步步高高三物理二轮复习专题七.doc

步步高高三物理二轮复习专题七.doc

《步步高高三物理二轮复习专题七.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《步步高高三物理二轮复习专题七.doc（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

专题定位　本专题主要是解决高中物理的有关图象问题，涉及图象物理意义的理解和应用图象解决问题．《考试大纲》能力要求中明确指出，要求学生具有阅读图象、描述图象、运用图象解决问题的能力．物理图象能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系，是分析物理问题的有效手段之一，是当今高考出题的热点．

高考对本专题考查的内容及命题形式主要有以下几个方面：

①通过对物理过程的分析找出与之对应的图象并描绘出来；②通过对已知图象的分析寻找其内部蕴含的物理规律；③图象的转换——用不同的图象描述同一物理规律或结论；④综合应用物理图象分析解决问题．

应考策略　图象问题的处理有两条途径：

一是根据图象反映的函数关系，找到图象所反映的两个物理量间的关系，分析其物理意义和变化规律．二是既能根据图象的定义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能将实际过程的抽象规律对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断．这样，才抓住了解决图象问题的根本．

1．坐标轴的物理意义

弄清两个坐标轴表示的物理量及单位．注意坐标原点是否从零开始；注意纵轴物理量为矢量情况时，横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示此物理量为负．

2．图线形状

注意观察图象形状是直线、曲线还是折线等，从而弄清图象所反映的两个物理量之间的关系，明确图象反映的物理意义．

3．斜率

图线上某点的斜率表示两物理量增量的比值，反映该点处一个量随另一个量变化的快慢．

几种常见图象斜率的物理意义：

（1）变速直线运动的x－t图象，纵坐标表示位移，横坐标表示时间，因此图线中某两点连线的斜率表示平均速度，图线上某一点切线的斜率表示瞬时速度；

（2）v－t图线上两点连线的斜率和某点切线的斜率，分别表示平均加速度和瞬时加速度；（3）线圈的Φ－t图象（Φ为磁通量），斜率表示感应电动势；（4）恒力做功的W－l图象（l为恒力方向上的位移），斜率表示恒力的大小；（5）沿电场线方向的φ－x图象（φ为电势，x为位移），其斜率的大小等于电场强度；（6）用自由落体运动测量重力加速度实验的v2－h图象（v为速度，h为下落位移），其斜率为重力加速度的2倍．

4．面积的物理意义

图线与横轴所围的面积常代表一个物理量，这个物理量往往就是纵、横轴所表示的物理量的乘积的物理意义．

几种常见图象面积的物理意义：

（1）在直线运动的v－t图象中，图线和时间轴之间的面积，等于速度v与时间t的乘积，因此它表示相应时间内质点通过的位移；

（2）在a－t图象中，图线和时间轴之间的面积，等于加速度a与时间t的乘积，表示质点在相应时间内速度的变化量；（3）线圈中电磁感应的E－t图象（E为感应电动势），图线跟t坐标轴之间的面积表示相应时间内线圈磁通量的变化量；（4）力F移动物体在力的方向上产生一段位移l，F－l图象中图线和l坐标轴之间的面积表示F做的功，如果F是静电力，此面积表示电势能的减小量，如果F是合力，则此面积表示物体动能的增加量；（5）静电场中的E－x图象（E为电场强度，x为沿电场线方向的位移），图线和x坐标轴之间的面积表示相应两点间的电势差．

5．交点、拐点的物理意义

交点往往表示不同对象达到的某一物理量的共同点，如在同一U－I坐标系中，电阻的U－I图线和电源的U－I图线的交点表示两者连成闭合电路时的工作点；拐点既是坐标点，又是两种不同变化情况的交界点，即物理量之间的突变点．

1．公式与图象的转化

要作出一个确定的物理图象，需要得到相关的函数关系式．在把物理量之间的关系式转化为一个图象时，最重要的就是要明确公式中的哪个量是自变量，哪些是常量，关系式描述的是哪两个物理量之间的函数关系，那么这两个物理量就是物理图象中的两个坐标轴．

2．图象与情景的转化

运用物理图象解题，还需要进一步建立物理图象和物理情景的联系，根据物理图象，想象出图象所呈现的物理现象、状态、过程和物理变化的具体情景，因为这些情景中隐含着许多解题条件，这些过程中体现了物理量相互制约的规律，这些状态反映了理论结果是否能与合理的现实相吻合，这些正是“审题”“分析”“审视答案”等解题环节所需要解决的.

题型1　对图象物理意义的理解

例1　甲、乙两车从同一地点沿同一方向做直线运动，其v－t图象如图1所示．关于两车的运动情况，下列说法正确的是 （　　）

图1

A．在t＝1s时，甲、乙相遇

B．在t＝2s时，甲、乙的运动方向均改变

C．在t＝4s时，乙的加速度方向改变

D．在t＝2s到t＝6s内，甲相对乙做匀速直线运动

解析　在t＝1s时，甲、乙速度相等，乙车的位移比甲车的大，选项A错误；t＝2s时，甲、乙两车的速度开始减小，但运动方向不变，选项B错误；乙在2s～6s内加速度都相同，选项C错误；2s～6s内，甲、乙图象的斜率相同即加速度相同，故甲相对乙做匀速直线运动，选项D正确．

答案　D

以题说法　图象问题往往隐含着两个变量之间的关系，因此要通过有关的物理概念和规律建立函数关系，并注意理解其斜率或面积的物理意义．

　（2013·新课标Ⅰ·21）2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功．图2（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t＝0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度—时间图线如图（b）所示．假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m．已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则 （　　）

（a）　　　　　　　　　　　（b）

图2

A．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10

B．在0.4s～2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化

C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5g

D．在0.4s～2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变

答案　AC

解析　由v－t图象中图线与t轴围成的面积，可估算出飞机在甲板上滑行的距离约为103m，即大约是无阻拦索时的，A正确．由题图的斜率可知飞机钩住阻拦索后加速度大约保持在a＝27.6m/s2＞2.5g，故C正确；飞机的速度很大，空气阻力的影响不能忽略，且阻力随速度的减小而减小，所以要保持加速度不变，阻拦索的张力要逐渐减小，B错误；由P＝Fv知，阻拦索对飞机做功的功率逐渐减小，故D错误．

题型2　图象选择问题

例2　一小球自由下落，与地面发生碰撞，原速率反弹．若从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力．则下列图中能正确描述小球位移x、速度v、动能Ek、机械能E与时间t关系的是 （　　）

解析　小球自由下落，做初速度为零的匀加速运动；与地面发生碰撞，原速率反弹，做竖直上抛运动，速度图象B正确；小球下落时，速度与时间成正比，位移和动能都与时间的二次方成正比，位移图象A、动能图象C均错误；机械能保持不变，机械能图象D正确．

答案　BD

以题说法　此类问题应根据物理情景，找出两个物理量间的变化关系，寻求两物理量之间的函数关系，然后选择出正确的图象；若不能找到准确的函数关系，则应定性判断两物理量间的变化关系，特别要注意两种不同变化的交界点，对应图象中的拐点．

　如图3所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为H.已知斜面倾角为α，斜面与滑块间的动摩擦因数为μ，且μ

图3

答案　D

解析　滑块机械能的变化量等于除重力外其余力做的功，故滑块机械能的减小量等于克服阻力做的功，故上行阶段：

E＝E0－F阻，下行阶段：

E＝E0′－F阻，故B错误；动能的变化量等于外力的总功，故上行阶段：

－mgh－F阻＝Ek－E0，下行阶段：

mgh－F阻＝Ek－E0′，C错，D对；上行阶段：

Ep＝mgh，下行阶段：

Ep＝mgh，A错误．

　如图4所示，A、B为两个等量正点电荷，O为A、B连线的中点．以O为坐标原点、垂直AB向右为正方向建立Ox轴．下列四幅图分别反映了在x轴上各点的电势φ（取无穷远处电势为零）和电场强度E的大小随坐标x的变化关系，其中正确的是

（　　）

图4

答案　C

解析　在两个等量正点电荷连线的垂直平分线上，O点电势最高，由于为非匀强电场，选项A、B关于电势的图线错误．O点电场强度为零，无穷远处电场强度为零，中间有一点电场强度最大，所以电场强度E的大小随坐标x的变化关系正确的是C.

题型3　图象变换问题

例3　如图5甲所示，在圆形线框区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里．若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线是 （　　）

图5

解析　圆形线框内，从t＝0时刻起磁感应强度均匀增大，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知，此过程产生恒定的感应电动势和感应电流，磁感应强度增大到最大后开始均匀减小，产生与前面过程中方向相反的恒定的感应电动势和感应电流；由楞次定律可知，在前半段时间产生的感应电流方向为逆时针方向，为正值；后半段时间产生的感应电流方向为顺时针方向，为负值，所以感应电流I随时间t的变化图线是A.

答案　A

以题说法　对于图象变换问题，应注意划分不同的时间段或者运动过程，逐个过程画出与之对应的图象．有时图象间具有某种关系，如本题中B－t图象的斜率表示单位面积内感应电动势的大小，其与电流大小成正比，找到这个关系后就可以很容易的找到正确选项．

　光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力F作用开始运动，拉力随时间变化的图象如图6所示，用Ek、v、x、P分别表示物体的动能、速度、位移和水平拉力的功率，下列四个图象中分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，正确的是

（　　）

图6

答案　BD

解析　物体在水平拉力F作用下，做匀加速直线运动，选项B正确；其位移x＝at2，选项C错误；由动能定理，Fx＝F·at2＝Ek，选项A错误；水平拉力的功率P＝Fv，选项D正确．

题型4　图象作图问题

例4　如图7甲所示，水平地面上有一块质量M＝1.6kg，上表面光滑且足够长的木板，受到大小F＝10N、与水平方向成37°角的拉力作用，木板恰好能以速度v0＝8m/s水平向右匀速运动．现有很多个质量均为m＝0.5kg的小铁块，某时刻在木板最右端无初速度地放上第一个小铁块，此后每当木板运动L＝1m时，就在木板最右端无初速度地再放上一个小铁块．取g＝10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，求：

甲　　　　　　　　　　乙

图7

（1）木板与地面间的动摩擦因数μ；

（2）第一个小铁块放上后，木板运动L时速度的大小v1；

（3）请在图乙中画出木板的运动距离x在0≤x≤4L范围内，木板动能变化量的绝对值|ΔEk|与x的关系图象（不必写出分析过程，其中0≤x≤L的图象已画出）．

解析　

（1）对木板受力分析，由平衡条件

Fcos37°＝μ（Mg－Fsin37°）

解得木板与地面间的动摩擦因数μ＝0.8.

（2）第一个小铁块放上后，对木板由动能定理有

Fcos37°L－μ（Mg＋mg－Fsin37°）L＝Mv－Mv

化简得：

－μmgL＝Mv－Mv

解得木板运动L时速度的大小

v1＝＝m/s

（3）木板动能变化量的绝对值|ΔEk|与x的关系图象如图所示．

答案　

（1）0.8　

（2）m/s　（3）见