智康高考三轮-第20讲.图像专题.教师版

错题不再错就无敌了！错题不再错就无敌了！2013年高考解决方案图像专题图像专题 学生姓名：学生姓名：上课时间上课时间：同学高考解决方案 第一阶段·模块课程·图像专题 Pageof21错题再练习错题再练习第20讲图像专题2013高考怎么考2013高考怎么考内容要求考纲要求能领会物理学的基本方法考点解读填空题、实验题和计算题中都可能出现图像题，201020112012波形图6分，i-t图6分EK-t图6分，u-t图4分F-t图像6分φ-X图像20分振动图像6分，U-I图像4分a-t图像18分，E-x图像20分知识讲解知识讲解掌握分析图像的要点，会画图像．甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度同时经过某一路标，从此时开始，甲车一直做匀速直线运动，乙车先加速后减速，丙车先减速后加速，它们经过下一路标时速度又相同，则哪一辆车先经过下一个路标？【解析】画出v-t图像，可知乙的时间短．这道题可作为图像法的引题．分析如图所示的图像．【解析】“图象与运动”之间的关系：初位置距离坐标原点X0，一直处于静止状态．分析如图所示的图像．【解析】初速度为，加速度为0，经过时间发生的位移分析如图所示的图像．【解析】“图象与运动”之间的关系：甲，X0处开始负向匀速直线运动起点同上；乙，之前静止，然后正向匀速直线运动，时刻甲乙相遇,时刻回到原点；分析如图所示的图像．【答案】“图象与运动”之间的关系：初速度为0,加速度减小的加速运动．分析如图所示的图像．【解析】分析如图所示的弹簧弹力F和形变量x的图像．【解析】弹簧弹力和形变量成正比斜率为劲度系数．分析如图所示a-图像．【解析】斜率为合外力．质量为m的物体受到恒定的合外力F的作用，画出a-m图像．【解析】如图分析如图所示的恒定牵引力启动的v-t图像．【答案】物体从静止开始先做匀加速直线运动（牵引力恒定），然后做加速度减小的加速运动（牵引力减小到和摩擦力等大），最后匀速直线．分析如图所示的额定功率启动的V-t图像．【答案】先变加速再匀速，加速度先减小后恒定．请画出恒定牵引力启动F牵-V图像．【答案】牵引力先恒定，后逐渐减小到和摩擦力等大．（物体从静止开始先做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动，最后匀速直线．分析如图所示的的图象．【解析】面积就等于在该段时间内的冲量．【答案】二者动量守恒，t0共速；滑块做匀加速直线运动，木板做匀加速直线运动．在光滑水平面上，滑块以向右的初速度v1滑上以v2向左运动长木板，长木板足够长，滑块和木板的质量相等，且v1<v2．画出滑块、长木板的速度随时间的图像．【解析】如图所示．分析如图所示简谐运动的x-t图像．【解析】1、一个质点的位移随时间变化的规律；2、直接读出周期T，振幅A．3、位移，增加-减小-反向增加-反向减小；据回复力的变化与位移变化相反；据可知，加速度的变化与回复力变化相同，与位移变化相反；弹性势能的变化与位移变化相同；斜率为瞬时速度，减小-反向增加-反向减小-正向增大；动能变化速率变化相同与弹性势能变化相反）分析如图简谐运动的y-x图像．【解析】波长=8m,振幅=10cm，结合波的传播方向可以判断P点的振动方向．分析如图的共振曲线．【解析】当驱动力的频率小于物体的固有频率时，驱动力的频率增加振幅增大；当驱动力的频率大于物体的固有频率时，驱动力的频率增加振幅减小）分析单摆的T2-L图像（L为摆长）．【解析】斜率请画出等量异种电荷连线上E-x图像．【解析】如图所示．E先减小再增加，最低点坐标（，）．请画出等量异种电荷连线上图像（无穷远处电势为0）．【解析】如图所示．（一直减小，先正后负）请画出等量同种电荷中垂线E-x图像．【解析】如图所示．请画出等量同种电荷中垂线图像（无穷远处电势为0）．【解析】如图所示．分析如图的电阻的伏安特性曲线，比较两个电阻的大小．【解析】Ra<Rb分析如图定值电阻的伏安特性曲线与闭合电路的U-i图象．【解析】1、图像a与U轴的交点（E，0），与i轴的交点（，0）；2、图像ab的交点表示b图像对应的外电阻与电动势为E内阻r的电源串联时干路的电流与路端电压．3、图像a的斜率为电源内阻r4、矩形UMIO的面积表示输出功率，矩形ENIO的面积表示电源的总功率，矩形ENMU的面积表示内阻的热功率．分析如图电源的输出功率-外电阻的关系图象．【解析】当R<r时，R增大，输出功率增大，当R>r时，R增大，输出功率减小），当R=r时，输出功率最大如图所示为一个闭合线圈中磁通量随时间变化的图形，分析线圈中0-t1,t1-t2感应电动势如何变化．【解析】OA段，感应电动势恒定，AB段感应电动势为零．分析如图交流电的u—t图象．【解析】可直接得电压最大值，周期（注意单位）．表达式：分析如图LC回路的电磁振荡电容器充、放电过程中各物理量的变化规律．【解析】回路中电流越大时，L中的磁通量越大，磁场能越大，电场能越小，，U和E越小；极板上电荷量越大时，C中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）．分析分子引力、斥力和分子力图像．【解析】（1）r增大，斥力减小，引力减小；时，r增大，F减小；时，r增大，F先增加后减小；时，分子力．分析分子势能随r的变化关系．【解析】（1）时，r增大，减小（2）时，r增大，增大分析如图光电流与电压关系图像．【解析】（1）存在饱和电流，随着电压的增大，电流趋近一个饱和值，即一定光照条件下，阴极发射的电子数目是一定的，电压增大到一定值，所以电子都被阳极吸收．（2）存在遏制电压，同一种光的遏制电压是一定的，与光照强弱无关，入射光频率越大遏制电压越高．（3）同一种频率的入射光，光照强度越大，光电流越强．分析爱因斯坦光电效应图像．【解析】横截距为极限频率，纵截距为逸出功的大小，斜率是普朗克恒量h）分析如图的半衰期图像．【解析】表示质量比与时间的关系，从图上可以读出半衰期及剩余的质量．例题讲解与练习质点甲、乙做直线运动的位移—时间图像如图所示，则（）A．在运动过程中，质点甲比质点乙运动的快 B．当t=t1时刻，两质点的位移相同；C．当t=t1时刻，两质点的速度相同 D．质点甲的加速度大于质点乙的加速度．【答案】AB质点做直线运动，其s-t关系如图所示，质点在0-20s内的平均速度大小为_________m/s质点在_________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度．【答案】0.8，10s和14s，老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，求：（1）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处的速度多大？（2）从甲处到乙处要用多长时间？【解析】（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2d2=v1d1,所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2=d1v1/d2（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系图象，可能正确的是（）【解析】加速度，随着的减小，减小，但最后不等于0．加速度越小，速度减小得越慢．【答案】C长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图所示．铁块受到摩擦力f木板倾角变化的图线可能正确的是（设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小）：（）【答案】C起重机的钢索将重物由地面吊起的过程中，重物运动的速度—时间图象如图所示，试定性地画出钢索上的拉力做功的功率随时间变化的图象．【解析】由牛顿第二定律分别求出三个阶段中钢索的拉力为F1=（mg+ma1）,F2=mg,F3=（mg-ma3）+在0-t1内钢索拉力的功率为P1=F1a1t在t1-t2内钢索拉力的功率为P2=F2Vm在t2-t3内钢索拉力的功率为P3=F3a3t摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米．电梯的简化模型如图1所示．考虑安全、舒适、省时等因素电梯的加速度a是随时间t变化的已知电梯在t=0时由静止开始上升a─t图像如图2所示．电梯总质量m=2．0×103kg．忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2．（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；（2）类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由υ─t图像求位移的方法．请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图2所示a─t图像，求电梯在第1s内的速度改变量Δυ1和第2s末的速率υ2；（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P；再求在0─11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W．图图1电梯拉力a/ms-11.00-1.012图2t/s【答案】（1）由牛顿第二定律，有F-mg=ma由a─t图像可知，F1和F2对应的加速度分别是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）类比可得，所求速度变化量等于第1s内a─t图线下的面积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图像可知，11s~30s内速率最大，其值等于0~11s内a─t图线下的面积，有υm=10m/s此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力mg，所求功率P=Fυm=mgυm=2．0×103×10×10W=2．0×105W由动能定理，总功W=Ek2-Ek1=mυm2-0=×2．0×103×102J=1．0×105J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（）A．时刻的瞬时功率为B．时刻的瞬时功率为C．在到这段时间内，水平力的平均功率为D.在到这段时间内，水平力的平均功率为【解析】0-2t0内物体的加速度为，2t0时刻的速度为，在3t0时刻的瞬时速度，则时刻的瞬时功率为，A错误；B正确；在到这段时间内，由动能定理可得，则这段时间内的平均功率，D正确。【答案】BD如图所示的四个图描述的是竖直上抛物体的动量增量随时间变化的曲线和动量变化率随时间变化的曲线．若不计空气阻力，取竖直向上为正方向，那么正确的是：【答案】CD【解析】竖直上抛运动的动量增量为：，的方向是竖直向下的，物体动量变化方向竖直向下，所以选项C正确；动量的变化率为，所以选项D正确．质量分别为、的小球在一直线上做弹性碰撞，它们在碰撞前后的位移—间图像如图所示，若，的质量等于多少？【答案】【解析】从位移—时间图像上可看出：和于时在位移等于处碰撞，碰前的速度为0，的速度．碰撞后，的速度，的速度，由动量守恒定律得：解得：一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是CCtxOTAtxOTDtxOTBtxOT【答案】A一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图1所示，此后，若经过3/4周期开始计时，则图2描述的是（）【答案】B【解析】由波的图像经过3/4周期a到达波谷，b达到平衡位置向下运动，c达到波峰，d达到平衡位置向上运动，这四个质点在3/4周期开始计时时刻的状态只有b符合振动图像．选项B正确．如图1所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点．一个带负电的点电荷仅受电场力作用，从A点沿电场线运动到B点．在此过程中，该点电荷的速度υ随时间t变化的规律如图2所示．则下列说法中正确的是（）A．A点的电场强度比B点的大 B．A、B两点的电场强度相等C．A点的电势比B点的电势高 D．A点的电势比B点的电势低【答案】C两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置变化规律的是图【答案】A某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（）xx1x2A．在0～xl之间不存在沿x方向的电场B．在0～xl之间存在着沿x方向的匀强电场C．在x1～x2之间存在着沿x方向的匀强电场D．在x1～x2之间存在着沿x方向的非匀强电场【解析】在0～xl之间电势不变，即在0～xl之间等势，故在此方向无电场；在x1～x2之间电势随距离均匀减小，则在x1～x2之间有沿x轴正方向的匀强电场，故A、C正确．【答案】AC两电阻的电流和电压的关系图线如图所示，可知两电阻的的大小之比等于（）A． B． C． D．【答案】B如图所示，直线为电源的图线，直线为电阻的图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是（）A．电源的输出功率为 B．电源的输出功率为C．电源的效率为 D．电源的效率为【答案】A如图所示，是测定两个电源的电动势和内阻实验得到的电流和路端电压图线，则应有（）A．当I1＝I2时，电源总功率P1＝P2B．当I1＝I2时，外电阻R1＝R2C．当U1＝U2时，电源输出功率P出1<P出2D．当U1＝U2时，内电阻消耗的功率P内1<P内2【解析】当I1＝I2时，电源的总功率P＝I1E＝I2E，故A对；但此时U2>U1，故外电阻R2＝eq\f(U2,I2)>R1＝eq\f(U1,I1)，故B错；当U1＝U2时，I1<I2，故电源的输出功率P1＝U1I1<P2＝U2I2，故C对；由图可知电源的内阻r1>r2.当U1＝U2时，U内1＝U内2，则P内1＝eq\f(U内12,r1)<P内2＝eq\f(U内22,r2)，故D对．【答案】ACD如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是（）【答案】A【解析】要求框中感应电流顺时针，根据楞次定律，可知框内磁场要么向里减弱（载流直导线中电流正向减小），要么向外增强（载流直导线中电流负向增大）．线框受安培力向左时，载流直导线电流一定在减小，线框受安培力向右时，载流直导线中电流一定在增大．在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R．闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I．然后，断开S．若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是（）【答案】B【解析】由电路实物图可得，与滑动变阻器R串联的L2，没有自感直接变亮，电流i2变化图像如A中图线．C、D错误．带铁芯的电感线圈串联的L1，由于自感强电流逐渐变大，B正确．如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0．2m，电阻R=0．4Ω，导轨上停放一质量为m=0．1kg，电阻为r=0．1Ω的金属杆ab，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=0．5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下．现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表示数U随时间t的变化关系如图乙所示．图甲图乙图甲图乙求：（1）运动速度随时间t的变化关系式；（2）金属杆运动的加速度；（3）第5秒末外力F的功率．【解析】（1）根据V—t图像和加速度定义式：（2）在0-4s内，在水平方向：解出：μ=0．2（3）设前4s的位移为X,根据位移公式:=8m4s后的加速度为a2，则：解出：a2=-1m/s2物体4—6s内，根据位移公式:=6m物体在前8s内的位移X=x1+x2=14m如甲图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=0．20m，电阻R=1．0Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=1．0T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．现在一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如乙图所示．求杆的质量m和其加速度大小a．【解析】选两点列方程:,得a=5m/s2，m=0.2kg【答案】5m/s2，0.2kg分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则（）A．分子间引力随分子间距的增大而增大 B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而增大 D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大【答案】B【解析】本题考查分子间相互作用力与分子间距的关系．画出分子间相互作用力与分子间距离关系的图像．选B，分子力和分子间距离关系图象如图所示，根据该图像可判断分子间斥力随分子间距的减小而增大，B正确．右图为两分子系统的势能与两分子间距离的关系曲线．下列正确的是（）A．当大于时，分子间的作用力表现为引力B．当小于时，分子间的作用力表现为斥力C．当等于时，分子间的作用力为零D．在由变到的过程中，分子间的作用力做负功【答案】BC【解析】分子间距等于时，分子势能最小，即．当小于时分子力表现为斥力；当大于小于时分子力表现为斥力；当大于时分子力表现为引力，所以A错BC正确．在由变到的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D错误．总结识图要点轴：哪两个量的关系．点：起点、交点（图像交点、截距）、拐点、顶点、终点．线：变化趋势如何，均匀变化还是非均匀变化．面积在看懂以上三个方面后，综合以上信息进一步弄清“图象与公式”、“图象与图象”、“图象与运动”之间的关系．图像来源图象来源之一是根据函数得到。根据控制变量法，任何物理公式都可以看成函数，即所有物理公式都可以用图象表示。由于学生数学能力和物理学科本身的特点，中学常见的图线是直线的，即一次函数，但中学物理中有很多公式的相关物理量并不是线性关系，所以需要进行加工处理，具体方法是借助换元法，将公式中某部分整体当成新的变量，从而将非一次函数变成了一次函数，将函数图象由曲线变化成了直线，借助这种方法一切中学物理公式就都可以用直线图象表示了，从而图象考查的范围也就更广了，并且这种处理方法和应用这些加工处理过后得到图线的过程更能考查学生的应变能力、迁移能力，以及创新能力。图象来源之二是通过传感器获得，此类图线通常是曲线，常以探究性题型或实验题呈现，主要反映运动过程某物理量随时空的变化，或者某元件的某些特性，比如用压力传感器反映某过程物体的受力特点，用位移传感器反映物体的运动特点，用传感器探究热敏（光敏、磁敏）电阻的变化规律等等。相应试题特点是根据传感器获得的图象，探索物理规律，得出实验结论，通常会从图线宏观变化规律和微观某状态的物理量两方面考查。图象来源之三是将一图转化成另一种图象，多图象相结合。常见有振动与波动图结合，由F-t图得到a-t图再进一步得到v-t图，由Φ-t图或B-t图得到E-t图，交流电中U与I的转化，还有一些是根据已知规律探究未知规律（06北京实验P-U图）等等。相应试题特点是一题多图，有显性（图象题目给）和隐性（图象自己画）之分，需要一定的理解能力，推理能力和综合分析能力。注意清楚各个物理公式，明白各概念和规律的本质内涵与外延，比如定义式和决定式的图象完全不同；对一次函数y=ax+b要非常熟练，会用会画；掌握化非线性函数为线性函数的方法，根据需要能快速变换函数，能熟练将数学和物理结合起来，需要准确的数学运算能力。有的物理图象中，图线上某点与坐标零点的割线的斜率才有意义，而该点的切线斜率没有意义，比如描绘小灯泡的伏安曲线。巩固练习巩固练习一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示．下列选项正确的是()A．在0～6s内，物体离出发点最远为30mB．在0～6s内，物体经过的路程为40mC．在0～4s内，物体的平均速率为7．5m/sD．5～6s内，物体所受的合外力做负功【解析】A，0—5s,物体向正向运动，5—6s向负向运动，故5s末离出发点最远，A错B由面积法求出0—5s的位移s1=35m,5—6s的位移s2=-5m,总路程为：40mC由面积法求出0—4s的位移s=30m，平度速度为：v=s/t=7．5m/sC对D由图像知5～6s过程物体加速，合力和位移同向，合力做正功，D错画出质量一定的物体受到的合外力F和加速度a的图像．【解析】如图．矩形线框abcd在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图甲所示．设时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在0~4s时间内，图乙中能正确表示线框ab边