高中物理图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧含解析

高中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．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：
-曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数：
两U I
U≈
0.125V
I≈
0.28A
所以，小灯泡的功率为：
==⨯≈
P UI
0.1250.28W0.035W
C错误；
D．回路中的总功率为：
==⨯≈
1.50.28W0.42W
P EI
总
D正确。

故选D。

2．甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，甲、乙的速度v随时间t的变化如图所示，设0时刻出发，t1时刻二者速度相等，t2时刻二者相遇且速度相等。

下列关于甲、乙运动的说法正确的是（）
A．在0〜t2时间内二者的平均速度相等B．t1〜t2在时间内二者的平均速度相等C．t1〜t2在时间内乙在甲的前面D．在t1时刻甲和乙的加速度相等
【答案】A
【解析】
【详解】
A．甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，0时刻出发，t2时刻二者相遇，则0〜t2时间内二者的位移相同，0〜t2时间内二者的平均速度相等。

故A项正确；
B．v-t图象与时间轴围成面积表对应时间内的位移，则t1〜t2时间内乙的位移大于甲的位移，t1〜t2时间内乙的平均速度大于甲的平均速度。

故B项错误；
C．甲、乙两车在同一平直公路上同地同时同向出发，0时刻出发，0〜t1时间内甲的速度大于乙的速度，则t1时刻甲在乙的前面；t2时刻二者相遇，则在t1〜t2时间内甲在乙的前
面，两者间距逐渐变小。

故C项错误；
D．v-t图象切线斜率表示加速度，则t1时刻甲和乙的加速度不相等。

故D项正确。

3．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．
4．两个质点A、B放在同一水平面上，从同一位置沿相同方向做直线运动，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．在6s末，质点A的加速度大于质点B的加速度
B．在0-12s时间内，质点A的平均速度为7
6 ms
C．质点A在0－9s时间内的位移大小等于质点B在0－3s时间内的位移大小
D．在12s末，A、B两质点相遇
【答案】A
【解析】
【详解】
A、根据v-t图象中图线的斜率表示加速度，斜率绝对值越大，加速度越大，可知质点A在
6 s 末的加速度是13 m/s 2，质点B 在6 s 时末的加速度是2431a /1239B m s -==-，所以A 的加速度较大，故A 正确； B 、在0～12s 时间内，质点A 的位移为1614310.522
x m m m ⨯+=+⨯=，平均速度为10.57//128
x v m s m s t ===，故B 错误； C 、质点A 在0－9s 时间内的位移大小1632A x m m ⨯=
=，质点B 在0－3s 时间内的位移大小13362
B x m m +=⨯=，故
C 错误；
D 、在12s 末，A 、B 两质点相距的距离等于它们的位移之差，为
13341614(39)(3)272222
B A s x x m m m ''++⨯+=-=⨯+⨯-+⨯=，故D 错误。

【点睛】
在速度-时间图象中，图线的斜率表示加速度，图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移；根据几何关系求出质点A 、B 在0～12s 内的位移，再由位移与时间之比求其平均速度，根据位移关系分析何时两质点相遇。

5．某物体沿一直线运动，其v —t 图象如图所示，则下列说法中错误的是（ ）
A ．第2s 内和第3s 内速度方向相同
B ．第3s 内和第4s 内的加速度大小相同、方向相反
C ．前4s 内位移为4m
D ．3s 末物体离出发点最远
【答案】B
【解析】
试题分析：根据速度的正负读出速度的方向．由速度图象的斜率等于加速度，根据数学知识研究加速度方向关系，图象与坐标轴围成的面积表示位移．
由图看出，第2s 内和第3s 内物体的速度都正值，都向正方向，方向相同，A 正确；由斜率读出，第3s 内和第4s 内的加速度大小相同、方向相同，B 错误；根据图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，前4s 内位移113414422
x m =⨯⨯-⨯⨯=，C 正确；0-3s 内速度为正，沿正方向运动，3-6s 内速度为负，沿负方向运动，则3s 末物体离出发点最远，D 正确．
6．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。

7．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
12
v 【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．
8．有四个运动的物体A 、B 、C 、D ，物体A 、B 运动的x —t 图像如图①所示；物体C 、D 从同一地点沿同一方向运动的v —t 图像如图②所示．根据图像做出的以下判断中正确的是
( )
A．物体A和B均做匀加速直线运动，且A的加速度比B更大
B．在0～3s的时间内，物体A运动的位移为10m
C．t=3s时，物体C追上物体D
D．t=3s时，物体C与物体D之间有最大间距
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由甲图看出：物体A和B位移图象都是倾斜的直线，斜率都不变，速度都不变，说明两物体都做匀速直线运动，A图线的斜率大于B图线的斜率，A的速度比B更大；故A错误.
B.由甲图看出：在0-3s的时间内，物体B运动的位移为△s=10m=0=10m，A的位移大于10m；故B错误.
C.由乙图看出：t=3s时，D图线所围“面积”大于C图线所围“面积”，说明D的位移大于的位移，而两物体从同一地点开始运动的，所以物体C还没有追上物体D；故C错误.
D.由乙图看出：前3s内，D的速度较大，DC间距离增大，3s后C的速度较大，两者距离减小，t=3s时，物体C与物体D之间有最大间距；故D正确.
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．A 和B 两质点在同一直线上运动的v －t 图象如图所示，已知在第3 s 末两个物体在途中相遇，则下列说法正确的是( )
A ．两物体从同一地点出发
B ．出发时B 在A 前3 m 处
C ．5 s 末两个物体再次相遇
D ．t ＝0时两物体的距离比t ＝5 s 时的大
【答案】BD
【解析】
【详解】
由速度图象的“面积”表示位移，可知两物体在3 s 内的位移不等，而它们在第3 s 末相遇，则知两物体出发点不同，故A 错误；A 、B 两物体在3 s 内的位移分别为x A ＝×5×3 m ＝7.5 m ，x B ＝×3×3m ＝4.5m ，则出发时B 在A 前3 m 处，故B 正确；3s 末两个物体相遇，在3～5s 内，A 的位移比B 的位移大Δx ＝×2×2m ＝2m ，即5s 末两个物体没有相遇，t ＝0时两物体的距离比t ＝5s 时的大，故C 错误，D 正确。

所以BD 正确，AC 错误。

12．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．
13．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．
14．一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t 0时间内的位移等于第二个t 0时间内的位移
B ．第一个t 0时间内的平均速度等于第二个t 0时间内的平均速度
C ．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
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t0时间内动能的变化量大小，则第一个t0时间内合外力的功大小等于第二个t0时间内合外力的功大小．故D项正确．
15．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。