图示法图像法解决物理试题练习及解析

1、图示法图像法解决物理试题练习及解析一、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

2、】 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

3、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 （ ）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 2gLDB 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

4、， A正确；设 A的速度为 vA 、B的速度为 vB，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：有： mgL 1mv2A 1mv2 2 A 2度为零，如图所示 ：vB vA cos 45o2B，解得：2 vA ，根据系统机械能守恒2AvAgL ，B 错误；B 滑块到达最右端时， B的速1 2 1mgL mv22B 的速度最大，如图所示A2 ，解得：vA1 2 gL ，C错误 ；当312mgLmvB2 ，解得： vB3gL ，D 正确，选 AD.22 B【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、

5、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，AB 两个小球因带电而互相排斥，致使悬线与竖直方向成角，如图所示，若线的长半，同时小球B 的电量减为原来的一半，A 小球电量不变，则再次稳定后度变为原来的AA、B 两球间的库仑力变为原来的一半BA、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：PABFBF2

6、，所以C、D、因 G和 PQ长度 h 不变，则丝线长度 l 的一半，与小球的电量及夹角无关 ；C正确 ，变为原来的一半，可得丝线拉力 F2 变为原来 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

7、时，细线与竖直方向的夹角为30o ，重力加速度为 g，则 ()A F mgB F23mgC30oD60o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，受力情况如图所示当物体重力为 mg 时， =60，根据正弦定理可得Fsin 60mg sin(180 60，即Fsin 60mgsin(120 )，当物体的重力为2mg时， =30 ，根据正弦定理可得：Fsin 30mg sin(180 30F)，即 sin30mgsin(150) ， 联立解得：=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

8、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， 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Be、 d 两点电势相同Cb、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

9、 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。由于 b、c、d、e 各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的，结合该电场的特点可知， b、 c、 d、 e各点的场强大小也相等。由以上的分析可知，b、c、d、e 各点的电势相等，电场强度大小相等，方向相同。故A、D 错误；故选 BC。【点睛 】 解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况，知道场强是 矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同，同时掌握好电场强度的叠加方法。6甲乙两图中，某时刻绳子 AB 与水平方向的夹角均为 ，绳子上端以速度 v0匀速拉动， 在两车运动过程中，下列说法正确的是(

10、)cos A甲、乙两车运动速度大小之比1 cosv0B甲车运动速度大小为0cosC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 v0 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，甲车的速度乙车的速度v1v01 cosv0v2cos 1 ，相同时间 t 内乙车速度增量大于甲车1 coscos所以，甲、乙两车运动速度大小之比速度增量故 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2Fcos2 ，汽车乙的合力大小为 F cos ，因此合力不相等，加速度不相等，故D 错误27质量为 2kg 的

11、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/s B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Vt 4 m / 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 小为 v

12、= vx2 vy2 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 a Vv 10 0m/ s2 2.5m/ s2 ，所受外力 F的大小为 F=ma=5N故 C正确 2s Vt 4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

13、速度图象的斜率等于 加速度18如图所示，有一光滑轨道 ABC，AB部分为半径为 R的 圆弧， BC部分水平，质量均为4m 的小球 a、 b 固定在各直轻杆的两端，轻杆长为R，小球可视为质点。开始时 a 球处于圆孤上端 A 点由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑，下列说法正确的是2A a 球下滑过程中机械能保持不变B a.b 两球速度大小始终相等C a.b 球滑到水平轨道上时速度大小均为3gRD从释放 a.b 球到 a、b 球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a 球做的功为 mgR2 【答案】 CD【解析】【详解】A. 下滑过程中，对两个球组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，单个球机械

14、能均不守 恒，故 A 错误；两球速度大小有时不相等，故B. 杆不可伸长，两个球沿着杆方向的分速度大小时刻相等，B错误；C. 下滑的整个过程中，根据机械能守恒定律，有：mgR mg 2R2mv2 ，解得：v 3gR ，故 C 正确；D. 对 a 球由动能定理可知：1W mgR mv ，解得：31W mgR mgR mgR ，22故 D 正确。9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

15、落 地）则A物块 A过Q点时， A、B两物体的速度关系为 vA=2vBB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 vB=vAcos60 ，得 vA=2vB；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

16、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 .10如图所示，在 M、N 两点分别固定点电荷 +Q1、 Q2，且 Q1Q2，在 MN 连线上有 A、 B

17、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 EKO、EKB，电势能分别为EpO、EpB，电场中 C、D 两点的场强大小分别为 EC、ED，电势分别为 C、 D ，则下列说法 正确的是（ ）AEKO一定小于 EKBBEpO 一定小于 EpBCEC一定大于 EDD C 一定小于 D【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；Q

18、C据 E k 2 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r2CD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 ED，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一定大于 D ，故 D项错误。故选 AC。11如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地面上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方0 点处，在杆的中点 C 处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物 M，C 点与 o 点距离为 L，现在杆的另一端用力，

19、使其逆时 针匀速转动，由竖直位置以角速度 缓 缓转至水平（转过了 90 角）下列有关此过程的A重物 M 做匀速直线运动B重物 M 做匀变速直线运动C整个过程中重物一直处于失重状态D重物 M 的速度先增大后减小，最大速度为L【答案】 D【解析】【详解】设 C 点线速度方向与绳子沿线的夹角为（锐角），由题知 C 点的线速度为 vC=L，该线速度在绳子方向上的分速度就为 v 绳=Lcos的变化规律是开始最大（ 90）然后逐渐变 小，所以， v 绳= Lcos逐渐变大，直至绳子和杆垂直， 变为零度，绳子的速度变为最 大，为 L；然后， 又逐渐增大， v 绳= Lcos逐渐变小，绳子的速度变慢所以知重物

20、M的速度先增大后减小，最大速度为 L故 AB错误，D正确重物 M 先向上加速，后向上 减速，加速度先向上，后向下，重物 M 先超重后失重，故 C 错误故选 D【点睛】 解决本题的关键掌握运动的合成与分解，把C 点的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于重物的速度12AB是长为 L 的均匀带电绝缘细杆， 示。 AB 上电荷产生的静电场在 P1处的场强大小为 细杆的右半边截掉并移走（左半边电荷量、位置不变）P2 处的场强大小变为（）E2A 22【答案】 B【解析】【详解】将均匀带电细杆等分为左右两段，设左右两段细杆形成的电场在BE2E1CE2E12D E1+ E22EA、

21、EB，则有 EA+EB=E2；左半段细杆产生的电场在P1 点的场强为P2 点的场强大小分别为0，右半段细杆产生的电P1、 P2是位于 AB 所在直线上的两点，位置如图所 E1，在 P2 处的场强大小为 E2，若将绝缘 ，则场在 P1 点的场强大小为 E1=EB，去掉细杆的右半段后，左半段细杆产生的电场在P2点的场强大小为 EA=E2EB=E2E1，选 B。13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

22、、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 ，Fd、 Fe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 ， 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 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 M、N 两点，P 点，则 O