高考物理专题-高中物理图像问题

题型一运动学和动力学图象1．v－t图象(1)图象意义：在v－t图象中，图象上某点的斜率表示对应时刻的加速度，斜率的正负表示加速度的方向。(2)注意：加速度沿正方向并不表示物体做加速运动，加速度和速度同向时物体做加速运动。2．x－t图象(1)图象意义：在x－t图象上，图象上某点的斜率表示对应时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向。(2)注意：在x－t图象中，斜率绝对值的变化反映加速度的方向。斜率的绝对值逐渐增大则物体加速度与速度同向，物体做加速运动；反之，做减速运动。3．x－v图象x与v的关系式：2ax＝v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))，图象表达式：x＝eq\f(1,2a)v2－eq\f(1,2a)veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))。4．基本思路(1)解读图象的坐标轴，理清横轴和纵轴代表的物理量和坐标点的意义。(2)解读图象的形状、斜率、截距和面积信息。5．解题技巧(1)可以采用解析法和排除法分析a－t图象和F－t图象。(2)要树立图象的函数思想，即图象反映的是两个变量间的函数关系，应用物理规律找到两个变量之间的关系是解题关键。(多选)(2021·高考广东卷)赛龙舟是端午节的传统活动。下列v－t和s－t图象描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有()[解析]A图是速度—时间图象，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲、乙船头并齐，故A错误；B图是速度—时间图象，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度—时间图象中图象与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲、丙船头会并齐，故B正确；C图是位移—时间图象，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲、丁船头并齐，故C错误；D图是位移—时间图象，交点表示相遇，所以甲、戊在中途船头会并齐，故D正确。[答案]BD【针对训练1】(2021·江西八所重点中学4月联考)一质点做匀变速直线运动，其运动的位移—时间图象(x－t图象)如图中实线所示，其中虚线为t1时刻图象的切线，已知当t＝0时质点的速度大小不为零，则质点的加速度大小为()A．eq\f(2x1,teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))) B．eq\f(2x2,teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))C．eq\f(2（x2－x1）,teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))) D．eq\f(x2－x1,teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))解析：选C。由题图可知，t1时刻质点的速度为v＝eq\f(x2,t1)，则x1＝eq\f(x2,t1)t1－eq\f(1,2)ateq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，加速度大小为a＝eq\f(2（x2－x1）,teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))。【针对训练2】(2021·安徽池州市一模)在某试验场地的水平路面上，甲、乙两车在相邻平行直车道上行驶。当甲、乙两车并排行驶的瞬间，两车同时开始刹车，刹车过程中两车速度的二次方v2随刹车位移x的变化规律如图所示，则下列说法正确的是()A．乙车先停止运动B．甲、乙两车刹车过程中加速度大小之比为1∶12C．从开始刹车起经4s，两车再次相遇D．甲车停下时两车相距3.25m解析：选C。根据匀变速运动位移速度公式得v2＝2ax，根据图象，可得甲、乙两车的加速度大小分别为7.5m/s2和eq\f(5,8)m/s2，加速度比值为12∶1，B错误；两车停下的时间分别为t甲＝eq\f(v甲,a甲)＝2s，t乙＝eq\f(v乙,a乙)＝8s，所以甲车先停，A错误；甲车经2s先停下时，此时甲车的位移为15m，乙车的位移为x1＝v0t1－eq\f(1,2)a乙teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5×2－\f(1,2)×\f(5,8)×22))m＝8.75m，两车相距6.25m，两车再次相遇有15m＝v0t2－eq\f(1,2)a乙teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，解得t2＝4s，C正确，D错误。(多选)(2021·高考全国卷乙)水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左端上有一质量为m2的物块，如图(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图(b)所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则()A．F1＝μ1m1gB．F2＝eq\f(m2（m1＋m2）,m1)(μ2－μ1)gC．μ2>eq\f(m1＋m2,m2)μ1D．在0～t2时间段物块与木板加速度相等[解析]由题图(c)可知，t1时刻木板与地面的静摩擦力达到最大值，此时物块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为研究对象有F1＝μ1(m1＋m2)g，故A错误；由题图(c)可知，t2时刻物块与木板刚要发生相对滑动，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律，有F2－μ1(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a，以木板为研究对象，根据牛顿第二定律，有μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＝m1a>0，μ2m2g>μ1(m1＋m2)g，解得F2＝eq\f(m2（m1＋m2）,m1)(μ2－μ1)g，μ2>eq\f(m1＋m2,m2)·μ1，故B、C正确；由题图(c)可知，0～t2这段时间物块与木板相对静止，所以有相同的加速度，故D正确。[答案]BCD【针对训练3】(2021·广西柳州市第三次模拟)将重40N的物体放在竖直升降电梯的地板上。某段时间内，物体受到电梯地板的支持力随时间变化的图象如图所示，由此可以判断()A．t＝1s时刻电梯只可能向上减速运动B．t＝6s时刻电梯一定处于静止状态C．t＝11s时刻电梯不可能正在向上运动D．t＝11s时刻电梯的加速度方向一定竖直向下解析：选D。t＝1s时刻，物体受到电梯地板的支持力大于重力，加速度竖直向上，电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动，故A错误；t＝6s时刻，物体受到电梯地板的支持力等于重力，电梯可能静止，也可能做匀速运动，故B错误；t＝11s时刻，物体受到电梯地板的支持力小于重力，加速度竖直向下，电梯可能向上减速运动，也可能向下加速运动，故C错误，D正确。题型二功能关系中的图象问题(多选)(2021·四川遂宁市第三次诊断)物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F作用下开始向上运动，如图甲。在物体向上运动过程中，其机械能E与位移x的关系图象如图乙，已知曲线上A点的切线斜率最大，不计空气阻力，则()A．在x1处物体所受拉力等于重力B．在x1～x2过程中，物体的动能先增大后减小C．在x1～x3过程中，物体的加速度大小先减小后增大再不变D．在0～x2过程中，拉力对物体做的功等于物体克服重力做的功[解析]物体受重力与拉力作用，重力做功不改变物体的机械能，物体机械能的变化量等于拉力做功；机械能的增加量E＝Fx，x1处物体图象的斜率最大，E—x图象的斜率k＝F，说明x1处物体受到的拉力最大。物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F作用下开始向上运动，开始时拉力大于重力，所以在x1处物体所受拉力大于重力，故A错误；由题给图象可知，在0～x1过程中，图象的斜率增大，在x1处最大，由此可知，该过程拉力F先增大，在x1处拉力最大。在x1～x2过程中，图象斜率减小，拉力F减小，在x2后图象斜率为零，拉力为零；物体在拉力F作用下从静止开始向上运动，说明开始时拉力大于重力，在x1处拉力F大于重力，在x2处拉力为零，因此在x1～x2过程中，拉力先大于重力后小于重力，物体所受合力先减小后增大，物体的加速度先减小后增大，物体先做加速运动后做减速运动，动能先增大后减小，故B、C正确；重力做功不改变物体的机械能，拉力做功等于物体机械能的增加量，在0～x2过程中，拉力对物体做的功等于物体机械能的增加量，等于物体克服物体重力做的功与物体动能增加量之和，故D错误。[答案]BC【针对训练4】(多选)(2021·辽宁葫芦岛市期末)一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，g取10m/s2。则物块从开始到下滑2m过程中，下列说法正确的是()A．重力势能减少量为12JB．合力做的功为8JC．机械能的损失为8JD．物块沿斜面下滑的加速度为2m/s2解析：选ACD。根据图象，重力势能减少量为ΔEp＝30J－18J＝12J，A正确；根据图象和动能定理，合力做的功等于动能的增加量W合＝ΔEk＝4J，B错误；根据图象，机械能的损失为ΔE＝30J－(18＋4)J＝8J，C正确；根据图象，初位置的重力势能为30J，mgh＝30J，解得m＝1kg，设斜面的倾角为θ，因为sinθ＝eq\f(3,5)，所以θ＝37°，根据C选项，物块开始下滑2m损失机械能8J，μmgcos37°·2＝8J，解得μ＝0.5，根据牛顿第二定律，物块沿斜面下滑的加速度为mgsin37°－μmgcos37°＝ma，解得a＝2m/s2，D正确。【针对训练5】(多选)(2021·宁夏吴忠市4月二模)倾角为θ且足够长的光滑固定斜面上有一质量为m的物体，初始位置如图甲所示。在平行于斜面向上的力F的作用下，从初始位置由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0～x1过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2～x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是()A．在0～x1的过程中，力F在减小B．在0～x1的过程中，物体的动能一直在增大C．在x1～x2的过程中，物体的速度大小不变D．在x2～x3的过程中，物体一定做匀速运动解析：选AB。在0～x1过程中物体机械能在减小，可知拉力在做负功，拉力方向沿斜面向上，所以物体的位移方向沿斜面向下，即物体在沿斜面向下运动。根据功能关系得ΔE＝F·Δx得F＝eq\f(ΔE,Δx)，则知图线的斜率表示拉力，在0～x1过程中图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力F逐渐减小到零，故A正确；在0～x1过程中，由于机械能减小，拉力做负功，则物体从静止开始向下加速运动，物体的动能一直在增大，故B正确；E－x图线的斜率表示拉力，则在x1～x2过程中，拉力F＝0，机械能守恒，物体沿斜面向下运动，重力势能减小，动能增大，物体的速度在增大，故C错误；x2～x3过程，机械能继续减小，拉力做负功，拉力方向沿斜面向上，E－x图象的斜率恒定，故拉力F为恒力，由于不知道拉力F与重力分力mgsinθ的大小关系，故物体有可能做匀速直线运动、匀减速直线运动或匀加速直线运动，故D错误。题型三电场中的图象问题1．φ－x图象(1)电场强度的大小等于φ－x图线的斜率的绝对值，电场强度为零处φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零。(2)在φ－x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可以根据电势大小关系确定电场强度的方向。(3)在φ－x图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。(4)在φ－x图象中可以判断电场类型，如果图线是曲线，则表示电场强度的大小是变化的，电场为非匀强电场；如果图线是倾斜的直线，则表示电场强度的大小是不变的，电场为匀强电场。(5)在φ－x图象中可知电场强度的方向，进而可以判断电荷在电场中的受力方向。2．E－x图象(电场方向沿x轴正方向为正)(1)E－x图象反映了电场强度随位移变化的规律，E>0表示电场强度沿x轴正方向；E<0表示电场强度沿x轴负方向。(2)在给定了电场的E－x图象后，可以由图线确定电场强度、电势的变化情况，E－x图线与x轴所围图形“面积”表示电势差，两点的电势高低根据电场方向判定。在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。(3)在这类题目中，还可以由E－x图象画出对应的电场，利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题。(2021·陕西咸阳市5月检测)如图所示，矩形区域PQNM内存在平行于纸面的匀强电场。一质量为m＝2.0×10－11kg、电荷量为q＝1.0×10－5C的带正电粒子(重力不计)从a点以v1＝1×104m/s的初速度垂直于PQ进入电场，最终从MN边界的b点以与水平边界MN成30°角斜向右上方的方向射出，射出电场时的速度v2＝2×104m/s。已知MP＝20cm、MN＝80cm，取a点电势为零，如果以a点为坐标原点O，沿PQ方向建立x轴，则粒子从a点运动到b点的过程中，电场的电场强度E、电势φ、粒子的速度v、电势能Ep随x的变化图象正确的是()[解析]因为匀强电场中的电场强度处处相等，故A错误；因为粒子离开电场时的速度v2＝eq\f(v1,sin30°)＝2v1，则电场的方向水平向右，沿电场线的方向电势降低，故B错误；粒子在电场中运动的过程中，由动能定理可知：qEx＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，所以v与x不是线性关系，故C错误；因为规定a点电势为零，粒子进入电场后做类平抛运动，根据电场力做功与电势能的变化的关系有：qEx＝ΔEp＝0－Ep，故Ep＝－qEx，故D正确。[答案]D【针对训练6】(2021·东北三省四市教研联合体模拟)空间存在着平行于纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现在在纸面内建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E，下列说法正确的是()A．E＝3V/m，方向沿x轴正方向B．E＝5V/m，方向指向第一象限C．E＝400V/m方向沿y轴负方向D．E＝500V/m，方向指向第三象限解析：选D。在沿y轴方向，电势为40V时，此时距离O点10cm，而沿x轴方向，电势为40V时，此时距离O点eq\f(40,3)cm，此两点为等势点，电场强度的方向垂直于两者连线且指向第三象限，由E＝eq\f(U,d)计算可得电场强度大小为500V/m，方向与x轴负方向成53°，指向第三象限，故A、B、C错误，D正确。题型四电磁感应中的图象问题1．三点关注(1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向。(2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应。(3)关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、图线的曲直是否和物理过程对应。2．两个方法(1)排除法；(2)函数法。(多选)(2021·新疆维吾尔自治区第二次联考)如图所示，倾角为α的斜面上固定了成一定的角度的两根光滑的金属导轨，两轨道的角平分线与斜面的边线平行，轨道的电阻不计。斜面内分布了垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某时刻起，用沿角平分线的力F，拉着质量为m、单位长度电阻为r的金属杆匀速向上运动，速度大小为v，金属杆始终与拉力F垂直。以开始运动作为t＝0时刻，这一过程中，金属杆中的电流i、金属杆受到的安培力F安、拉力F、回路中产生的热量Q随时间t变化的关系图象中可能正确的是()[解析]金属杆切割磁感线的有效长度为l，产生的感应电动势E＝Blv，回路中的电阻为R＝lr，则回路中的感应电流为i＝eq\f(E,R)＝eq\f(Blv,lr)＝eq\f(Bv,r)，则感应电流恒定，A正确；金属杆在斜面上运动的位移为x＝vt，设金属轨道构成的夹角为2θ，则切割磁感线的金属杆的有效长度为l＝2vttanθ，金属杆受到的安培力为F安＝BIl＝BI×2vttanθ，则安培力随时间正比增加，B错误；分析金属杆的受力，根据平衡条件有F＝mgsinα＋2Blvttanθ，根据数学知识，F与时间成线性关系，C正确；回路中产生的热量Q等于克服安培力所做的功，即Q＝F安x＝BI×2vttanθ·vt＝2BIv2t2tanθ，热量与时间的平方成正比，D错误。[答案]AC【针对训练7】(多选)(2021·陕西咸阳市5月检测)中国华为技术有限公司生产的一款手机无线充电器内部结构示意图如图甲所示。假设手机接收线圈获得的电压随时间变化关系如图乙所示，则发射线圈输入的电流随时间变化的关系图象可能是()解析：选CD。当手机接收线圈获得的电压为零时，则此时发射线圈的磁通量变化率为零，即i－t图线的切线的斜率为零；同理当手机接收线圈获得的电压最大时，则此时发射线圈的磁通量变化率最大，即i－t图线的切线的斜率最大。对比四个图可知，C、D正确，A、B错误。(建议用时：30分钟)1.(2021·湖南永州市第三次模拟)汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度j是加速度变化量Δa与发生这一变化所用时间Δt的比值，即j＝eq\f(Δa,Δt)，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动，其加速度a随时间t的变化关系如图，则该物体在()A．1～3s内物体做减速运动B．0～5s内速度方向发生改变C．t＝2s时和t＝4s时加速度等大反向D．t＝2s时和t＝4s时急动度等大反向解析：选C。1～3s内加速度为正值，物体做加速度减小的加速运动，故A错误；图线与时间轴所围面积表示物体的速度变化量，0～5s内始终为正值，故速度方向不变，故B错误；由图象可知，t＝2s时和t＝4s时加速度等大反向，故C正确；t＝2s时和t＝4s时，斜率相同，故急动度相同，故D错误。2．(2021·安徽蚌埠市第三次教学质量检测)甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶，它们的v－t图象如图所示，t＝1s时，甲、乙第一次并排行驶，则()A．t＝0时，甲在乙的前面4.5m处B．t＝2s时，甲在乙的前面6m处C．两次并排行驶的时间间隔为2.5sD．两次并排行驶的位置间距为8m解析：选D。根据两汽车的v－t图象可得瞬时速度的表达式为v甲＝8－2t，v乙＝2＋t，t＝1s时，甲、乙第一次并排行驶，即两车此时相遇，在第1s内甲和乙的位移之差为Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8＋6,2)×1－\f(2＋3,2)×1))m＝4.5m，因甲比乙的速度大，属于甲追乙，则甲在乙的后面4.5m处，故A错误；t＝1s到t＝2s，两车的距离为Δx2＝(eq\f(6＋4,2)×1－eq\f(3＋4,2)×1)m＝1.5m，甲在乙的前面1.5m处，故B错误；t＝2s时两者的速度相等，根据图象的对称性可知t＝1s和t＝3s两车两次相遇，故两次并排行驶的时间间隔为2s，C错误；t＝1s和t＝3s两车两次相遇，两车的位移相同，大小为x＝eq\f(6＋2,2)×2m＝8m，故D正确。3．(2021·福建泉州市4月质量监测)汽车的刹车距离s是衡量汽车性能的重要参数，与刹车时的初速度v、路面与轮胎之间的动摩擦因数μ有关。测试发现同一汽车在冰雪路面和在干燥路面沿水平直线行驶时，s与v的关系图象如图所示，两条图线均为抛物线。若汽车的初速度相同，在冰雪路面的刹车过程中()A．所用的时间是干燥路面的4倍B．平均速度是干燥路面的4倍C．所受摩擦力是干燥路面的0.5D．克服摩擦力做的功是干燥路面的0.5解析：选A。根据v2＝2as，结合图象可知当在干燥路面上的初速度等于在冰雪路面上初速度的2倍时，刹车距离s相同，则在干燥路面上刹车时的加速度等于在冰雪路面上刹车时的加速度的4倍，若汽车的初速度相同，根据t＝eq\f(v0,a)可知，在冰雪路面的刹车过程中所用的时间是干燥路面的4倍，A正确；根据eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(v0,2)可知，在冰面上的平均速度等于在干燥路面的平均速度，B错误；根据f＝ma可知，在冰面上所受摩擦力是干燥路面的0.25，C错误；根据Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))可知，在冰雪路面上和在干燥路面上克服摩擦力做的功相等，D错误。4．(2021·广东省学业水平选择考模拟)公共汽车进站时，刹车过程的加速度—时间图象如图所示，若它在6s时恰好停在站台处，已知汽车质量约为5000kg，重力加速度g取10m/s2，则汽车在()A．0到6s内的位移约等于30mB．0时刻的速度约为28km/hC．4s时的加速度约为0.5m/s2D．4s时受到外力的合力约为2500N解析：选B。a－t图象与t轴所围的面积表示速度的变化量，由题图可知速度的变化量大小约为Δv＝2×1m/s＋eq\f(1,2)×(1.5＋2)×2m/s＋eq\f(1,2)×3×1.5m/s＝7.75m/s，所以0时刻的速度约为v0＝Δv＝7.75m/s≈28km/h，又因为公共汽车做加速度逐渐减小的减速运动，故0～6s内的位移满足x<eq\f(1,2)v0t＝23.25m，故A错误，B正确；由题图可知4s时公共汽车的加速度约为a＝1.0m/s2，故C错误；由牛顿第二定律可知4s时公共汽车受到外力的合力约为F＝ma＝5000N，故D错误。5．(多选)(2021·河南六市第二次联合调研检)如图1所示，一正方形金属线圈放置在水平桌面上，其左半边处于竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示(竖直向下为B的正方向)，而线圈始终保持静止。则下列关于线圈中的感应电流i(逆时针方向为其正方向)及线圈所受摩擦力f(取水平向右为其正方向)随时间t变化的关系图象中正确的是()解析：选BC。由楞次定律及法拉第电磁感应定律可知，在第1个单位时间内，线圈中的感应电流为1个单位的恒定电流，且沿逆时针方向，而在第2个单位时间内无感应电流，在第3个单位时间内感应电流为顺时针方向的0.5个单位的恒定电流，故B正确，A错误；根据左手定则及F＝IBL可知，线圈所受安培力F随时间t变化的关系图象如图所示，再根据“二力平衡”得摩擦力f与t的关系图象应为选项C所示，故C正确，D错误。6.(2021·陕西咸阳市高考模拟)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，不计空气阻力影响，则下列图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律的是()解析：选A。线框先做自由落体运动，ab边进入磁场做减速运动，加速度应该是逐渐减小，而A图象中的加速度逐渐增大，故A错误；线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后做减速运动，因为重力小于安培力，当加速度减小到零时做匀速直线运动，cd边进入磁场后线框做匀加速直线运动，加速度为g，故B正确；线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力大于安培力，做加速度减小的加速运动，cd边进入磁场后线框做匀加速直线运动，加速度为g，故C正确；线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力等于安培力，做匀速直线运动，cd边进入磁场后，线框继续做自由落体运动，加速度为g，故D正确。7．(多选)(2021·安徽示范高中皖北协作区4月联考)如图1所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A，滑块A受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出滑块A的加速度a，得到如图2所示的a－F图象，已知g取10m/s2，则()A．滑块A的质量为2kgB．木板B的质量为6kgC．当F＝12N时，木板B的加速度为4m/sD．滑块A与木板B间的动摩擦因数为0.4解析：选AD。设滑块A的质量为m，木板B的质量为M，滑块A与木板B间的动摩擦因数为μ。由题图2可知，当F＝Fm＝10N时，滑块A与木板B达到最大共同加速度am＝1m/s2，根据牛顿第二定律有Fm＝(M＋m)am，解得M＋m＝10kg，当F＞10N时，A与B将发生相对滑动，对A单独应用牛顿第二定律有F－μmg＝ma，整理得a＝eq\f(F,m)－μg，根据题图2解得m＝2kg，μ＝0.4，则M＝8kg，故A、D正确，B错误；当F＝12N时，木板B的加速度为aB＝eq\f(μmg,M)＝1m/s2，故C错误。8．(多选)(2021·山东日照市第三次模拟)在x轴上分别固定两个点电荷Q1、Q2，Q2位于坐标原点O处。两点电荷形成的静电场中，x轴上的电势φ随x变化的图象如图所示。下列说法正确的是()A．x3处电势φ最高，电场强度最大B．Q1带正电，Q2带负电C．Q1的电荷量小于Q2的电荷量D．电子从x1处沿x轴移动到x2处，电势能增加解析：选BD。由于E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Δφ,Δx)，则图象的斜率表示电场强度，所以由图象可知x3处电势φ最高，电场强度最小为0，A错误；由于沿着电场线方向电势逐渐降低，则O～x3电场线方向指向x轴的负方向，x3～＋∞，电场线方向指向x轴的正方向，并且在x3处电势φ最高，电场强度最小为0，根据点电荷场强公式E＝keq\f(Q,r2)，由近小远大规律可知，Q1的电荷量大于Q2的电荷量，并且Q1带正电，Q2带负电，B正确，C错误；电子从x1处沿x轴移动到x2处，电场力做负功，电势能增加，D正确。9．(2021·河南省六市3月第一次联考)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中O～x2段是关于直线x＝x1对称的曲线，x2～x3段是直线。下列说法正确的是()A．x1处电场强度最小，但不为零B．粒子在O～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动C．x2～x3段的电场强度大小、方向均不变D．在O、x1、x2、x3处的电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3>φ2＝φ0>φ1解析：选C。根据电场力做功与电势能变化的关系得FΔx＝－ΔEp，图象的斜率表示粒子所受的电场力，在x1处图象的斜率为零，所以粒子在x1处受到的电场力为零，所以x1处的电场强度为零，A错误；图象的斜率表示粒子所受的电场力，粒子在O～x2段所受的电场力是变力，粒子做非匀变速运动，x2～x3段电场力不变，粒子做匀减速直线运动，B错误；x2～x3段是直线，斜率一定，粒子所受的电场力不变，所以x2～x3段电场强度大小方向均不变，C正确；对带负电荷的粒子来说，电势越高电势能越小，电势越低电势能越大。由图象可知在O、x1、x2、x3四处的电势能大小关系为Ep1<Ep0＝Ep2<Ep3，所以这几处的电势关系为φ1>φ0＝φ2>φ3，D错误。10．(2021·陕西咸阳市高考模拟)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其v－t图象如图所示。分析图象，下列说法正确的是()A．A处的电场强度大于C处的电场强度B．B、D两点的电场强度和电势一定都为零C．带正电粒子在A处的电势能大于在C处的电势能D．A、C两点间的电势差大于B、D两点间的电势差解析：选A。因为v－t图线的斜率表示物体的加速度，粒子在A处的加速度大于C处的加速度，A处的电场强度大于C处的电场强度，A正确；从B点到D点，根据动能定理得qUBD＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(D))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))vD>vBUBD＝φB－φD解得φB－φD>0所以B、D两点的电势不可能都为零，B错误；根据动能定理WAC＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))<0因为电场力做负功，电势能增加，所以带正电粒子在A处的电势能小于在C处的电势能，C错误；根据动能定理可知qUAC＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))qUBD＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(D))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))由图线可知eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(D))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))>eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))则A、C两点间的电势差小于B、D两点间的电势差，D错误。11．(多选)(2021·河南省3月适应性测试)如图甲所示，弹性轻绳下端系一物块，用外力将物块下拉至离地高度h＝0.1m处，然后由静止释放物块，通过传感器测量得到物块的速度v和离地高度h，并作出物块的动能Ek与离地高度h的关系图象(图乙)，其中高度在0.2m到0.35m范围内的图线为直线，其余部分为曲线。以地面为零势能面，重力加速度g取10m/s2，弹性绳始终在弹性限度内，不计空气阻力。由图象可知()A．物块的质量为0.2kgB．弹性绳的劲度系数为250N/mC．刚释放物块时弹性绳的弹性势能为0.5JD．物块的重力势能与弹性绳的弹性势能总和最小为0.32J解析：选AC。在高度在0.2m到0.35m范围内的图线为直线，轻绳松弛，物体在做竖直上抛运动，由动能定理可得ΔEk＝mgΔh，图线斜率表示物体重力，即k＝eq\f(0.3,0.35－0.2)N＝mg，可得物块的质量为0.2kg，A正确；当h1＝0.18m时，动能达到最大，此时满足mg＝kx，可得k＝eq\f(mg,x)＝eq\f(2,0.2－0