01专题一图像专题(2016届含答案).doc

把规范修炼成习惯，把认真内化为品质！2015届高三物理三轮自编讲义专题一图 象学案（一） 班级 学号 姓名 一、考点研究：图象能形象地表述物理规律、描述物理过程，能直观地展现物理量之间的相互关系及变化趋势，利用图象解决物理问题是一种重要的科学思维方法因此，对图象问题的考查成为近几年的热点预计2015年高考仍会加强对图象的考查，主要考查以下几个方面：会识图：理解图象的意义，斜率、截距、面积的意义会用图：能结合物理公式和图象分析解决物理问题会作图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出相关物理量的图象二、典型剖析： （一）会识图（理解坐标、斜率、截距、面积等物理意义）典例1：物体A、B的st图象如图所示，由图可知(A)A从第3 s起，两物体运动方向相同，且vAvBB两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟3 s才开始运动C在5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇D5 s内A、B的平均速度相等 拓展1：某日下午瓦良格号三度海试，为飞机降落配备的拦阻索亮相，这使得国产歼15舰载战斗机在航母上起降成为可能若该机在甲板上加速起飞过程可看做匀变速直线运动，在某段时间内的st图象如图所示，视歼15舰载战斗机为质点，根据图中所给数据判断该机加速起飞过程中，下列选项正确的是(B) A经过图线上M点所对应位置时的速度小于2 m/sB在t2.5 s时的速率等于4 m/sC在2 s2.5 s这段时间内位移等于2 mD在2.5 s3 s这段时间内位移等于2 m典例2：我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，曾于2012年6月27日以7 062 m的深度创造了作用内载人潜水器新的世界纪录，这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界假设在某次试验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面10 min内全过程的深度曲线(如图甲)和速度图象(如图乙)，则关于此次下潜全过程，下列说法正确的是(AD)A由图可知，此次下潜在最深处停留了2 minB全过程中最大加速度的大小是0.025 m/s2C整个潜水器在8 min10 min时间内机械能守恒D潜水员在3 min4 min和6 min8 min的时间内均处于超重状态拓展2：如图所示的位移时间图象和速度时间图象中，给出的四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况下列描述正确的是(B )A图线1表示物体做曲线运动Bst图象中t1时刻v1v2Cvt图象中0至t3时间内图线3和图线4的平均速度大小相等D图线2和图线4中，t2、t4时刻都表示物体反向运动典例3：如图1所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图2所示。已知重力加速度g=10 m/s2，由图线可知 （ BC ）A甲的质量mA=2kg B甲的质量mA=6kgC甲、乙间的动摩擦因数=0.2D甲、乙间的动摩擦因数=0.6拓展3：某同学在开展研究性学习的过程中，利用加速度传感器研究质量为5 kg的物体由静止开始做直线运动的规律，并在计算机上得到了前4 s内物体加速度随时间变化的关系图象，如图所示.设第1 s内运动方向为正方向，则下列说法正确的是（ BCD ）A物体先向正方向运动，后向负方向运动B物体在第3 s末的速度最大C前4 s内合外力做的功等于前2 s内合外力做的功D物体在第4 s末的动能为22.5 J典例4：有一个均匀带电圆环，以圆环圆心O为坐标原点，过O且垂直于圆环平面的线为x轴，如下图甲所示，现测得x轴上的电场强度随坐标x值变化的图像如图乙所示（场强为正值，表示方向沿x轴正方向），H、I是x轴上两点，且HOOI，取无穷远处电势为零。则以下分析正确的是（ C ）A该圆环带负电 Bx轴上O点电势为零C将一个正的试探电荷沿x轴从H移动到I的过程中，电势能先增大后减小DH点的电势低于I点的电势拓展4： a、b是x轴上的两个点电荷，电荷量分别为Q1和Q2，沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示.从图中可看出以下说法中不正确的是（ D ）A把带正电的检验电荷沿x轴由a移到b的过程中，电场力对该电荷先做正功后做负功Ba、P间和P、b间各点的电场方向都指向P点C电势最低的P点的电场强度为零Da和b 一定是同种电荷，但是不一定是正电荷拓展5：空间有一关于 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 x 变化的图象如图所示（场强为正值，表示方向沿x轴正方向）下列判断正确的是（ D ）AO点的场强最小，电势最低Bx1处的电势和 x1处的电势相等C电子从 x1 处到x1处的过程中速度先减小后增大 D电子从 x1 处到x1处的过程中电势能一直减小班级 学号 姓名 三、课后作业（要求画出运动分析图，解题过程规范，要有原始表达式）1. 图是甲、乙两物体做直线运动的vt图象下列表述正确的是 ( A)A乙做匀加速直线运动B01 s内甲和乙的位移相等C甲和乙的加速度方向相同D甲的加速度比乙的小2某物体质量为1kg，受水平拉力作用沿水平粗糙地面做直线运动， 其速度图像如图所示，根据图像可知物体 （ C ）A受的拉力总是大于摩擦力 B在第3s内受的拉力为1NC在第1s 内受的拉力大于2N D在第2s内受的拉力为零3某马戏团演员做滑杆表演已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200N在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小已知演员在滑杆上做完动作之后，先在杆上静止了0.5s，然后沿杆下滑，3.5s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零整个过程中演员的v-t图象和传感器显示的拉力随时间的变化情况如图所示，g取10ms2则下述说法正确的是（ AC ）A演员的体重为600N B演员在第1s内一直处于超重状态C滑杆所受的最小拉力为620N D滑杆所受的最大拉力为900N4一小球自由下落，与地面发生碰撞，原速率反弹若从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力则下列图中能正确描述小球位移x、速度v、动能Ek、机械能E与时间t关系的是(BD)5如图为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为的光滑斜面滑下，然后在不同的角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随变化的图象分别对应图中的（ B ）A、和B、和C、和D、和6设物体运动的加速度为a，速度为v，位移为s.现有四个不同物体的运动图象如图所示，t0时刻物体的速度均为零，则其中物体做单向直线运动的图象是(C)7假设空间某一静电场的电势随x变化情况如图所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是（ D ）A空间各点场强的方向均与x轴垂直B电荷沿x轴从0移到x1的过程中，一定不受电场力的作用C正电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，电场力做正功，电势能减小D负电荷沿x轴从x4移到x5的过程中，电场力做负功，电势能增加8如图所示，A、B为两个等量正点电荷，O为A、B连线的中点以 O为坐标原点、垂直AB向右为正方向建立Ox轴下列四幅图分别反映了在x轴上各点的电势(取无穷远处电势为零)和电场强度E的大小随坐标x的变化关系，其中正确的是(C )9. 小军看到打桩机，对打桩机的工作原理产生了兴趣他构建了一个打桩机的简易模型，如图甲所示他设想，用恒定大小的拉力F拉动绳端B，使物体从A点(与钉子接触处)由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子，将钉子打入一定深度按此模型分析，若物体质量m1kg，上升了1 m高度时撤去拉力，撤去拉力前物体的动能Ek与上升高度h的关系图象如图乙所示(g取10 m/s2，不计空气阻力) (1)求物体上升到0.4 m高度处F的瞬时功率(2)若物体撞击钉子后瞬间弹起，且使其不再落下，钉子获得20 J的动能向下运动钉子总长为10 cm.撞击前插入部分可以忽略，不计钉子重力已知钉子在插入过程中所受阻力Ff与深度x的关系图象如图丙所示，求钉子能够插入的最大深度(第2问选做)解析(1)撤去F前，根据动能定理，有(Fmg)hEk0由题图乙得，斜率为kFmg20 N得F30 N又由题图乙得，h0.4 m时，Ek8 J，则v4 m/sPFFv120 W(2)碰撞后，对钉子，有x0Ek已知Ek20 J又由题图丙得k105 N/m解得：x0.02 m2015届高三物理三轮自编讲义专题一图 象学案（二） 班级 学号 姓名 （一）会用图（能结合物理公式和图象分析解决物理问题）典例1：低空跳伞是一种极限运动，一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳。人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而变大，而且速度越大空气阻力增大得越快。因低空跳伞下落的高度有限，导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短，所以其危险性比高空跳伞还要高。一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的vt图象如图所示。已知2.0s末的速度为18m/s，10s末拉开绳索开启降落伞，16.2s时安全落地，并稳稳地站立在地面上。g取10m/s2，请根据此图象估算：（1）起跳后2s内运动员（包括其随身携带的全部装备）所受平均阻力的大小。（2）运动员从脚触地到最后速度减为0的过程中，若不计伞的质量及此过程中的空气阻力，则运动员所需承受地面的平均冲击力多大。（3）开伞前空气阻力对跳伞运动员（包括其随身携带的全部装备）所做的功（结果保留两位有效数字）。拓展1：如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与作用时间t的关系如图乙所示，设物块与地面间的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则（ BD ） A0t1时间内F的功率逐渐增大 Bt2时刻物块A的加速度最大Ct2时刻后物块A做反向运动 Dt3时刻物块A的动能最大典例2：如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点(0.15,3) 的切线。现有一质量为0.20kg，电荷量为+2.010-8C的滑块P（可视作质点），从x=0.10m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02.取重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（ CD ）A滑块运动的加速度逐渐减小B滑块运动的速度先减小后增大Cx=0.15m处的场强大小为2.0106N/CD滑块运动的最大速度约为0.1m/s拓展2：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的速度又相同，则 (B)A甲车先通过下一个路标 B乙车先通过下一个路标C丙车先通过下一个路标 D条件不足，无法判断典例3：美国国会住房能源和商业委员会的调查小组2010年2月23日就丰田汽车召回事件举行听证会美国田纳西州退休妇女朗达史密斯在听证会上诉说了自己2006年10月驾驶丰田雷克萨斯ES350型汽车的生死经历史密斯当时驾驶那辆开了不到5 000千米的新车行驶在公路上，突然间，汽车莫名地从时速70千米加速到时速100千米此后大约10千米距离内，无论史密斯怎么刹车都不管用(可看成匀速运动)按照史密斯的说法，“上帝干涉后”车才慢慢停了下来如果用图象来描述当时这辆车的运动情况，加速阶段和减速阶段可以简化为匀变速运动，下列图象正确的是(AC)典例4：如图所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为H.已知斜面倾角为，斜面与滑块间的动摩擦因数为，且tan ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能E、动能Ek、势能Ep与上升高度h之间关系的图象是(D)典例5：如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行，线框平面与磁场方向垂直.设OO下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（ A ）拓展3：如图甲所示，正六边形导线框abcdef放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的变化关系如图乙所示t0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是(AC)（三）会画图（依据物理现象、物理过程、物理规律作出相关物理量的图象）典例6：如图甲所示，两光滑导轨都由水平、倾斜两部分圆滑对接而成，相互平行放置，两导轨相距L1 m，倾斜导轨与水平面成30角，倾斜导轨的下面部分处在一垂直斜面的匀强磁场区中，区中磁场的磁感应强度B1随时间变化的规律如图乙所示，图中t1、t2未知.水平导轨足够长，其左端接有理想的灵敏电流计G和定值电阻R3 ，水平导轨处在一竖直向上的匀强磁场区中，区中的磁场恒定不变，磁感应强度大小为B21 T，在t0时刻，从斜轨上磁场区外某处垂直于导轨水平释放一金属棒ab，棒的质量m0.1 kg，电阻r2 ，棒下滑时与导轨保持良好接触，棒由斜轨滑向水平轨时无机械能损失，导轨的电阻不计.若棒在斜面上向下滑动的整个过程中，灵敏电流计G的示数大小保持不变，t2时刻进入水平轨道，立刻对棒施加一平行于导轨平面沿水平方向且与杆垂直的外力.(g取10 m/s2)求：(1)磁场区在沿斜轨方向上的宽度d；(2)棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量；(3)若棒在t2时刻进入水平导轨后，电流计G的电流大小I随时间t变化的关系如图丙所示(I0未知)，已知t2到t3的时间为0.5 s，t3到t4的时间为1 s，请在图丁中作出t2到t4时间内外力大小F随时间t变化的函数图象. 解析(1)整个过程中电流表的示数不变，说明在整个下滑过程中回路的感应电动势是不变的，即B1变化时和不变时感应电动势大小一样，所以可以判断在t1时刻棒刚好进入磁场区域且做匀速直线运动，则有mgsin B1IL0，I，E1B1Lv，联立并代入数据解得v2.5 m/s棒ab没进入磁场以前棒做匀加速直线运动，加速度是agsin 305 m/s2，vat1，解得t10.5 s，下滑的距离x1at0.625 m，由于棒没进入磁场以前，B1均匀变化，所以E2Ld，又E1B1Lv，E1E21d112.5，解得d0.625 m(3)因为EBLv，所以刚进入水平导轨时的感应电动势E2.5 V，I00.5 A取t2时刻为零时刻，ttt2，则根据图线可以得出It的方程式：I0.5t，而I则v2.55t，所以ab棒在t2t3时间内在区磁场中运动的加速度a15 m/s2.由牛顿第二定律可得FB2ILma1，解得Ft，将Ft画在坐标系里.同理，由题图丙可以得出棒t3t4时间内运动的加速度大小是a22.5 m/s2，依据牛顿第二定律得FB2ILma2，取t3时刻为零时刻，可以得出t3时刻后的I与时间的关系式，I0.5t，代入上面的式子可以得到F0.250.5t，将其画在坐标系里.典例7：如图甲所示，水平地面上有一块质量M1.6 kg，上表面光滑且足够长的木板，受到大小F10 N、与水平方向成37角的拉力作用，木板恰好能以速度v08 m/s水平向右匀速运动现有很多个质量均为m0.5 kg的小铁块，某时刻在木板最右端无初速度地放上第一个小铁块，此后每当木板运动L1 m时，就在木板最右端无初速度地再放上一个小铁块取g10 m/s2，cos 370.8，sin 370.6，求：(1)木板与地面间的动摩擦因数；(2)第一个小铁块放上后，木板运动L时速度的大小v1；(3)请在图乙中画出木板的运动距离x在0x4L范围内，木板动能变化量的绝对值|Ek|与x的关系图象(不必写出分析过程，其中0xL的图象已画出)解析(1)对木板受力分析，由平衡条件Fcos 37(MgFsin 37)解得木板与地面间的动摩擦因数0.8.(2)第一个小铁块放上后，对木板由动能定理有Fcos 37L(MgmgFsin 37)LMvMv化简得：mgLMvMv解得木板运动L时速度的大小v1 m/s班级 学号 姓名 三、课后作业时刻/s1.02.03.05.07.09.510.5速度/(ms-1)3.06.09.012129.03.01一辆汽车在平直的公路上从静止运动，先后经历匀加速、匀速、匀减速直线运动最后停止从汽车启动开始计时，下表记录了汽车某些时刻的瞬时速度，根据数据可判断出汽车运动的vt图象是(C)2如图，通有恒定电流I的长直导线位于xa处，距该导线为 r的某点磁感应强度大小B。一宽度为a的矩形导体框从x0处匀速滑过3a距离的过程中，导体框内产生的感应电流i随x变化的图象可能是(B )3真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上x1=0 和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下判断中正确的是 （ BC ）A点电荷M、N一定为异种电荷B点电荷M、N一定为同种电荷C点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为41全【品教学网， 用后离不了！Dx=2a处的电势一定为零4如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处在y轴右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行t0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的() 5如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L1 m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、电阻为r0.30 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)，试求：(1)当t1.5 s时，重力对金属棒ab做功的功率；(2)金属棒ab从开始运动的1.5 s内，电阻R上产生的热量；(3)磁感应强度B的大小(1)金属棒先做加速度减小的加速运动，t1.5 s后以速度vt匀速下落由题图乙知vt m/s7 m/s由功率定义得t1.5 s时，重力对金属棒ab做功的功率PGmgvt0.01107 W0.7 W(2)在01.5 s，以金属棒ab为研究对象，根据动能定理得mghW安mv0解得W安0.455 J闭合回路中产生的总热量QW安0.455 J电阻R上产生的热量QRQ0.26 J(3)当金属棒匀速下落时，由共点力平衡条件得mgBIL金属棒产生的感应电动势EBLv