1、专题九物理图像【测控导航】考点题号(难易度)1.选择类图像1(中)、6(中)、9(中)2.信息类图像2(易)、3(易)、4(易)、7(易)、10(难)、12(难)3.规律类图像5(中)、8(中)4.描点作图像11(中)1.(2013四川凉山州二模)如图所示,A、B、C是三个物体同时同地开始运动的位移时间图像,在时间t0内下列说法正确的是(B) A.A、C做曲线运动,B做直线运动B.A、B、C都是直线运动,平均速度相等C.A的路程最长,B的路程比C的路程短D.A做减速运动,B做匀速运动,C做加速运动解析:由于A、B、C三个物体的位移均沿x轴正方向,运动方向相同,均做直线运动,则选项A、C错误;t
2、0时刻三个物体处在同一位置,即相同时间内位移相同,平均速度相同,选项B正确;由xt图线与速度关系可知B做匀速运动,C做加速运动,A先做减速运动后做反向加速运动,选项D错误.2.(2013山东省青岛市高三第二次模拟)在平直公路上有甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿着同一方向做匀加速直线运动,它们速度的平方随位移变化的图像如图所示,则(ABD) A.甲车的加速度比乙车的加速度大B.在x=0.5 m处甲乙两车的速度相等C.在x=0.5 m处甲乙两车相遇D.在t=2 s末甲乙两车相遇解析:根据速度位移关系公式v2-=2ax得,v2=2ax+,两图线的斜率k=2a,由此知a甲=2 m/s2,a乙=1 m/s
3、2,则甲车的加速度比乙车的加速度大,故选项A正确.由图看出,在0.5 m位置甲、乙两车速率的平方相同,则两车的速度大小相等,故选项B正确;根据公式x=t得两车经过0.5 m位置时位移x相同,速度v相同,而乙的初速度大于零,则乙运动时间小于甲运动时间,故两车位移达到0.5 m所用的时间不相等,选项C错误.由x=v0t+at2可知甲的位移时间关系为x=t2,乙的位移时间关系为x=+t,将t=2 s代入可知选项D正确.3.(2013山东省济宁市高三第二次模拟)质量为50 kg的人站在电梯内随电梯竖直方向运动,某一过程的vt图像如图所示,(取向上为正方向)下列判断正确的是(BD) A.在t=1 s时,
4、人的加速度为零B.0 3 s时间内,人处于超重状态C.4 6 s时间内,人的平均速度为2 m/sD.3 7 s时间内,人所受合力做功的平均功率为100 W解析:由图像可知,01 s,人向下做匀减速运动,1 s时速度减为0;13 s向上做匀加速运动;35 s向上匀速运动;56 s向上做匀减速运动,6 s时刻速度减为0;67 s向下运动,速度先增大后减小.综上分析,可知03 s内人的加速度竖直向上,则选项A错误,B正确;由图线围成的面积等于位移的大小,可知46 s时间内,人的位移大小为6 m,故平均速度为3 m/s,选项C错误;由动能定理可知3 7 s时间内,人所受合力做的功等于动能的变化,即等于
5、400 J,故合力做功的平均功率为100 W.选项D正确.4.(2013四川省宜宾市二诊)在如图(甲)所示的电场中,一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,则它运动的vt图像是图(乙)中的(B) 解析:负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,所受电场力逐渐增大,加速度逐渐增大,则它运动的vt图像是图(乙)中的B.5.(2013贵州六校联考)在边长为L的等边三角形区域abc内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,一个边长也为L的等边三角形导线框def在纸面上以某一速度向右匀速运动,底边ef始终与磁场的底边界bc在同一直线上,如图所示.取沿顺时针的电流
6、方向为正,在导线框通过磁场的过程中,其感应电流随时间变化的图像是(f与b重合时开始计时)(B)解析:三角形导线框def右侧进入磁场切割磁感线的过程中,根据右手定则可知,电流方向为顺时针即为正方向,当两等边三角形完全重合时,产生的感应电流达到最大值.而后导线框左侧切割磁感线,根据右手定则可知,此时电流方向为负,由于导线框匀速通过磁场区域,切割磁感线的有效长度先均匀增加,后又均匀减小,因此产生的感应电动势和电流先均匀增加,后又均匀减小,由此可知选项B正确.6.(2013湖北百校联考第二次考试)如图所示,甲是一个带正电的小物块,乙是一个不带电的足够长的绝缘板,甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地板上,地
7、板上方有方向垂直纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力F拉乙使之开始运动,观察到甲、乙之间发生了相对滑动,则在较长的观察时间内,能较准确反应两者运动情况的vt图像是(A)解析:随着甲速度的增大,甲对乙的摩擦力越来越大,所以开始阶段甲的加速度越来越大,乙的加速度越来越小,当甲、乙的速度相等时,甲、乙之间的摩擦力变为静摩擦力,甲、乙以相同的加速度做匀加速运动,即选项A正确.7.一矩形线圈abcd位于一随时间t变化的磁场内,设磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里为正,如图(甲)所示,磁感应强度B随t的变化规律如图(乙)所示,用i表示线圈中的感应电流(规定图(甲)中线圈上箭头所示方向的电流为正),用F表示
8、cd边所受的安培力(规定cd边所受的安培力方向向右为正),则图(丙)中正确的是(AD)解析:由图(乙)知,在第1 s内线圈内的磁场方向垂直纸面向外,且大小在均匀减小,由楞次定律知,感应电流方向为逆时针方向,与正方向相反,同理依次判断出第2 s、第3 s、第4 s内感应电流的方向;由图(乙)知,4 s内磁场变化率相等,产生的感应电流大小相等,选项A正确、B错误;由题意知,前2 s内线圈内的电流相同,但因原磁场大小方向在变化,在第1 s内线圈内的磁场方向垂直纸面向外,且大小在均匀减小,cd边电流方向为cd,由左手定则知,cd边受水平向右的安培力,为正方向,由F=BIL知,大小均匀减小,同理可判断其
9、他时间内的安培力,选项C错误、D正确.8.(2013河南郑州高三第二次调研)如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上.t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则(BD)A.t1时刻小球的速度为零B.t2t3这段时间内,小球的动能先增加后减少C.t2时刻小球的加速度为零D.t2t3这段时间内,小球的动能与重力势能之和在增加解析:小球从高处下落,接触弹簧后弹力逐渐增大,速度减为
10、零时弹簧的压缩量最大,所以t1时刻小球刚接触弹簧,速度不为零,选项A错误;t2时刻弹力最大,小球的加速度向上,选项C错误;t2t3时间内,小球先向上加速后向上减速,弹簧的弹力等于重力时速度达到最大值,因弹性势能逐渐减小,弹性势能转化为小球的机械能,故小球的动能和势能之和在增加,选项B、D正确.9.(2012大连模拟)一辆汽车在平直的公路上从静止运动,先后经历匀加速、匀速、匀减速直线运动最后停止.从汽车启动开始计时,下表记录了汽车某些时刻的瞬时速度,根据数据可判断出汽车运动的vt图像是(C)时刻/s1.02.03.05.07.09.510.5速度/(ms-1)3.06.09.012129.03.
11、0解析:由记录的数据可知,4 s时汽车速度即达12 m/s,因此匀加速阶段为04.0 s,而匀减速过程中9.5 s10.5 s,速度减小6 m/s,则由12 m/s变为9.0 m/s的时间为0.5 s,由此可知,汽车9.0 s时开始减速,那么汽车做匀速运动的时间为4.0 s9.0 s,故选项C正确.10.(2013四川乐山二模)用一水平力F拉静止在水平面上的物体,在F从0开始逐渐增大的过程中,加速度a随外力F变化的图像,如图所示,g=10 m/s2,水平面各处粗糙程度相同,则由此可以计算出(ABD) A.物体与水平面间的最大静摩擦力B.物体与水平面间的动摩擦因数C.外力F为12 N时物体的速度
12、D.物体的质量解析:设物体质量为m,最大静摩擦力(即滑动摩擦力)为Ffm,由牛顿第二定律和aF图像可得12-Ffm=5m、6-Ffm=0.4 m,由此可求得Ffm、m,而Ff=Ffm=mg,则可求得,故选项A、B、D正确,由于物体做加速度增大的加速运动,题中条件无法求出F=12 N时物体的速度,选项C错误.11.(2013山西大同一中四诊试题)某同学利用图(甲)的实验装置验证机械能守恒定律,弧形轨道末端水平,离地面高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足怎样的关系(用H、h表示).(2)该同学实验测量得到几
13、组数据,如表所示:h(10-1 m)2.003.004.005.006.00s2(10-1m2)2.623.895.206.537.78请在图(乙)的坐标纸上作出s2h关系图.(3)对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率比理论值偏大还是偏小?解析:(1)钢球从释放到轨道最低点的过程中,满足mgh=m,钢球平抛过程中H=gt2,s=v0t,由此可得s2=4Hh.(2)由表中数据在s2h坐标系中描点,画出图线,其图像如图所示.(3)根据s2h图像中理论结果与实验结果比较,同一高度时,实验结果对应的s2值偏小,说明其水平抛出的速率比理论值偏
14、小.答案:(1)s2=4Hh(2)见解析(3)偏小12.如图(甲)所示,倾斜放置的光滑平行导轨,长度足够长,宽度L=0.4 m,自身电阻不计,上端接有R=0.2 的定值电阻,在导轨间MN虚线以下的区域存在方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=0.5 T的有界匀强磁场,MN虚线到磁场的下边界的距离为28 m.在MN虚线上方垂直导轨放有一根电阻r=0.1的金属棒.现将金属棒无初速度释放,其运动时的vt图像如图(乙)所示.重力加速度取g=10 m/s2.(1)求斜面的倾角和金属棒的质量m(保留三位有效数字)(2)在磁场中运动的整个过程中定值电阻R上产生的热量Q是多少?解析:(1)在02 s时间内,金属棒未进入磁场,根据牛顿第二定律有mgsin =ma,即a=gsin 由图像知a=m/s2=6 m/s2解得:=37在t=5 s之后金属棒做匀速运动,且v=6 m/s,金属棒受力平衡.感应电动势E=BLv感应电流I=则mgsin =BIL解得:m=kg0.133 kg.(2)末速度v2=6 m/s,金属棒进磁场前的位移是12 m,整个过程金属棒位移s=40 m由能量关系有:mgssin =Q总+m得Q总29.5 J故电阻R上的热量Q=Q总,代入数据得Q19.7 J.答案:(1)370.133 kg(2)19.7 J