【物理】物理图示法图像法解决物理试题练习题及答案及解析

【物理】物理图示法图像法解决物理试题练习题及答案及解析

一、图示法图像法解决物理试题

1．如图所示，质量相同的小球A 、B 通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A 、B 分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B 的速度大小为v ，重力加速度为g ，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则

A ．小球A 的速度为34v

B ．小球A 的速度为43

v C ．细杆的长度为2

12564v g

D ．细杆的长度为212536v g

【答案】AC

【解析】

【详解】 小球B 的速度为v 时，设小球A 的速度大小为v '，则有5337vcos v cos ︒='︒，解得：34

v v '=，A 正确，B 错误；两球下滑过程中系统的机械能守恒，即：()22111sin 3722

mgL mv mv '-=+o ，解得：212564v L g =，C 正确，D 错误。

2．如图所示，质量为m 的小物体用不可伸长的轻细线悬挂在天花板上，处于静止状态.现对处于静止状态的物体施加一个大小为F 、与竖直方向夹角为θ的斜向上恒定拉力，平衡时细线与竖直方向的夹角为60o ；保持拉力大小和方向不变，仅将小物体的质量增为2m ，再次平衡时，细线与竖直方向的夹角为30o ，重力加速度为g ，则( )

A ．F mg =

B ．32F mg =

C ．30θ=o

D ．60θ=o

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】 以物体为研究对象，设平衡时绳子与竖直方向的夹角为α，受力情况如图所示：

当物体重力为mg 时，α=60°，根据正弦定理可得sin 60sin(18060)

F mg θ=︒︒-︒-，即sin 60sin(120)

F mg θ=︒︒-，当物体的重力为2mg 时，α=30°，根据正弦定理可得：sin 30sin(18030)F mg θ=︒︒-︒-，即sin 30sin(150)

F mg θ=︒︒-，联立解得：θ=60°，F =mg ；所以A 、D 正确，B 、C 错误．故选AD ．

【点睛】

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．

3．如图所示，长为L 的轻杆上端连着一质量为m 的小球，杆的下端用铰链固接于水平面上的O 点，轻杆处于竖直方向时置于同一水平面上质量为M 的立方体恰与小球接触。对小球施加微小的扰动，使杆向右倾倒，当立方体和小球刚脱离接触的瞬间，杆与水平面的夹角恰好为π6

，忽略一切摩擦（ ）

A ．此时立方体M 的速度达到最大

B ．此时小球m 的加速度为零

C ．此时杆对小球m 的拉力为零

D ．M 和m 的质量之比为4:1

【答案】ACD

【解析】

【详解】 A.分离前，立方体在小球的弹力作用下，做加速运动，分离后合力为零，做匀速运动，故分离时立方体M 的速度最大，故A 正确；

B.分离时刻，小球速度v 不为零，做圆周运动，故合力不可能为零，加速度不为零，故B 错误；

C.分离时刻，由于小球此时仅受重力和杆子作用力，而重力是竖直向下的，所以杆对小球m 的拉力为零，故C 正确；

D.设小球速度为v ，立方体速度为u ，根据牛顿第二定律，分离时刻有

2

sin 30v mg m L ︒

= 解得

v =分离时刻，小球的水平速度与长方体速度相同，即：

sin 30v u ︒=

解得

u = 在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组成的系统机械能守恒，有

()22111sin 3022

mgL mv Mu ︒-=

+ 把v 和u 的值代入，化简得： 41

M m = 故D 正确。

故选ACD.

4．如图所示，两等量负点电荷固定在A 、B 两点。以A 、B 连线的中点为原点O ，沿A 、B 连线的中垂线建立x 轴。选无穷远处电势为零。则关于x 轴上各处的电场强度E 、电势φ随x 轴坐标的变化规律，下列图像较合理的是

A．

B．

C．

D．

【答案】A

【解析】

【详解】

A、B、对于两个等量负点电荷的电场，根据场强的叠加，知两电荷的中点场强为零，从O 到无穷远的过程中，场强先增大后减小，且AB连线左右两侧电场对称，故A正确，B错误。

C、D、两个等量负点电荷的连线的中垂线上，从连线中点到无穷远是逆着电场线，故电势逐渐升高，故C、D错误。

故选A。

【点睛】

本题关键是熟悉等量同号电荷和异种电荷之间的电场分别情况，会结合电场线和等势面分析电势和情况的变化．

5．真空中，在x 轴上x =0和x =8处分别固定两个电性相同的点电荷Q l 和Q 2．电荷间连线上的电场强度E 随x 变化的图像如图所示（+x 方向为场强正方向），其中x =6处E =0．将一个正试探电荷在x =2处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）．则

A ．Q 1、Q 2均为负电荷

B ．Q 1、Q 2带电量之比为9：1

C ．在x =6处电势为0

D ．该试探电荷向x 轴正方向运动时，电势能一直减小

【答案】B

【解析】

【详解】

A ．由图，在x =0处场强为正，x =8处场强为负，可知Q 1、Q 2为同种正电荷，故A 错误；

B ．根据题意“x =6处E =0 ”可知，在x =6处，12E E =，即1222

62Q Q k k =，解得21226921

Q Q ==，故B 正确； C ．由于无穷远处电势为零，故在x =6处电势不为0，故C 错误；

D ．该试探电荷向x 轴正方向运动时，电场力先做正功，再做负功，因此电势能先减小后增大，故D 错误．

6．AB 是长为L 的均匀带电绝缘细杆，P 1、P 2是位于AB 所在直线上的两点，位置如图所示。AB 上电荷产生的静电场在P 1处的场强大小为E 1，在P 2处的场强大小为E 2，若将绝缘细杆的右半边截掉并移走（左半边电荷量、位置不变），则P 2处的场强大小变为（ ）

A ．22E

B ．E 2–E 1

C ．E 1–22E

D ．

E 1+

22E 【答案】B

【解析】

【详解】

将均匀带电细杆等分为左右两段，设左右两段细杆形成的电场在P 2点的场强大小分别为E A 、E B ，则有E A +E B =E 2；左半段细杆产生的电场在P 1点的场强为0，右半段细杆产生的电