图像专题复习练习题

1高中物理专题一：物理图像物理图像，是直观地反映物理量之间函数关系的一种数学方法。在物理学中具有广泛的应用，学生对物理图像的理解、应用是高考要求的必备能力和必考问题。一．物理图像的作用及应用物理图像解题的优势1.抽象的概念直观形象。2.物理过程一目了然，特别是动态变化过程清晰明朗。3.物理量之间的函数关系明确，还可以恰当地表示矢量的大小和方向。4.实验中用图像处理物理实验数据能使误差大大减小。5.蕴含大量的信息：轴、点、线、斜率、面积。二．识图（1）轴：x轴和y轴的表示的物理量要弄清坐标轴表示的物理量及单位。注意坐标原点是否从零开始；注意纵轴物理量为矢量的情况，则横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示物理量为负。解题时灵活选取坐标轴。比如“验证牛顿第二定律实验”中a-m，图像为双曲线，但若x轴选取1/m，则图像为直线。（2）点：01.拐点（转折点）：图线的拐点具有的特定意义，它是两种不同变化情况的交界，即物理量变化的突变点。如图02.极值点：如图03.交点：如图04.端点（初始点和结束点）05.截距点（与x和y轴的交点）（3）线①函数关系：线性关系（正比、一次函数等），二次函数（抛物线），反比函数（双曲线），正弦（或余弦）函数等。②渐近线、切线：斜率（切线和割线的斜率）和变化趋势，如图（4）面积1)线面积：图线与横轴所围的面积常代表一个物理量。V—t图线与横轴所围的面积表示位移，横轴以上、以下面积分别表示正位移、负位移。F-s图象中的“面积”大小表示功的“大小”。i-t图象中的“面积”表示电荷量q的“多少”。2)点面积：由横轴、纵轴及图线上某点到两轴的垂直线段围成的矩形的面积，这种形式的面积简称点面积。三．高考试题中常见的图像种类1.较常用的：运动学中:s-tv-ta-t图像等动力学中:a-Fa-1/m，振动x-t，波动y-x等0Vt汽车的恒力启动变加速匀速匀加速0Vt汽车的恒力启动变加速匀速匀加速22.实验中的图像：电阻U-I伏安曲线、电源的U-I伏安曲线、单摆的T2-L等等3.教材中未出现但有重要应用的图像：a-t，F-t，F-s示功图，机械能中Ek-h，Ep-h，Ek-Ep；电场中的E-x，x图；电磁感应中的Φ-t图、I-t图、B-t图等。例1：某人骑自行车在平直道路上行进，图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，用虚的直线作近似处理，下列说法确的是（）A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大B．在0-t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大C．在t1-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练习1：如图所示是某物体做直线运动的速度图象，下列有关物体运动情况判断正确的是（）A．前两秒加速度为5m/s2B．4s末物体回到出发点C．6s末物体距出发点最远D．8s末物体距出发点最远练习2：质量为m物体在与其初速度始终共线的合外力F的作用下运动取v0方向为正时，合外力F随时间t的变化情况如图所示，则在0～t2这段时间内，物体的加速度____________________，速度_______________，（上面两个空格填写怎么变化）t2时刻速度为_______________（用已知字母m、v0、F1、t1、t2表达）。例2：一个质点做简谐运动的图象如下图所示，下述正确的是（）A.质点振动频率为4HzB.在10s内质点经过的路程是20cmC.在5s末，质点速度为零，加速度最大D.在t=1.5s和t=4.5s两时刻质点位移和速度相等练习3：如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是（）A.甲、乙两单摆的摆长相等B.甲摆的振幅比乙摆大C.甲摆的机械能比乙摆大D.在t=0.5s时有正向最大加速度的是乙摆例4.下图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是()A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大练习4：用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象如图所示，求：（1）干电池的电动势和内电阻各多大？（2）图线上a点对应的外电路电阻是多大？（3）图线上b点对应的输出功率是多大？（4）电源的最大输出功率？3四、用图：“用图”就是运用图象分析和解决问题.即利用图象中点（起点、交点、拐点、终点）、线（直、曲）、峰值、截距、斜率、面积、正负号等的物理意义来定性分析、定量计算或理解物理规律.（一）从图像获取信息解决问题例5：一个静止的质点，在0～4s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的变化如图所示，则质点在()A.第2s末速度改变方向B.第2s末位移改变方向C.第4s末回到原出发点D.第4s末运动速度为零练习5：一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为()A.123B.123C.132D.123练习6：放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。由此两图线可以求得物块的质量m=_________和物块与地面之间的动摩擦因数μ=___________.（二）利用图象简化解题过程，巧妙解决运用解析法可能复杂或无法解决的问题。例6：如图所示，两光滑斜面的总长度相等,高度也相等，两球由静止从顶端下滑，若球在图上转折点无能量损失，则有（）A.同时落地B.b球先落地C.两球落地时速率相等D.a球先落地（三）转换图像解决问题——将从不同角度描绘同一物理现象所进行的图形转换.例题7：A、B为一列简谐横波在传播方向上相距6m的两个质点，图甲和乙分别为其振动图象，如果波长大于3m而小于6m.（1）求波的传播速度；（2）画出t=0.1s时的波形图.例题8：如图示，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=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图示，求杆的质量m和加速度a.4转换：起重机提起重物时，重物运动的v-t图线如图示，请定性作出起重机的输入功率随时间变化的图象练习7：一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，则下列图象中可能正确的是（）（隐形用图题）如图所示，质量为m的子弹以速度v0水平击穿放在光滑水平面上的木块，木块长为L，质量为M。子弹穿过木块后木块获得的动能为Ek，系统损失的机械能为E损，若木块质量M、子弹质量m或子弹初速度v0发生变化，但子弹仍能穿过木块，那么（设木块对子弹的阻力及木块长均不变）A.M不变，m变小，v0不变，则木块获得的动能一定变大B.M变小，m不变，v0不变，则子弹损失的动能一定变小C.M不变，m不变，v0变小，则木块获得的动能一定不变D.不论v0、m、M如何变化，系统损失的机械能一定不变练习：1．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是（）A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R=U1I2.C．对应P点，小灯泡的电阻为R=U1I2-I1.D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积2．如图所示，U—I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点α=β，则下列说法中正确的是（）A．在b点时，电源有最大输出功率B．在b点时，电源的总功率最大C．从a→b时，β角越大，电源的总功率和输出功率都将增。D．从b→c时，β角越大，电源的总功率和输出功率都将增大3．将一物体以一定的初速度竖直上抛，从抛出到落回原地的过程中，空气阻力恒定。则反映物体动能Ek、重力势能Ep、E随高度h变化的四个图线中可能正确的是（）3．如图甲所示，某同学在水平面上用水平力拉一质量为1kg的物块，使物块由静止开始运动。该同学测得不同时刻物块的速度v和拉力F，并绘出v－1/F图像（图乙），其中线段AB与v轴平行，所用时间为2s，线段BC的延长线过原点，所用时间为4s，v2为物块能达到的最大速度，此后物块的速度和拉力保持不变。不计空气阻力，则2s末（B点）拉力的功率为W，这6s内物块的位移为m。4．如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成=300角固定，轨距为L=1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻，Q、N间接变阻箱R。现从静止释放ab，改变变阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到mv1与R1的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取l0m/s2。求：（1）金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1；（2）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆ab运动的加速度为12gsin时，此时金属杆ab运动的速度；（3）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆ab运动的速度为2mv时，定值电阻R1消耗的电功率。F图甲1F/N-1Av/(m·s-1)12BC2.4v20图乙hEk0hEk0hE0hEp0ABCD55．如图1所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，其质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，PQ和P´Q´是该匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距PQ某一高度处从静止开始下落，经时间0t后刚好到达PQ边缘，速度为0v，假设线框所受的空气阻力恒定。图2是金属线框由静止开始下落到完全穿过匀强磁场区域过程中的速度—时间图像。试求：（1）金属线框的边长；（2）金属线框由静止开始下落到完全穿过匀强磁场区域的总位移；（3）金属线框在进入匀强磁场区域过程中流过其横截面的电荷量；（4）金属线框在整个下落过程中所产生的焦耳热。6.如图（1）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电键S后，调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片从a滑向b的过程中，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（2）实线所示。则电压表v2随电流变化的图线为图中的________________（填“AB”或“CD”），R1的阻值为__________，滑动变阻器的最大阻值为，电源的电动势为_________，电源的内阻为__________，滑动变阻器消耗的最大功率为。7.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一竖直面上，两导轨间距d＝1m，电灯L的电阻R＝4Ω，导轨上放一质量m＝1kg、电阻r＝1Ω的金属杆，长度与金属导轨等宽，与导轨接触良好，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里。现用一拉力F沿竖直方向拉杆，使金属杆由静止开始向上运动，经3s上升了4m后开始做匀速运动。图乙所示为流过电灯L的电流平方随时间变化的I2-t图像，则3s末金属杆的速度为___________；3s内电灯L上产生的焦耳热为____________，3s内拉力F做的功为___________。8.某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池A的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的1/1/UR关系图线a，重复上述实验方法测量电池B的电动势和内阻，得到图2中的图线b。（1）由图线A可知电