磁場以前，B1均勻變化，所以E2Ld，又E1B1Lv，E1E2×1×d1×1×2.5，解得d0.625 m(3)因為EBLv，所以剛進入水平導軌時的感應電動勢E2.5 V，I00.5 A取t2時刻為零時刻，ttt2，則根據(jù)圖線可以得出It的方程式：I0.5t，而I則v2.55t，所以ab棒在t2t3時間內(nèi)在區(qū)磁場中運動的加速度a15 m/s2.由牛頓第二定律可得FB2ILma1，解得Ft，將Ft畫在坐標系里.同理，由題圖丙可以得出棒t3t4時間內(nèi)運動的加速度大小是a22.5 m/s2，依據(jù)牛頓第二定律得FB2ILma2，取

22、t3時刻為零時刻，可以得出t3時刻后的I與時間的關系式，I0.5t，代入上面的式子可以得到F0.250.5t，將其畫在坐標系里.典例7：如圖甲所示，水平地面上有一塊質量M1.6 kg，上表面光滑且足夠長的木板，受到大小F10 N、與水平方向成37°角的拉力作用，木板恰好能以速度v08 m/s水平向右勻速運動現(xiàn)有很多個質量均為m0.5 kg的小鐵塊，某時刻在木板最右端無初速度地放上第一個小鐵塊，此后每當木板運動L1 m時，就在木板最右端無初速度地再放上一個小鐵塊取g10 m/s2，cos 37°0.8，sin 37°0.6，求：(1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)；(2)

23、第一個小鐵塊放上后，木板運動L時速度的大小v1；(3)請在圖乙中畫出木板的運動距離x在0x4L范圍內(nèi)，木板動能變化量的絕對值|Ek|與x的關系圖象(不必寫出分析過程，其中0xL的圖象已畫出)解析(1)對木板受力分析，由平衡條件Fcos 37°(MgFsin 37°)解得木板與地面間的動摩擦因數(shù)0.8.(2)第一個小鐵塊放上后，對木板由動能定理有Fcos 37°L(MgmgFsin 37°)LMvMv化簡得：mgLMvMv解得木板運動L時速度的大小v1 m/s班級 學號 姓名 三、課后作業(yè)時刻/s1.02.03.05.07.09.510.5速度/(m

24、83;s-1)3.06.09.012129.03.01一輛汽車在平直的公路上從靜止運動，先后經(jīng)歷勻加速、勻速、勻減速直線運動最后停止從汽車啟動開始計時，下表記錄了汽車某些時刻的瞬時速度，根據(jù)數(shù)據(jù)可判斷出汽車運動的vt圖象是(C)2如圖，通有恒定電流I的長直導線位于xa處，距該導線為 r的某點磁感應強度大小B。一寬度為a的矩形導體框從x0處勻速滑過3a距離的過程中，導體框內(nèi)產(chǎn)生的感應電流i隨x變化的圖象可能是(B )3真空中相距為3a的兩個點電荷M、N，分別固定于x軸上x1=0 和x2=3a的兩點上，在它們連線上各點場強隨x變化關系如圖所示，以下判斷中正確的是 （ BC ）A點電荷M、N一定為異

25、種電荷B點電荷M、N一定為同種電荷C點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為41全【品教學網(wǎng)， 用后離不了！Dx=2a處的電勢一定為零4如圖所示，在坐標系xOy中，有邊長為L的正方形金屬線框abcd，其一條對角線ac和y軸重合、頂點a位于坐標原點O處在y軸右側的、象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行t0時刻，線框以恒定的速度v沿垂直于磁場上邊界的方向穿過磁場區(qū)域取沿abcda方向的感應電流為正方向，則在線框穿過磁場區(qū)域的過程中，感應電流i、ab間的電勢差Uab隨時間t變化的圖線是下圖中的() 5如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬

26、導軌MN、PQ豎直放置，其寬度L1 m，一勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌的上端M與P之間連接阻值為R0.40 的電阻，質量為m0.01 kg、電阻為r0.30 的金屬棒ab緊貼在導軌上現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水平，且與導軌接觸良好，其下滑距離x與時間t的關系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，導軌電阻不計，g10 m/s2(忽略ab棒運動過程中對原磁場的影響)，試求：(1)當t1.5 s時，重力對金屬棒ab做功的功率；(2)金屬棒ab從開始運動的1.5 s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)磁感應強度B的大小(1)金屬棒先做加速度減小的加速運動，t1.5 s后以速度vt勻速下落由題圖乙知vt m/s7 m/s由功率定義得t1.5 s時，重力對金屬棒ab做功的功率PGmgvt0.01×10×7 W0.7 W(2)在01.5 s，以金屬棒ab為研究對象，根據(jù)動能定理得mghW安mv0解得W安0.455 J閉合回路中產(chǎn)生的總熱量QW安0.455 J電阻R上產(chǎn)生的熱量QRQ0.26 J(3)當金屬棒勻速下落時，由共點力平衡條件得mgBIL金屬