2019高考物理模型系列之算法模型专题04图象应用模型(2)学案

1、专题 04 图象应用模型（2）模型演练1.如图所示为表示甲、乙物体运动的 s-1 图象，则其中错误的是:练 1 图A. 甲物体做变速直线运动，乙物体做匀速直线运动B. 两物体的初速度都为零C. 在 ti时间内两物体平均速度大小相等D. 相遇时，甲的速度大于乙的速度【答案】ACD【解析】凶图象描述物体运动位移随时间娈化的关系，團线（某点切线）斜率表示速度，故 B 错A、D D正确,團线交点表示两物体相遇，又从團上看两物体从同 F 呂出发,h 时间內的位移相等所以平均 速度犬小相等，C正确+2.如图所示的st图象和vt图象中，给出四条曲线 1、2、3、4 代表四个不同物体的运动情况，关于它 们的物

2、理意义，下列描述正确的是（）t/sO b k爲i/s练 2 图A. 图线 1 表示物体做曲线运动B.st图象中11时刻V1V2C.vt图象中 0 至t3时间内 3 和 4 的平均速度大小相等D.两图象中，t2、t4时刻分别表示 2、4 开始反向运动【答案】B【解析】能够用st图象和vt图象表示的运动只有正、 负方向之分，故均为直线运动，A 错误；在st图象中，图线切线的斜率表示物体速度的大小，故st图象中t1时刻 1 物体的速度大于 2 物体的速度，B正确；根据平均速度的定义，在相同时间内位移较大的物体平均速度较大，在vt图象中，图线和坐标轴所围面积表示物体的位移，由图可得在0 至t3时间内

3、4 物体的位移大于 3 物体的位移，故两物体平均速度不等，C 错误；在vt图象中纵坐标的正负表示速度的方向，因此在t4时刻 4 物体开始减速，并非改变方向，D 错误.23.如图所示是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图象,A.0ti时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B.0ti时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大C. tit2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小D. tit2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变【答案】BC【解析】在时间内，图线斜率不变，贝惋速度不变丿由尸-丹=啊知牽引力裱，由网知功率增 大，A 错误 B 正确.在时间内，宙 P 二刊知速度増九 加速度减小，

4、结合尸丹二沁知牵引力减小, C 正确 D 错误.4. 一物体在 A、B 两点的正中间由静止开始运动（设不会超越A、B）,其加速度随时间变化如图所示。设向A 的加速度为为正方向，若从出发开始计时，则物体的运动情况是（a/ m s34t/s【答案】D【解析】根据 a-t 图象作出其 v-t 图象，如右图所示，由该图可以看出物体的速度时大时小，但方向始终不变，一直向 A 运动，又因 v-t 图象与 t 轴所围“面积”数值上等于物体在t 时间内的位移大小，所以4ti时刻起汽车的功率保持不变.由图象可知先向后向 B,再向A,又向B,4 秒末静止在原处先向后向 B,再向A,又向B,4 秒末静止在偏向 A

5、的某点先向后向 B,再向A,又向B,4 秒末静止在偏向 B 的某点一直向 A 运动,4 秒末静止在偏向 A 的某点练 3 图3秒末物体距 A 点为 2 米5. 一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a 和速度的倒数（1 /v）图象如图所示.若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，能求出的物理量是A.汽车的功率B.汽车行驶的最大速度C.汽车所受到的阻力D.汽车运动到最大速度所需的时间【答案】ABCp ppif fI【解析】由一aMdaMd有口二- 丄，结合團象可知在 E 象中，当 4 = 00 寸 =20 胡心，B 正v vM M v v M Mv确；当-

6、=0f-=0f = = M=2MM=2Mt tC 正确；则当尸 0 时，尸二几 A 正确；在a-a-图象中图线与v vv v横轴所围成的面积等于时间的倒数但初速度未知，故不能确定运动时间 D 错误6. 一物体做加速直线运动，依次通过A AB、C 三点，AE=BC物体在AB段加速度为ai,在BC段加速度为a2,v v K K+Vc且物体在 B 点的速度为VBAC，贝y2A.aia2B.ai=a?C.aia2D.不能确定【答案】C【解析】依题意作出物体的v-t图象，如图 1 所示。图线下方所围成的面积表示物体的位移，由几何知识4知图线、不满足AB=BC只能是这种情况。因为斜率表示加速度，所以7.在

7、无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，下列描绘下落速度的水平分量大小Vx、竖直分量大小Vy与时间t的图像，可能正确的是【解析】跳伞运动员下落过程中受到的空气阻力并非为恒力，与速度有关，目速度越大受到的阻力越大.竖 直方向运动员受重力和空气阻力 速度逐渐増犬 阻力増大合力减小加速度减小.水平方向只受阻力速度减小，阻力减小，抑速度减小.在象中團线的斜率表示加速度，故 m 页正确.8.某人骑自行车在平直道路上行进，图6 中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t 图象。某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是A. 在 ti时刻，虚线反映的加速度比实际的

8、大B. 在 0-ti时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大C. 在 ti-t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大D. 在 t3-t4时间内，虚线反映的是匀速运动aifmax,物体由静止开始做匀加速直线运动，13v=at=6m/s ,1212S2at2 3 9m2 26-9s 时：F=f,物体做匀速直线运动，S3=vt=6x x3=18m9-12s 时：Ff，物体以 6m/s 为初速度，以 2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动,s4二vtat2=6 312 32二27m2 2所以 0-12s 内物体的位移为：s=S1+S2+S3+S4=54m B 正确。17.人在地面上用弹簧秤称得其体重为

9、490N,他将弹簧秤移至电梯内称其体重,数如图 5 所示，电梯运行的 v-t 图可能是（取电梯向上运动的方向为正）【答案】AD【解析】由 Gt 图象可知，站至&时间段內电梯先失重，接看保持正常状态，最后超重，因此，电梯先具有 冋下的加速度（加速度为员）接着处于平衡状态，最后应具有向上的加速度（加速度为正）18.质量为 m 的物体静止在光滑水平面上，从 t=0 时刻开始受到水平力的作用。力的大小F 与时间 t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则8 -4=2m/s2t0至 t3时间段内弹簧秤的示什 G/N540 .严490 n-:II440 -:t/St3 ”iIItot1t214C.在

10、t =0到3to这段时间内，水平力的平均功率为D.在t =0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为【答案】BD【解析】仙内物体的加速度为堂施时刻的速度为 h = 塑，在弘时刻的瞬时速度mm吗二乃+3 码 j 二独，则时刻的瞬吋功率为尸=3 热養止二竺吨，A 错误* B 正勒 在厶 0 到mmm氛 这段时间内，由动能定理可得护=唇=匕诃=至覺，则这段时间内的平测率臣二空爼，D22m2m6m6m正确19. 一个静止的质点，在04s 时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F随时间t的变化【答案】DA.3t0时刻的瞬时功率为5Fo2t。mB.3t0时刻的瞬时功率为15Fo2tom223Fo

11、to4m25Fo2t。6mD.第 2s 末位移改变方向第 4s 末运动速度为零B.C.第 4s 末回到原出发点15【解析】02s 内，合力的方向不变，知加速度的方向不变，物体一直做加速运动,为反向，则加速度方向相反，物体做减速运动，因为02s 内和 24s 内加速度大小方向是对称的，则4s末速度为零，在整个运动过程中速度方向不变，一直向前运动故D 正确，A、B、C 错误.20.如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接。图乙中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和【解析】物体在斜面上下滑，受到重力

12、、支持力和摩揀力的作用，其合夕卜力为恒力加速度为恒曇物体 做匀加速直线运动， 其加速度團象应为一平行横轴的直线段， 速度=业其速度團象应为一向上倾斜的直 线段， 路程5=1,路程随时间变化的圉象应为一开口向上的抛物线，Bs D 错误$物体滑到水平面 上后，在摩撅力作用下做匀减速运动，其摩揀力大于在斜面上运动时的摩播力，所以 C 正确.示图像中，能正确反映各物理量之间关系的是【解析】：设物体的机械能为 E,由机械能守恒定律：Ep=E-Ek,故势能与动能的图像为倾斜的直线，选项 C 错误;由动能定理：Ek=mghm=1mgt2,则 Ep=E-mgh,故势能与 h 的图像也为倾斜的直线，选项 D 错

13、误；2 2Ep=E-丄 mV2,故势能与速度的图像为开口向下的抛物线，选项 B 正确；同理 Ep=E-2mdt2,势能与时间的图像也2 2为开口向下的抛物线,A 错误.22. 一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用F、V、s 和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中24s 内，合力方向改21.物体做自由落体运动,H 代表动能，EP代表势能,h代表下落的距离，以水平地面为零势能面。下列所路程。图乙中正确的是C【答案】C16可能正确的是【答案】AD【解析】物体在沿斜面向下滑动过程中，所受的合力为重力沿

14、斜面向下的分力及摩揍力，故大小不娈，A 正确 j而物体在此合力作用 F 作匀加速运动，J 所以错$物体受摩攥力作用”总的 机械能将 MdsD正确*23.空间某一静电场的电势 在x轴上分布如图所示，x轴上两点B C点电场强度在X方向上的分量分 别是EBX、ECx，下列说法中正确的有A.EBX的大小大于ECx的大小B.EBx的方向沿x轴正方向C.电荷在0点受到的电场力在x方向上的分量最大D.负电荷沿 x 轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功【答案】AD【解析】在 B 点和 C 点附近分别取很小的一段 d,由图象，B 点段对应的电势差大于 C 点段对应的电势差，看做匀强电场有 E，可见 E

15、Bx ECx, A 项正确；同理可知 0 点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C 项错误；沿电场方向电势降低，在0 点左侧，EBx 的方向沿 x 轴负方向，在 0 点右侧，ECx 的方向沿x 轴正方向，所以 B 项错误，D 项正确.24.两带电量分别为q和一q的点电荷放在x轴上，相距为L,能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图（）17【答案】A【解析】根据等量异种电荷的电场线分布规律，从正电荷到负电荷场强先减小（不为零）后增大，故选项 A正确.25.如图，a 表示某电源路端电压随电流变化的图线，b 表示外电阻两端电压随电流变化的图线，下列判断A. 阴影部分的面积表示电源内阻上消耗的

16、功率B. 阴影部分的面积表示电源的输出功率C. 当时，电源的输出功率最大D. 当：二时，电源的效率最高【答案】BC【解析】两團线交点处坐标表示该电源与该电屈组成回踣时的踣端电压与电流，二者的乘积即阴影部分的 面积为电源输出功氧 A 错误 B 正确；tan a = = R 是该电阻的阻值丿 tan =仝=广是该电IAZ源的内阻，当氐=呂时內外电路的电胆相等，电源的输出功率最犬，c 正确；电源的效率卷=77 当二丄：可以看出当外电阻 R 越大即團中吒越大时是，电源的效率越高，D铲谆IEIE IRIR+r） 1 + 4U 错论26.如图所示，直线 OAC 为某一电源的总功率 P 随电流 I 变化的图

17、线，曲线 OBC 为同一电源内阻热功率 Pr 随电流 I18变化的图线.若 A、B 两点的横坐标都是 1A,那么 A B 两点的纵坐标值之差 （PA一PB）为多少瓦？练 26 图【答案】2W【解析】 如图相交于 C 点.表示在 C 点电源的总功率等于该电源內阻的热功率， 这时外电阻为零， 所以有，EI=Fr即 E 二虫 又 PC=E2.Y 即 E?=9r 由得：E=3V r=112 在 A 点 PA=EI = 3W 在 B 点 PB=Pf=lW 所以 PP 尸 2W.27.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个

18、电阻箱（最大阻值为999.9 门，可当标准电阻用）一只电流表（量程IR=0.6A,内阻rg=0.11）和若干导线。1请根据测定电动势 E 和内电阻r的要求，设计图 4 中器件的连接方式，画线把它们连接起来。UHffli2接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录。当电阻箱的阻值1R =2.6,】时，其对应的电流表的示数如图5 所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值I 的倒数；I11再制作 R-1坐标图，如图 6 所示，图中已标注出了（R,1）的几个与测量对应的坐标点。请你将与图5 实II验数据对应的坐标点也标注在图6 上。193在图 6 上把描绘出的坐标点连成

19、图线。4根据图 6 描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V, 内电阻r二_ 门。【答案】见答图 42见答图 63见答图 641.5 ( 1.461.54)； 0.3 ( 0.250.35)aJtfQ答ISH【解析】根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电 流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电 流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如 答图 4 所示。由闭合电路欧姆定律有：R = EE =I（ R+r+rg ），解得：一，根据 R-1/I 图

20、线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻 为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。2028.如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒【答案】BD【解析】0 导体棒落入磁场之前做自由落体运动，抑速度恒为氐有 2 ,C棒进入瞻场以速度 V做匀速直线运动时1 棒开始做自由落体运动，与亡棒做自由落体运动的过程相同此时百棒在磁场中做匀 速直冬疑动的踣程为“2 如=“辻棒逛入磁场而还没有传出磁场的过程，无电磁感瓦 两导体 棒仅受到重力作用，加速度均为劭知道亡棒穿出礒场， E 正确。 棒穿出磁场,1 棒切割礒感线产生电动 势 在回路中产生感应电流，因此时 d 棒速度大于贮

21、进入磁场是切线的速度，故电动势、电流、安 培力都大于百刚进入磁场时的犬小，就棒涮速，直到穿出场仅受重力，做匀加速运动，结合匀变速直线运 动亦-叮=丄前,可知加速过程动能与路程成正比，D 正确。29.如右图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L,边长为L的正方形框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开 始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向， 能反映线框中感应电流变化规律的c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为 3h，方向与导轨平面垂直。先由静止释放c，c刚进 入磁场即匀

22、速运动， 此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触。 用ac表示c的加速度，Ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。图乙中正确的是是图221【答案】A【解析】幵始时，由公式 4 丁可知，导体框做匀加速运动时,速度均匀増大，电流 t 油増尢当导体的右边框到 达两磁场交界处后.电动势突然变成愿来的 2 倍，电溢方向反向当导休右边框到达整个磁场的右边界后.电动 势又突然变成原耒的一半但电流方向反冋在电流均匀増大，扌懈 6 在坊如两边感应电流方向相同, 犬小相加，故电溢大。在妒切因右边离开磁场，只有一边产生感应电流 故电流小，所以选 A30.如图所示，一导体圆环位于纸面

23、内， 0 为圆心。环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆 0M 以匀角速度，逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻 R 的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从0M 可绕 0 转动，M 端通过滑动触点与圆t=0开始转动一周的过程中,rj1HT14t0*:r2电流随t变化的图象是A222【解析】依据左手定则，可知在0-内，电流方向 M 到 0,在在电阻 R 内则是由 b 到 a,为负值，且大小231BL23为I二一为一定值，二内没有感应电流，二内电流的方向相反,

24、R22没有感应电流，因此 C 正确。v向右做匀速直线运动， 经过半径为R、磁感应强度为B的圆形由几何关系可得导体棒切割磁感线的有效长度为I= 2贋-住-” =2侦二？E 与导体棒位置 x 关系的图像是一个椭圆，故 A 正确。32.矩形导线框abed固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流I 的正方向，下列各图中正确的是即沿正方向，内2产生的感应电动势为 -丄丁 二丄；_二，整理后可得从方程可以看出，感应电动势31.如图所示，平行于y轴的导体棒以速度【解析】如图所示，设导体棒运动到位置x 处,

25、2425【答案】D ABAB. . E EjABAB【解析】；根据电磁感应走律，感应电动势 云 石，那么感应电流鼻菱云，根据硯感应强 度随时间娈化的團像判断其娈化率大小一定，所汰感应电流大小一定，A 错误。第匕磁感应强度娈大， 根据楞次定律増反减同判断感应电流为逆 B 寸针，即员方庐 L C 错误。第込議场向外而且在増犬，根据増 反减同判断，感应电流沿顺时针为正方向，DIE 确，B 错误。33.如图，一个边长为I的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为I的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直； 虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框。 在t= 0 时， 使导

26、线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以i表示导线框中感 应电流的强度，取逆时针方向为正。下列表示it关系的图示中，可能正确的是【答案】C【解析】据右手定则得线框前条边刚进入磁场区域过程中感应电流为逆时针方向，且由E=Blv 知感应电流逐渐增大，当导线框的前条边完全进入磁场而后条边还未进入磁场的过程中，导线框中的电流恒定不变； 之后，当导线框的前条边开始出磁场而后条边还未进磁场的过程中，线框中的电流开始逐渐减小，再后， 当导线框的前条边出磁场后条边开始进磁场的过程中线框中的电流大小继续减小，且减小的情况比前一阶 段减小情况更快（因为前后两条边形成的电动势反向抵

27、消），直到电流减小到零，共 4 种情况，依此类推此后也是 4 种情况，C 正确34.如图a所示，一矩形线圈abed放置在匀强磁场中， 并绕过ab、cd中点的轴00以角速度 逆时针匀速 转动。若以线圈平面与磁场夹角 =45时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为 正。则下列四幅图中正确的是26【答案】D【解析】解：从 N 图可看出线圈从垂直于中性面开皓旋转，由楞次走律可判断，初始时刻电流方曲 b 到引 故瞬时电流的表达式为 i=iacoart+?),故 D 正确*435.如图 a 所示，固定在水平面内的光滑金属框架cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆 ab 与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e 之间连接一电阻，其它部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F 作用在金属杆 ab 上，使金属杆在框架上由静止开始向右滑动，运动中杆ab 始终垂直于框架。图 b 为一段时间内金属杆受到安培力 f 随时间 t 的变化关系，则图 c 中可以表示此段时间内外力 F 随时间 t 变化