高考物理图示法图像法解决物理试题答题技巧及练习题

高考物理图示法图像法解决物理试题答题技巧及练习题一、图示法图像法解决物理试题1．如图所示，a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，分别在a、c两个点处放等量异种电荷＋Q和－Q。下列说法正确的是()A．b、f两点电场强度大小相等，方向不同B．e、d两点电势相同C．b、f两点电场强度大小相等，方向相同D．e、d两点电势不同【答案】BC【解析】A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的，由等量异号电荷的电场的特点，结合题目的图可知，图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面，所以该平面上各点的电势都是相等的，各点的电场强度的方向都与该平面垂直。由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的，结合该电场的特点可知，b、c、d、e各点的场强大小也相等。由以上的分析可知，b、c、d、e各点的电势相等，电场强度大小相等，方向相同。故A、D错误；故选BC。【点睛】解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况，知道场强是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同，同时掌握好电场强度的叠加方法。2．如图所示，两个可视为质点的小球a和b，用质量可忽略的刚性细杆相连并放置在光滑的半球面内．已知细杆长度是球半径的倍，当两球处于静止状态时，细杆与水平面的夹角θ=15°，则（）A．杆对a、b球作用力大小相等且方向沿杆方向B．小球a和b的质量之比为：1C．小球a和b的质量之比为：1D．半球面对a、b球的弹力之比为：1【答案】ACD【解析】【详解】A、对轻杆，受两个球的弹力是一对平衡力，根据牛顿第三定律，杆对a、b球作用力大小相等且方向沿杆方向，故A正确；BC、两球都受到重力、细杆的弹力和球面的弹力的作用，过O作竖直线交ab于c点，受力分析如下图所示：设球面的半径为R，则△oac与左侧力三角形相似；△oac与右侧力三角相似；则由几何关系可得：；，即：；由题，细杆长度是球面的半径的倍，根据几何知识知图中α=45°，在△oac中，根据正弦定理，有：，则，；故B错误，C正确；D、根据平衡条件，有：，，故，故D正确．3．如图所示，用铰链将三个质量均为m的小球A、B、C与两根长为L轻杆相连，B、C置于水平地面上．在轻杆竖直时，将A由静止释放，B、C在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g．则此过程中（）A．球A的机械能一直减小B．球A落地的瞬时速度为C．球B对地面的压力始终等于D．球B对地面的压力可小于mg【答案】BD【解析】【详解】A：设A球下滑时，左侧杆与竖直方向夹角为，则，AB用铰链相连，则，当A下落到最低点时，B的速度为零，中间过程中B的速度不为零；同理可得，当A下落到最低点时，C的速度为零，中间过程中C的速度不为零．ABC三者组成的系统机械能守恒，中间过程B、C的动能不为零，A到最低点时，B、C的动能为零；则球A的机械能不是一直减小．故A项错误．B：当A下落到最低点时，B、C的速度为零，对三者组成的系统，A由静止释放到球A落地过程，应用机械能守恒得：，解得：球A落地的瞬时速度．故B项正确．C：球A加速下落时，三者组成的系统有向下的加速度，整体处于失重状态，球B、C对地面的压力小于．故C项错误．D：在A落地前一小段时间，B做减速运动，杆对B有斜向右上的拉力，则球B对地面的压力小于．故D项正确．综上，答案为BD．4．用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上，各段轻杆等长，其中小球A、B的质量均为2m，小球C、D、E的质量均为m．现将A、B两小球置于距地面高h处，由静止释放，假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦，则在下落过程中A．小球A、B、C、D、E组成的系统机械能和动量均守恒B．小球B的机械能一直减小C．小球B落地的速度大小为D．当小球A的机械能最小时，地面对小球C的支持力大小为mg【答案】CD【解析】【分析】【详解】小球A、B、C、D、E组成的系统机械能守恒但动量不守恒，故A错误；由于D球受力平衡，所以D球在整个过程中不会动，所以轻杆DB对B不做功，而轻杆BE对B先做负功后做正功，所以小球B的机械能先减小后增加，故B错误；当B落地时小球E的速度等于零，根据功能关系可知小球B的速度为，故C正确；当小球A的机械能最小时，轻杆AC没有力，小球C竖直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故D正确，故选CD5．某电场是由平面内两个相同的点电荷产生的，其中一个点电荷固定不动且到P点的距离为d，另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕P点做匀速圆周运动，P点的电场强度大小随时间变化的图象如图所示，图线AC段与CE段关于直线t=t0对称，若撤去运动点电荷，测得P点场强大小为E0，已知EA=EE=E0，EB=ED=E0，EC=0，静电力常量为k，不考虑磁场因素，则下列说法正确的是()A．运动电荷做匀速圆周运动的半径为2dB．.运动电荷的速率为C．0~时间内，运动电荷的位移大小为D．0~时间内，运动电荷的位移大小为d【答案】BD【解析】由图像可知t=t0时P点的场强为零，说明另一点电荷在P点右侧距离为d的位置；当t=0和t=2t0时，P点的场强为，可知另一电荷在与QP垂直，且距离P点d的位置，则运动电荷做匀速圆周运动的半径为d，选项A错误；粒子运动的速率为，选项B错误；0~时间内，运动电荷运动的弧长，转过的角度为，则位移大小为d,选项D正确，C错误；故选BD.点睛：本题考查的是电荷的叠加问题，题目的难点在于有一个电荷是运动的，导致p点的合场强在不断的变化，根据图中的已知条件来计算场强的大小和速度的大小．6．如图所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体A和B，A套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h=0.2m，开始时让连接A的细线与水平杆的夹角θ=53°，现把A由静止释放，在以后A向右的运动过程中，下列说法中正确的是（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2，且B不会与水平杆相碰．）()A．物体A在运动的过程中，绳的拉力一直做正功，所以机械能一直增加B．物体B在运动的过程中，绳的拉力先做负功再做正功，动能最小为零C．物体A在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/sD．物体B在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/s【答案】BC【解析】【分析】【详解】A、在A运动过程中，开始时绳子拉力与运动方向相同，拉力做正功，当越过悬点正下方后，拉力开始做负功；故A拉力先做正功后做负功；故A错误.C、A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，有：vAcosθ=vB，A、B组成的系统机械能守恒，当θ=90°时，A的速率最大，此时B的速率为零．根据系统机械能守恒有：，解得v=1m/s；C正确.B、在B运动过程中，拉力先做负功后做正功，当B的速度为零动能最小为零；故B正确.D、由A的分析可知，B的速度先向下增大后减小，再向上增大后减小．最大速度等于vAcosθ=0.8m/s；故D错误.故选BC.【点睛】解决本题的关键知道A沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，以及知道A、B组成的系统机械能守恒．7．如图所示，竖直向下的匀强电场中的O点固定一点电荷，一个带电小球可绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，a、b为圆周的最高点和最低点。不计空气阻力，则()A．点电荷带正电B．a点的电场强度大于b点的电场强度C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能增大D．如果加一个垂直于竖直平面的匀强磁场，小球也可以继续做圆周运动【答案】AC【解析】【详解】带电小球可绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，可知小球受到的匀强电场的电场力和重力等大反向，则小球带负电，点电荷带正电，选项A正确；点电荷在a点的场强向上，在b点的场强向下，与匀强电场叠加后，a点的电场强度小于b点的电场强度，选项B错误；小球在从a点运动到b点的过程中，点电荷对小球不做功，而匀强电场的电场力做负功，则电势能增大，选项C正确；如果加一个垂直于竖直平面的匀强磁场，若洛伦兹力的方向指向圆心，则小球所受的向心力变大，则小球将做近心运动；反之若洛伦兹力的方向背离圆心，则小球所受的向心力变小，则小球将做离心运动，选项D错误；故选AC.【点睛】本题的解题关键是根据质点做匀速圆周运动的条件，判断电场力与重力的关系，即可确定出小球的电性。8．如图甲所示，一个条形磁铁固定在水平桌面上，以的右端点为原点，中轴线为轴建立一维坐标系。一个灵敏的小磁针放置在轴上不同位置，设与轴之间的夹角为。实验测得与之间的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为。下列说法正确的是（）A．的右端为极B．的中轴线与地磁场方向垂直C．在处产生的磁感应强度大小为D．处合磁场的磁感应强度大小为【答案】BC【解析】【详解】A.当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，趋向1，则趋向90°，即小磁针的方向与x的方向垂直，所以x的方向为向东。当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，即向东。由题图可知，开始时N背离O点，所以O点处的磁极是N极，故A错误；B.由以上的分析可知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B正确；C.由乙图可知，处，则，P在处产生的磁感应强度大小为BP，，所以，故C正确；D.处合磁场的磁感应强度大小为，故D错误。9．一快艇从离岸边100m远的河流中央向岸边行驶．已知快艇在静水中的速度图象如（图甲）所示；河中各处水流速度相同，且速度图象如（图乙）所示．则（）A．快艇的运动轨迹一定为直线B．快艇的运动轨迹一定为曲线C．快艇最快到达岸边，所用的时间为20sD．快艇最快到达岸边，经过的位移为100m【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB、两分运动为一个做匀加速直线运动，一个做匀速线运动，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一直线上，合运动为曲线运动．故A错误、B正确；CD、当水速垂直于河岸时，时间最短，垂直于河岸方上的加速度a=0．5m/s2，由，得t=20s，而位移大于100m，故C正确、D错误．【点睛】解决本题的关键会将的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向，知道在垂直于河岸方向上速度越大，时间越短．以及知道分运动和合运动具有等时性．10．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上A点，光滑定滑轮与直杆的距离为d．A点与定滑轮等高，B点在距A点正下方d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是A．环到达B处时，重物上升的高度h=dB．环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能C．环从A点能下降的最大高度为D．当环下降的速度最大时，轻绳的拉力T=2mg【答案】BC【解析】【分析】【详解】根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升的高度，故A错误；环下滑过程中无摩擦力做系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能，故B正确；设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为零，此时重物上升的最大高度为：，根据机械能守恒有：，解得：，故C正确；环向下运动，做非匀速运动，就有加速度，所以重物向上运动，也有加速度，即环运动的时候，绳的拉力不可能是2mg，故D错误．所以BC正确，AD错误．【点睛】环刚开始释放时，重物由静止开始加速．根据数学几何关系求出环到达B处时，重物上升的高度．环下滑过程中无摩擦力做系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能．环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为零，根据机械能守恒求解．11．如图所示，光滑固定的竖直杆上套有小物块a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块a和小物块b，虚线cd水平．现由静止释放两物块，物块a从图示位置上升，并恰好能到达c处．在此过程中，若不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（）A．物块a到达c点时加速度为零B．绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量C．绳拉力对物块b先做负功后做正功D．绳拉力对物块b做的功在数值上等于物块b机械能的减少量【答案】BD【解析】【分析】【详解】当a物块到达C处时，由受力分析可知：水平方向受力平衡，竖直方向只受重力作用，所以根据牛顿第二定律得知，a物块的加速度a=g=10m/s2；故A错误；从a到c，a的动能变化量为零，根据功能关系可知，绳拉力对物块a做的功等于物块a的重力势能的增加量，故B正确；物块a上升到与滑轮等高前，b下降，绳的拉力对b做负功，故C错误；从a到c，b的动能变化量为零，根据功能关系：除重力以为其他力做的功等于机械能的增量，故绳拉力对b做的功在数值上等于b机械能的减少量．故D正确．故选BD．【点睛】本题关键掌握功能关系，除重力以外其它力做功等于机械能的增量，合力功等于动能的变化量，重力做功等于重力势能的变化量，要能灵活运用．12．真空中，在x轴上x=0和x=8处分别固定两个电性相同的点电荷Ql和Q2．电荷间连线上的电场强度E随x变化的图像如图所示（+x方向为场强正方向），其中x=6处E=0．将一个正试探电荷在x=2处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）．则A．Q1、Q2均为负电荷B．Q1、Q2带电量之比为9：1C．在x=6处电势为0D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小【答案】B【解析】【详解】A．由图，在x=0处场强为正，x=8处场强为负，可知Q1、Q2为同种正电荷，故A错误；B．根据题意“x=6处E=0”可知，在x=6处，，即，解得，故B正确；C．由于无穷远处电势为零，故在x=6处电势不为0，故C错误；D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电场力先做正功，再做负功，因此电势能先减小后增大，故D错误．13．如右图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，点为半圆弧的圆心，.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点，这时点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则点的场强大小变为E2.E1与E2之比为()A．1：2 B．2：1 C． D．【答案】B【解析】【分析】【详解】试题分析：由得：；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，知两点电荷在O点的场强夹角为1200，由矢量的合成知，得：，B对14．如图所示，真空中有两个点电荷Q1和Q2，Q1=+9q，Q2=-q，分别固定在x轴上x=0处和x=6cm处，下列说法正确的是（）A．在x=3cm处，电场强度为0B．在区间上有两处电场强度为0C．在x>9cm区域各个位置的电场方向均沿x轴正方向D．将试探电荷从x=2cm移到x=4cm