1、高中同步测试卷(十二)专题四物理图像问题(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1. 如图为一质点从t0起做初速度为零的匀加速直线运动的位移时间图像，图中虚线为经过t4 s时图线上该点的切线，交时间轴于t2 s处，由此可知该质点的加速度大小为()A3 m/s2B. m/s2C. m/s2D. m/s22. 如图所示为某质点做直线运动的vt图像，关于这个质点在4 s内的运动情况，下列说法中正确的是()A质点始终向同一方向运动B4 s内通过的路程为4 m，而位移为零C4 s末质点离出发点最远D加速度大小不变，方
2、向与初速度方向相同3. 如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带，以地面为参考系，v2v1，从小物块滑上传送带开始计时，其vt图像不可能是()4. 如图甲所示，一个物体放在粗糙的水平地面上，从t0时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等则()A在0到t0时间内，物体的速度逐渐变小Bt0时刻，物体速度增加到最大值C在0到t0时间内，物体做匀变速直线运动D在0到t0时间内，力F大小保持不变5汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0
3、60 s内汽车的加速度随时间变化的图像如图甲所示则该汽车在060 s内的速度时间图像(即vt图像)为图乙中的()6. 质量为0.3 kg的物体在水平面上做直线运动，其在水平方向只受摩擦力作用时和水平方向受到摩擦力、水平力F两个力共同作用时的速度时间图像如图所示，则下列说法中正确的是(g10 m/s2)()A水平力F可能等于0.3 NB物体的摩擦力一定等于0.1 NC水平力F一定等于0.1 ND物体的摩擦力可能等于0.3 N7. 放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系如图甲所示；物体的运动速度v与时间t的关系如图乙所示，6 s后的速度图像没有画出，g取1
4、0 m/s2.下列说法正确的是()A物块滑动时受到的摩擦力大小是3 NB物块的质量为2.5 kgC物块在69 s内的加速度大小是6 m/s2D物块前6 s内的平均速度大小是4.5 m/s二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)8. 近年来，“奥的斯电梯”在北京、上海、深圳、惠州等地频出事故，致使大家“谈奥色变”，为此某省质监局派出检修人员对电视塔的观光电梯做了检修，如图是检修人员搭乘电梯的vt图像，下列说法正确的是()A6 s末电梯离出发点最远B24 s电梯做匀速直线运动C在45 s和56 s内电梯的加速度方向相反D在45 s和56 s内
5、电梯的运动方向相反9下列给出的四组图像中，能够反映同一直线运动的是()10. 如图是某质点的vt图像，则()A前2 s物体做匀加速运动，后3 s物体做匀减速运动B25 s内物体静止C前2 s和后3 s内速度的增量均为5 m/sD前2 s的加速度是2.5 m/s2，后3 s的加速度是 m/s211. 如图甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中正确的是()A当F小于图中A点值时，物体的重力MgF，物体不动B图中A点值即为物体的重力值C物体向上运动的加速度和力F成正比D图线延长线和纵轴的交点B的数值等于该地的重力加速度12质量
6、为m的小球放在光滑水平面上，在竖直线MN的左方受到水平恒力F1作用(m可视为质点)，在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一直线上的水平恒力F2的作用，现设小球由A处静止开始运动，如图甲所示，小球运动的vt图像如图乙所示，由图可知下列说法正确的是()A小球在MN右方加速度大小为BF2的大小为C小球在MN右方运动的时间为t4t2D小球在t0到tt4这段时间内最大位移为v1t2题号123456789101112答案三、实验题(本大题共1小题，共8分，按题目要求解答)13(1)利用如图甲所示的装置可以测量滑块和滑板间的动摩擦因数将质量为M的滑块A放在倾斜滑板B上，倾角37，C为位移传感器，它能将滑块
7、A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示出滑块A的速率时间(vt)图像(取重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)先给滑块A一个沿滑板B向上的初速度，得到的vt图像如图乙所示利用该图像可算出滑块A上滑时加速度的大小为_m/s2；从图线可得滑块与滑板之间的动摩擦因数_(2)甲、乙、丙、丁四位同学在探究加速度与力、质量的关系的实验时(使用如图所示的装置)，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图中甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是aF图线，图丁是a图线，则下列说法中正确的是_A甲和乙较好地把握了实验条件M远
8、大于mB丙和丁没有把握好实验条件M远大于mC甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板的倾角太大D甲、乙、丙三同学中，丙较好地完成了平衡摩擦力的操作四、计算题(本大题共3小题，共32分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14. (10分)如图甲所示，质量m2 kg的物体在水平面上向右做直线运动过a点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得vt图像如图乙所示取重力加速度g10 m/s2.求： (1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数；(2)10 s末
9、物体离a点的距离15. (10分)具有我国自主知识产权的“歼10”飞机的横空出世，证实了我国航空事业的飞速发展而航空事业的发展又离不开风洞试验，简化模型如图a所示，在光滑的水平轨道上停放相距x010 m的甲、乙两车，其中乙车是风力驱动车在弹射装置使甲车获得v040 m/s的瞬时速度向乙车运动的同时，乙车的风洞开始工作，将风吹向固定在甲车上的挡风板，从而使乙车获得了速度，测绘装置得到了甲、乙两车的v t图像如图b所示，设两车始终未相撞 (1)若甲车的质量与其加速度大小的乘积等于乙车的质量与其加速度大小的乘积，求甲、乙两车的质量比；(2)求两车相距最近时的距离16. (12分)如图甲所示质量为m的
10、物体，以初速度v0沿倾角为的斜面向上滑行，它沿斜面向上滑行的最大距离s与斜面倾角的关系如图乙所示取g10 m/s2，求： (1)物体的初速度；(2)物体与斜面间的动摩擦因数；(3)为多大时s有最小值？最小值为多大？参考答案与解析1导学号：20640178解析：选C.由vv0at得，其中v3 m/s，v00，t4 s，解得a m/s2，故选C.2导学号：20640179解析：选B.图像的斜率不变，因此物体做匀变速直线运动，开始时速度方向与加速度方向相反，物体做减速运动，t2 s时，物体速度减为零，然后物体反向加速运动，t4 s时，回到起始点，由题图可知物体所经历的路程为：L2224(m)，位移为
11、零，故ACD错误3导学号：20640180解析：选D.如果传送带足够长，小物块滑上传送带后，先在恒定的滑动摩擦力的作用下做匀减速直线运动，直至速率减为零，然后在相同的滑动摩擦力的作用下反向做匀加速直线运动，直至速度大小达到v1，之后随传送带一起运动，如选项B所示图像；若小物块滑到传送带最左端时，速度刚好减为零，则对应于选项C所示图像；若小物块滑到传送带最左端时，速度还没有减为零，则对应于选项A所示图像；选项D图像描述的过程是小物块先向左做匀减速直线运动，直到速度减为零，然后继续向左做加速运动，这显然是不可能的4导学号：20640181解析：选B.根据题图乙，物体在0到t0时间内做加速度逐渐减小
12、的变加速直线运动，其速度逐渐变大，到t0时刻，物体速度增加到最大值，选项AC错误，B正确；设摩擦力的大小恒为f，根据牛顿第二定律有Ffma，所以Ffma，可见，在0到t0时间内，力F的大小会随着加速度a的减小而减小，选项D错误本题答案为B.5导学号：20640182解析：选B.在加速度a与时间t图像中，前10 s加速度为2 m/s2，表示物体在做匀加速运动；中间30 s加速度为零，说明物体在做匀速直线运动；最后20 s加速度为1 m/s2，说明物体在做匀减速运动A、D图像中，中间时间段速度为零，不符合题意，所以是错误的；C图像中，最后时间段速度为负值，不符合实际，所以也是错误的，故选B.6导学
13、号：20640183解析：选C.由图像容易判断，两种情况下物体均在做匀减速运动，其加速度大小分别为 m/s2、 m/s2，则根据牛顿第二定律容易得到两种情况下的合外力分别为0.1 N、0.2 N物体受到的水平力F和摩擦力的方向关系存在两种情况：当水平力F跟摩擦力方向一致时，摩擦力为0.1 N，故此时水平力F0.2 N0.1 N0.1 N；当水平力F跟摩擦力方向相反时，摩擦力为0.2 N，故水平力F0.2 N0.1 N0.1 N，故容易判断选项A、B、D均错误而选项C正确7导学号：20640184解析：选D.由题图乙可以判断物块在前3 s内的加速度是2 m/s2，在36 s内物块做匀速运动，则物
14、块滑动时受到的摩擦力大小是6 N，A错误；根据牛顿第二定律得，物块的质量m1.5 kg，B错误；物块在前6 s内的位移大小等于图中梯形的面积S6 m27 m，则平均速度的大小是4.5 m/s，D正确；物块在69 s内的加速度大小是a2 m/s2，C错误8导学号：20640185解析：选BD.本题考查运动学图像问题，只要清楚“面积”表示位移，答案就很容易得到9导学号：20640186解析：选BC.A、B选项中的左图表明03 s内物体匀速运动，位移正比于时间，加速度为零，3 s5 s内物体匀加速运动，加速度大小a2 m/s2，A错，B对；C、D选项中左图03 s位移不变，表示物体静止(速度为零，加
15、速度为零)，3 s5 s内位移与时间成正比，表示物体匀速运动，v2 m/s，a0，C对，D错10导学号：20640187解析：选AD.前2 s做匀加速运动，加速度为2.5 m/s2，后3 s做匀减速运动，加速度为m/s2，25 s内物体做匀速运动，前2 s内速度增量为5 m/s，但后 3 s内速度增量是5 m/s，故选项A、D对，B、C错11导学号：20640188解析：选ABD.当0FMg时，物体静止，即A正确；当FMg时，即能将物体提离地面，此时，FMgMa，ag，A点表示的意义即为FMg，所以B正确；直线的斜率为，故B点数值为g，故D正确故选ABD.12导学号：20640189解析：选A
16、D.由题图乙可知，图像斜率的绝对值为加速度的大小，选项A正确；由F2F1ma2m，可知选项B错误；由题图乙可知小球在MN右方运动的时间为t3t1，选项C错误；由题图乙可知，小球在t0到tt4这段时间内最大位移为v1t2，选项D正确13解析：(1)导学号：20640190根据vt图像容易求得滑块A上滑时加速度的大小为a1 m/s28.0 m/s2.滑块A沿滑板B向下滑时的加速度a2 m/s24.0 m/s2，此过程中，根据牛顿第二定律，滑块A向下滑动时，有mgsin mgcos ma2，而滑块A向上滑动时，则有mgsin mgcos ma1，解得0.25.(2)导学号：20640191因为图像甲
17、和乙中都是直线，说明满足小车质量和车上砝码质量之和M远远大于砂及砂桶的总质量m，图像丙经过坐标原点，说明平衡摩擦力比较到位答案：(1)8.00.25(2)ACD14导学号：20640192解析：(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由vt图像得a12 m/s2(1分)根据牛顿第二定律，有Fmgma1(1分)设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由vt图像得a21 m/s2(1分)根据牛顿第二定律，有Fmgma2(1分)联立解得：F3 N，0.05.(2分)(2)设10 s末物体离a点的距离为d，d应为vt图像与横轴所围的面积，则d2 m，负号表示物体在a点左侧(4分)答案：见
18、解析15导学号：20640193解析：(1)由题图b可知：a甲 m/s2，a乙 m/s2(2分)因甲车的质量与其加速度的乘积等于乙车的质量与其加速度的乘积，所以有：m甲|a甲|m乙|a乙|，解得(2分)(2)在t1时刻，甲、乙两车的速度相等，均为v10 m/s，此时两车相距最近对乙车有：va乙t1(1分)对甲车有：va甲(0.4t1)(1分)可解得t10.3 s(1分)到速度相等时甲车的位移x甲t17.5 m(1分)乙车的位移x乙t11.5 m(1分)两车相距最近的距离为xminx0x乙x甲4.0 m(1分)答案：(1)13(2)4.0 m16导学号：20640194解析：(1)当90时，s11.25 m，v05 m/s(2分)(2)当0时，s01.25 m，a m/s(2分)fmgma(1分)ag(1分)(1分)(3)当斜面倾角为时，有mgsin mgcos ma(1分)s(1分)令tan ，则30s(2分)当60时，s有最小值，smin1.08 m(1分)答案：见解析