高考物理图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧含解析

高考物理图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧含解析
一、图像法解决物理试题
1．甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，其v t -图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．20t :时间内乙物体通过的路程大于甲物体通过的路程
B ．1t 时刻，两者相距最远
C ．20t :时间内乙的平均速度小于甲的平均速度
D ．2t 时刻，乙物体追上甲物体
【答案】C
【解析】
【详解】
AC.20t ~时间内甲物体的速度一直比乙物体的速度大，乙物体通过的路程小于甲物体通过的路程．根据平均速度的定义，乙的平均速度小于甲的平均速度，故A 错误，C 正确； BD. 甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，在0∼t 2时间内，甲的速度一直比乙的大，甲在乙的前方，两者间距逐渐增大．t 2时刻后，乙的速度比乙的大，两者间距逐渐减小，所以t 2时刻，两者相距最远．故B 错误，D 错误．
2．我国“蛟龙号”深潜器在某次实验时，内部显示屏上显示了从水面开始下潜到返回水面过程中的速度图象，如图所示．以下判断正确的是（ ）
A ．6min ～8min 内，深潜器的加速度最大
B ．4min ～6min 内，深潜器停在深度为60m 处
C ．3min ～4min 内，深潜器的加速度方向向上
D ．6min ～10min 内，深潜器的加速度不变
【答案】C
【解析】
【详解】
A 、v -t 图象的斜率表示加速度，则知0-1min 内和3-4min 内深潜器的加速度最大，故A 错误；
B 、v -t 图象和横坐标围成的面积表示位移大小，0-4min 内位移大小为：1(120240)2m 360m 2
h =⨯+⨯=，4-6min 内静止不动，则4 min ～6 min 内，深潜器停在深度为360m;故B 错误.
C 、3-4min 内，减速下降，则加速度向上，故C 正确；
D 、8min 前后，深潜器的加速度方向是不同的，加速度是变化的，故D 错误；
3．从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示．在00~t 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物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小
C ．Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小
D ．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是
122v v + 【答案】A
【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做加速度不断减小的减速运动，故A 正确，B 错误； C ．图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，由图象可知：随着时间的推移，Ⅰ、Ⅱ的速度图象与时间轴围城的面积不断变大，故位移不断变大，故C 错误； D ．图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，如果物体的速度从2v 均匀减小到1v ，或从1v 均匀增加到2v ，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于12 2v v +，故Ⅰ的平均速度大于12 2v v +，Ⅱ的平均速度小于12 2
v v +，故D 错误；
【点睛】
本题关键是根据速度时间图象得到两物体的运动规律，然后根据平均速度的定义和图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小分析处理．
4．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S 1、S 2，下列说法正确的是
A ．若S 1=S 2，则甲、乙两车一定在t 2时刻相遇
B ．若S 1>S 2，则甲、乙两车在0-t 2时间内不会相遇
C ．在t 1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 <
122
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t 2时刻是否相遇，故A 错误；
B 、若S 1>S 2，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t 1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-t 2时间内，甲车的平均速度122
v v v +=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
122
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．
5．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。

6．从地面上以初速度v 0竖直上抛一质量为m 的小球，若运动过程中受到的阻力与其速率成正比，小球运动的速率随时间变化的规律如图所示，小球在t 1时刻到达最高点后再落回地面，落地速率为v 1，且落地前小球已经做匀速运动，已知重力加速度为g ，下列关于小球运动的说法中不正确的是（ ）
A ．t 1时刻小球的加速度为g
B ．在速度达到v 1之前小球的加速度一直在减小
C ．小球抛出瞬间的加速度大小为011g v v ⎛
⎫+ ⎪⎝⎭
D ．小球加速下降过程中的平均速度小于
12v 【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
t 1时刻，小球的速度为零，则受到的阻力为零，小球只受重力，加速度为g ，故A 正确；速度时间图象斜率表示加速度，根据图象可知在速度达到v 1之前，图象的斜率减小，则小球的加速度一直在减小，故B 正确；空气阻力与其速率成正比，最终以v 1匀速下降，有：mg=kv 1；小球抛出瞬间，有：mg+kv 0=ma 0；
联立解得：a 0＝011g v v ⎛
⎫+ ⎪⎝⎭
，故C 正确；下降过程若是匀加速直线运动，其平均速度为12
v ，而从图中可以看出其面积大于匀加速直线运动的面积，即图中的位移大于做匀加速的位移，而平均速度等于位移比时间，故其平均速度大于匀加速的平均速度，即大于12
v ，故D 错误．此题选择错误的选项，故选D.
【点睛】
关于速度时间图象，重点要掌握速度时间图象斜率表示加速度，面积表示位移，注意t 1时刻图象的斜率不为零，加速度不为零，难度适中．
7．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，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2，
3.5)、Q (6，5)。

如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是( )
A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2
B ．电源1与电源2的电动势之比是3∶2
C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2
D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10
【答案】A
【解析】
【详解】
A ．根据电源U I -图线可知：
11005ΩΩ804r -=
=- 21005ΩΩ1206
r -=
=- 则有： 12:3:2r r =
故A 正确；
B ．根据电源U I -图线可知：
1210V E E ==
电源1与电源2的电动势之比是1∶1，故B 错误；
CD ．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，则有：
1 3.5V U =，15A I =
25V U =，26A I =
可得：
11117.5W P U I ==，111
0.7ΩU R I ==
22230W
P U I
==，2
2
2
5
Ω
6
U
R
I
==
小灯泡的电阻之比为：
12
:
:2125
R R=
小灯泡消耗的功率之比为：
12
:7:12
P P=
故C、D错误；
故选A。

8．如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的U－I图线，电源的电动势和内阻分别用E、r表示，根据所学知识分析下列选项正确的是()
A．E＝50 V
B．r＝
25
3
Ω
C．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20 Ω
D．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80 W
【答案】AC
【解析】
【详解】
AB．由图象的物理意义可知电源的电动势E＝50 V，内阻
r＝
U
I
∆
∆
＝
5020
60
-
-
Ω＝5 Ω，
故A正确，B错误；
CD．该导体与该电源相连时，电阻的电压、电流分别为U＝40 V，I＝2 A，则
R＝
U
I
＝20 Ω，
此时，电路消耗的总功率
P总＝EI＝100 W，
故C正确，D错误．
9．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.
10．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v t -图像如图所示．以下判断正确的是（ ）
A ．前3s 内货物处于超重状态
B ．最后2s 内货物只受重力作用
C ．前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同
D ．第3s 末至第5s 末的过程中，货物的机械能守恒
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
前3s 内货物速度增大，加速度向上，处于超重状态，A 正确；最后2s 内货物的加速度为2260/3/2a m s m s g -==<，受重力和拉力作用，B 错误；前3s 内的平均速度16 /3/2v m s m s ==，后2s 内的平均速度26 /3/2
v m s m s ==，两段时间内的平均速度相同．故C 正确；3到5s 内物体做匀速直线运动，动能不变，高度增大，重力势能增加，所以机械能不守恒，D 错误．
11．图示为某物体做直线运动的图象，由图可知，该物体
A ．在第内和第
内的运动方向相反 B ．在
内的位移大小是 C ．第内和第内的加速度大小相等
D ．末速度方向和加速度方向都发生改变
【答案】BC
【解析】
【详解】
A ．在图像中，速度的正负表示运动方向，第1s 内和第3s 内速度均为正，说明运动方向相同，A 错误；
B ．速度图象和坐标轴围成的面积表示位移，在0～2s 内的位移大小是
，
B 正确；
C ．第1s 内的加速度大小为
，
第4s 内加速度大小为
，
两个时间段内加速度相同，C 正确；
D ．在
图像中，斜率的正负表示加速度的方向，3s 末速度方向发生改变，但加速度方向不发生改变，D 错误．
【点睛】
解决本题的关键要理解速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，速度的正负表示运动的方向，图线与时间轴围成的面积表示位移．
12．一枚火箭由地面竖直向上发射的速度-时间图像如图所示，则火箭运动情况正确的说法是（ ）
A ．火箭的速度先逐渐增大，然后又逐渐减小
B ．火箭在t 2时刻上升至最高点B
C ．火箭在B 点的速度达到最大值
D ．火箭在AB 段的加速度比OA 段的加速度要小
【答案】AC
【解析】
【详解】
A.由图象看出，在1
0t -时间内火箭的速度逐渐增大，1C t t -时间内火箭的速度逐渐减小，故A 正确。

B. 由速度图象看出，速度均是正值，说明火箭一直向上运动，C t 时刻速度为零，上升到最高点，故B 错误。

C. 根据速度的数值看出，火箭在B 点的速度达到最大值，故C 正确。

D. 速度图线的斜率表示加速度，斜率越大，加速度越大。

由图象可知AB 段斜率大于OA 段的斜率，因此火箭在AB 段的加速度大于OA 段的加速度。

故D 错误。

13．如图所示，质量为m 1的足够长木板静止在光滑水平面上，其上放一质量为m 2的木块．t ＝0时刻起，给木块施加一水平恒力F ．分别用a 1、a 2和v 1、v 2表示木板、木块的加速度和速度大小，图中可能符合它们运动情况的是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】AC
【解析】
【分析】
木块可能与木板保持相对静止，一起做匀加速直线运动，也可能与木板发生相对滑动，相对于木板向前滑．根据牛顿第二定律得出加速度以及速度与时间的关系．
【详解】
A. 木块和木板可能保持相对静止，一起做匀加速直线运动．加速度大小相等，故A 符合题意．
B C D. 木块可能相对木板向前滑动，即木块的加速度大于木板的加速度，即21a a >． B 图中21a a <，故B 不符合题意；
C 图为v−t 图象,斜率代表加速度，2v 的斜率大于1v 的斜率，即21a a >，故C 符合题意；
D 图1v 的斜率大于2v 的斜率，即21a a <，故D 不符合题意．
【点睛】
解决本题的关键知道木块和木板之间运动情况，知道速度时间图线的斜率表示加速度．
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．a、b两个物体从同一位置沿同一直线运动，它们的速度图象如图所示，下列说法正确的是（）
A．a、b加速时，物体a的加速度大于物体b的加速度
B．20s时，a、b两物体相距最远
C．60s时，物体a在物体b的前方
D．若题图为位移时间图象，则物体a、b在40s时相遇
【答案】CD
【解析】
【详解】
A.、加速时，图线的斜率大于图线的斜率，则的加速度大于的加速度；故A项错误；
B.在内，静止，向正方向做匀加速运动，在内的速度大于的速度，两者间距增大；后，的速度小于的速度，两者间距减小，则时，、两物体相距最远；故B项错误；
C.时，图线与时间轴围成的面积大于图线与时间轴围成的面积，则的位移大于的位移，物体在物体的前方；故C项正确；
D.若题图为位移时间图象，则物体、在40s时相遇；故D项正确.。