高中物理图像问题及高中物理天体运动经典习题

PAGE高中物理图像问题应用图像解决物理问题有直观、简洁的优点，所以高中物理有很多问题涉及图像，并且图像问题也是高考的热点。解决这类问题关键明白下面几点：明确横、纵坐标的物理意义，同时一定注意单位和数量级搞清楚图像上的点、斜率、截距、与坐标轴围成的面积以及交点的意义。找到和图像相关的函数关系；明确对应的物理情景和物理过程。x—t图像横坐标：；2，纵坐标：；3，纵轴截距：；4，横轴截距：；5，斜率：；6，交点：7，注意图像正负的意义。二．v—t图像1，横坐标：；2，纵坐标：；纵轴截距：；4，横轴截距：；斜率：；6，面积：；7，交点：8，注意图像正负的意义。例1．如图所示的位移－时间(x－t)图象和速度－时间(v－t)图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是()A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动B．0～t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程C．0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远D．0～t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等例2.小张和小王分别驾车沿平直公路同向行驶，在某段时间内两车的v－t图象如右图所示，初始时，小张在小王前方x0处()A．若x0＝18m，两车相遇1次B．若x0<18m，两车相遇2次C．若x0＝36m，两车相遇1次D．若x0＝54m，两车相遇1次三．a—t图像1，横坐标：；2，纵坐标：；纵轴截距：；4，横轴截距：；5，斜率：；6，面积：；7，注意图像正负的意义。例．一质点由静止开始按如图所示的规律运动，下列说法正确的是()A．质点在2t0的时间内始终沿正方向运动，且在2t0时距离出发点最远B．质点做往复运动，且在2t0时回到出发点C．质点在eq\f(t0,2)时的速度最大，且最大的速度为eq\f(a0t0,4)D．质点在2t0时的速度最大，且最大的速度为a0t0四．F—x图像1，横坐标：（或）；2，纵坐标：；3，横轴截距：；4，斜率：；5，面积：；6，注意图像正负的意义。例。某实验小组在探究弹力与弹簧伸长量的关系时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L0＝4.6cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，做出弹力F与弹簧长度x的图像如图所示.(1)由此图线可得，该弹簧劲度系数k＝________N/m.(2)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是__________.动力学的图像（a-F图像最常见）横坐标：有时是拉力，有时是合外力，有时是钩码的重力；纵坐标：；3，横轴截距：；4，斜率：；例1．(多选)(2017·淮安模拟)用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从零开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图所示，g＝10m/s2，则可以计算出()A．物体与水平面间的最大静摩擦力B．F为14N时物体的速度C．物体与水平面间的动摩擦因数D．物体的质量例2.用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图(a)所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F.通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线．如图(b)所示．(1)图线________(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；(2)在轨道水平时，小车运动的阻力Ff＝________N；(3)图(b)中，拉力F较大时，a－F图线明显弯曲，产生误差，为避免此误差，可采取的措施是________．A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动B．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验六．Ek--x图像（本图像不是基本图像，同学根据下面例题总结填空）1，横坐标：；2，纵坐标：；纵轴截距：；4，横轴截距：；斜率：；例.(2017·江苏卷)一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是()（提示：找到和图像相关的函数）练.(2018·河北石家庄模拟)一质量为m的物体在竖直向上的拉力F作用下沿竖直方向向上运动，运动过程中物体的动能与位移的关系如图所示，其中0～s1为一曲线，s1～s2为一与横轴平行的直线，s2～s3为一倾斜直线，不计空气阻力，关于物体在这段位移内的运动，下列说法正确的是()A．0～s1过程中拉力F逐渐增大B．s1～s2过程中物体的重力势能可能不变C．s2～s3过程中拉力F为恒力D．0～s3过程中物体的机械能增加七．E－x图象1，横坐标：；2，纵坐标：；3，纵轴截距：；4，横轴截距：；5，面积：；6，注意图像正负的意义。例．(多选)(2017·安徽十校联考)有一沿x轴分布的电场，电场强度E随x变化的图象如图所示，x轴正向为电场强度的正方向，在x轴上0～x1间某点处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子，仅在电场力作用下运动，下列说法正确的是()A．x轴上x1处电势最高B．x轴上x2处电势最高C．粒子在向右运动的过程中，粒子的电势能可能先减小后增大，再减小D．粒子在向右运动的过程中，如果到达x2处速度刚好为零，则粒子运动的最大速度一定大于eq\r(\f(qE0x2－x1,m))八．φ－x图象1，横坐标：；2，纵坐标：；3，纵轴截距：；4，横轴截距：；5，斜率：；6，注意图像正负的意义。例.(多选)(2017·江苏卷)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确的有()A．q1和q2带有异种电荷B．x1处的电场强度为零C．负电荷从x1移到x2，电势能减小D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大练．(多选)(2017·黑龙江大庆二模)两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，Q2位于坐标原点O，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2，在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示，曲线与x轴的交点为M，曲线的最低点为N，则下列判断正确的是()A．M点的场强为零，N点的电势最低B．M点的电势为零，N点的场强为零C．Q1带负电，Q2带正电，且Q2的电荷量较小D．Q1带正电，Q2带负电，且Q2的电荷量较大九．UI图像（包括用电器和电源）（1）电源的UI图像1，横坐标：；2，纵坐标：；3，纵轴截距：；4，横轴截距：；5，斜率：；（2）用电器的UI图像1，横坐标：；2，纵坐标：；3，纵轴截距：；4，斜率：；（此斜率有点特殊）5，面积：；6，交点：。如图所示直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡L1的U－I图线的一部分，用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光，则下列说法中正确的是()A．此电源的内电阻为eq\f(2,3)ΩB．灯泡L1的额定电压为3V，额定功率为6WC．把灯泡L1换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小D．由于小灯泡L1的U－I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用十．测电源电动势和内阻的图像（1）伏--安法：用图甲所示的电路测电源电动势和内阻，用所测数据画出如图乙所示的图像。1，横坐标：；2，纵坐标：；3，纵轴截距：；4，横轴截距：；5，斜率：；安阻法：用左图所示的电路测电源电动势和内阻，用所测数据画出右图所示的图像。1，横坐标：；2，纵坐标：；3，纵轴截距：；4，斜率：；伏—阻法：用左图所示的电路测电源电动势和内阻，用所测数据画出右图所示的图像。1，横坐标：；2，纵坐标：；3，纵轴截距：；4，斜率：；电磁感应中的图像方法：1.定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正负及特殊点，以排除错误的选项，一般优先判断正负(方向).2.根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象进行分析和判断例1.(2017·江苏宜兴模拟)如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd.t＝0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为I，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列I、U、F随时间t变化关系的图象正确的是()1．如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为L，金属圆环的直径也为L.自圆环从左边界进入磁场开始计时，以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域．规定逆时针方向为感应电流i的正方向，则圆环中感应电流i随其移动距离x变化的i－x图象最接近图中的(）十二．光电效应图象十年高考试题分类解析-物理1.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A.B.C.D.2．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N，已知引力常量为G,，则这颗行星的质量为A．mv2/GNB．mv4/GN．C．Nv2/Gm．D．Nv4/Gm.3.（2012·北京理综）关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，.它们的轨道半径有可能不同D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合4．（2012·重庆理综）冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕O点运动的A．轨道半径约为卡戎的B．角速度大小约为卡戎的C．线速度大小约为卡戎的7倍D．向心力大小约为卡戎的7倍5．（2012·浙江理综）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A.太阳对各小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值6.（2012·全国理综）一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k。设地球的半径为R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度d.1.（2011重庆理综第21题）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如题21图所示。该行星与地球的公转半径比为A．B.C．D.2（2011四川理综卷第17题）据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancrie”，该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同，“55Cancrie”与地球均做匀速圆周运动，则“55Cancrie”与地球的A.轨道半径之比约为B.轨道半径之比约为C.向心加速度之比约为D.向心加速度之比约为三．2010年高考题1.（2010上海物理）如图，三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M（M>>m1，M>>m2）.在C的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径之比ra:rb=1:4,则它们的周期之比Ta:Tb=______;从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a、b、c共线了____次。2．（2010全国新课标卷）太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看做圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是lg(T/T0),纵轴是lg（R/R0）；这里T和R分别是行星绕太阳运行周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是3．（2010上海物理）月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为，设月球表面的重力加速度大小为，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，则A．B．C．D．4（2010四川理综卷第17题）.a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图甲所示），经48h，a、b、c的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4×106m，地球表面重力加速度g=10m/s2，π=）5．(2010安徽理综)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2。火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G。仅利用以上数据，可以计算出A．火星的密度和火星表面的重力加速度B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C．火星的半径和“萤火一号”的质量D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力6（2010重庆理综卷第16题）.月球与地球质量之比约为1∶80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为A1∶6400B1∶80C80∶1D6400∶17．（2010北京理综）一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为A. B. C. D.5．（2009·浙江理综）在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是A．太阳引力远大于月球引力B．太阳引力与月球引力相差不大C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异16我国自主研发的“北斗卫星导航系统”是由多颗卫星组成的，其中有5颗地球同步卫星．在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，如图所示，然后在Q点通过改变卫星的速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则(

) 17一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的v-t图像如图所示，求：

（1）

摩托车在0-20s这段时间的加速度大小a；

（2）

摩托车在0-75s这段时间的平均速度大小v绕地球运动，A项错误．卫星绕地球沿同步圆轨道运动的速度都小于7.9

km/s，B项正确．沿轨道Ⅰ由P点运动到Q点，万有引力对卫星做负功，动能减小，C项错误．由开普勒行星运动第三定律可知，轨道半径或半长轴越大，运行周期越大，如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。

（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；

（2）若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车，已知滑块质量m=M/2,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：①

滑块运动过程中，小车的最大速度vm；

②

滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同