高中物理图像法解决物理试题解析版汇编含解析(1)

高中物理图像法解决物理试题解析版汇编含解析(1)
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：
P EI
==⨯≈
1.50.28W0.42W
总
D正确。

故选D。

2．甲、乙两物体一开始沿同一条直线相向运动，在t=0时刻甲、乙相距x0=3m，它们的速度图象如图所示。

下列说法正确的是
A．t=2s时刻甲、乙速度相等，且恰好相遇
B．t=1s时刻甲、乙速度不等，但恰好相遇
C．t=1s时刻，乙的速度方向发生改变，t=2s时刻追上甲
D．在t=0到t=4s时间内，甲乙仅相遇过一次
【答案】B
【解析】
【详解】
AC. 由图可知t=1s时刻，乙的速度方向发生改变，t=2s时刻甲、乙速度相等，但由图像与坐标轴围成的面积表示位移可知，乙围成的面积是0，说明乙回到出发点，甲的位移4m，所以两者此时没有相遇，故AC错误；
B. t=1s时刻甲、乙速度不等，由图像与坐标轴围成的面积表示位移可知，乙位移是1m，甲的位移2m，两都位移之和刚好是3m，所以恰好相遇，故B正确
D. t=1s时到t=3s时，甲乙两图像与坐标轴围成的面积相等，说明这段时间内两者的位移相等，由B项分析可知，t=1s时恰好相遇，所以t=3s时也恰好相遇，说明在t=0到t=4s时间内，甲乙仅相遇过二次，故D错误。

3．甲、乙两个物体由同一地点沿同一方向做直线运动，其v-t图象如图所示，关于两物体的运动情况，下列说法正确的是( )
A．t=1s时，甲在乙前方
B．t=2s时，甲、乙相遇
C．t=4s时，乙的加速度方向开始改变
D．0-6s内，甲、乙平均速度相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动，当位移相等时，两者相遇，根据速度时间图象与坐标轴围成面积表示位移，可知，在t=1s时，乙的位移大于甲的位移，说明乙在甲的前方，故A错误；
B．根据速度图象与坐标轴围成面积表示位移可知，在t=2s时，乙的位移等于甲的位移，说明两者相遇，故B正确；
C．速度图象的斜率表示加速度，由数学知识得知，在t=2s～t=6s内，乙的加速度方向一直沿负方向，没有改变，故C错误．
D．由图可知，0～6s内，甲的位移一定大于乙的位移，而时间相等，因此甲的平均速度大于乙的平均速度，故D错误。

故选B。

【点睛】
本题是速度-时间图象问题，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，即可分析两物体的运动情况．
4．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．
5．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．
6．质量为2kg 的物体在水平面内做曲线运动，已知x 方向的位移-时间图像和y 方向的速度-时间图像分别如图甲、乙所示。

下列说法正确的是
A ．质点初速度的方向与合外力方向垂直
B ．3s 末质点速度大小为10m/s
C ．质点的初速度大小为6m/ s
D ．质点所受的合外力大小为2N
【答案】A
【解析】
【详解】
AC 、由图甲可知，质点在x 方向上的初速度为124m /s 3x v =
=，沿x 方向的加速度为0；y 方向上的初速度为0，加速度：22m /s m s 63
2/a v t ∆=∆==，可知质点的初速度沿x 方向，大小为4m/s ，而加速度沿y 方向，根据牛顿第二定律可知，质点受到的合外力的方向沿y 方向，与初速度的方向垂直，A 正确C 错误；
B 、质点在x 轴方向做速度为4m/s 的匀速直线运动，在y 轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，质点的加速度方向沿y 轴方向，3s 末沿y 方向的分速度为6m/s ，所以3s 末质
点的速度：2222364213m /s x y v v v =+=+=，B 错误；
D 、根据牛顿第二定律可知，质点受到的合外力：F =ma =2×2=4N ，D 错误．
7．两个质点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76ms
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。

8．甲、乙两物体在同一直线上，同时由同一位置向同一方向运动，其速度图象如图所示，下列说法正确的是( )
A．20s末乙追上甲
B．20s末乙追上甲，且甲、乙速率相等
C．在乙追上甲前，20s末时两物体相距最大
D．开始阶段乙跑在甲的前面，20s后乙落在甲的后面
【答案】C
【解析】
【详解】
AB．在第20s末两物体速度相等，由图线的“面积”看出，这段时间内甲的位移大于乙的位移，乙还没有追上甲．故AB错误．
C．在追上前，速度相等时，相距最远，故20s末相距最远，故C正确；
D．开始阶段，甲的速度较大，甲跑在乙的前面，20s后，乙的速度较大，甲仍在乙的前面，直到40s末两者相遇．故D错误．
故选C．
【点睛】
此题关键要根据速度大小关系，分析甲乙两物体间距离的变化．两图线的交点表示速度相等．两物体由同一地点向同一方向作直线运动，当位移相等时两物体相遇．
9．一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．
10．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F1、F2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，F1先减小后不变，F2一直增大
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F1=F2
【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F1逐渐减小，2～6s内，速度保持不变，F1为零，对于乙物体，速度时间图线的斜率保持不变，则F2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
1
448
2
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。

11．一小球从空中自由下落一段距离后，落入淤泥，落到淤泥底时速度恰好为零，设小球在淤泥中加速度恒定，则下列v－t图象中正确反映小球的运动(以向下方向为正方向)的是( )．
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
B、C、以向下方向为正方向，小球先在空中做自由落体运动，速度为正数越来越大，加速度为g，故B、C错误.
A、D、进入淤泥后做匀减速运动直到末速度为零，此过程速度为正，加速度为负，故A错误，D正确.
故选D.
【点睛】
注意在速度-时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，时间轴上方速度是正数，时间轴下方速度是负数；切线斜率表示加速度，加速度向右上方倾斜，加速度为正，向右下方倾斜加速度为负，学会作图．
12．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 ΩD．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．
13．一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。

14．某物体由静止开始做直线运动，物体所受合力F 随时间t 变化的图象如图所示，研究物体在0~8秒内的运动，下面判断正确的是（ ）
A ．物体在0~4s 内，合力F 所做的功等于零，冲量也等于零
B ．物体在0~8秒内，合力F 所做的功等于零，冲量也等于零
C ．物体在第4s 末离出发点最远，速率最大
D ．物体在第8s 末速度和加速度都为零，且离出发点最远
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.物体在0∼4s内F先增大后减小，方向不变，根据牛顿第二定律
F
a
m
=得知，加速度先
增大后减小，方向不变，物体做变加速直线运动．根据动能定理，合力F所做的功等于动能的变化量，不等于零，冲量I=Ft也不等于零，故A错误；
B.在4∼8s内F方向与0∼4s内相反，关于4s对称的时刻，加速度大小相等，方向相反，8S 时速度为零．根据动能定理和动量定理，物体在0~8秒内，合力F所做的功等于零，冲量也等于零．故B正确；
C.据B中分析，0~8秒内物体速度方向始终未变，根据对称性可知，8s末物体的速度为零，加速度为零，离出发点最远，4s末速度最大，故C错误，D正确；
故选BD.
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：
A B
x x<
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。