专题五 物理图象问题

1、【例1】 (多选) (2018全国卷，18)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图1所示。下列说法正确的是(),A.在t1时刻两车速度相等 B.从0到t1时间内，两车走过的路程相等 C.从t1到t2时间内，两车走过的路程相等 D.在t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等,力学图象问题,xt图象的理解及应用,命题角度一,图1,解析xt图象某点的切线斜率表示瞬时速度，A错误；从0t1时间内，由于甲、乙的出发点不同，故路程不同，B错误；t1t2时间内，甲、乙的位移和路程都相等，大小都为x2x1，C正确；t1t2时间内，甲的xt图

2、象在某一点的切线与乙的xt图象平行，此时刻两车速度相等，D正确。 答案CD,【例2】 (多选)(2019全国卷，20)如图2(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出(),vt图象的理解及应用,命题角度二,图2 A.木板的质量为1 kg B.2 s4 s内，力F的大小为0.4 N C.02 s内，力F的大小保持

3、不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2,解析木板和实验台间的摩擦忽略不计，由题图(b)知，2 s后物块和木板间的滑动摩擦力大小F摩0.2 N。 由题图(c)知，24 s内，,设木板质量为m，根据牛顿第二定律 对木板有： 24 s内：FF摩ma1 45 s内：F摩ma2 且知F摩mg0.2 N 解得m1 kg，F0.4 N，0.02，选项A、B正确，D错误； 02 s内，由题图(b)知，F是均匀增加的，选项C错误。 答案AB,读懂图象三步走 第一关注横、纵坐标 (1)确认横、纵坐标对应的物理量各是什么。 (2)注意横、纵坐标是否从零刻度开始。 (3)坐标轴物理量的单位不能忽视。 第二理解斜

4、率、面积、截距的物理意义 (1)图线的斜率：通常能够体现某个物理量的大小、方向及变化情况。,(2)面积：由图线、横轴，有时还要用到纵轴及图线上的一个点或两个点到横轴的垂线段所围图形的面积，一般都能表示某个物理量。如vt图象中的面积，表示位移。 (3)截距：图线在纵轴上以及横轴上的截距。 第三分析交点、转折点、渐近线 (1)交点：往往是解决问题的切入点。 (2)转折点：满足不同的函数关系式，对解题起关键作用。 (3)渐近线：往往可以利用渐近线求出该物理量的极值。,命题角度三动力学中的图象问题 【例3】 (2018全国卷，15)如图3，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态

5、。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F与x之间关系的图象可能正确的是(),图3,解题关键 情境转化写出Fx的函数解析式,解析假设物块静止时弹簧的压缩量为x0，则由力的平衡条件可知kx0mg，在弹簧恢复原长前，当物块向上做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律得Fk(x0 x)mgma，由以上两式解得Fkxma，显然F和x为一次函数关系，且在F轴上有截距，则A正确，B、C、D错误。 答案A,命题角度四与能量有关的图象信息题 【例4】 (多选)(2019全国卷，18)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势

6、能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图4所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得(),图4,A.物体的质量为2 kg B.h0时，物体的速率为20 m/s C.h2 m时，物体的动能Ek40 J D.从地面至h4 m，物体的动能减少100 J,答案AD,1.(多选)舰载战斗机在航母甲板上加速起飞过程可看做匀加速直线运动，某段时间内战斗机的位移时间图线如图5所示，则(),图5,A.在x16 m至x26 m这段过程中，战斗机的平均速度小于20 m/s B.在x16 m至x26 m这段过程中，战斗机的平均速度大于20 m/s C.在M点对应的位置，

7、战斗机的速度小于20 m/s D.在M点对应的位置，战斗机的速度大于20 m/s,解析在x16 m至x36 m这段过程中，运动时间等于1 s，由于是加速运动，因此在x16 m至x26 m这段过程中，运动时间一定大于0.5 s，由此可知平均速度小于20 m/s，在t2 s至t3 s这段时间内，平均速度为20 m/s，因此在t 2.5 s时的速度为20 m/s，由于M点对应的时刻大于2.5 s，可知瞬时速度大于 20 m/s。故A、D正确。 答案AD,2.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其vt图象如图6所示。已知两车在t3 s时相遇，则(),图6 A.在t1 s时，甲车在乙车后面 B.在t0时，甲

8、车在乙车前7.5 m C.两车另一次相遇的时刻是t2 s D.两车两次相遇的位置之间沿公路方向的距离为45 m,答案B,3.(多选)一滑块在水平地面上做直线运动，t0时速率为1 m/s，从此时开始对滑块施加一个与初速度相反的水平力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图7甲、乙所示。则下列说法正确的是(),图7,A.2 s末滑块距离出发点最远 B.01 s和12 s时间内滑块的加速度大小相等、方向相反 C.第1 s内摩擦力对滑块冲量为1 Ns D.第2 s内力F的平均功率为1.5 W,答案CD,【例1】 (多选)(2017全国卷，20)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的

9、距离r的关系如图8所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra，a)标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是(),电学图象问题,电场中的图象,命题角度一,图8 A.EaEb41 B.EcEd21 C.WabWbc31 D.WbcWcd13,答案AC,【例2】 (2019河南省濮阳市第二次模拟)某电场中x轴上电场强度E随x变化的关系如图9所示，设x轴正方向为电场强度的正方向。一带电荷量为q的粒子

10、从坐标原点O沿x轴正方向运动，结果粒子刚好能运动到x3x0处。假设粒子仅受电场力作用，E0、x0已知，则下列说法正确的是 (),A.粒子一定带负电 B.粒子的初动能大小为qE0 x0 C.粒子沿x轴正方向运动过程中最大动能为2qE0 x0 D.粒子沿x轴正方向运动过程中电势能先增大后减小,图9,答案C,【例3】 (多选)(2019全国卷，19)如图10所示，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t0时，棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用

11、I表示。下列图象中可能正确的是(),图10,电磁感应中的图象问题,命题角度二,解析导体棒ab运动，切割磁感线，产生感应电流(逆时针)，导体棒ab受阻力F作用，速度减小，导体棒cd受安培力F作用，速度增大，最终两棒速度相等，如图所示。,答案AC,【例4】 (多选)(2019全国卷，21)如图11，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。从PQ进入磁场开始计时，到M

12、N离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图象可能正确的是(),图11,答案AD,1.解决电磁感应图象问题的“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.常用解决电磁感应图象问题的“两个方法” (1)排除法； (2)函数法。,1.(多选)(2019广东省广州市模拟)空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势随x的分布如图12所示。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，

13、仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。则下列说法正确的是(),图12,答案AC,2.(多选)如图13甲所示，正三角形导线框位于圆形有界匀强磁场中，磁场方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是(),图13,A.01 s时间内和56 s时间内，导线框中的电流方向相同 B.01 s时间内和13 s时间内，导线框中的电流大小相等 C.35 s时间内，AB边受到的安培力沿纸面且垂直AB边向上 D.13 s时间内，AB边受到的安培力不变,解析01 s时间内穿过线圈的磁通量向外增加，56 s时间内穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知导线框中的电流方向相同，A项正确；Bt图象的斜率等于磁感应强度的变化率，故01 s时间内和13 s时间内，感应电动势的大小不等，感应电流不相等，B项错误；35 s时间内，磁通量向里增加，产生的感应电流为逆时针方向，则由左手定则可知，AB边受到的安培力沿纸面且垂直AB边向上，C项正确；13 s时间内，感应电流大小不变，而磁场向外减弱，根据FBIL可知，AB边受到的安培力变小，D项错误。 答案AC,3.(多选)如图1