高中物理图像法解决物理试题模拟试题 11页

高中物理图像法解决物理试题模拟试题 一、图像法解决物理试题 1．甲、乙两车在平直的公路上向相同的方向行驶，两车的速度 v 随时间 t 的变化关系如图 所示，其中阴影部分面积分别为 S1、S2，下列说法正确的是 A．若 S1=S2，则甲、乙两车一定在 t 2 时刻相遇 B．若 S1>S2，则甲、乙两车在 0-t 2 时间内不会相遇 C．在 t1 时刻，甲、乙两车加速度相等 D．t 1-t 2 时间内，甲车的平均速度 v< 1 2 2 v v 【答案】 D 【解析】 【分析】 速度 -时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，根据图象判断确定何时两车相遇；图象切线 的斜率表示加速度； 【详解】 A、速度 - 时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，则 0-t 2 时间内甲的位移等于乙的位移， 由于甲的初位置与乙的初位置未知，所以无法判断甲、乙两车在 t2 时刻是否相遇，故 A 错 误； B、若 S1>S2，在 0-t 2 时间内甲的位移大于乙的位移，由于甲的初位置与乙的初位置未知， 所以无法判断甲、乙两车在 0-t 2 时间内是否相遇，故 B 错误； C、由图象切线的斜率表示加速度，在 t1 时刻，乙的斜率大于甲的斜率，故乙的加速度大 于甲的加速度，故 C 错误； D、若甲做匀加速直线运动， 0-t2 时间内，甲车的平均速度 1 2 2 v vv甲 ；由速度 - 时间图象 与坐标轴围成的面积表示位移可知，在 0-t 2 时间内，甲车的运动位移小于匀加速直线运动 的位移，所以甲车的平均速度小于 1 2 2 v v ，故 D 正确； 【点睛】 关键是知道速度 -时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，图象切线的斜率表示加速度，平 均速度等于物体其位移与时间的比值． 2．质量为 2kg 的物体在水平面内做曲线运动，已知 x 方向的位移 -时间图像和 y 方向的速 度-时间图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是 A．质点初速度的方向与合外力方向垂直 B．3s 末质点速度大小为 10m/s C．质点的初速度大小为 6m/ s D．质点所受的合外力大小为 2N 【答案】 A 【解析】 【详解】 AC、由图甲可知，质点在 x 方向上的初速度为 12 4m / s 3xv ，沿 x 方向的加速度为 0； y 方向上的初速度为 0，加速度： 2 2m / s m s6 3 2 /a v t ，可知质点的初速度沿 x 方 向，大小为 4m/s ，而加速度沿 y 方向，根据牛顿第二定律可知，质点受到的合外力的方向 沿 y 方向，与初速度的方向垂直， A 正确 C错误； B、质点在 x 轴方向做速度为 4m/s 的匀速直线运动，在 y 轴方向上做初速度为零的匀加速 直线运动，质点的加速度方向沿 y 轴方向， 3s 末沿 y 方向的分速度为 6m/s，所以 3s 末质 点的速度： 2 2 2 2 3 6 4 2 13m / sx yv v v ，B 错误； D、根据牛顿第二定律可知，质点受到的合外力： F=ma=2×2=4N， D 错误． 3．甲、乙两物体在同一直线上，同时由同一位置向同一方向运动，其速度图象如图所示， 下列说法正确的是 ( ) A．20s 末乙追上甲 B．20s 末乙追上甲，且甲、乙速率相等 C．在乙追上甲前， 20s 末时两物体相距最大 D．开始阶段乙跑在甲的前面， 20s 后乙落在甲的后面 【答案】 C 【解析】 【详解】 AB．在第 20s 末两物体速度相等，由图线的 “面积 ”看出，这段时间内甲的位移大于乙的位 移，乙还没有追上甲．故 AB 错误． C．在追上前，速度相等时，相距最远，故 20s 末相距最远，故 C正确； D．开始阶段，甲的速度较大，甲跑在乙的前面， 20s 后，乙的速度较大，甲仍在乙的前 面，直到 40s 末两者相遇．故 D 错误． 故选 C． 【点睛】 此题关键要根据速度大小关系，分析甲乙两物体间距离的变化．两图线的交点表示速度相 等．两物体由同一地点向同一方向作直线运动，当位移相等时两物体相遇． 4．两个质点 A 、 B 放在同一水平面上，由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直 线运动，其运动的 v t 图象如图所示．对 A、 B 运动情况的分析，下列结论正确的是 （ ） A． A、 B 加速时的加速度大小之比为 2 :1， A 、 B 减速时的加速度大小之比为 1:1 B．在 03t t 时刻， A、 B 相距最远 C．在 05t t 时刻， A、 B 相距最远 D．在 06t t 时刻， A 、 B 相遇 【答案】 D 【解析】 【详解】 A、由 v t 图像可知，加速时 A、B 的加速度大小之比为 10：1，减速时 A、B 的加速度大 小之比为 1：1，故 A 错误； BC、由 A、B 的运动关系可知，当 A、B 速度相同时， A、B 间的距离最大，故 B、C 错误； D、由题意可知 A、B 是从同一位置同时开始运动的，由速度一时间图像可以算出运动位 移，可知 06t 时刻， A、B 的位移 0 03A Bx x v t ，因此在此时刻 A、B 相遇，故 D 正确． 故选 D 5．一枚火箭由地面竖直向上发射，其 v–t 图象如图所示，则 A．火箭在 2 3~t t 时间内向下运动 B．火箭能上升的最大高度为 4v1t 1 C．火箭上升阶段的平均速度大小为 2 2 v D．火箭运动过程中的最大加速度大小为 2 3 v t 【答案】 B 【解析】 【详解】 A．在 2 3~t t 时间内火箭的速度为正值，仍在上升 ，故 A 错误 ； B．由图看出，在 30 ~ t 时间内火箭的速度都是正值，说明火箭一直在上升，图线与坐标轴 所围 “面积 ”的大小等于火箭能上升的最大高度，由数学知识得：火箭能上升的最大高度 1 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2 v v v th v t t ， 2 13v v ， 解得 1 14h v t ，故 B 正确 ； C．火箭上升阶段的平均速度大小为 1 1 4 3 3 hv v t ， 故 C 错误 ； D．由图看出，在 2 3~t t 时间内图线的斜率最大，则火箭的加速度最大，最大加速度大小为 2 1 vva t t ， 故 D 错误。 6．从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体 I、II 的速度图象如图所示。在 0~t2 时 间内，下列说法中正确的是：（ ） A．I、II 两个物体所受的合外力都在不断减小 B．I 物体的加速度不断增大， II 物体的加速度不断减小 C．I、 II 两个物体在 t 1时刻相遇 D．物体平均速度的大小： I 物体的大于 1 2+ 2 v v ，II 物体的等于 1 2+ 2 v v 【答案】 D 【解析】 【详解】 AB.速度 -时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，故物体 Ⅰ做加速 度不断减小的加速运动，物体 Ⅱ做加速度不变的减速运动，根据牛顿第二定律可知 . I 物体 所受的合外力都在不断减小， . II 物体所受的合外力合力不变，故 AB 错误； C. 图线与时间轴围成的面积表示对应时间内的位移大小，在 0~t 1 时间内两物体图线与时间 轴围成的面积不相等，说明两物体的位移不相等，而从同一地点同时开始沿同一直线运动 的两个物体，所以 I、II 两个物体在 t1 时刻没有相遇，故 C错误； D. v1 均匀增加到 v2，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于 1 2 2 v v ，所以 Ⅰ 的平均速度大于 1 2 2 v v ，如图所示； II 物体的图像是一条倾斜直线，表示它做匀减速直线 运动，所以 II 物体的等于 1 2+ 2 v v ，故 D 正确。 7．一质量为 2kg 的物体静止在水平桌而上，在水平拉力 F的作用下，沿水平方向运动 2s 后撒去外力，其 v﹣t 图象如图所示，下列说法正确的是（ ） A．在 0～6s 内，物体的位移大小为 12m B．在 2～6s 内，物体的加速度大小为 0.5m/s 2 C．在 0﹣6s 内，摩擦力做的功为﹣ 8J D．在 0～6s 内，摩擦力做的功为﹣ 4J 【答案】 B 【解析】 【详解】 A、根据速度时间图线围成的面积表示位移大小，在 0～6s 内，物体的位移大小为 1 2 6m 6m 2 x ，故选项 A 错误； B、在 2～6s 内，物体的加速度大小为 2Δ 0.5m/s Δ va t ，故选项 B 正确； CD、根据牛顿第二定律得阻力为 2 0.5N 1Nf ma ，在 0～ 6s 内，摩擦力做功为 1 6J 6JfW fx ，故选项 C、D 错误． 8．如图甲、乙所示为某物体在 0～t 时间内运动的 x~t 图线和 v~t 图线，由图可知，在 0～ t 1 时间内 ( ) A．物体做的是曲线运动 B．物体做加速度越来越小的运动 C．图甲中 1 2 t 时刻，图线的斜率为 0 2 v D．x1－x0＞ 0 2 v t1 【答案】 C 【解析】 【详解】 A.x-t 图线和 v-t 图线只能用来描述直线运动；故 A 错误 . B.由乙图可知，物体做加速度恒定的直线运动；故 B 错误 . C.图甲中图象的斜率表示物体运动的速度，由乙图可知，甲图中 1 2 t 时刻，图线的斜率为 0 2 v ；故 C 正确 . D.乙图所围面积表示物体运动的位移，即 x1－x0＞ 0 2 v t1;故 D 错误 . 9．一小球从空中自由下落一段距离后，落入淤泥，落到淤泥底时速度恰好为零，设小球在 淤泥中加速度恒定，则下列 v－t 图象中正确反映小球的运动 (以向下方向为正方向 )的是 ( )． A． B． C． D． 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 B、C、以向下方向为正方向，小球先在空中做自由落体运动，速度为正数越来越大，加速 度为 g，故 B、C 错误 . A、D、进入淤泥后做匀减速运动直到末速度为零，此过程速度为正，加速度为负，故 A 错 误， D 正确 . 故选 D. 【点睛】 注意在速度 -时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，时间轴上方速度是正数，时间轴 下方速度是负数；切线斜率表示加速度，加速度向右上方倾斜，加速度为正，向右下方倾 斜加速度为负，学会作图． 10． 两辆游戏赛车 a、b 在两条平行的直车道上行驶． t=0 时两车都在同一计时线处，此时 比赛开始．它们在四次比赛中的 v t 图如图所示．哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上 了另一辆（ ） A． B． C． D． 【答案】 AC 【解析】 在速度 --时间图象里，图象与横轴所围成的面积表示物体发生的位移．从 A 图中可以看 出，当 t=20s 时，两图象面积相等，此时一辆赛车追上另一辆， A 正确；图中 a 的面积始 终小于 b 的面积，所以不可能追上 ，B 错误；图象也是在 t=20s 时，两图象面积相等，此 时一辆赛车追上另一辆； C 正确；图象中 a 的面积始终小于 b 的面积，所以不可能追上 ，D 错误． 11． 如图所示是甲、乙两质点运动的 v﹣ t 图象，由图线可以判定（ ） A．甲质点的加速度越来越小， t1 时刻两质点速度等大 B．零时刻甲质点的加速度为零 C．在 t1 时刻之前，甲质点的加速度均大于乙质点的加速度 D．在 0﹣t 1 时间内，甲质点的位移大于乙质点的位移 【答案】 AD 【解析】 【详解】 A. 在速度﹣时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，图线的斜率表示加速度，知甲质 点的加速度逐渐减小， t1 时刻两质点速度等大，故 A 项与题意相符； B. 由于在速度﹣时间图象中，切线斜率表示加速度，所以零时刻甲质点的速度为零，但加 速度不为零，故 B 项与题意不相符； C. 在 t1 时刻之前，乙质点的加速度逐渐减小，所以乙质点的加速度一开始小于甲的加速 度，后来大于甲的加速度，故 C 项与题意不相符； D. 在速度﹣时间图象中，图象与坐标轴围成面积代表位移，所以在 0﹣t1 时间内，甲质点 的位移大于乙质点的位移，故 D项与题意相符。 故选： AD。 12． 甲乙两个质量均为 1kg 的物块，在光滑的水平面上分别受到一个水平力作用，由静止 开始加速，甲物块所受的力 F 随时间 t 的变化关系和乙物块所受的力 T 随位移 x 的变化关 系如图所示，当水平力分别按各自的规律从 0 增大到 10N 的过程中，下列说法正确的是 ( ) A．当水平力均为 10N 时，甲和乙的动量均为 10kgm/s B．甲所受力 F 对物块的冲量为 10Ns， 乙所受力 T 对物块所做的功为 10J C．甲在此过程中的位移为 10m D．当水平力均为 10N 时，甲的动能为 50J， 乙的动量为 2 5 /kg m s 【答案】 BD 【解析】 【分析】 【详解】 由甲图可知 ，图线与 t 轴围成的面积表示冲量，则当水平力为 F=10N 时 ，冲量为 1 1 10 2 10 ? 2 2 I Ft N s，根据动理定理 0I P P甲 ，得此时甲的动量为 10 ? /P I kg m s甲 ，则此时甲的速度为 10 /Pv m s m 甲 甲 ，则甲的动能为 2 21 1 1 10 50 2 2kE mv J甲 甲 ，因 F是变力，故无法求出甲运动的位移 ；由乙图可知， 图线与 x 轴围成的面积表示拉力 T 做的功，则当水平力 T=10N 时 ， 则拉力 T做的功为 1 1 10 2 10 2 2 W Tx J ，根据动能定理有： 21 2 W mv乙 ，解得： 2 2 10 2 5 / 1 Wv m s m乙 ，此时乙的动量为 2 5 ? /P mv kg m s乙 ，故 AC错 误 ， BD 正确；故选 BD. 13．如图所示，直线 Ⅰ、Ⅱ分别是电源 1 与电源 2 的路端电压随输出电流变化的特性图 线，曲线 Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线．如果把该小灯泡先后分别与电源 1 和电源 2 单 独连接时，则下列说法正确的是 ( ) A．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 1∶2； B．电源 1 和电源 2 的电动势之比是 1∶1； C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是 1∶2； D．电源 1 和电源 2 的内阻之比是 11∶7． 【答案】 BCD 【解析】 【分析】 【详解】 灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态则连接电源 Ⅰ时，功率 P1=U1I1=15W，电阻 1 1 1 3 5 UR I 连接电源Ⅱ时，功率 P2=U2I2=30W，电阻 2 2 2 5 6 UR I ，所以在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 18∶25；在这两种连接 状态下，小灯泡消耗的功率之比是 1∶ 2，故 A 错误， C正确； U-I 图象的纵轴截距表示电动势，故 E1=E2=10V，故 B 正确． U-I 图象的斜率的绝对值表示内电阻，根据电源 U-I 图线，电源 1 的内阻 1 10 7 r , 电源 1 的内阻 1 10 11 r ，所以电源 1 和电源 2 的内阻之比是 11∶7，故 D 正确． 14． 一物块在空中某位置从静止开始沿直线下落，其速度 v 随时间 t 变化的图线如图所 示．则物块 A．第一个 t0 时间内的位移等于第二个 t 0 时间内的位移 B．第一个 t 0 时间内的平均速度等于第二个 t 0 时间内的平均速度 C．第一个 t0 时间内重力的冲量等于第二个 t0 时间内重力的冲量 D．第一个 t 0 时间内合外力的功大小等于第二个 t 0 时间内合外力的功大小 【答案】 CD 【解析】 【分析】 【详解】 AB．速度时间图象中，图线与横轴围成的面积表示物块的位移；则物块第一个 t0 时间内的 位移小于第二个 t0 时间内位移．据 xv t 得，物块第一个 t 0 时间内的平均速度小于第二个 t 0 时间内的平均速度．故 AB 两项错误． C．冲量 I mgt ，可知第一个 t 0 时间内重力的冲量等于第二个 t0 时间内重力的冲量．故 C 项正确． D．根据动能定理可知，合外力对物块做的功等于动能的改变量．由图知，第一个 t 0 时间 内动能的变化量大小等于第二个 t0 时间内动能的变化量大小，则第一个 t 0 时间内合外力的 功大小等于第二个 t0 时间内合外力的功大小．故 D 项正确． 15． 如图所示为某新型电动汽车试车时的 v-t 图象，则下列说法中正确的是（ ） A．在 0～6 s 内，新型电动汽车做匀变速直线运动 B．在 6～10 s 内，新型电动汽车处于匀速状态 C．在 4 s 末，新型电动汽车向相反方向运动 D．在 t＝12 s 末，新型电动汽车的加速度为－ 1 m/s 2 【答案】 BD 【解析】 【详解】 A、根据速度图象的斜率等于加速度，可知在 0～6 s 内，新型电动汽车的加速度发生了改 变，做的是非匀变速直线运动，故 A 错误 ； B、在 6～10 s 内，新型电动汽车的速度不变，做匀速直线运动，故 B正确； C、在 4 s 末前后，速度一直为正，则知在 4 s 末，新型电动汽车向相同方向运动，故 C 错 误 ； D、在 t=12 s 末 ，新型电动汽车的加速度为 2 20 4 / 1 / 14 10 va m s m s t ，故 D 正 确； 故选 BD。 【点睛】 匀变速直线运动的特点是加速度保持不变，根据速度图象的斜率等于加速度，速度的正负 表示运动方向，分析汽车的运动性质 。