(物理)物理图像法解决物理试题练习题含答案含解析

（物理）物理图像法解决物理试题练习题含答案含解析
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．某同学站在电梯底板上，如图所示的v-t 图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）．根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）
A ．在0-20s 内，电梯向上运动，该同学处于超重状态
B ．在0-5s 内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态
C ．在5s-10s 内，电梯处于静止状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力
D ．在10s-20s 内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态
【答案】D
【解析】
图像的斜率表示加速度，故0~5s 内斜率为正，加速度为正，方向向上，处于超重状态，速度为正，即电梯向上加速运动；在5~10s 过程中，电梯匀速，该同学加速度为零，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，处于正常状态；10~20s 过程中，斜率为负，速度为正，即电梯向上做减速运动，加速度向下，处于失重状态，D 正确．
【点睛】在速度时间图象中，直线的斜率表示加速度的大小，根据图象求出电梯的加速度，当有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当有向下的加速度时，此时人就处于失重状态．
3．两个质点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003A B x x v t ==，因此在此时刻A 、B 相遇，故 D 正确．
4．下列给出的四组（每组两个图象）图象中，能够反映同一直线运动的是（）A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】
【详解】
AB．A图中v-t图像表示先匀速后匀加速，所以x-t图像错误，A错误；同理B也错误；C．C图中x-t图像表示物体先静止，后匀速，匀速速度为2m/s，因此v-t图像正确，故C 正确；
D．D图中没有匀加速所以v-t图像不对，D错误。

故选C。

【点睛】
此类题型考察了v-t图像与x-t图像的相互转化。

5．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其x
t
t
的图象如图所
示，则( )
A．质点做匀加速直线运动，加速度为1.0m/s2 B．质点在1s末速度为1.5m/s
C．质点在第1s内的平均速度0.75m/s
D．质点做匀速直线运动，速度为0.5m/s
【答案】AB
【分析】
【详解】
A 、D 、由图得：0.50.5x t t =+，根据2012x v t at =+，得：02
x a v t t =+，对比可得：20.5m/s 2
a =，则加速度为a =2×0.5=1m/s2，由图知质点的加速度不变，说明质点做匀加速直线运动，故A 正确，D 错误.
B 、质点的初速度v 0=0.5m/s ，在1s 末速度为v =v 0+at =0.5+1=1.5m/s ；故B 正确.
C 、质点在第1s 内的平均速度00.5 1.5m/s 1m/s 22
v v v ++===，故C 错误.
6．甲、乙两物体在t =0时刻经过同一位置沿x 轴运动，其v-t 图像如图所示，则( )
A ．甲、乙在t =0到t =1s 之间沿同一方向运动
B ．乙在t =0到t =7s 之间的位移为零
C ．甲在t=0到t=4s 之间做往复运动
D ．甲、乙在t =6s 时的加速度方向相同
【答案】BD
【解析】
【详解】
A ．在t =0到t =1s 之间，甲始终沿正方向运动，而乙先沿负方向运动后沿正方向运动，故A 错误；
B ．根据速度图象与坐标轴所围的“面积”表示物体的位移，t 轴上方的“面积”表示位移是正值，t 轴下方的“面积”表示位移是负值，则知在t =0到t =7s 之间乙的位移为零，故B 正确；
C ．t =0在到t =4s 之间，甲的速度始终为正值，说明甲一直沿正方向做单向直线运动，故C 错误；
D ．根据斜率等于物体的加速度知，甲、乙在t =6s 时的加速度方向都沿负方向，方向相同，故D 正确．
【点睛】
本题应抓住速度时间图象中速度的正负表示速度的方向，图象与坐标轴所围的“面积”表示物体的位移，斜率等于物体的加速度进行分析．
7．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.
8．一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。

9．甲、乙两物体同时从同一地点沿同一方向做直线运动的速度—时间图象如图所示，则下列说法中正确的是( )
A ．两物体两次相遇的时刻是2 s 末和6 s 末
B ．4 s 末甲在乙前面
C ．在0～6 s 内，两物体相距最远的时刻是1 s 末
D ．乙物体先向前运动2 s ，随后向后运动
【答案】BC
【解析】
【详解】
v -t 图象中图线与坐标轴围成图形的面积表示位移，t =2s 时乙的位移为
12442
x m m =⨯⨯=，甲的位移为x ′=2×2=4m ，两者位移相同，又是从同一地面出发，故2s 末时二者相遇，同理可判断6s 末二者也是相遇，故A 正确；4s 时甲的位移为x =4×2=8m ，乙的位移为：()11242421022
x m m =⨯⨯'⨯+⨯+=，甲的位移小于乙的位移，所以甲在乙后面，故B 错误；1s 末两物体相距的距离等于一个小三角形的面积，而4s 末两物体相距的距离等于2-4之间三角形的面积，明显4s 末二者的距离最大，故C 正确；乙的速度一直为正，说明其运动方向始终未发生变化，故D 错误．所以AC 正确，BD 错误．
10．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．
11．一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t0时间内的位移
B．第一个t0时间内的平均速度等于第二个t0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t 0时间内的
位移小于第二个t 0时间内位移．据x v 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t 0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t 0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t 0时间内合外力的功大小．故D 项正确．
12．一质点位于x =-2 m 处，t =0时刻沿x 轴正方向做直线运动，运动的v -t 图象如图所示。

下列说法正确的是( )
A ．t =4 s 时，质点在x =l m 处
B ．第3s 内和第4s 内，质点加速度的方向相反
C ．第3s 内和第4s 内，质点的位移大小相等，方向相反
D ．0～2 s 内和0～4 s 内，质点的平均速度相同
【答案】AC
【解析】
【详解】
A.0−4s 内质点的位移等于0−2s 的位移，为1(12)2m 3m 2
x ∆=⨯+⨯=；0t =时质点位于2m x =-处，则4s t =时，质点在21m x x =-+∆=处，故选项A 符合题意；
B.图线的斜率表示加速度，直线的斜率一定，则知第3s 内和第4s 内，质点加速度相同，其方向相同，故选项B 不符合题意；
CD.根据图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位
移为负，第3 s 内和第4 s 内，质点的位移大小相等，方向相反；0∼
2s 内和0∼4s 内，质点的位移相同，但所用时间不同，则平均速度不同，故选项C 符合题意，D 不符合题意。

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．
14．甲、乙两物体在同一直线上，同时由同一位置向同一方向作直线运动，其 v﹣t 图象如图所示，下列说法正确的是（）
A．开始阶段乙运动在甲的前面，20s 后乙落在甲的后面
B．40s末乙追上甲
C．20s末乙追上甲，且甲、乙运动速度相等
D．乙在追甲的过程中，20s末两物体相距最远
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．由图知，开始阶段甲的速度大于乙的速度，20s后乙的速度大于甲的速度，而甲、乙两物体同时由同一地运动，在40s末甲乙两物体面积（位移）相同，此时相遇，所以在0-40s内甲一直在乙的前面．故AC错误, B正确．
D．前20s内甲物体速度大、乙的速度小，所以两物体间的距离逐渐增大，20s-40s内，物体乙速度大，两物体间距减小，故20s两物体相距最远，故D正确；
故选BD．
考点：v-t图像；追击及相遇问题
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：
x x<
A B
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。