智康高考三輪-第20講.圖像專題.教師版

錯題不再錯就無敵了！錯題不再錯就無敵了！2013年高考解決方案圖像專題圖像專題 學生姓名：學生姓名：上課時間上課時間：同學高考解決方案 第一階段·模塊課程·圖像專題 Pageof21錯題再練習錯題再練習第20講圖像專題2013高考怎么考2013高考怎么考內容要求考綱要求能領會物理學的基本方法考點解讀填空題、實驗題和計算題中都可能出現(xiàn)圖像題，201020112012波形圖6分，i-t圖6分EK-t圖6分，u-t圖4分F-t圖像6分φ-X圖像20分振動圖像6分，U-I圖像4分a-t圖像18分，E-x圖像20分知識講解知識講解掌握分析圖像的要點，會畫圖像．甲、乙、丙三輛汽車以相同的速度同時經過某一路標，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，它們經過下一路標時速度又相同，則哪一輛車先經過下一個路標？【解析】畫出v-t圖像，可知乙的時間短．這道題可作為圖像法的引題．分析如圖所示的圖像．【解析】“圖象與運動”之間的關系：初位置距離坐標原點X0，一直處于靜止狀態(tài)．分析如圖所示的圖像．【解析】初速度為，加速度為0，經過時間發(fā)生的位移分析如圖所示的圖像．【解析】“圖象與運動”之間的關系：甲，X0處開始負向勻速直線運動起點同上；乙，之前靜止，然后正向勻速直線運動，時刻甲乙相遇,時刻回到原點；分析如圖所示的圖像．【答案】“圖象與運動”之間的關系：初速度為0,加速度減小的加速運動．分析如圖所示的圖像．【解析】分析如圖所示的彈簧彈力F和形變量x的圖像．【解析】彈簧彈力和形變量成正比斜率為勁度系數(shù)．分析如圖所示a-圖像．【解析】斜率為合外力．質量為m的物體受到恒定的合外力F的作用，畫出a-m圖像．【解析】如圖分析如圖所示的恒定牽引力啟動的v-t圖像．【答案】物體從靜止開始先做勻加速直線運動（牽引力恒定），然后做加速度減小的加速運動（牽引力減小到和摩擦力等大），最后勻速直線．分析如圖所示的額定功率啟動的V-t圖像．【答案】先變加速再勻速，加速度先減小后恒定．請畫出恒定牽引力啟動F牽-V圖像．【答案】牽引力先恒定，后逐漸減小到和摩擦力等大．（物體從靜止開始先做勻加速直線運動，然后做加速度減小的加速運動，最后勻速直線．分析如圖所示的的圖象．【解析】面積就等于在該段時間內的沖量．【答案】二者動量守恒，t0共速；滑塊做勻加速直線運動，木板做勻加速直線運動．在光滑水平面上，滑塊以向右的初速度v1滑上以v2向左運動長木板，長木板足夠長，滑塊和木板的質量相等，且v1<v2．畫出滑塊、長木板的速度隨時間的圖像．【解析】如圖所示．分析如圖所示簡諧運動的x-t圖像．【解析】1、一個質點的位移隨時間變化的規(guī)律；2、直接讀出周期T，振幅A．3、位移，增加-減小-反向增加-反向減??；據(jù)回復力的變化與位移變化相反；據(jù)可知，加速度的變化與回復力變化相同，與位移變化相反；彈性勢能的變化與位移變化相同；斜率為瞬時速度，減小-反向增加-反向減小-正向增大；動能變化速率變化相同與彈性勢能變化相反）分析如圖簡諧運動的y-x圖像．【解析】波長=8m,振幅=10cm，結合波的傳播方向可以判斷P點的振動方向．分析如圖的共振曲線．【解析】當驅動力的頻率小于物體的固有頻率時，驅動力的頻率增加振幅增大；當驅動力的頻率大于物體的固有頻率時，驅動力的頻率增加振幅減?。┓治鰡螖[的T2-L圖像（L為擺長）．【解析】斜率請畫出等量異種電荷連線上E-x圖像．【解析】如圖所示．E先減小再增加，最低點坐標（，）．請畫出等量異種電荷連線上圖像（無窮遠處電勢為0）．【解析】如圖所示．（一直減小，先正后負）請畫出等量同種電荷中垂線E-x圖像．【解析】如圖所示．請畫出等量同種電荷中垂線圖像（無窮遠處電勢為0）．【解析】如圖所示．分析如圖的電阻的伏安特性曲線，比較兩個電阻的大?。窘馕觥縍a<Rb分析如圖定值電阻的伏安特性曲線與閉合電路的U-i圖象．【解析】1、圖像a與U軸的交點（E，0），與i軸的交點（，0）；2、圖像ab的交點表示b圖像對應的外電阻與電動勢為E內阻r的電源串聯(lián)時干路的電流與路端電壓．3、圖像a的斜率為電源內阻r4、矩形UMIO的面積表示輸出功率，矩形ENIO的面積表示電源的總功率，矩形ENMU的面積表示內阻的熱功率．分析如圖電源的輸出功率-外電阻的關系圖象．【解析】當R<r時，R增大，輸出功率增大，當R>r時，R增大，輸出功率減小），當R=r時，輸出功率最大如圖所示為一個閉合線圈中磁通量隨時間變化的圖形，分析線圈中0-t1,t1-t2感應電動勢如何變化．【解析】OA段，感應電動勢恒定，AB段感應電動勢為零．分析如圖交流電的u—t圖象．【解析】可直接得電壓最大值，周期（注意單位）．表達式：分析如圖LC回路的電磁振蕩電容器充、放電過程中各物理量的變化規(guī)律．【解析】回路中電流越大時，L中的磁通量越大，磁場能越大，電場能越小，，U和E越?。粯O板上電荷量越大時，C中電場能越大（板間場強越大、兩板間電壓越高、磁通量變化率越大）．分析分子引力、斥力和分子力圖像．【解析】（1）r增大，斥力減小，引力減??；時，r增大，F(xiàn)減小；時，r增大，F(xiàn)先增加后減??；時，分子力．分析分子勢能隨r的變化關系．【解析】（1）時，r增大，減小（2）時，r增大，增大分析如圖光電流與電壓關系圖像．【解析】（1）存在飽和電流，隨著電壓的增大，電流趨近一個飽和值，即一定光照條件下，陰極發(fā)射的電子數(shù)目是一定的，電壓增大到一定值，所以電子都被陽極吸收．（2）存在遏制電壓，同一種光的遏制電壓是一定的，與光照強弱無關，入射光頻率越大遏制電壓越高．（3）同一種頻率的入射光，光照強度越大，光電流越強．分析愛因斯坦光電效應圖像．【解析】橫截距為極限頻率，縱截距為逸出功的大小，斜率是普朗克恒量h）分析如圖的半衰期圖像．【解析】表示質量比與時間的關系，從圖上可以讀出半衰期及剩余的質量．例題講解與練習質點甲、乙做直線運動的位移—時間圖像如圖所示，則（）A．在運動過程中，質點甲比質點乙運動的快 B．當t=t1時刻，兩質點的位移相同；C．當t=t1時刻，兩質點的速度相同 D．質點甲的加速度大于質點乙的加速度．【答案】AB質點做直線運動，其s-t關系如圖所示，質點在0-20s內的平均速度大小為_________m/s質點在_________時的瞬時速度等于它在6-20s內的平均速度．【答案】0.8，10s和14s，老鼠離開洞穴沿直線前進，它的速度與到洞穴的距離成反比，當它行到離洞穴距離為d1的甲處時速度為v1，求：（1）老鼠行進到離洞穴距離為d2的乙處的速度多大？（2）從甲處到乙處要用多長時間？【解析】（1）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，得v2d2=v1d1,所以老鼠行進到離洞穴距離為d2的乙處時速度v2=d1v1/d2（2）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，作出圖象，如圖所示從d1到d2的“梯形面積”就等于從甲處到乙處所用的時間將一只皮球豎直向上拋出，皮球運動時受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比，下列描繪皮球在上升過程中加速度大小a與時間t關系圖象，可能正確的是（）【解析】加速度，隨著的減小，減小，但最后不等于0．加速度越小，速度減小得越慢．【答案】C長直木板的上表面的一端放置一個鐵塊，木板放置在水平面上，將放置鐵塊的一端由水平位置緩慢地向上抬起，木板另一端相對水平面的位置保持不變，如圖所示．鐵塊受到摩擦力f木板傾角變化的圖線可能正確的是（設最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大小）：（）【答案】C起重機的鋼索將重物由地面吊起的過程中，重物運動的速度—時間圖象如圖所示，試定性地畫出鋼索上的拉力做功的功率隨時間變化的圖象．【解析】由牛頓第二定律分別求出三個階段中鋼索的拉力為F1=（mg+ma1）,F2=mg,F3=（mg-ma3）+在0-t1內鋼索拉力的功率為P1=F1a1t在t1-t2內鋼索拉力的功率為P2=F2Vm在t2-t3內鋼索拉力的功率為P3=F3a3t摩天大樓中一部直通高層的客運電梯，行程超過百米．電梯的簡化模型如圖1所示．考慮安全、舒適、省時等因素電梯的加速度a是隨時間t變化的已知電梯在t=0時由靜止開始上升a─t圖像如圖2所示．電梯總質量m=2．0×103kg．忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2．（1）求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；（2）類比是一種常用的研究方法．對于直線運動，教科書中講解了由υ─t圖像求位移的方法．請你借鑒此方法，對比加速度和速度的定義，根據(jù)圖2所示a─t圖像，求電梯在第1s內的速度改變量Δυ1和第2s末的速率υ2；（3）求電梯以最大速率上升時，拉力做功的功率P；再求在0─11s時間內，拉力和重力對電梯所做的總功W．圖圖1電梯拉力a/ms-11.00-1.012圖2t/s【答案】（1）由牛頓第二定律，有F-mg=ma由a─t圖像可知，F(xiàn)1和F2對應的加速度分別是a1=1．0m/s2，a2=-1．0m/s2F1=m（g+a1）=2．0×103×（10+1．0）N=2．2×104NF2=m（g+a2）=2．0×103×（10-1．0）N=1．8×104N（2）類比可得，所求速度變化量等于第1s內a─t圖線下的面積Δυ1=0．50m/s同理可得，Δυ2=υ2-υ0=1．5m/sυ0=0，第2s末的速率υ2=1．5m/s（3）由a─t圖像可知，11s~30s內速率最大，其值等于0~11s內a─t圖線下的面積，有υm=10m/s此時電梯做勻速運動，拉力F等于重力mg，所求功率P=Fυm=mgυm=2．0×103×10×10W=2．0×105W由動能定理，總功W=Ek2-Ek1=mυm2-0=×2．0×103×102J=1．0×105J質量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t=0時刻開始受到水平力的作用。力的大小F與時間t的關系如圖所示，力的方向保持不變，則（）A．時刻的瞬時功率為B．時刻的瞬時功率為C．在到這段時間內，水平力的平均功率為D.在到這段時間內，水平力的平均功率為【解析】0-2t0內物體的加速度為，2t0時刻的速度為，在3t0時刻的瞬時速度，則時刻的瞬時功率為，A錯誤；B正確；在到這段時間內，由動能定理可得，則這段時間內的平均功率，D正確?！敬鸢浮緽D如圖所示的四個圖描述的是豎直上拋物體的動量增量隨時間變化的曲線和動量變化率隨時間變化的曲線．若不計空氣阻力，取豎直向上為正方向，那么正確的是：【答案】CD【解析】豎直上拋運動的動量增量為：，的方向是豎直向下的，物體動量變化方向豎直向下，所以選項C正確；動量的變化率為，所以選項D正確．質量分別為、的小球在一直線上做彈性碰撞，它們在碰撞前后的位移—間圖像如圖所示，若，的質量等于多少？【答案】【解析】從位移—時間圖像上可看出：和于時在位移等于處碰撞，碰前的速度為0，的速度．碰撞后，的速度，的速度，由動量守恒定律得：解得：一個彈簧振子沿x軸做簡諧運動，取平衡位置O為x軸坐標原點．從某時刻開始計時，經過四分之一的周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度．能正確反映振子位移x與時間t關系的圖像是CCtxOTAtxOTDtxOTBtxOT【答案】A一列橫波沿x軸正向傳播，a、b、c、d為介質中沿波傳播方向上四個質點的平衡位置．某時刻的波形如圖1所示，此后，若經過3/4周期開始計時，則圖2描述的是（）【答案】B【解析】由波的圖像經過3/4周期a到達波谷，b達到平衡位置向下運動，c達到波峰，d達到平衡位置向上運動，這四個質點在3/4周期開始計時時刻的狀態(tài)只有b符合振動圖像．選項B正確．如圖1所示，A、B是某電場中一條電場線上的兩點．一個帶負電的點電荷僅受電場力作用，從A點沿電場線運動到B點．在此過程中，該點電荷的速度υ隨時間t變化的規(guī)律如圖2所示．則下列說法中正確的是（）A．A點的電場強度比B點的大 B．A、B兩點的電場強度相等C．A點的電勢比B點的電勢高 D．A點的電勢比B點的電勢低【答案】C兩個等量異種點電荷位于x軸上，相對原點對稱分布，正確描述電勢隨位置變化規(guī)律的是圖【答案】A某靜電場沿x方向的電勢分布如圖所示，則（）xx1x2A．在0～xl之間不存在沿x方向的電場B．在0～xl之間存在著沿x方向的勻強電場C．在x1～x2之間存在著沿x方向的勻強電場D．在x1～x2之間存在著沿x方向的非勻強電場【解析】在0～xl之間電勢不變，即在0～xl之間等勢，故在此方向無電場；在x1～x2之間電勢隨距離均勻減小，則在x1～x2之間有沿x軸正方向的勻強電場，故A、C正確．【答案】AC兩電阻的電流和電壓的關系圖線如圖所示，可知兩電阻的的大小之比等于（）A． B． C． D．【答案】B如圖所示，直線為電源的圖線，直線為電阻的圖線，用該電源和該電阻組成閉合電路時，電源的輸出功率和電源的效率分別是（）A．電源的輸出功率為 B．電源的輸出功率為C．電源的效率為 D．電源的效率為【答案】A如圖所示，是測定兩個電源的電動勢和內阻實驗得到的電流和路端電壓圖線，則應有（）A．當I1＝I2時，電源總功率P1＝P2B．當I1＝I2時，外電阻R1＝R2C．當U1＝U2時，電源輸出功率P出1<P出2D．當U1＝U2時，內電阻消耗的功率P內1<P內2【解析】當I1＝I2時，電源的總功率P＝I1E＝I2E，故A對；但此時U2>U1，故外電阻R2＝eq\f(U2,I2)>R1＝eq\f(U1,I1)，故B錯；當U1＝U2時，I1<I2，故電源的輸出功率P1＝U1I1<P2＝U2I2，故C對；由圖可知電源的內阻r1>r2.當U1＝U2時，U內1＝U內2，則P內1＝eq\f(U內12,r1)<P內2＝eq\f(U內22,r2)，故D對．【答案】ACD如圖，一載流長直導線和一矩形導線框固定在同一平面內，線框在長直導線右側，且其長邊與長直導線平行．已知在t=0到t=t1的時間間隔內，直導線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中感應電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．設電流i正方向與圖中箭頭方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是（）【答案】A【解析】要求框中感應電流順時針，根據(jù)楞次定律，可知框內磁場要么向里減弱（載流直導線中電流正向減?。聪蛲庠鰪姡ㄝd流直導線中電流負向增大）．線框受安培力向左時，載流直導線電流一定在減小，線框受安培力向右時，載流直導線中電流一定在增大．在如圖所示的電路中，兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R．閉合開關S后，調整R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時流過兩個燈泡的電流均為I．然后，斷開S．若t′時刻再閉合S，則在t′前后的一小段時間內，正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時間t變化的圖像是（）【答案】B【解析】由電路實物圖可得，與滑動變阻器R串聯(lián)的L2，沒有自感直接變亮，電流i2變化圖像如A中圖線．C、D錯誤．帶鐵芯的電感線圈串聯(lián)的L1，由于自感強電流逐漸變大，B正確．如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0．2m，電阻R=0．4Ω，導軌上停放一質量為m=0．1kg，電阻為r=0．1Ω的金屬桿ab，導軌的電阻不計，整個裝置處于磁感應強度為B=0．5T的勻強磁場中，磁場的方向豎直向下．現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開始運動，若理想電壓表示數(shù)U隨時間t的變化關系如圖乙所示．圖甲圖乙圖甲圖乙求：（1）運動速度隨時間t的變化關系式；（2）金屬桿運動的加速度；（3）第5秒末外力F的功率．【解析】（1）根據(jù)V—t圖像和加速度定義式：（2）在0-4s內，在水平方向：解出：μ=0．2（3）設前4s的位移為X,根據(jù)位移公式:=8m4s后的加速度為a2，則：解出：a2=-1m/s2物體4—6s內，根據(jù)位移公式:=6m物體在前8s內的位移X=x1+x2=14m如甲圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L=0．20m，電阻R=1．0Ω；有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應強度B=1．0T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下．現(xiàn)在一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關系如乙圖所示．求桿的質量m和其加速度大小a．【解析】選兩點列方程:,得a=5m/s2，m=0.2kg【答案】5m/s2，0.2kg分子間的相互作用力由引力與斥力共同產生，并隨著分子間距的變化而變化，則（）A．分子間引力隨分子間距的增大而增大 B．分子間斥力隨分子間距的減小而增大C．分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大 D．分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大【答案】B【解析】本題考查分子間相互作用力與分子間距的關系．畫出分子間相互作用力與分子間距離關系的圖像．選B，分子力和分子間距離關系圖象如圖所示，根據(jù)該圖像可判斷分子間斥力隨分子間距的減小而增大，B正確．右圖為兩分子系統(tǒng)的勢能與兩分子間距離的關系曲線．下列正確的是（）A．當大于時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B．當小于時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C．當?shù)扔跁r，分子間的作用力為零D．在由變到的過程中，分子間的作用力做負功【答案】BC【解析】分子間距等于時，分子勢能最小，即．當小于時分子力表現(xiàn)為斥力；當大于小于時分子力表現(xiàn)為斥力；當大于時分子力表現(xiàn)為引力，所以A錯BC正確．在由變到的過程中，分子斥力做正功分子勢能減小，D錯誤．總結識圖要點軸：哪兩個量的關系．點：起點、交點（圖像交點、截距）、拐點、頂點、終點．線：變化趨勢如何，均勻變化還是非均勻變化．面積在看懂以上三個方面后，綜合以上信息進一步弄清“圖象與公式”、“圖象與圖象”、“圖象與運動”之間的關系．圖像來源圖象來源之一是根據(jù)函數(shù)得到。根據(jù)控制變量法，任何物理公式都可以看成函數(shù)，即所有物理公式都可以用圖象表示。由于學生數(shù)學能力和物理學科本身的特點，中學常見的圖線是直線的，即一次函數(shù)，但中學物理中有很多公式的相關物理量并不是線性關系，所以需要進行加工處理，具體方法是借助換元法，將公式中某部分整體當成新的變量，從而將非一次函數(shù)變成了一次函數(shù)，將函數(shù)圖象由曲線變化成了直線，借助這種方法一切中學物理公式就都可以用直線圖象表示了，從而圖象考查的范圍也就更廣了，并且這種處理方法和應用這些加工處理過后得到圖線的過程更能考查學生的應變能力、遷移能力，以及創(chuàng)新能力。圖象來源之二是通過傳感器獲得，此類圖線通常是曲線，常以探究性題型或實驗題呈現(xiàn)，主要反映運動過程某物理量隨時空的變化，或者某元件的某些特性，比如用壓力傳感器反映某過程物體的受力特點，用位移傳感器反映物體的運動特點，用傳感器探究熱敏（光敏、磁敏）電阻的變化規(guī)律等等。相應試題特點是根據(jù)傳感器獲得的圖象，探索物理規(guī)律，得出實驗結論，通常會從圖線宏觀變化規(guī)律和微觀某狀態(tài)的物理量兩方面考查。圖象來源之三是將一圖轉化成另一種圖象，多圖象相結合。常見有振動與波動圖結合，由F-t圖得到a-t圖再進一步得到v-t圖，由Φ-t圖或B-t圖得到E-t圖，交流電中U與I的轉化，還有一些是根據(jù)已知規(guī)律探究未知規(guī)律（06北京實驗P-U圖）等等。相應試題特點是一題多圖，有顯性（圖象題目給）和隱性（圖象自己畫）之分，需要一定的理解能力，推理能力和綜合分析能力。注意清楚各個物理公式，明白各概念和規(guī)律的本質內涵與外延，比如定義式和決定式的圖象完全不同；對一次函數(shù)y=ax+b要非常熟練，會用會畫；掌握化非線性函數(shù)為線性函數(shù)的方法，根據(jù)需要能快速變換函數(shù)，能熟練將數(shù)學和物理結合起來，需要準確的數(shù)學運算能力。有的物理圖象中，圖線上某點與坐標零點的割線的斜率才有意義，而該點的切線斜率沒有意義，比如描繪小燈泡的伏安曲線。鞏固練習鞏固練習一物體自t=0時開始做直線運動，其速度圖線如圖所示．下列選項正確的是()A．在0～6s內，物體離出發(fā)點最遠為30mB．在0～6s內，物體經過的路程為40mC．在0～4s內，物體的平均速率為7．5m/sD．5～6s內，物體所受的合外力做負功【解析】A，0—5s,物體向正向運動，5—6s向負向運動，故5s末離出發(fā)點最遠，A錯B由面積法求出0—5s的位移s1=35m,5—6s的位移s2=-5m,總路程為：40mC由面積法求出0—4s的位移s=30m，平度速度為：v=s/t=7．5m/sC對D由圖像知5～6s過程物體加速，合力和位移同向，合力做正功，D錯畫出質量一定的物體受到的合外力F和加速度a的圖像．【解析】如圖．矩形線框abcd在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應強度B隨時間t變化的圖象如圖甲所示．設時刻，磁感應強度的方向垂直紙面向里，則在0~4s時間內，圖乙中能正確表示線框ab邊