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

1、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，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d小球在m 向 nm 向 n运动的过程中拉力运动的过程中拉力f 的方向始终跟橡皮筋垂直f 先变大后变小【答案】ac【解析

2、】 a 、设圆的半径为时小球二力平衡有r，则；当小球到达，on 为橡皮筋的原长，设劲度系数为p 点时，由几何知识可得k，开始，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， ，因运动过程中由相似三角形原理可知确。 d、在两相似三角形中，代表，可得,故 b 错误。 c、同理在缓慢，则拉力f 始终垂直于橡皮筋的弹力，c 正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

3、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

4、处时，重物上升的高度应为绳子缩短的长度，即 h2d 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：va12 ，vacos vb ，即 vbcos所以 c 正确， d 错误【点睛】应明确： 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； 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 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的 v-t 图象如

5、图乙所示则下列说法正确的是（）,x 方向的x-t图象如图甲所示,y 方向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vxvx10vm / s2.5m / s ， t=0 时刻， y 方向物体的分速度为 vy=10m/s ，物体的速度大t4小为 v=vx2vy2 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

6、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 av10 0 m / s22.5m / s2 ，所受外力 f 的大小为 f=ma=5n故 c 正确 2svvt4末，外力的功率p=fvy=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4 如图所示，在m、 n 两点分别固定点电荷+q1212mn 连线上有 a、 b、 q ，且q q，在两点，在 mn 连线的中垂线上有c、 d 两点某电荷q

7、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ekokb、e ，电势能分别为e、e ，电场中c、 d 两点的场强大小分别为e、 e ，电势分别为cd ，则下列说法popbcd、正确的是（）a eko 一定小于ekbbepo一定小于 epbcdd c一定小于dc e 一定大于e【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 ek q2 和正点荷产生电场方向由正电荷向外，

8、负电荷产生的电场指向负电荷可得rcd 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ec一定大于dc 项正e ，故确；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 一定大于d ，故 d 项错误。故选 ac。5 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。对小球施加微小的扰动，使杆向右倾倒，当立方体和小球刚脱离接触的瞬间，杆与水平面的夹角恰好为，忽略一切摩擦（ ）6a此时立方体m

9、的速度达到最大b此时小球m 的加速度为零c此时杆对小球m 的拉力为零d m和m 的质量之比为4:1【答案】acd【解析】【详解】a.分离前，立方体在小球的弹力作用下，做加速运动，分离后合力为零，做匀速运动，故分离时立方体m 的速度最大，故a 正确；b.分离时刻，小球速度v 不为零，做圆周运动，故合力不可能为零，加速度不为零，故b错误；c.分离时刻，由于小球此时仅受重力和杆子作用力，而重力是竖直向下的，所以杆对小球 m 的拉力为零，故 c 正确；d.设小球速度为v，立方体速度为u，根据牛顿第二定律，分离时刻有v2mg sin 30ml解得1v gl2分离时刻，小球的水平速度与长方体速度相同，即：

10、v sin 30u解得1ugl2在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组成的系统机械能守恒，有mgl 1 sin 301 mv21 mu 222把 v 和 u 的值代入，化简得：m 4 m 1故 d 正确。故选 acd.6 图中边长为a 的正三角形abc的三个顶点分别固定三个点电荷q、 q、 q ，在该三角形中心o 点处固定一电量为- 2q 的点电荷，则该电荷受到的电场力为（）a， 方向由 o 指向 cb，方向由c 指向 oc，方向由c指向 od，方向由o 指向 c【答案】 b【解析】【详解】o 点是三角形的中心，到三个电荷的距离为：，三个电荷在o 处产生的场强大小

11、均为：根据对称性和几何知识得知：两个+q 在 o 处产生的合场强为：再与 -q 在 o 处产生的场强合成，得到o 点的合场强为：，方向由 o 指向 c则该负电荷受到的电场力为：，方向由c 指向 o ；故 b 正确。7 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fd 、 fc、 fe ，则下列说法正确的是a fd、 fe 的方向都是水平向右b fd、 fe 的方向相互垂直， fc 0c fd、 fe 的大小

12、相等，fc 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 、 f 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，de则 fc=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 fc 的小于 fd，而由 a 分析，可知 fe 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

13、 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8 圆心为 o、半径为r 的半圆直径两端，各固定一根垂直圆平面的长直导线a、 b，两导线中通有大小分别为3i 0 和 i 0 且方向相同的电流。已知长直导线产生的磁场的磁感应强度b=k ，其中 k 为常数、 i 为导线中电流强度、r 为点到导线的距离。在半圆周上d 点磁感应强度的方向恰好沿圆周切线方向，则下列说法正确的是a d点和

14、圆心o连线与水平直径之间夹角 =30 b d 点和圆心o连线与水平直径之间夹角 =45c d 点磁感应强度为d d 点磁感应强度为【答案】 c【解析】【分析】直径所对的圆周角等于，弦切角等于圆周角，等于圆心角的一半，根据右手定则分别画出电流和在 d 处产生的磁场，根据平行四边形进行合成，利用几何关系求圆心角和对应的磁感应强度。【详解】ab，在半圆周上d点磁感应强度的方向恰好沿圆周. 在三角形切线方向，如图则有，联立解得：，由圆的几何知识，圆心角等于圆周的 2 倍，可得，故 ab 错；cd. 由以上式子还有；且，故 c 正确， d 错误。【点睛】考查右手螺旋定则与矢量的合成法则的应用，理解磁感应

15、强度bk 的含义，注意几何关系：圆的直径对应的圆周角为90。9 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q1、 q2，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

16、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f1 为库仑力 f和重力 mg 的合力，根据三力平衡原理可知，f1=fn由图可知， oab bff1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，mgf1foaobab即mgf1frrl所以fn=mg lf mg r当小球 2 处于 c 位置时， ac 距离为 l ，故2f 1f ，2根据库仑定律有：fqaqbkl2qa qcfk12(l)2所以qc1qb8 ，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由上面的式可知 f =mg，

17、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n的压力大小，故c 正确， d 错误。故选 c。10 甲、乙两船在静水中航行速度分别为v1 和 v2，两船从同一位置划向河对岸，已知甲船想以最短时间过河，乙船想以最短航程过河，结果两船抵达到岸的地点恰好相同，则甲、乙两船渡河所用时间比22a v1 ： v2c v1： v2【答案】 b【解析】【详解】22b v2 ：v1d v2： v1两船抵达的地点相同，知合速度方向相同，甲船静水速垂直于河岸，乙船的静水速与合速度垂直 ，如图两船的合位移相等，则渡河时间之比等于两船合速度之反比，则，故 b 正确， a、 c、 d 错误；故选 b。【点

18、睛】关键是知道两船的合速度方向相同；两船抵达的地点相同，合速度方向相同，甲船静水速度垂直于河岸，乙船的静水速度与合速度垂直；两船的合位移相等，则渡河时间之比等于两船合速度之反比。11 带电球体的半径为r，以球心为原点o 建立坐标轴x，轴上各点电势随 x 变化如图所示，下列说法正确的是a球体带负电荷b球内电场强度最大c a、 b 两点电场强度相同d正电荷在b 点的电势能比c 点的大【答案】 d【解析】 a、从球出发向两侧电势降低，而电场线从正电荷出发，沿着电场线电势降低，故球带正电荷，故a 错误； b、球是等势体，故内部任意两点间的电势为零，故场强为零，故 b 错误； c、 a 点与点 b 的电

19、场强度大小相等，但方向相反，故不同，故c 错误；d、从 b 到 c，电势降低，故正电荷电势能降低，故d 正确；故选d.【点睛】本题考查电势与电场强度，关键是明确等势体内部场强为零，知道沿着电场线电势降低 .12 如图所示，一条河岸笔直的河流水速恒定，甲、乙两小船同时从河岸的a 点沿与河岸的夹角均为的两个不同方向渡河。已知两小船在静水中航行的速度大小相等，则下列说法正确的是（）a甲先到达对岸b乙先到达对岸c渡河过程中，甲的位移小于乙的位移d渡河过程中，甲的位移大于乙的位移【答案】 c【解析】【详解】ab两小船在静水中航行的速度大小相等，且与河岸夹角均为30，所以船速在垂直于河岸方向上的分速度相等

20、；根据运动的独立性，船在平行于河岸方向上的分速度不影响过河时间，所以甲、乙两船同时到达对岸，ab 错误；cd甲船在平行河岸方向上的速度为：v甲|v水v甲 cos30乙船在平行河岸方向上的速度为：v乙|v水+ v乙 cos30两船在平行河岸方向上的位移分别为x甲|v甲|t， x乙|v乙|t，则x乙|x甲| ，又两船在垂直河岸方向上的位移一样，综上，渡河过程中，甲的位移小于乙的位移，c 正确d 错误。故选 c。【点睛】运动的合成与分解中要注意独立性的应用，两个分运动是相互独立，互不干扰的，将船的运动分解为垂直河岸方向和沿河岸方向，根据分运动与合运动具有等时性进行分析。13 如图所示，某河宽 d=1

21、00m ，水流速度 v1 =4 m/s ，河中央处有一漂流物a（可视为质点）顺流而下， 观察点 b 发现漂流物时，其距观察点的平行河岸距离l= 100 m，值班员当即驾驶快艇去拦截漂流物，刚好在观察点正前方的c 处拦截到漂流物，bc连线垂直河岸。此过程中快艇相对于水的速度恒定。则下列说法中正确的是a快艇船头垂直河岸行驶，只要速度合适就可以完成任务b此过程中船行驶的速度可以小于4m/sc此过程中船行驶的速度大小一定是25 m/sd若水流速度加倍后仅将船的行驶速度大小加倍不可完成任务【答案】 c【解析】【详解】abc要刚好在c 点完成拦截，漂流物到达c 点的时间lt = v1 =25s，船的实际行驶速度方向必须是沿bc方向，因而dv= 2 = 2m/s ，t由此可知v船2v12v2 ， v船2 5 m/s 4m/s方向与河岸成 角，有v1tan =，v12因而快艇的速度大小和方向都是确定的。ab 错误， c 正确；d当水速加倍后，lt =12.5s，2v1船的实际行驶速度方向必须是沿bc方向，因而dv=2 =4m/s ，t由此可知v船2 =v1 2 + v 2 ，得v船 =45 m/s ，方向与河岸