高考物理图像法解决物理试题技巧和方法完整版及练习题及解析

高考物理图像法解决物理试题技巧和方法完整版及练习题及解析
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．如图是某质点运动的速度图象，由图象得到的正确结果是
A．0～1 s内的平均速度是2 m/s
B．0～2 s内的位移大小是4 m
C．0～1 s内的运动方向与2 s～4 s内的运动方向相反
D．0～1 s内的加速度大小大于2 s～4 s内加速度的大小
【答案】D
【解析】0～1s内质点做匀加速直线运动，其平均速度为初末速度之和的一半即：
，故A错误；在v-t图象中，图线与坐标轴所围的面积大小等于位移：，故B错误；速度的正负表示速度的方向，则知0～1s 内的运动方向与2～4s内的运动方向相同，故C错误；速度图象的斜率等于加速度，则知0～1s内的加速度大于2～4s内的加速度，故D正确。

所以D正确，ABC错误。

3．甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动，它们的v-t图像如图所示。

下列判断不正确的是
A ．乙车启动时，甲车在其前方50m 处
B ．乙车超过甲车后，两车不会再相遇
C ．乙车启动10s 后正好追上甲车
D ．运动过程中，乙车落后甲车的最大距离为75m
【答案】C
【解析】
【详解】
A 、根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移，可知乙在10t s =时启动，此时甲的位移为11010502
x m m =⨯⨯=，即甲车在乙前方50m 处，故选项A 正确； B 、乙车超过甲车后，由于乙的速度大，所以不可能再相遇，故选项B 正确； C 、由于两车从同一地点沿同一方向沿直线运动，当位移相等时两车才相遇，由图可知，乙车启动10s 后位移小于甲的位移，还没有追上甲，故选项C 错误；
D 、当两车的速度相等时相遇最远，最大距离为：
()11515101057522
max S m m m =⨯+⨯-⨯⨯=，故选项D 正确； 不正确的是选选项C 。

4．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 3
x 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．
5．如图所示，水平传送带以v 0速度向右匀速运动，在传送带的右侧固定一弹性档杆，在t =0时刻,将工件轻轻放在传送带的左端，当工件运动到弹性档杆所在的位置时与档杆发生碰撞，已知碰撞时间极短，不计碰撞过程的能量损失.则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中，工件运动的v -t 图象下列可能的是
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】C
【解析】
【详解】
工件与弹性挡杆发生碰撞后，其速度的方向发生改变，应取负值．故A 错误，B 错误；工件与弹性挡杆发生碰撞前的加速过程中和工件与弹性挡杆碰撞后的减速过程中所受滑动摩
擦力不变，所以两过程中加速不变，故C 正确，D 错误，故选C.
6．从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体I 、II 的速度图象如图所示。

在0~t 2时间内，下列说法中正确的是：（ ）
A ．I 、II 两个物体所受的合外力都在不断减小
B ．I 物体的加速度不断增大，II 物体的加速度不断减小
C ．I 、II 两个物体在t 1时刻相遇
D ．物体平均速度的大小：I 物体的大于12+2v v ，II 物体的等于12+2v v 【答案】D
【解析】
【详解】
AB.速度-时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，故物体Ⅰ做加速度不断减小的加速运动，物体Ⅱ做加速度不变的减速运动，根据牛顿第二定律可知. I 物体所受的合外力都在不断减小，. II 物体所受的合外力合力不变，故AB 错误；
C. 图线与时间轴围成的面积表示对应时间内的位移大小，在0~t 1时间内两物体图线与时间轴围成的面积不相等，说明两物体的位移不相等，而从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体，所以I 、II 两个物体在t 1时刻没有相遇，故C 错误；
D. v 1均匀增加到v 2，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于
122v v +，所以Ⅰ的平均速度大于122
v v +，如图所示；II 物体的图像是一条倾斜直线，表示它做匀减速直线运动，所以II 物体的等于
12+2v v ，故D 正确。

7．如图是质量m=3kg 的质点在水平面上运动的v-t 图象，以下判断正确的是
A ．在t=l.0s 时，质点的加速度为零
B ．在1.0-3.0s 时间内，质点的平均速度为1m/s
C ．在0-2.0s 时间内，合力对质点做功为零
D ．在1.0-4.0s 时间内，合力对质点做功的平均功率为6W
【答案】C
【解析】
A 、速度时间图线的斜率表示加速度，在t=1.0s 时，速度为零，但是斜率不为零，则加速度不为零，故A 错误；
B 、在1.0 3.0s ～时间内，质点的位移()112232x m m =⨯+⨯=，根据平均速度的定义式知，质点的平均速度3 / 1.5/2
x v m s m s t ===，故B 错误； C 、在0 2.0s ～时间内，初末速度的大小相等，则动能的变化量为零，根据动能定理知，合力对质点做功为零，故C 正确；
D 、在1.0 4.0s ～时间内，动能的变化量211034622k
E mv J J ∆=
-=⨯⨯=，则合力做功为6J ，合力做功的平均功率623
W P W W t ===，故D 错误． 点睛：解决本题的关键知道速度时间图线的含义，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，知道合力做功等于动能的变化量．
8．甲、乙两物体同时、同地出发，它们的“速度—时间”图象如图所示．则下列说法正确的是( )
A ．甲、乙两图线的交点表示两物体相遇
B ．甲、乙两物体做曲线运动
C ．甲物体先加速后减速，乙物体一直做加速运动
D ．甲、乙两物体都做加速运动，甲物体的加速度一直减小，乙物体的加速度一直增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
v-t图象只表示两个方向即正方向和负方向，所以只能表示物体做直线运动的情况，B错；图象上的交点表示该时刻两物体速度相等，A错；由图象知甲、乙两物体速度都增加，故C错；v-t图象中图线上每一点的切线的斜率为该点的瞬时加速度，甲物体的曲线上每点的切线的斜率一直减小，所以甲物体做加速度减小的加速运动，而乙物体的加速度一直增大D对．
故选D
【点睛】
关于v-t图像要了解图像中切线的斜率表示加速度，图像包围的面积代表走过的位移．
9．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．
10．甲．乙两质点从同一地点出发沿同一直线运动，它们的速度——时间图像如图所示，则两质点（）
A ．前2s 内的平均速度相等
B ．前4s 内运动方向相同
C ．加速度方向相反
D ．4s 末的速度相等
【答案】BC
【解析】
【分析】
在v-t 图象中每点的纵坐标表示物体的瞬时速度，倾斜的直线表示匀变速直线运动，速度的符号表示速度的方向，图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，图象的斜率表示物体的加速度．
【详解】
根据速度图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，则知前2s 内两个质点通过的位移不等，则平均速度不等，故A 错误．速度的符号表示运动方向，可知前4s 内运动方向相同，故B 正确．根据图象的斜率表示物体的加速度，斜率一正一负，说明加速度方向相反，故C 正确．由图知，4s 末的速度不等，一个是0，一个是5m/s ，故D 错误．故选BC ．
【点睛】
本题关键是根据速度时间图象得到两个物体的运动情况，根据速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移大小，由图象的斜率分析加速度的大小和方向．
11．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5/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?22I 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.
12．一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．
13．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．
14．如图所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平面上，其上放一质量为m2的木块．t＝0时刻起，给木块施加一水平恒力F．分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，图中可能符合它们运动情况的是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】AC
【解析】
【分析】
木块可能与木板保持相对静止，一起做匀加速直线运动，也可能与木板发生相对滑动，相对于木板向前滑．根据牛顿第二定律得出加速度以及速度与时间的关系．
【详解】
A. 木块和木板可能保持相对静止，一起做匀加速直线运动．加速度大小相等，故A 符合题意．
B C D. 木块可能相对木板向前滑动，即木块的加速度大于木板的加速度，即21a a >． B 图中21a a <，故B 不符合题意；
C 图为v−t 图象,斜率代表加速度，2v 的斜率大于1v 的斜率，即21a a >，故C 符合题意；
D 图1v 的斜率大于2v 的斜率，即21a a <，故D 不符合题意．
【点睛】
解决本题的关键知道木块和木板之间运动情况，知道速度时间图线的斜率表示加速度．
15．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；。