高中物理聚焦选择题考法之物理图像问题Word文档格式.docx

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x甲＝

a甲t

＝45m，x乙＝v0t3＋

a乙t

＝52.5m，由于t＝3s时两车并排行驶，说明t＝0时甲车在乙车前，Δx＝x乙－x甲＝7.5m，选项B正确；

t＝1s时，甲车的位移为5m，乙车的位移为12.5m，由于甲车的初始位置超前乙车7.5m，则t＝1s时两车并排行驶，选项A、C错误；

甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5m－12.5m＝40m，选项D正确。

3．[多选]（2013·

全国Ⅰ卷T19）如图，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置－时间（xt）图线。

由图可知（　　）

A．在时刻t1，a车追上b车

B．在时刻t2，a、b两车运动方向相反

C．在t1到t2这段时间内，b车的速率先减少后增加

D．在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a车的大

选BC　从xt图象可以看出，在t1时刻，b车追上a车，选项A错误；

在t2时刻，b车运动图象的斜率为负值，表示b车速度反向，而a车速度大小和方向始终不变，故选项B正确；

从t1时刻到t2时刻，b车运动图象斜率的绝对值先减小至零后增大，反映了b车的速率先减小至零后增加，选项C正确，D错误。

4．[多选]（2017·

全国Ⅲ卷T20）一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。

F随时间t变化的图线如图所示，则（　　）

A．t＝1s时物块的速率为1m/s

B．t＝2s时物块的动量大小为4kg·

m/s

C．t＝3s时物块的动量大小为5kg·

D．t＝4s时物块的速度为零

选AB　方法一：

根据Ft图线与时间轴围成的面积的物理意义为合外力F的冲量，可知在0～1s、0～2s、0～3s、0～4s内合外力冲量分别为2N·

s、4N·

s、3N·

s、2N·

s，应用动量定理I＝mΔv可知物块在1s、2s、3s、4s末的速率分别为1m/s、2m/s、1.5m/s、1m/s，物块在这些时刻的动量大小分别为2kg·

m/s、4kg·

m/s、3kg·

m/s、2kg·

m/s，则A、B正确，C、D错误。

方法二：

前2s内物块做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a1＝

＝

m/s2＝1m/s2，t＝1s时物块的速率v1＝a1t1＝1m/s，A正确；

t＝2s时物块的速率v2＝a1t2＝2m/s，动量大小为p2＝mv2＝4kg·

m/s，B正确；

物块在2～4s内做匀减速直线运动，加速度的大小为a2＝

＝0.5m/s2，t＝3s时物块的速率v3＝v2－a2t3＝（2－0.5×

1）m/s＝1.5m/s，动量大小为p3＝mv3＝3kg·

m/s，C错误；

t＝4s时物块的速率v4＝v2－a2t4＝（2－0.5×

2）m/s＝1m/s，D错误。

5．[多选]（2017·

全国Ⅰ卷T20）在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。

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φa已在图中用坐标（ra，φa）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W

、W

和W

下列选项正确的是（　　）

A．Ea∶Eb＝4∶1　　　　　　B．Ec∶Ed＝2∶1

C．W

∶W

＝3∶1D．W

＝1∶3

选AC　设点电荷的电荷量为Q，根据点电荷电场强度公式E＝k

，ra∶rb＝1∶2，rc∶rd＝3∶6，可知，Ea∶Eb＝4∶1，Ec∶Ed＝4∶1，选项A正确，B错误；

将一带正电的试探电荷由a点移动到b点做的功W

＝q（φa－φb）＝3q（J），试探电荷由b点移动到c点做的功W

＝q（φb－φc）＝q（J），试探电荷由c点移动到d点做的功W

＝q（φc－φd）＝q（J），由此可知，W

＝3∶1，W

＝1∶1，选项C正确，D错误。

6．[多选]（2017·

全国Ⅲ卷T21）一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。

下列说法正确的是（　　）

A．电场强度的大小为2.5V/cm

B．坐标原点处的电势为1V

C．电子在a点的电势能比在b点的低7eV

D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV

选ABD　ac垂直于bc，沿ca和cb两方向的场强分量大小分别为E1＝

＝2V/cm、E2＝

＝1.5V/cm，根据矢量合成可知E＝2.5V/cm，A项正确；

根据在匀强电场中平行线上等距同向的两点间的电势差相等，有φ0－φa＝φb－φc，得φ0＝1V，B项正确；

电子在a、b、c三点的电势能分别为－10eV、－17eV和－26eV，故电子在a点的电势能比在b点的高7eV，C项错误；

电子从b点运动到c点，电场力做功W＝（－17＋26）eV＝9eV，D项正确。

7．[多选]（2017·

全国Ⅱ卷T20）两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。

边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。

已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场。

线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。

A．磁感应强度的大小为0.5T

B．导线框运动速度的大小为0.5m/s

C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外

D．在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N

选BC　由题图（b）可知，导线框运动的速度大小v＝

m/s＝0.5m/s，B项正确；

导线框进入磁场的过程中，cd边切割磁感线，由E＝BLv，得B＝

T＝0.2T，A项错误；

由题图（b）可知，导线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，根据楞次定律可知，磁感应强度方向垂直于纸面向外，C项正确；

在0.4～0.6s这段时间内，导线框正在出磁场，回路中的电流大小为I＝

A＝2A，则导线框受到的安培力大小为F＝BIL＝0.2×

2×

0.1N＝0.04N，D项错误。

8．（2015·

全国Ⅱ卷T17）一汽车在平直公路上行驶。

从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。

假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。

下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是（　　）

选A　由Pt图象知：

0～t1内汽车以恒定功率P1行驶，t1～t2内汽车以恒定功率P2行驶。

设汽车所受牵引力为F，则由P＝Fv得，当v增加时，F减小，由a＝

知a减小，又因速度不可能突变，所以选项B、C、D错误，A正确。

9．（2014·

全国Ⅰ卷T18）如图（a），线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图（b）所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是（　　）

选C　根据题图（b）可知：

cd两端在0～0.5产生恒定的电压，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量均匀变化，即

恒定不变且不为零，故选项C正确，A、B、D错误。

题型

（一）图象信息类

高考定位：

常考题型

解题关键：

关键是根据图象结合题干找到各个选项需要的解题信息

[必备知能]

1．明确五类图象

运动学图象

xt图象、vt图象

动力学图象

Ft图象、at图象

Fx图象、Wl图象

电场类图象

φx图象、Ex图象

电磁感应类图象

Bt图象、Φt图象

it图象、Et图象

原子物理学图象

Ucν图象、Ekν图象

2．读图六点关注

（1）坐标轴：

弄清两个坐标轴表示的物理量。

注意坐标原点是否从零开始；

注意纵轴物理量为矢量时，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）斜率的意义：

图线某点的斜率表示一个物理量随另一个物理量的变化率，大小等于两个物理量增量的比值。

xt图象

xt图象中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的瞬时速度。

vt图象中两点连线的斜率表示这段时间内的平均加速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的加速度

Wl图象

Wl图象的斜率表示外力的大小

φx图象

φx图象的斜率表示电场强度的大小

Φt图象

Φt图象的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小

（4）面积的意义：

图线与横轴所围的面积常代表一个物理量，这个物理量往往表示纵、横坐标所表示的物理量的乘积的物理意义。

vt图象

vt图象与t轴所围面积表示这段时间内质点的位移

at图象

at图象与t轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化

Fx图象

Fx图象与x轴所围面积表示这段位移内力F所做的功

Ex图象

Ex图象与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差

it图象

it图象与t轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量

（5）交点、拐点的意义：

经常是解答问题的突破点，需要根据图象信息具体分析。

①图线与坐标轴的交点坐标的含义与图象有关，如xt图线与x轴交点纵坐标表示开始计时的位置，而vt图线与v轴交点的纵坐标表示质点的初速度。

②拐点表示图象的斜率大小或方向发生突变。

③同一坐标系中不同图象的交点表示具有相同的物理量，如xt图线交点表示此刻相遇（在同一位置），vt图线的交点表示此刻物体速度相同。

（6）坐标单位和数量级：

在识图和用图时，一定要看清坐标轴的单位和数量级，如m、cm、×

10－3m等。

[典例示法]

[例1]　（2017·

南平普通高中检测）用如图甲所示的装置研究光电效应现象。

闭合电键S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。

图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为（a,0），与纵轴的交点坐标为（0，－b），下列说法中正确的是（　　）

A．普朗克常量为h＝

B．断开电键S后，电流表G的示数不为零

C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大

D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变

[解析]　由爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋Ek，变形得Ek＝hν－W0，可知题图乙图线的斜率为普朗克常量，即h＝

，故A错误；

断开电键S后，初动能大的光电子，也可能到达阳极，所以电流表G的示数不为零，故B正确；

只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与照射光的强度无关，故C错误；

保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G的示数要减小，故D错误。

[答案]　B

1．该类问题一般是对某一物理情景给出某一物理量的具体变化图象，由图象提取相关信息从而做出分析解答。

2．解决此类问题时要根据物理情景中遵循的规律，由图象提取信息和有关数据，根据对应的规律或公式做出正确的解答。

[演练冲关]

1.[多选]在x轴上存在一水平方向的电场，一质量m＝2kg的带电小球只在电场力的作用下，沿光滑绝缘的水平面从x0＝7m处开始以初速度v0＝2m/s向x轴负方向运动。

小球电势能Ep随位置x的变化关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．在x0＝7m处电场强度为零

B．在x＝4m处电场强度为零

C．小球运动的范围为x≥1m且小球可以通过x＝9m处

D．小球运动的最大速度vm＝2

m/s

选BCD　由Ep＝qφ，电场力F＝q

，则电场强度E＝

，由题图可得，在x0＝7m处，

>

0，即电场强度E≠0，在x＝4m处，

＝0，即电场强度E＝0，A错误，B正确；

小球的初动能为Ek＝

mv

＝4J，在x0＝7m处时，小球的电势能为0，故在此处时小球的总能量E＝Ep＋Ek＝4J，故小球向左最远运动到x＝1m处，向右运动到x＝9m处时小球的电势能为2J，故小球可以通过x＝9m处，C正确；

由题图可知，在x＝4m处时小球的电势能最低，电势能最多减小4J，故动能最多增加4J，则有ΔEkm＝

－

，解得最大速度vm＝2

m/s，D正确。

2.在研发无人驾驶汽车的过程中，对比甲、乙两车的运动，两车在计时起点时刚好经过同一位置并沿同一方向做直线运动，它们的速度随时间变化的关系如图所示，由图可知（　　）

A．任何时刻甲车的加速度大小都不为零

B．在t＝3s时，两车第一次相距最远

C．在t＝6s时，两车又一次经过同一位置

D．甲车在t＝6s时的加速度与t＝9s时的加速度相同

选B　根据速度—时间图象的斜率等于加速度可知，甲车的加速度大小可以为零，A错误；

在前3s内，甲车的速度比乙车的大，两车出发点相同，则甲车在乙车的前方，两车间距逐渐增大，3～6s内，乙车的速度比甲车的大，两车间距逐渐减小，所以在t＝3s时，两车第一次相距最远，B正确；

根据图线与时间轴所围的面积表示位移可知，前6s内，乙车的位移比甲车的大，则在t＝6s时，两车不在同一位置，C错误；

根据图象的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向，可知甲车在t＝6s时的加速度与t＝9s时的加速度不同，D错误。

题型

（二）图象选择类

关键是能够把某一物理过程转化为物理图象

[例2]　如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙斜面上，水平面的右端与此斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同，弹簧一端固定在墙上。

物块由静止释放，从斜面运动到水平面上，压缩弹簧到最短的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E，物块通过的路程为s。

不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是（　　）

[解析]　由滑动摩擦力产生的热量为Q，根据功能关系得，在斜面上有Q1＝μmgcosθ·

s1，在平面上有Q2＝μmgs2，由数学知识可知Qs图象的斜率表示摩擦力大小，所以图象为两段倾斜直线，且第一段斜率小于第二段斜率，A、B错误；

物块从斜面运动到水平面的过程中，摩擦力做负功，系统机械能减小，系统机械能的减小量转化为产生的热量，且物块在斜面上受到的摩擦力小于在水平面上受到的摩擦力，所以Es图象为两段倾斜直线，且第一段斜率绝对值小于第二段斜率绝对值，C正确，D错误。

[答案]　C

1．此类问题应根据物理情景，找出两个物理量的变化情况，寻求两物理量之间的函数关系，然后选择正确的图象。

2．若不能求出准确的函数关系，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，即对应图象中的拐点。

3．（2018届高三·

日照联考）如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形abcd磁场区域，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，选项图中关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是（规定电流从M经R到N为正方向，安培力向左为正方向）（　　）

选A　导体棒在磁场的左半区域时，根据右手定则，通过导体棒的电流方向向上，电流从M经R到N为正值，且逐渐变大，导体棒在右半区域时，根据右手定则，通过导体棒的电流方向向下，电流为负值，且逐渐减小，且满足经过ac时感应电流大小突然加倍，A正确，B错误；

第一段时间内安培力大小F＝BIL＝

∝t2，第二段时间内F′＝2BI′L′＝

，F′逐渐减小，由左手定则及两段时间内电流的方向可得，导体棒所受安培力方向均为水平向左，C、D错误。

4．如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。

左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化。

规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压uab为正，下列uabt图象可能正确的是（　　）

选C　由题图乙知，0～0.25T0，外圆环电流逐渐增大且

逐渐减小，根据安培定则，外圆环内部磁场方向垂直纸面向里，磁场逐渐增强且

逐渐减小，根据楞次定律知内圆环a端电势高，所以uab＞0，根据法拉第电磁感应定律uab＝

知，uab逐渐减小；

t＝0.25T0时，

＝0，所以

＝0，uab＝0；

同理可知0.25T0＜t＜0.5T0时，uab＜0，且|uab|逐渐增大；

0.5T0～T0内重复0～0.5T0的变化规律。

故选项C正确。