高中物理专题复习：图象法课件

1、高中物理专题讲座GAOZHONGWULIGAOZHONGWULI图象法制作：施铭华9/15/20221SMH制作 在物理学中，两个物理量间的函数关系，不仅可以用公式表示，而且还可以用图象表示。物理图象是数与形相结合的产物，是具体与抽象相结合的体现，它能够直观、形象、简洁的展现两个物理量之间的关系，清晰的表达物理过程，正确地反映实验规律。因此，利用图象分析物理问题的方法有着广泛的应用。 9/15/20222SMH制作常见图象匀速直线运动匀变速直线运动恒定电路电压与电流关系斜率：截距：st0s0abt1vt0v0abt1t1时刻斜率：面积;截距：t1时刻UI0ab斜率：Ra Rb速度初位置加速度位

2、移初速度电阻相遇va= vb9/15/20223SMH制作常见图象振动t/sy/cm0245-5波动x/cmy/cm0245-5质点做简谐运动时，位移随时间变化的图象。 表示介质中各质点在某一时刻偏离平衡位置的位移的空间分布情况。 振幅5cm振幅5cm周期4s波长4cm9/15/20224SMH制作常见图象共振曲线分子间的作用力分子间的引力和斥力随着分子间的距离的增大而减小 当两分子间的距离等于r0时，分子间的引力和斥力相互平衡，分子间的作用力为零. 驱动力的频率f 等于振动物体的固有频率f时，振幅最大.9/15/20226SMH制作弄清图象中各坐标轴的物理意义1 甲乙两物体同时同地出发做直线

3、运动 ，它们的运动图象如图所示，下列说法正确的是： A.前4s两物体的位移相等 B. 4s末两物体的速度相等C.810s两物体的运动方向不同 D. 两物体全程的平均速度不同 t/sv/ms-10481010t/sS/m0481010（甲）（乙）前4s 甲的位移为20m前4s 乙的位移为10m4s 末甲的 速度为10m/s前4s 乙的 速度为10/4=2.5m/s继续前进返回到出发点全程的甲的平均速度为7m/s全程乙的的平均速度为0CD9/15/20227SMH制作 作平抛运动物体在竖直方向的分速度vy=gt，两个物理量呈线性变化，分速度不断增大.分析图象的形状3在图中，物体作平抛运动时，描述物

4、体在竖直方向的分速度vy（取向下为正）随时间变化的图线是 tvy0tvy0tvy0tvy0ABCDD9/15/20229SMH制作分析图象的斜率4一个标有“220V 60W”的白炽灯泡，加上电压U由零逐渐增大到220V。在此过程中，电压U和电流I的关系可用图象表示。题中给出四个图线中，肯定不符合实际的是： IU0IU0IU0IU0ABCDACD 图线某点切线的斜率表示此时灯丝的电阻,灯丝的电阻是随温度的升高而增大的，所以图线的特征应是其斜率随U值升高而变大。故图B符合实际。9/15/202210SMH制作5一矩形线圈在匀强磁场中旋转，以中性面为起始时刻，其磁通量随时间变化的规律为：=BScos

5、t，则在一个周期内，感应电动势的变化规律为： A. 减小、减小、增大、增大 B. 增大、增大、减小、减小C. 增大、减小、增大、减小 D. 减小、增大、减小、增大t0穿过线圈的磁通量变化规律为=BScost感应电动势E=/t，图线中某点切线的斜率表示该时刻感应电动势。 C分析图象的斜率9/15/202211SMH制作SBCSAB6一物体做加速直线运动，依次通过A、B、C三点，AB=BC。物体在AB段加速度为a1，在BC段加速度为a2，且物体在B点的速度为vB=(vA+vC)/2，则 Aa1 a2 Ba1= a2 Ca1 a2 D不能确定vvCvBvAot2ttSBCSBCCa1a2SBCSAB

6、SBCSAB有可能SBC=SAB分析图象的“面积”9/15/202212SMH制作7如图，一水平飞行的子弹恰能穿过用轻质销钉销住，并置于光滑水平面上的A、B两木块，且木块B获得的动能为Ek1.若拔去销钉C，仍让这颗子弹水平射入A、B两木块，木块B获得的动能为Ek2，则 A.子弹不能穿过木块B，且Ek1Ek2 B.子弹不能穿过木块B，且Ek1Ek2C.子弹仍能穿过木块B，且Ek1Ek2 D.子弹仍能穿过木块B，且Ek1Ek2vABBLAB总长L0tvv1Sv2子弹AB一起运动A木块B木块子弹相对A、B两木块的总位移S分析图象的“面积”SL，子弹不能穿过木块B。v1 v2 Ek1Ek29/15/2

7、02213SMH制作分析图象的极值和拐点8原来静止在光滑水平面上的物体，同时受到F1、F2两个力的作用。F1和F2随时间变化的图象如图所示，则其对应的速度时间图象应为 tF0t1t1/2F1F2在t1/2时刻，合力最大，a最大。Ctv0Dt1t1/2Atv0t1t1/2tv0Bt1t1/2tv0Ct1t1/2a大小不变在t1/2时刻a最小在t1/2时刻，a最大。a大小不变9/15/202214SMH制作分析图象的推移变化10一列波的波长为4m, 波速为2m/s，振幅为A. 在t=0 时的波形如图所示. 此时一个质点P坐标为（1，A），速度大小为零当t=4.5s时，该质点的坐标及速度方向是 A.

8、(1, A)，速度为零 B.(1,0) ，速度方向向下C.(1, -A) ，速度为零 D.(1,0) ，速度方向向上BPxy0v周期T=/v=2s 9/15/202216SMH制作11一列简谐横波在 x轴上传播，在某时刻的波形如图所示.已知此时质点 F的运动方向向下，则 A.此波朝 x 轴负方向传播 B.质点D此时向下运动C.质点B将比质点C先回到平衡位置 D.质点E的振幅为零xy0FBCDEGH此波朝 x 轴正方向传播此波朝 x 轴负方向传播B点被C点所带动，步调落后于C，故C先回到平衡位置， 简谐波的各质点振幅均相等.故E的振幅不为零 AB分析图象的推移变化9/15/202217SMH制作

9、13某物体以一定的初速度v0沿斜面向上运动，由实验测得物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角的关系如图所示。若g取10m/s2，求：（1）物体的初速度v0。（2）物体与斜面之间的动摩擦因数。（3）s最小时的角和s的最小值。 /rads/m0/210/3当=/2时，当=0时，mg=ma a=g，v02=2as=2gs当=/3时，s最小，分析图象的数形关系9/15/202219SMH制作分析图象的数形关系14如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率随着电流变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2A，则下面说法中正确的是 A.电源的电动势为3V，

10、内阻为1 B.线段AB表示的功率为2WC.电流为2A时，外电路电阻为0.5 D.电流为3A时，外电路电阻为2P/WI/A901 2 3CABP总=IEE=9/3=3VPr=I2rr=9/32=1PA=23=6V PB=221=4V线段AB表示的功率为2W电流为2A时, 外电路电阻消耗功率PR为2W. R=PR/I2=2 /22=0.5电流为3A时, 外电路电阻消耗功率 PR=P总-Pr=0R=0ABC9/15/202220SMH制作分析图象的数形关系15如图所示，甲、乙两球作匀速圆周运动，向心加速度随半径变化,其中甲为双曲线的一部分,由图像可以知道 A.甲球运动时, 线速度大小保持不变 B.甲

11、球运动时, 角速度大小保持不变C.乙球运动时, 线速度大小保持不变 D.乙球运动时, 角速度大小保持不变ADaR0乙甲如果线速度大小保持不变如果角速度大小保持不变9/15/202221SMH制作分析图象的数形关系16一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I 随它两端电压U的关系图象如图(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图(b)所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系有 AP14PD BPDP/9 CPDP2DP14P2电阻器D和电阻R2并联，

12、电压相同，IDI2 PDP2电阻器的电压UDU/3 PDP/9 通过电阻器的电流IDI1/2 P14PD通过电阻R2的电流I2I1/2 P1t4s9/15/202226SMH制作21蚂蚁离开巢沿直线爬行，它的速度与到蚁巢中心的距离成反比，当蚂蚁爬到距巢中心的距离L1=1m的A点处时，速度是v1=2cm/s。试问蚂蚁从A点爬到距巢中心的距离L2=2m的B点所需的时间为多少？x1/v0BA1/v21/v1梯形的面积，就是蚂蚁从A到B的时间 根据函数关系，画图像求解9/15/202227SMH制作根据函数关系，画图像求解23一水平传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间动摩擦因数为, 初始

13、时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当速度达到v0后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，求此黑色痕迹的长度。 传送带位移S1煤块位移S2vv0t0t1t2t1=v0/a0t2=v0/g黑色痕迹的长度L9/15/202229SMH制作根据函数关系，画图像求解24如图甲所示，A、B为水平放置的平行金属板，板间距离为d（d远小于板的长和宽）。在两板间有一带负电的质点P。已知若在A、B间加电压U0，则质点P可以静止平衡。现在A、B间加上如图乙所示的随时间t变化的电压U。在t=0时质点P位于A、B间中点处且初速

14、度为0，已知质点P能在A、B间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰。求图乙中U改变的各时刻t1、t2、t3及tn的表达式。（质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次。）2U0UOtt1t2t3t4t n乙甲ABP-+9/15/202230SMH制作根据函数关系，画图像求解分析：当A、B间的电压为U0时当A、B间的电压为2U0时，P的加速度向上 当两板间的电压为0时，P自由下落，加速度为g，方向向下，可得出质点的vt图象（丙） 丙t2t1t4t3t2t1t v0由加速时间等于减速时间可知：t1=t1t2=t1+t1+t2 t3=t1+t1+

15、3t2tn=t1+t1+（2n-3）t2（n2） 9/15/202231SMH制作25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，根据图线回答：（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？电源此时内部热耗功率是多少？（3）图线上a、b两点对应的外电路电阻之比是多大？对应的输出功率之比是多大？I/AU/V01.51.00.5ab2.55.07.5（1）开路时（I=0）的路端电压即电源电动势，E=1.5 V r=1.5/7.5=0.2() 用图象处理实验数据（2）a点对应外电阻Ra=1.0/2.5=0.4 ().此时电源内部的热耗功率Pr=Ia2r=2.

16、520.2=1.25 (W) （3） b点对应外电阻Rb=0.5/5.0=0.1 (). Ra: Rb=4:1 Pa:Pb=(1.02.5)/(0.55.0)=1:19/15/202232SMH制作用图象处理实验数据26某同学在研究弹簧振子的周期和振子质量的关系时，利用同一根弹簧，记录了不同振子质量对应的周期值如下表：他在T-m坐标系中根据此表描点后发现T、m间不是正比关系，而好象是T 2m关系，请你进一步验证这一猜想是否正确？m (g)5.010.015.020.025.030.0T (s)0.400.570.690.800.890.98T2/s240m/g00.60.21020300.40

17、.81.0T 2(s2)0.160.320.480.640.790.96作出T 2-m图象：得到的6个点可以认为在同一条直线上，因此可以确定T2m关系成立9/15/202233SMH制作用图象处理实验数据27利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图(a)所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OOh（hL）。（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：_保证小球沿水平方向抛出OPBOMNCv0(a)（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，OCs，则小球做平抛运动的初速度为v0=_。9/1

18、5/202234SMH制作用图象处理实验数据（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角，小球落点与O点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cos为横坐标，得到如图(b)所示图像。则当30时，s为 _m;若悬线长L1.0m，悬点到木板间的距离OO为_m。cosS2/m2201001.00.2 0.4 0.6 0.8 0.521.59/15/202235SMH制作用图象处理实验数据28图甲中所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，可见两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。参考这根曲线，回答下列问题（不计电流表和电池的内阻

19、）。（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。U/VI/A02 4 6 80.60.40.2(甲)分析：（1）由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压UL=4V。 由图可知，流过电灯的电流IL=0.4A， 此时每个电灯的电阻值为 9/15/202236SMH制作用图象处理实验数据（2）如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值及各灯泡的电阻值。(乙)AR0U/VI/A02 4 6 80.60.40.2(甲)分析：设此时电灯两端的电压为U，流过每个电灯的电流为I，根据闭合电路欧姆

20、定律得：E=2IR0+U，代入数据得U=8-20I在图甲上画出此直线，得到直线和曲线的交点坐标为(2V,0.3A)，即流过电灯的电流为0.3A,流过电流表的电流强度为0.6A, 此时电灯的电阻为 9/15/202237SMH制作 有关以图象及其运用为背景的命题，成为历届高考考查的热点，它要求考生能做到三会： 会识图：认识图象，理解图象的物理意义；会作图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出图象，且能对图象变形或转换； 会用图：能用图象分析实验，用图象描述复杂的物理过程，用图象法来解决物理问题.9/15/202238SMH制作29两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在00.4s时间内的v-t图象如

21、图所示。若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为: A. 1/3和0.3s B.3和0.3s C.1/3和0.28s D. 3和0.28sv/ms-1t/st1123400.40乙甲a乙=4/0.4=10m/s2a乙=1/(0.4-t1)t1=0.3sB9/15/202239SMH制作30图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线。用此电源与三个阻值均为3的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。则该电路可能为: ABCDE=6V r=0.5U/V546I/A01234B9/15/202240SMH制作31一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向的传播，在x1=

22、1m和x2=2 m的两质点A、B的振动图像如图所示。由此可知: A波长为4/3mB波速为1 m/sC3 s末A、B两质点的位移相同D1 s末A点的振动速度大于B点的振动4由于波沿x正方向传播，所以A先振动 123y/cmt/sO2-2AB4 在3s末，A、B两质点的位移不相同 1s末A点速度为零，B点速度最大 A9/15/202241SMH制作32空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx 、 ECx ，下列说法中正确的有: AEBx的大小大于ECx的大小BEBx的方向沿x轴正方向C电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大D负电荷沿x轴从B移到

23、C的过程中，电场力先做正功，后做负功沿电场方向电势降低，在O点左侧，EBx的方向沿x 轴负方向。 负电荷沿x轴从BO，电场力做正功.从OB，电场力做负功.AD9/15/202242SMH制作33两带电量分别为q和q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图 ExoExoExoExoA B C DLLLLqqqq-q-q-q-q 由等量异种点电荷的电场强度的关系可知，在两电荷连线中点处电场强度最小，但不是零，从两点电荷向中点电场强度逐渐减小。 A9/15/202243SMH制作34甲乙两车在一平直道路上同向运动，其图像如图所示，图中OPQ和OQT的面积分别为s1

24、和s2（s2s1）初始时，甲车在乙车前方s0处。 A若s0=s1+s2，两车不会相遇 B若s0a乙速度相等的时间T内两车相对位移为s1 若s0=s1+s2, v甲= v乙时, s甲 s乙. s1 v乙, 不可能追上 若s0 v甲, a甲a乙, 甲车会再追上乙车，之后乙车不能再追上甲车. 若s0=s1, 恰好在速度相等时追上, 之后不会再相遇. 若s0=s2s1, 两车速度相等时还没有追上，并且甲车快、更追不上， ABC9/15/202244SMH制作35 如图所示为一单摆的共振曲线，则: A.该单摆的摆长约1mB.共振时单摆的振幅为8cmC.共振时摆球简谐运动的最大加速度为0.4m/s2D.共

25、振时摆球简谐运动的最大速度大小为0.25m/s86420A/cmf/Hz0.25 0.5 0.75f固= f = 0.5Hz l=g/42f21mA=8cmABD9/15/202245SMH制作36大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末，对1A型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，面对这个出人意料的发现，宇宙学家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀。如果真是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄的关系，大致是下面哪个图像？ BCDtR

26、0tR0tR0tR0AC切线的斜率就是宇宙半径增加的快慢程度。宇宙加速膨胀，其半径增加的速度越来越大。 9/15/202246SMH制作37如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流随变化的图象是: ORabMitOitOitOitOA B C DC9/15/20

27、2247SMH制作38某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是: 0 2 4 6 8 vt/s图甲图乙0 2 4 6 8 Ft/s0 2 4 6 8 Ft/s0 2 4 6 8 Ft/s0 2 4 6 8 Ft/sA B C D在v-t图象中倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动 斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向B9/15/202248SMH制作39在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，下列描绘下落速度的水平分量大小、竖直分量大小与时间的图像，可能正确的是: vxtovx

28、tovxtovxtoA B C D 跳伞运动员下落过程中受到的空气阻力并非为恒力，与速度有关，且速度越大受到的阻力越大. B9/15/202249SMH制作A-At/sx0 1 2 3 4 5 6 7 8 40某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系为 ，则质点 A. 第1 s末与第3 s末的位移相同 B. 第1 s末与第3 s末的速度相同C. 3 s末至5 s末的位移方向都相同 D. 3 s末至5 s末的速度方向都相同第1 s末与第3 s末的位移相同第1 s末与第3 s末的速度方向不同3 s末与5s末的位移方向相反3 s末至第5s末的速度方向相同AD9/15/202250SMH制作 41一物

29、体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则: Ax2=5x1 v2=3v1 B x1=9x2 v2=5v1 Cx2 =5x1 W2=8W1 D v2=3v1 W2=9W1mv1F-t图像面积是动量mv1=F0t0，mv2= F0t0+2F0t0 v2=3v1 mv2tF0 t0 2t0F02F0 x1=v1t0/2x2=(v1+v2)t0/2+x1x2=5x1W1=mv1/2W2=mv2/2-mv1/2W2=8W1AC9/15/202251SMH制作x/my/cm0123456QP图1t/sy/cm0123图242一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1 所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m和x=4.5m。P点的振动图像如图2所示。在下列四幅图中