高考物理图像法解决物理试题的基本方法技巧及练习题及练习题

高考物理图像法解决物理试题的基本方法技巧及练习题及练习题
一、图像法解决物理试题
1．图甲为某电源的U I -图线，图乙为某小灯泡的U I -图线，则下列说法中正确的是（ ）
A ．电源的内阻为5Ω
B ．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W
D ．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.4W
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．根据闭合电路欧姆定律变形：
U E Ir =-
可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为：
1.5V E =
内阻为：
1.0 1.5
5ΩΩ0.33
r -== A 错误；
B ．根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得：
U R I
= 可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B 错误；
C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起：
两U I -曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数：
0.125V U ≈
0.28A I ≈
所以，小灯泡的功率为：
0.1250.28W 0.035W P UI ==⨯≈
C 错误；
D ．回路中的总功率为：
1.50.28W 0.42W P EI ==⨯≈总
D 正确。

故选D 。

2．甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动，它们的v-t 图像如图所示。

下列判断不正确的是
A ．乙车启动时，甲车在其前方50m 处
B ．乙车超过甲车后，两车不会再相遇
C ．乙车启动10s 后正好追上甲车
D ．运动过程中，乙车落后甲车的最大距离为75m
【答案】C
【解析】
【详解】
A 、根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移，可知乙在10t s =时启动，此时甲的位移为11010502
x m m =⨯⨯=，即甲车在乙前方50m 处，故选项A 正确； B 、乙车超过甲车后，由于乙的速度大，所以不可能再相遇，故选项B 正确； C 、由于两车从同一地点沿同一方向沿直线运动，当位移相等时两车才相遇，由图可知，乙车启动10s 后位移小于甲的位移，还没有追上甲，故选项C 错误；
D 、当两车的速度相等时相遇最远，最大距离为：
()11515101057522
max S m m m =⨯+⨯-⨯⨯=，故选项D 正确； 不正确的是选选项C 。

3．平直马路上有同方向前后行驶的电车a 和汽车b ，它们的v －t 图象如图所示。

当t ＝10s 时，两车刚好相遇，由图可知
A ．开始时电车a 在前汽车b 在后
B ．开始时两车相距25m
C ．t ＝20s 时两车相距50 m
D ．t ＝10s 后两车还会再相遇
【答案】B
【解析】
【详解】
A.从图像可以看出在前10s 内a 图像包围的面积大于b 图像包围的面积，故一开始a 在后b 在前，故A 错误；
B.图像包围的面积代表各自运动走过的位移，所以两者一开始相距的距离为
151025m 2
s =⨯⨯=，故B 正确； C.从面积上可以看出t ＝20s 时两车相距25m ，故C 错误；
D. t ＝10s 后，b 的速度一直大于a 的速度，所以两车不会再相遇，故D 错误
4．质点做直线运动的速度﹣时间图象如图所示，该质点（ ）
A ．第1 s 内和第3 s 内质点的速度不断增大，加速度不断减小
B ．前1 s 内和前3 s 内质点运动的路程相同
C ．物体在1 s ，3 s 时质点的运动方向发生变化
D ．第2秒末和第4秒末质点的位置相同
【答案】A
【解析】
【分析】
根据速度图象能直接读出速度的变化，根据速度图象的斜率分析加速度的变化．根据图象与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移，分析位移，从而确定出路程关系．速度的正负表示速度的方向．根据位移关系分析质点位置关系．
【详解】
A项：第1 s内质点的速度不断增大，根据速度图象的斜率表示加速度，知加速度不断减小．第3 s内质点的速度沿负方向不断增大，加速度不断减小，故A正确．
B项：只要质点在运动，其运动的路程就在增大，所以前1 s内的路程小于前3 s内的路程，故B错误．
C项：根据速度的正负表示质点的运动方向，知物体在1 s，3 s时质点的运动方向均没有发生变化，故C错误．
D项：根据图象与时间轴围成的面积大小等于位移，知0﹣2s内的位移大于0，0﹣4s内的位移为0，所以第2秒末和第4秒末质点的位置不同，故D错误．
故选A．
【点睛】
本题的关键要理解速度图象的物理意义，知道图象的斜率表示加速度，面积表示位移，要注意位移的正负．
5．A、B两个物体在同地点，沿同一直线上做匀变速直线运动，它们的速度图象如图所示，则( )
A．A、B两物体运动方向一定相反
B．开头4s内A、B两物体的位移相同
C．A物体的加速度比Ｂ物体的加速度大
D．t=4s时，A、B两物体的速度相同
【答案】D
【解析】
由图像知Ａ、Ｂ两物体速度为正，表明运动方向均与正方向相同，A错．Ａ、Ｂ两个物体在同地点出发，由图像与横轴包围面积可知，开头４s内Ａ、物体的位移比Ｂ的小，B 错．速度图象斜率表示加速度，B的斜率大于A，所以Ａ物体的加速度比Ｂ物体的加速度小，C错．t=４s时，Ａ、Ｂ两物体的速度相同，D对．
6．a、b两车在相部的两平行直车道上同向行驶，其v-t图象如图所示．已知t＝1s时两车并排行驶，不考虑两车道间的距离，则
A．t＝0时，b车在a车后
B．t＝2s时，a、b两车相距2.5m
C．t＝4s时，a、b两车并排行驶
D．a、b两车两次并排行驶的位置间距为40m
【答案】B
【解析】
【详解】
A．由图象可知，0-1s内a车的位移为
x a=10×1m=10m；b车的位移为
x b=1
2
×5×1m=2.5m
两车在t=1s时并排行驶，所以在t=0时，b车在a车前7.5m，故A错误．
C．根据“面积”表示位移，由几何知识可知，1-3s内a、b两车通过的位移相等，而两车在t=1s时并排行驶，所以两车在t=3s时也并排行驶，故C错误．
B．1s到2s，两车的位移之差为：
1
51m=2.5m
2
x∆=⨯⨯
则t＝2s时，a、b两车相距2.5m，选项B正确；
D．102m=20m
x=⨯，即a、b两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为
20m，故D错误．
故选B．
【点睛】
本题是速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，同时要把握相遇的条件，如位移关系．
7．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．
8．如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg 的物体在F 作用下由静止开始向上做匀加速运动。

其速度随时间的变化关系如图乙所示。

由此可知(g 取10m/s 2)
A ．物体加速度大小为lm/s 2
B ．F 的大小为21N
C ．4s 末力F 的功率大小为21W
D ．4s 内F 做的功为84J
【答案】D
【解析】
【详解】
A.根据速度时间图线的斜率表示加速度，则知物体的加速度为：
222m/s 0.5m/s 4
v a t =
== 故A 错误。

B.对物体，根据牛顿第二定律得： 2F-mg=ma
解得：
()()2100.5N 10.5N 22
m g a F +⨯+===
故B 错误；
C. 4s 末F 作用点的速度为：
v 2=2v =4m/s
则拉力F 的功率为
P=Fv 2=10.5×4W=42W
故C 错误。

D. 4s 内F 作用点的位移为：
2128m 2
x at =⨯= 所以4s 内F 做功为
W=Fx =10.5×8J=84J
故D 正确。

9．质量m =1kg 的物体静止放在粗糙水平地面上。

现对物体施加一个随位移变化的水平外力F 时物体在水平面上运动。

已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。

若F -x 图象如图所示。

且4～5m 内物体匀速运动。

x =7m 时撤去外力，取g =10m/s 2，则下列有关描述正确的是（ ）
A ．物体与地面间的动摩擦因数为0.1
B 2m/s
C ．x =3m 时物体的速度最大
D ．撤去外力后物体还能在水平面上滑行3s
【答案】B
【解析】
【详解】
A. 由图象知4~5m 内外力恒定，又物体匀速运动，由
F mg μ=
知动摩擦因数为0.3，故A 不符合题意；
B. 前7m 内外力和阻力共同作用，物体做变速运动，且F −x 图围成的面积表示外力所做的功，由动能定理
23535313131237J 2222mv ++⎛⎫⨯+⨯+⨯+⨯-⨯= ⎪⎝⎭
解得2m/s v =，故B 符合题意；
C. 由图知前3m 内物体做加速度逐渐增大的加速运动，3~4m 内做加速度逐渐减小的加速运动，匀速运动时速度最大，故C 不符合题意；
D. 撤去外力后物体匀减速停下，由动量定理有
mv mgt μ= 解得2s 3
t =，故D 不符合题意。

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．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25/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1110210?22
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/P v m s m
==甲甲，则甲的动能为22111105022
k E 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
111021022W Tx J ==⨯⨯=，根据动能定理有：212
W mv =乙，解得：221025/1
W v m s m ⨯===乙，此时乙的动量为25?/P mv kg m s 乙==，故AC 错误，BD 正确；故选BD.
12．一辆汽车正在以v ＝20m/s 的速度匀速行驶．突然，司机看见车的正前方x 0＝33 m 处有一只狗，如图甲所示，若从司机看见狗开始计时(t ＝0)，司机采取了一系列动作。

整个过程中汽车的运动规律如图乙所示，g 取10 m/s 2.则下列判断正确的是（ ）
A ．汽车先做匀速运动再做反向匀减速运动
B ．汽车减速运动的加速度大小为5m/s 2
C ．若狗正以v ′＝4m/s 的速度与汽车同向奔跑，则不能摆脱被撞的噩运
D ．汽车从司机发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离为48.4 m
【答案】BC
【解析】
【详解】
A ．由图乙得0～0.5s 内车速不变，0.5～4.5s 车速随时间均匀减小；0～4.5s 内速度始终为正值，即0～4.5s 内始终沿规定的正方向运动；则汽车先做匀速运动再做正方向的匀减速运动，故A 项错误；
B ．汽车减速运动的加速度
22020m/s 5m/s 4.50.5
v a t ∆-===-∆- 所以汽车减速运动的加速度大小为5m/s 2，方向与规定的正方向相反．故B 项正确； C ．当客车由20m/s 减速到4m/s ，所需时间
1420s 3.2s 5
v v t a --==-'=
这段时间内车前进的距离 101204200.5 3.2m 48.4m 22
v v x vt t ++=+
=⨯+⨯=' 此时间内狗前进的距离 ()201()40.5 3.2m 14.8m x v t t =+=⨯+='
因为
20114.833m 47.8m x x x +=+=<
所以狗将被撞上，故C 项正确；
D ．速度时间图象与坐标轴围成的面积表示对应时间内的位移，则汽车从司机发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离
1200.5204m 50m 2
x =⨯+⨯⨯= 故D 项错误；
故选BC 。

【点睛】
避碰类问题要分析速度相等时的位置关系，确认此时是否发生碰撞来判断碰撞能否避免。

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
13 5
U
R
I
==Ω连接电源Ⅱ时，功率P
2=U2I2=30W，电阻
2
2
2
5
6
U
R
I
==Ω，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=Ω , 电源1
的内阻
1
10
11
r=Ω，所以电源1和电源2的内阻之比是11∶7，故D正确．
14．一个静止的质点在t=0到t=4s这段时间，仅受到力F的作用，F的方向始终在同一直线上，F随时间t的变化关系如图所示．下列说法中正确的是（）
A．在t=0到t=4s这段时间，质点做往复直线运动
B．在t=1s时，质点的动量大小为1kgm/s
C．在t=2s时，质点的动能最大
D．在t=1s到t=3s这段时间，力F的冲量为零
【答案】CD
【解析】
【详解】
0～2s内，合力方向不变，知加速度方向不变，物体一直做加速运动，2～4s内，合力方向改为反向，则加速度方向相反，物体做减速运动，因为0～2s内和2～4s内加速度大小和方向是对称的，则4s末速度为零，在整个运动过程的速度方向不变，一直向前运动，第4s末质点位移最大；故A错误．F-t图象中，图象与时间轴围成的面积表示力的冲量，在
t=1s时，冲量大小I1=11
2
⨯
=0.5N•s，根据动量定理可知，质点的动量大小为0.5kg•m/s，故
B错误．由A的分析可知，在t=2s时，质点的动能最大，故C正确；F-t图象中，图象与时间轴围成的面积表示力的冲量，由图可知，在t=1s到t=3s这段时间，力F的冲量为零，故D正确；故选CD．
【点睛】
解决本题的关键会通过牛顿第二定律判断加速度的方向，当加速度方向与速度方向相同，做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，做减速运动．同时能正确根据动量定理分析问题，明确F-t图象的性质，能正确求解力的冲量．
15．静止在水平面的A.B两个物体，分别在水平拉力的作用下，从同一位置开始运动，其运动的v-t图象如图所示，已知两物体的质量相等，与水平面之间的动摩擦因数也相同，下列判断中正确的是
A．在t0时刻，物体A与物体B相遇
B．在t0时刻，物体A与物体B的加速度大小相等
C．在t0时间内，物体B所受的水平拉力逐渐减小
D．在0t时间内，物体B克服摩擦力所做的功比物体A克服摩擦力所做的功多
【答案】CD
【解析】
【详解】
A.根据v t-图象的面积表示位移可知在0t时间内物体A与物体B的位移关系：
A B
x x<
由于物体A与物体B从同一位置开始运动，所以在0t时刻，物体A与物体B不相遇，故A 错误；
B.v t-图象的斜率表示加速度，在0t时刻，物体A斜率大于物体B的斜率，所以物体A加速度大于物体B的加速度，故B错误；
C.v t-图象的斜率表示加速度，物体B的斜率逐渐变小，加速度也逐渐变小，根据牛顿第
二定律则有：
F f ma -=
物体B 所受的水平拉力也逐渐减小，故C 正确；
D.v t -图象的面积表示位移，由图知A B x x <，而克服摩擦力做功为：
f W mgx μ=
所以物体B 克服摩擦力所做的功比物体A 克服摩擦力所做的功多，故D 正确。