图示法图像法解决物理试题练习全集含解析

图示法图像法解决物理试题练习全集含解析一、图示法图像法解决物理试题1．如图所示，滑块A、B的质量均为m,A套在固定倾斜直杆上，倾斜杆与水平面成45°,B套在固定水平的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计且足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与平面成30°)连接，A、B从静止释放，B开始沿水平面向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B视为质点，在运动的过程中，下列说法中正确的是（）A．A、B组成的系统机械能守恒B．当A到达与B同一水平面时,A的速度为C．B滑块到达最右端时,A的速度为D．B滑块最大速度为【答案】AD【解析】因不计一切摩擦，故系统机械能守恒，A正确；设A的速度为、B的速度为，当A到达与B同一水平面时，对A、B速度进行分解，如图所示根据沿杆方向速度相等有：，根据系统机械能守恒有：，解得：，B错误；B滑块到达最右端时，B的速度为零，如图所示：根据系统机械能守恒有：，解得：，C错误；当A滑到最低点时，速度为零，B的速度最大，如图所示：根据系统机械能守恒有：，解得：，D正确，选AD.【点睛】应用A、B沿杆方向速度相等，求出A、B的速度关系，因为不计一切摩擦，故A、B组成的系统机械能守恒，当A的速度最大时，B的速度为0；当B的速度最大时，A的速度为0.2．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。3．如图，将一质量为2m的重物悬挂在轻绳一端，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，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离A为d处．现将环从A点由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法中正确的是（）A．环到达B处时，重物上升的高度B．环能下降的最大距离为C．环到达B处时，环与重物的速度大小之比为D．环从A到B减少的机械能等于重物增加的机械能【答案】BD【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h=d−d，故A错误；环下滑到最大高度为h时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为，根据机械能守恒有，解得：h=d，故B正确．对B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：vcos45°=v重物，所以，故C错误；环下滑过程中无摩擦力对系统做功，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D正确；故选BD．4．如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点。已知容器半径为R，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°。下列说法正确的是A．容器相对于水平面有向左运动的趋势B．轻弹簧对小球的作用力大小为mgC．容器对小球的作用力竖直向上D．弹簧原长为R＋【答案】BD【解析】【分析】对容器和小球整体研究，分析受力可求得半球形容器受到的摩擦力．对小球进行受力分析可知，小球受重力、支持力及弹簧的弹力而处于静止，由共点力的平衡条件可求得小球受到的轻弹簧的弹力及小球受到的支持力，由胡克定律求出弹簧的压缩量，即可求得原长．【详解】由于容器和小球组成的系统处于平衡状态，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，故A错误；容器对小球的作用力是弹力，指向球心O，故B正确；对小球受力分析，如图所示由可知，支持力和弹簧的弹力之间的夹角为120°，则由几何关系可知，小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg，故C错误；图中弹簧长度为R，压缩量为，故原长为，故D正确。故选BD。【点睛】本题考查共点力的平衡条件应用，要注意明确共点力平衡问题重点在于正确选择研究对象，本题运用隔离法和整体法两种方法进行受力分析得出结论．同时注意几何关系的正确应用．5．如图所示，一个长直轻杆两端分别固定小球A和B，竖直放置，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为L．由于微小的扰动，A球沿竖直光滑槽向下运动，B球沿水平光滑槽向右运动，当杆与竖直方向的夹角为时（图中未标出），关于两球速度与的关系，下列说法正确的是A．A球下滑过程中的加速度一直大于gB．B球运动过程中的速度先变大后变小C．D．【答案】BC【解析】【分析】【详解】先分析小球B的运动情况：小球B以初速度等于零开始向右运动，当小球A落到最下方时B的速度再次为零，所以B在水平方向先加速后减小，即B球运动过程中的速度先变大后变小，根据受力可知刚开始时杆对B产生的是偏右的力，所以杆对A产生的是偏向上的力，根据受力可知此时A的加速度小于重力加速度g，故A错误；B正确；当杆与竖直方向的夹角为时，根据运动的分解可知;即，故C正确；D错误；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．7．一快艇从离岸边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．8．真空中电量均为Q的两同种点电荷连线和一绝缘正方体框架的两侧面ABB1A1和DCC1D1中心连线重合，连线中心和立方体中心重合，空间中除两同种电荷Q产生的电场外，不计其它任何电场的影响，则下列说法中正确的是（）A．正方体两顶点A、C1电场强度相同B．正方体两顶点A、C1电势相同C．两等量同种点电荷周围电场线和面ABB1A1总是垂直D．把正检验电荷q从顶点A移到C电场力不做功【答案】BD【解析】【分析】电场强度是矢量，通过场强的叠加获得合场强；电势是标量，沿着电场线方向电势降低，可以根据对称性判断电势的大小；电荷从等势面上的一点移动到另一点，电场力不做功。【详解】AC．电场强度是矢量，需要两个电荷在不同点进行场强的叠加，所以A点和C1点两处的电场强度大小相等，方向不同，且A点合场强不与面ABB1A1垂直，所以AC错误；B．根据电势的对称性可知A、B、B1、A1、和D、C、C1、D1这8个点的电势相等（关于点电荷连线的中点对称），故B正确；D．因为A点和C点的电势相等，根据电场力做功：可知，正检验电荷q从顶点A移到C电场力不做功，故D正确。【点睛】考察等量同种电荷电场线和等势面的分布，掌握电场强度和电势的标矢性。9．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．10．2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车．为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是（）A．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布【答案】C【解析】【详解】A、以桥身为研究对象，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向，则钢索对索塔的向下的压力数值上等于桥身的重力，增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变，故A错误；B、由图甲可知，当索塔高度降低后，变大，变小，故T变大，故B错误C、由B的分析可知，当钢索对称分布时，，钢索对索塔的合力竖直向下，故C正确D、受力分析如图乙，由正弦定理可知，只要，钢索AC、AB的拉力FAC、FAB进行合成，合力竖直向下，钢索不一定要对称分布，故D错误；综上分析：答案为C11．如图所示，a、b两点处分别固定有电量均为Q的带正电的点电荷，c是线段ab的中点，d是ac的中点，c是ab的垂直平分线上的一点，ce=cd，将一个正点电荷先后放在d、c、e点，它所受的电场力分别为，则下列说法正确的是A．的方向都是水平向右B．的方向相互垂直，C．的大小相等，的方向竖直向上D．d的电势小于e点的电势【答案】B【解析】【详解】A、依据同种电荷相斥，a、b两点电荷对d处的正电荷的电场力水平向右，而a、b两点电荷对e处的正电荷的合电场力竖直向上，故A错误；B、由上分析可知，Fd、Fe的方向互相垂直，c处于两点电荷中点，根据矢量的合成法则，则Fc=0，故B正确；C、根据等量同种电荷的电场线分布可知，d处的电场强度大于c处，结合电场力的公式F=qE可知Fc的小于Fd，而由A分析，可知Fe的方向竖直向上，故C错误；D、依据沿着电场线方向电势是降低的，因此d点的电势大于e点的电势，故D错误；故选B．【点睛】a、b两点处分别固定有等量同种点电荷+Q和+Q，首先要明确等量同号电荷的电场的分布特点，明确各点的电场强度的大小和方向的关系，结合电场力的公式：F=qE来判断电场力之间的关系，及依据沿着电场线方向，电势是降低的，即可求解．12．如图所示，一个长直轻杆两端分别固定小球A和B，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为L.先将杆竖直靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为时，下列说法正确的是(不计一切摩擦)A．杆对小球A做功为B．小球A和B的速度都为C．小球A、B的速度分别为和D．杆与小球A和B组成的系统机械能减少了【答案】C【解析】【详解】BC.当小球A沿墙下滑距离为时，设此时A球的速度为vA，B球的速度为vB.根据系统机械能守恒定律得：，两球沿杆子方向上的速度相等，则有：vAcos60°=vBcos30°.联立两式解得:,;故B错误,C正确.A.对A球使由动能定理有：，代入A的速度解得，故A错误.D.对于杆与小球A和B组成的系统而言运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒；故D错误.13．如图所示，16个电荷量均为+q(q>0)的小球(可视为点电荷)，均匀分布在半径为R的圆周上若将圆周上P点的一个小球的电荷量换成-2q，则圆心0点处的电场强度为A．，方向沿半径向左B．，方向沿半径向右C．，方向沿半径向左D．，方向沿半径向右【答案】D【解析】该点场强可以看成是与P对称的那个电荷+q和P点的电荷-2q在该点场强的叠加，根据点电荷的场强公式得+q的点电荷在圆心O点处的电场强度大小为，方向向右，点电荷-2q在圆心O点处的电场强度大小为，方向向右，所以叠加来是，方向沿半径向右．故选择D.【点睛】该题考查了场强叠加原理，还有对对称性的认识．由于成圆周对称性，所以如果没改变电荷之前肯定圆心处场强为0，而该点场强是所有电荷在该点场强的叠加，可以把这些电荷归为两类：一种是要移去的电荷，另一种是其他电荷．不管怎样，总之这两种电荷产生的合场强为0，所以只要算出改变的电荷在该点的场强和与它对称的电荷的场强即可得到．14．如图所示，

A、B、

C、D是真空中一正四面体的四个顶点，每条棱长均为l.在正四面体的中心固定一电荷量为-Q的点电荷，静电力常量为k,下列说法正确的是A．A、B两点的场强相同B．A点电场强度大小为C．A点电势高于C点电势D．将一正电荷从A点沿直线移动到B点的过程中，电场力一直不做功【答案】B【解析】由于点电荷在正四面体的中心，由对称性可知，A、B两点的场强大小相等，但是方向不同，故A错误；由立体几何知识，可知正四面体的中心到顶点的距离为，由，故B正确；电势为标量，由对称性可知A点电势等于C点电势，故C错误；从A点沿直线移动到B点的过程中电势