高考物理专题复习 图象应用型试题分析与研究 课件.ppt

图像应用型试题分析与研究 一物理问题中图像的作用 1直接根据图像给出函数间的关系求解问题2根据题设条件做出图像 探索物理规律3根据实验数据做出图像 得出实验结论 二 运用图像解答物理问题的重要步骤 处理图象问题的关键是搞清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系 全面系统地看懂图象中的 轴 线 点 斜率 面积 截距 等所表示的物理意义 在运用图象法求解物理问题时 还需要具有将物理现象转化为图象问题的能力 运用图象解答物理问题包括运用题目给定的图象解答物理问题及独立根据题设去作图 运用图象解答物理问题两个方面 1 运用题目给定的图象解答物理问题两个方面 看清坐标轴所表示的物理量 明确因变量 纵轴表示的量 与自变量 横轴表示的量 的制约关系 看图线本身 识别两个相关量的变化趋势 从而分析具体的物理过程 看交点 分清两相关量的变化范围及给出的相关条件 明确图线与坐标的交点 图线斜率 图线与坐标轴围成的 面积 的物理意义 2 在看懂以上三个方面后 进一步弄清 图象与公式 图象与图象 图象与运动 之间的联系与变通 以便对有关的物理问题作出准确的判断 认真审题 从题中所需求解的物理量 结合相应的物理规律确定所需的横纵坐标表示的物理量 根据题意 找出两物理量的制约关系 结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图象 由所作图象结合题意 运用函数图象进行表达 分析和推理从而找出相应的变化规律 再结合相应的数学工具 即方程 求出相应的物理量 三 图像的种类 1 f t图像 2 s t图像 3 v t图像 4 平抛运动图像 扩展 一 带电粒子在电场中的类平抛运动 二 运动物体的投影问题 扩展 5 动量定理的图像表述 6 动量守恒定律 质量为m的木块以速度v滑上静止在光滑水平面上的木板m 设木板足够长 则动量守恒的图像表述为 7 机械能守恒定律 8 机械振动图像 意义 9 机械波图像 意义 10 分子间作用力和分子间势能 11 气体实验定律 1 玻意尔定律 11 气体实验定律 2 查理定律 11 气体实验定律 3 盖 吕萨克定律 12 恒定电流 1 伏安特性曲线 2 超导体 tc 13 交变电流 14 lc振荡电路 1 电容器充电 2 自感线圈充电 四例题 例1如图ii 2 1所示为a b两质点作直线运动的v t图象 已知两质点在同一直线上运动 由图可知 a 两个质点一定从同一位置出发 b 两个质点一定同时静止开始运动 c t2秒末两质点相遇 d 0 t2秒时间内b质点一直领先a 解答 v t图纵轴截距表示物体出发时的速度 横轴截距表示物体出发时距计时起点的时间间隔 图线和横轴所围的面积表示物体在某段时间内的位移 两图线的交点表示两物体在该时刻速度相等 所以b对a错 c错 0 t2时间内b物体的位移比a物体的位移大 但因不明确a b的起始位置 故无法说明b一直领先a 所以 选b正确 例2 质量为m的物体放在一水平放置的粗糙木板上 缓慢抬起木板的一端 在如图ii 2 2所示的几个图线中 哪一个最能表示物体的加速度与木板倾 角的关系 解答 物体放在木板上 当斜面斜角为 时 有方程 时 物体才开始下滑 当 角小于此 值时 物体在斜面上静止 加速度 0 当 角大于此值时 物体开始加速下滑 可见 与 的关系 为非线性关系 所以d正确 例3 如图ii 2 3所示 原来静止 质量为m的物块被水平作用力f轻轻压在竖直墙壁上 墙壁足够高 当f的大小从零均匀连续增大时 图ii 2 4中关于物块和墙间的摩擦力f与外力f的关系图象中 正确的是 b ii 2 4 解答 例4 如图ii 2 5所示 图线表示作用在某物体上的合外力跟时间变化的关系 若物体开始时是静止的 那么 a 从t 0开始 3s内作用在物体上的冲量为零 b 前4s内物体的位移为零 c 第4s末物体的速度为零 d 前3s内外力对物体做的功的和为零 解答 从t 0时开始 物体首先在10n的力的作用下开始运动 在第1秒内 物体受到的冲量为f t 10 1 10n s第2 3秒内 物体受到反方向的冲量 大小为ft 5 2 10n s所以 物体在前3s内所受外力的冲量为零 物体在第1s末的速度最大 第3s末的速度为零 第4s开始返回 但前4s内位移不可能为零 b错 c错 因第3s末物体速度为零 0时刻物体处于静止状态 所以 可知前3s内物体动能增量为零 根据动能定理 得前3s内外力对物体做功和为零 选a d正确 例5 甲 乙二位同学分别使用图ii 2 6中左图所示的同一套装置 观察单摆做简谐运动时的振动图象 已知二人实验时所用的摆长相同 落在木板上的细砂分别形成的曲线如图ii 2 6中右图所示 下面关于两图线不同的原因的说法中正确的是 a 甲图表示砂摆振动的同期较大 乙图振动周期较小 b 甲图表示砂摆振动的周期较大 乙图振动周期较小 c 甲图表示砂摆按正弦规律变化 是简谐运动 乙图不是简谐运动 d 二人拉木板的速度不同 甲图表示木板运动速度较大 解答 因二人用同一套装置 且实验时所用的摆长相同 可知两个单摆振动的周期相同 而甲 乙两图对应的曲线的紧密程序不同 是由于拉木板的速度不同造成的 如果木板不动 则所有细砂都将落到同一直线上 不会出现正弦或余弦曲线 所以可知甲图拉木板的速度较大 而乙图拉木板的速度较小 所以 选d正确 例6 振源s上下振动 频率为10hz 产生一列沿水平x方向传播的横波 其振幅为acm 波速为20m s 沿波传播方向上依次有a b两上质点 相距5 5m 当 质点具有向上最大速度时 1 质点b应具有 a 向上的最大速度b 向上的最大加速度c 向下的最大速度d 向下的最大加速度 2 如果此时 质点的x坐标为 0 则b质点的坐标为 a 5 5 0 b 7 5 a c 5 5 a d 7 5 0 3 如果把坐标原点放在 质点的平衡位量 则此时该波的图象应如下面图ii 2 7的哪个图 解答 解答 2 因此时刻 质点的x 坐标为 即在2m处 其y坐标为0 即b质点xb的坐标为xb x 5 5 2 5 6 7 5m 因此时刻b质点在波峰处 故yb acm 所以选项b正确 3 由以上分析知选项a正确 答案 1 d 2 b 3 a 例7 空间探测器从某一星球表面竖直升空 已知探测器质量为1500kg 设为恒量 发动机推动力为恒力 探测器升空后发动机因故障突然关闭 如图ii 2 8是探测器从升空到落回星球表面的速度时间变化的图线 则由图象可判断该探测器在星球表面达到的最大高度hm m 发动机的推力f n ii 2 8 解答 例8 如图ii 2 9中实线为一列简谐波在时刻t1的图象 虚线是它在t2 t1 0 5 s时的图象 1 求这列波可能的传播速度 例8 2 若3t t2 t1 4t 如果图ii 2 9是这列波在甲介质中向右传播的图象 求它在甲介质中的波速 如果图ii 2 9是这列波在乙介质中的向左传播的图象 求它在乙介质中的传播速度 3 如果这列波在丙介质中的传播速度为v 74m s 问这列波向哪个方向传播 解答 1 由图ii 2 9可读出 设波沿x正方向传播 向传播 从图可知 上两式可合并成一个表达式 当n 0 1 2 3 时波向右传播 当n 1 2 3 时波向左传播 事实上 不论何种波 波速有一定范围 因此n的取值实际上是有限的整数 则从图可知 设波沿x负方 2 上述为通项公式 当3t t2 t1 4t时 上式仍成立 故n取3 当波向右传播时 传播距离为 向左传播时传播距离为故由通项公式得 负号表示波沿 x方向 即向左 传播 3 即波向某方向传播 了4个波长后又传播了5m 因此波向左传播 当然此时 例9 如图ii 2 10 a 所示 一宽40cm的匀强磁场区域 磁场方向垂直纸面向里 一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内 以垂直于磁场边界的恒定速度v 20cm s通过磁场区域 在运动过程中 线框有一边始终与磁场区域的边界平行 取线框刚进入磁场的时刻t 0 在图ii 2 10 b 的图线中 正确反映感应电流随时间变化规律的是 解答 线框在进入和离开磁场的过程中有感应电流 而在磁场中运动过程中无感应电流 以上三段时间均为1s 由楞闪定律或右手定则可判定感应电流的的方向在进出磁场时分别为逆时针和顺时针 且电流大小为恒量 选c正确 说明 1 线框穿过磁场的问题用法拉第电磁感应定律分析时 应抓住磁通量的变化率和楞次定律 如用和右手定则分析 应注意线框进入和穿出磁场时只有一边切割磁感线 在磁场中运动时也可理解为两条边切割回路 合感应电动势为0 2 应注意穿过磁场的速度是否匀速 3 本题中所给4个选项差异明显 答题时 只要掌握电流 方向 中间有一段电流为0的 间隔 即可 直接选c 4 线框穿过磁场问题是电磁感应中的一大板块 应学会分析在各种情况下的 i感 安培力 外力 做功 电量 发热 能量转换等一系列问题 思考 如将本题中的纵标换为安培力f或其他有关量 用图象如何定性表示 例10 图ii 2 11中abcd为一边长为l 具有质量的刚性导线框 位于水平面内 bc边中串接有电阻r 导线的电阻不计 虚线表示一匀强磁场区域的边界 它与线框的ab边平行 磁场区域的宽度为2l 磁感强度为b 方向竖直向下 线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力f作用下 沿光滑水平面运动 直到通过磁场区域 已知ab边刚进入磁场时 线框便变为匀速运动 此时通过电阻r的电流的大小为 试在图ii 2 12的i x坐标上定性画出 从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中 流过电阻r的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的曲线 ii 2 11 解答 如图ii 2 13由右手定则可判断在导线框匀速进入磁场时 感应电流i0大小不变 方向为逆时针方向 在0 l段 在ab从l 2l段 r上无电流 安培力为0 只受水平恒力作匀加速运动 并以较大速度从2l处开始离开磁场 cd段切割磁感线产生较在感应电流i i0 此时受到的安培力大于f 作减速运动 i逐渐变小 在2l3l段随x减小 但在x 3l处i i0 在x 3l处 导线框完全离开磁场 注意 此题关键在经2l处离开磁场时 速度比进入磁场时大 因而i i0 f安 f拉 作减速运动 速度逐渐变小 ii 2 12 ii 2 13 例11 如图ii 2 14甲所示 闭合导体线框abcd从高处自由下落 落入一个有界匀强磁场中 从bc边开始进入磁场到ad边即将进入磁场的这段时间里 在图ii 2 14乙中表示线框运动过程中的感应电流 时间图象的可能是 乙 ii 2 14 解答 线圈下落过程中经历了两段不同过程 前一段为自由落体 bc边进入磁场时的速度设为v0 后一段运动依v0以及线圈重力的不同而不同 逐一分析如下 线圈bc边以速度v0进入磁场 bc边切割磁感线产生感应电动势 abcd回路内的感应电流大小为 r为回路总电阻 根据公式f bil得bc边所受安培力 方向竖直向上 如果线圈初始高度h比较适中 则可能有mg b2l2v0 r 线圈将匀速进入磁场 如图ii 2 15中i线所示 如果线圈初始高度h h 则当线圈进入磁场时 b2l2v r mg 故线圈作减速运动 根据牛顿第二定律可得b2l2v r mg ma a的方向与v的方向相反 v减小 b2l2v r减小 a随之减小 所以线圈做加速逐渐减小的变减速运动 如图ii 2 15中ii线所示 v v0直线是ii线的渐近线 如果线圈初始高度h h 则有线圈进入磁场时 b2l2v r mg 根据牛顿第二定律可得mg b2l2v r ma a的方向与v的方向一致 所以线圈做加速运动 v增大 b2l2v r增大 a随之减小 所以线圈作加速度减小的变加速运动 如图ii 2 15中iii线所示 所以 选c d正确 能力生长测试 1 水平推力f1和f2分别作用于水平面等质量的a b两物体上 作用一段时间后撤去推力 物体将继续运动一段时间后停下 两物体的v t图如图ii 2 16所示 图中线段ab cd 则 a f1冲量大于f2的冲量 b f1冲量等于f2的冲量 c 两物体受到的摩擦力大小相等 d 两物体受到的摩擦力大小不等 2 有两个光滑固定斜面ab和bc a和c两点在同一水平面上 斜面bc比斜面ab长 如图ii 2 17 甲 所示 一个滑块自a点以速度va上滑 到达b点时速度减小为零 紧接着沿bc滑下 设滑块从a点到c点的总时间是tc 那么图ii 2 17 乙 中 正确表示滑块速度的大小v随t变化规律的是 v 乙 3 质量分别为ma 0 5kg mb 1 5kg的物体a b在光滑水平面上发生正碰 若不计碰撞时间 他们碰撞前后的s t图象如图ii 2 18所示 则下列说法正确的是 a 碰撞前a物体的动量大小为2kg m s b 碰撞前b物体的动量大小为6kg m s c 碰撞过程中b物体受到的冲量为1n s d 碰撞过程中a物体损失的动量大小为1 5kg m s 4 一列简谐横波沿x轴正方向传播 其波速为8m s 频率为20hz 在x轴上有两点a和b 如图ii 2 19所示 a b两点相距0 5m 某时刻a质点正通过平衡位置向正方向运动 则质点b应 a 具有正向最大位置 b 具有正向最大速度 c 具有负向最大位移 d 具有负向最大加速度 5 如图ii 2 20所示 物体从h高处由静止开始滑下 第一次经过光滑斜面ab滑至底端时间为t1 第二次经过光滑曲面ac至底端的时间为t2 两次经过的路程相等 则t1 t2的大小关系是 a t1 t2 c t1 t2 b t1 t2 d 条件不足 无法比较t1 t2的大小 6 一定质量的理想气体从状态1出发经过状态2和3最终回到状态1 如图ii 2 21 甲 所示 其中3到1曲线为双曲线的一支 那么在图ii 2 21 乙 中的p t图和v t图中 哪些图是上述循环过程的示意图 乙 7 一匀强磁场 磁场方向垂直纸面 规定向里的方向为正 在磁场中有一细金属圆环 线圈平面位于纸面内 如图ii 2 22 甲 所示 现令磁感强度b随时间t变化 先按图ii 2 22 乙 中所示的oa图线变化 后来又按图线bc和cd变化 令分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小 i1 i2 i3分别表示对应的感应电流 则 a i1沿逆时针方向 i2沿顺时针方向 b i1沿逆时针方向 i2沿顺时针方向 c i2沿顺时针方向 i3沿逆时针方向 d i2沿顺时针方向 i2沿顺时针方向 8 一物体以12m s的初速度冲上斜面 然后又沿斜面向下运动 在此全过程中的u t图象如图ii 2 23所示 则斜面倾角 为 物体与斜面的动摩擦因数为 9 光滑水平地面上静止着一个块 一颗以水平速度飞来的子弹射入木块 子弹与木块的速度图线如图ii 2 24所示 其中i是木块速度图线 ii是子弹速度图线 iii是木块子弹一起运动的速度图线 则子弹射入木块的过程中 子弹损失的动能 木块获得的动能 转化为内能的机械能这比为 10 在验证牛顿第二定律的实验中 某些同学根据实验数据画出的图象如图ii 2 25所示 则下列说法中正确的是 a 形成图 的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大 b 形成图 的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小 c 形成图 的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小 d 形成图 的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大 iii 2 25 11 下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据 1 利用上述数据 在坐标图ii 2 26中描出l t2图象 2 利用图象 取t2 5 2s2时 l m 重力加速度g m s2 12 在图ii 2 27 甲 所示的电路测电池的电动势和内电阻时 由于电压表的分流作用造成系统误差 图ii 2 27 乙 中所示的u i图象中有两条直线ab和a b 其中一条是根据实测数据画出的图