高考物理图像法解决物理试题解题技巧及练习题含解析

高考物理图像法解决物理试题解题技巧及练习题含解析
一、图像法解决物理试题
1．平直的公路上有a 、b 两辆汽车同向行驶，t =0时刻b 车在前a 车在后，且两车相距s 0。

已知a 、b 两车的v -t 图象如下图所示，在0~t 1时间内，b 车的位移为s ，则下列说法中正确的是（ ）
A ．0~t 1时间内a 车的位移为3s
B ．若a 、b 在t 1时刻相遇，则s 0=s
C ．若a 、b 在
12t 时刻相遇，则023s s = D ．若a 、b 在
12t 时刻相遇，它们将在123t 时刻再次相遇 【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.v −t 图象围成的面积表示位移，在0~t 1时间内a 围成的面积是b 的三倍，故A 正确；
B.若a 、b 在t 1时刻相遇，则0s 等于该段时间内a 、b 位移差，则s 0=2s ，故B 错误；
C.若a 、b 在
12t 时刻相遇，该段时间内b 的位移为14s ，a 的位移为74s ，所以032s s =，故C 错误；
D.如图若在
12t 时刻相遇，它们将在132
t 时刻再次相遇，D 错误。

故选A.
【点睛】
在速度时间图像中，需要掌握三点：一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化；二、图像的斜率表示物体运动的加速度；三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移。

2．如图，光滑水平面上放着长木板B ，质量m ＝2kg 的木块A 以速度v 0＝2m/s 滑上原来静止的长木板B 的上表面，由于A 、B 之间存在有摩擦，之后，A 、B 的速度随时间变化情况如右图所示，重力加速度g ＝10m/s 2.则下列说法正确的是（ ）
A ．A 、
B 之间动摩擦因数为0.1
B ．长木板的质量为1 kg
C ．长木板长度至少为2m
D ．A 、B 组成系统损失机械能为4J
【答案】A
【解析】
【分析】
A 在
B 的表面上滑行时，根据v -t 图像的斜率可得到A 的加速度大小，由牛顿第二定律求得动摩擦因数。

对系统，运用动量守恒定律列式可求得长木板的质量M 。

根据“面积”表示位移，求解木板的长度。

由能量守恒定律求解A 、B 组成系统损失机械能。

【详解】
A ．由图像可知，木板
B 匀加速运动的加速度
21m/s v a t
∆=
=∆ 对B 根据牛顿第二定律得 μmg ＝Ma B
解得μ＝0.1，故A 正确；
B ．从图可以看出，A 先做匀减速运动，B 做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度v ＝1 m/s ，取向右为正方向，根据动量守恒定律得
()o mv m M v =+
解得M ＝m ＝2kg ，故B 错误；
C ．由图像可知前1s 内B 的位移
0011m 0.5m 22
B v x t ++=
⨯=⨯= A 的位移 0211m 1.5m 22
A v v x t ++=⨯=⨯= 所以木板最小长度
1m A B L x x =-= 故C 错误。

D ．A 、B 组成系统损失机械能
22011()2J 22
E mv m M v ∆=-+=
故D错误。

故选A。

【点睛】
分析清楚图像的物理意义是解题的前提与关键，要知道加速度是联系力和运动的桥梁，根据v-t图像的斜率能得出物体运动的加速度，由面积求解位移。

3．A，B两个物体朝同一方向做匀变速直线运动，=0时两者间的距离为s0，速度分别为v1、，如图所示，它们的v-t图象如图所示，阴影部分面积为s1,t2=2t1，到t3时刻A、B 还没相遇。

由图可知（）
A．t1时刻A,B间的距离等于s1
B．t1时刻A,B间的距离最小
C．t2时刻A,B间的距离等于s0
D．t2时刻A,B间的距离等于2s1
【答案】C
【解析】
【分析】
利用在v-t图象中图象与坐标轴围成的面积表示位移；图象的斜率等于加速度；根据两物体的速度大小，判断何时两者相距最远．
【详解】
在v-t图象中图象与坐标轴围成的面积表示位移，时刻B物体的速度大于A物体的速度，所以此时AB物体相距的距离为，A错误；当两物体的速度相等时，两物体相距最远，即时刻相距最远，并非最小，B错误；由于，据图象可知时刻图象中所围的面积相等，所以两物体相距的距离为时两者间的距离为，C正确D错误；
4．一质点静止在光滑水平面上．现对其施加水平外力F，F随时间t按正弦规律变化，如图所示，下列说法正确的是（）
A．第2s末，质点的动量为0
B．第2s末，质点距离出发点最远
C．在0~2s内，F的功率先增大后减小
D．在0~2s内，F的冲量为0
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由F随时间t按正弦规律变化的图线知，在0~2s内，质点做加速度先增大后减小的变加速运动，在第2s末，质点的速度达到最大，动量达到最大，故A错误；
B.在2~4s内，质点做加速度先增大后减小的变减速运动，速度逐渐减小，至4s末F的总冲量为零，质点的速度减为零，此时质点距离出发点最远，故B错误；
C.在0~2s内，F先增大后减小，而速度逐渐增大，第2s末，质点受力F=0，由P=Fv知，F 的功率先增大后减小，故C正确；
D. 在0~2s内，F的冲量为F图线与时间轴所围“面积”的大小，有一定的数值，故D错误．
t=时刻，乙车在甲车前方50m处，5．甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，在0
它们的v t-图象如图所示，下列对汽车运动情况的描述正确的是
A．甲车先做匀速运动再做反向匀减速运动
B．在第20s末，甲、乙两车的加速度大小相等
C．第30s末，甲、乙两车相距100m
D．在整个运动过程中，甲、乙两车可以相遇两次
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由图象可知：甲车先做匀速运动再做匀减速直线运动，但甲的速度图象一直在时间轴的上方，一直沿正向运动，没有反向，故A错误；
B ．在第20s 末，甲车的加速度为
2020m/s 1m/s 3010v a t ∆-=
==-∆-甲， 大小为21m/s ；
乙车的加速度大小为 22202m/s m/s 303
v a t ∆=
==∆乙， 所以加速大小不相等，故B 错误；
C ．在第30s 末，甲的位移为 10+3020m 400m 2
x =
⨯=甲， 乙的位移为 12030m 300m 2
x =⨯⨯=乙， 所以甲乙两车相距
400m 300m 50m 50m s =--=，
故C 错误；
D ．刚开始乙在甲的前面50m 处，甲的速度大于乙的速度，经过一段时间甲可以追上乙，然后甲在乙的前面，到30s 末，甲停止运动，甲在乙的前面50m 处，此时乙以20m/s 的速度匀速运动，所以再经过2.5s 乙追上甲，故在整个运动过程中，甲、乙两车可以相遇两次，故D 正确．
故选D ．
【点睛】
在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移。

6．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。

7．质量相同的甲、乙两物体放在相同的光滑水平地面上，分别在水平力F 1、F 2的作用下从同一地点，沿同一方向，同时运动，其υ-t 图象如图所示，下列判断正确的是
A ．0～6s ，F 1先减小后不变，F 2一直增大
B ．0~6s 内两者在前进方向上的最大距离一定大于4m
C ．在0~2s 内，甲的加速度始终大于乙的加速度
D ．4s 末甲、乙两物体动能相同，由此可知F 1=F 2
【答案】B
【解析】
【详解】
A 、由υ-t 图象可知，对甲物体，在0～2 s 内，甲物体速度时间图线的斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，则F 1逐渐减小，2～6s 内，速度保持不变，F 1为零，对于乙物体，速度时间图线的斜率保持不变，则F 2保持不变，故A 错误；
B 、0～6 s 内，当两者速度相同时，相距最大，此时乙的位移为14482
x m m 乙=⨯⨯=，甲
的位移为
1
242412
2
x m m
⨯+⨯⨯=
甲
＞，则两者的最大距离大于4m，故B正确；
C、由υ-t图象可知，在0~2s内，t=0时，甲图线的斜率大于乙图线的斜率，此后，甲的斜率逐渐减小到零，乙图线的斜率保持不变，故甲的加速度先大于乙的加速度，后小于乙的加速度，故C错误；
D、4s末甲、乙两物体动能相同，但甲乙图线的斜率不同，故F1不等于F2，故D错误。

8．甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其 v-t 图像如图所示。

已知两车在t=3s时并排行驶，则（）
A．在t=1s 时，甲车在乙车后
B．在t=0 时，甲车在乙车前7.5m
C．两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为45m
【答案】B
【解析】
【分析】
在速度时间图象中，图象与坐标轴围成面积表示位移，根据位移关系分析两车位置关系．可结合几何知识分析两车另一次并排行驶的时刻．并求出两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离．
【详解】
A. 根据“面积”大小表示位移，由图象可知，1s到3s甲、乙两车通过的位移相等，两车在t=3s时并排行驶，所以两车在t=1s时也并排行驶，故A错误；
B. 由图象可知，甲的加速度a甲=△v甲/△t甲=20/2=10m/s2；乙的加速度a乙=△v乙/△t乙
=(20−10)/2=5m/s2；0至1s，甲的位移x甲=1
2
a甲t2=
1
2
×10×12=5m，乙的位移x乙=v0t+
1
2
a
乙t2=10×1+
1
2
×5×12=12.5m，△x=x乙−x甲=12.5−5=7.5m，即在t=0时，甲车在乙车前
7.5m，故B正确；
C.1s末甲车的速度为：v=a甲t=10×1=10m/s，乙车的速度v′=10+5×1=15m/s；1−2s时，
甲的位移x1=10×1+1
2
×10×12=15m；乙的位移x2=15×1+
1
2
×5×1=17.5m；在1s时两车
并联，故2s时两车相距2.5m，且乙在甲车的前面，故C错误；
D. 1s末甲车的速度为：v=a甲t=10×1=10m/s，1到3s甲车的位移为：x=vt+1
2
a甲
t2=10×2+1
2
×10×22=40m，即甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为
40m，故D错误。

故选：B
9．甲、乙两物体同时同地沿同一方向做直线运动的v-t图像，如图所示，则( )
A．经20s后乙开始返回
B．在第50s末，乙在甲的前面
C．甲、乙两次相遇的时刻为20 s末和第60 s末
D．甲、乙两次相遇的时刻为10 s末和第40s末
【答案】BC
【解析】
A、在速度时间图线中，乙的速度一直为正值，速度方向不变，没有返回，故A错误．
B、在50s末，乙图线围成的面积大于甲图线围成的面积，知乙的位移大小甲的位移，可知乙在甲前面，故B正确．
C、
D、由图线可知，在20s末和60s末，两个物体的图线与时间轴围成的面积相等，则位移相等，甲、乙相遇，故C正确，D错误．故选BC．
【点睛】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道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．
10．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线（直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5）．由图可知：
A．该金属的截止频率为4.27×1014Hz
B．该金属的截止频率为5.5×1014Hz
C．该图线的斜率的物理意义是普朗克常量
D．该金属的逸出功为0.5eV
【答案】AC
【解析】
当最大初动能为零时，入射光的光子能量与逸出功相等，即入射光的频率等于金属的截止频率，可知金属的截止频率为4.27×1014Hz ，A 正确B 错误；根据0km E hv W =-知，图线的斜率表示普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为
34140 6.6710 4.2710 1.78W hv J eV -==⨯⨯⨯=，D 错误．
11．一定质量的理想气体从状态M 经历过程1或者过程2到达状态N ，其P —V 图像如图所示．对于这两个过程，下列说法正确的是 ．
A ．气体经历过程1，其温度先升高后降低
B ．气体在过程1中一直对外做功
C ．气体经历过程2，其内能先增大后减小
D ．气体在过程2中一直对外放热
E.气体在过程1中吸收的热量大于过程2中吸收的热量
【答案】ABE
【解析】
【详解】
气体经历过程1，由图像可知，PV 乘积先增加后减小，根据PV /T=C 可知，其温度先升高后降低，选项A 正确；气体在过程1中，体积一直增加，则一直对外做功，选项B 正确；气体经历过程2，PV 乘积先减小后增加，则根据PV/T=C 可知，温度先降低后升高，则其内能先减小后增大，选项C 错误；气体在过程2中的等压膨胀过程中，温度升高，内能增加，对外做功，则气体吸热，选项D 错误；1、2两过程体积变化，对外做功相同，做功大小每一小段为W=PS △d =P △V ，则在图上对应的做功量在数值上为图线与横轴所围成的面积值，则由图可知1过程做功大于2过程的做功，而两过程初末的温度不变，内能不变，由△U =W +Q 可知气体在过程1中吸收的热量大于过程2中吸收的热量，选项E 正确．
12．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．
13．一个静止的质点在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I 1=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．
14．放置于固定斜面上的物块，在平行于斜面向上的拉力F 作用下，沿斜面向上做直线运动。

拉力F 和物块速度v 随时间t 变化的图象如图，则（ ）
A ．第1 s 内物块受到的合外力为5.5 N
B ．物块的质量为1 kg
C ．斜面倾斜角一定是30°
D ．如果3s 撤去拉力F ，物块瞬时加速度5m/s 2
【答案】BD
【解析】
【详解】
:ABC.由图可得，0～1s 内物体的加速度为
20.5m /s v a t
∆==∆ 由牛顿第二定律可得：
()1F mgsin f ma θ-+=
1s 后匀速有：
2F mgsin f θ=+
联立，并将1 5.5N F =，2 5.0N F =，代入解得：m =1.0kg ，0.5N F ma ==合，因条件不足，故倾角θ无法解出，故AC 不符合题意；
D. 如果3s 撤去拉力F ，合力
sin 5N F mg θf '=+=合
由牛顿第二定律可得：
25m/s F a m
'=
=合 故D 符合题意；
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2204/1/1410
v a 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。