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．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。

2．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023
s s D ．若a 、b 在12t 时刻相遇，它们将在12
3
t 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03
2
s 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。

3．甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，它们的v －t 图象如图3所示．两图象在t ＝t 1时相交于P 点，P 在横轴上的投影为Q ，△OPQ 的面积为S .在t ＝0时刻，乙车在甲车前面，相距为d .已知此后两车相遇两次，且第一次相遇的时刻为t ′，则下面四组t ′和d 的组合可能的是 ( )
A ．t ′＝t 1，d ＝S
B ．t ′＝1
2t 1，d ＝14
S C ．t ′＝
12t 1，d ＝1
2S D ．t ′＝
1
2t 1，d ＝34
S 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
在t 1时刻如果甲车没有追上乙车，以后就不可能追上了，故t ′<t 1，故A 错误；从图象中甲、乙与坐标轴所围的面积即对应的位移看，甲在t 1时间内运动的位移比乙的多S ，当t ′＝0.5t 1时，甲的面积比乙的面积多出
34S ，即相距d ＝3
4
S ，故D 正确，BC 错误．
4．从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压C U （即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率ν，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确
性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的 C U ν-图像如图2 所示．下列说法正确的是
A ．该金属的截止频率约为4．27× 1014 Hz
B ．该金属的截止频率约为5．50× 1014 Hz
C ．该图线的斜率为普朗克常量
D ．该图线的斜率为这种金属的逸出功 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
试题分析：设金属的逸出功为0W ，截止频率为
c ν，因此0W h ν=；光电子的最大初动能Ek 与遏止电压UC 的关系是k c E eU =，光电效应方程为0k
E h W ν=-；联立两式可得：
0C W h U e e
ν=-，因此图像的斜率为h
e ，ＣＤ错误；当C 0U =可解得
144.310c Hz νν==⨯，即金属的截止频率约为
Hz ，在误差允许范围内，可以认
为A 正确；B 错误． 考点：光电效应．
5．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．
6．如图甲，长木板A 放在光滑的水平面上，质量为2kg m =的另一物体B （可看作质点）以水平速度02m/s v =滑上原来静止的长木板A 的表面．由于A 、B 间存在摩擦，之后A 、B 速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（g 取210m/s ）（ ）
A ．木板获得的动能为2J
B ．系统损失的机械能为4J
C ．木板A 的最小长度为2m
D ．A 、B 间的动摩擦因数为0.1 【答案】D 【解析】 【详解】
A.由图象可知，A 、B 的加速度大小都为21m/s ，根据牛顿第二定律知二者质量相等均为2kg ，则木板获得的动能为2
11J 2
k E mv ==，选项A 不符合题意； B.系统损失的机械能22011
22J 22
E mv m v ∆=
-⋅⋅=，选项B 不符合题意； C.由v-t 图象可求出二者相对位移为1
21m 1m 2
⨯⨯=，木板A 的最小长度为1m ，所以C 不符合题意；
D.分析B 的受力，根据牛顿第二定律，B mg ma μ= 可求出0.1μ=，选项D 符合题意．
7．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.
8．甲、乙两车在平直公路上行驶，t＝0时刻两车处于同一位置，其速度－时间图象如图所示，两图像交点处坐标及切线如图，则（）
A．t＝8s末，甲、乙两车相遇
B．甲、乙两图像交点t＝2s末，甲车的加速度大于乙车的加速度
C．在2～8s内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度
D．在0～2s内，甲车的位移小于乙车的位移
【答案】D 【解析】 【详解】
A.在v -t 图象中，图象和横轴所围面积表示位移大小，甲、乙两车在平直公路上行驶，t =0时刻两车处于同一位置，t =8s 末时甲的位移大于乙的位移，甲在乙方的前方，故A 错误；
B.甲、乙两图像交点t =2s 末，
2240m/s 5m/s 8
v a t ∆===∆乙 223020m/s 5m/s 2
v a t ∆-=
==∆甲 甲车的加速度大小等于乙车的加速度大小，故B 错误；
C.在2~8s 内，甲的位移大于乙的位移，甲车的平均速度大于乙车的平均速度，故C 错误．
D.在v -t 图象中，图象和横轴所围面积表示位移大小，在0~2s 内，甲图象面积小于乙的图线面积，所以甲车的位移小于乙车的位移，故D 正确．
9．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+2
v 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12
2
v v +，所以Ⅰ的平均速度大于
12
2
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
+2
v v ，故D 正确。

10．一质量为2kg 的物体静止在水平桌而上，在水平拉力F 的作用下，沿水平方向运动2s 后撒去外力，其v ﹣t 图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．在0～6s 内，物体的位移大小为12m
B ．在2～6s 内，物体的加速度大小为0.5m/s 2
C ．在0﹣6s 内，摩擦力做的功为﹣8J
D ．在0～6s 内，摩擦力做的功为﹣4J 【答案】B 【解析】 【详解】
A 、根据速度时间图线围成的面积表示位移大小，在0～6s 内，物体的位移大小为
1
26m 6m 2
x =⨯⨯=，故选项A 错误；
B 、在2～6s 内，物体的加速度大小为2Δ0.5m/s Δv
a t
=
=，故选项B 正确； CD 、根据牛顿第二定律得阻力为20.5N 1N f ma ==⨯=，在0～6s 内，摩擦力做功为
16J 6J f W fx =-=-⨯=-，故选项C 、D 错误．
11．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：
222
m/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：
21
28m 2
x at =⨯=
所以4s 内F 做功为
W=Fx =10.5×8J=84J
故D 正确。

12．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1
2
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1
2
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1
2
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．
13．如图所示为某物体做直线运动的v －t 图象，关于物体在前4 s 的运动情况，下列说法中正确的是( )．
A ．物体始终向同一方向运动
B ．物体的加速度大小不变，方向改变
C ．物体在前2 s 内做减速运动
D ．t ＝2 s 时的速度、加速度都为零 【答案】C 【解析】 【分析】
根据速度的正负判断速度的方向．速度图象的斜率等于加速度．根据图线速度变化的变化分析物体做什么运动。

【详解】
A 项：由图可知，前2s 速度为负，后2s 速度为正，所以物体的速度方向改变，故A 错误；
B 项：图线的斜率等于加速度，由图可知，图线的斜率不变，故物体的加速度大小不变，方向不变，故B 错误；
C 项：物体在前2s 内向负方向做匀减速运动，故C 正确；
D 项：由图可知，t=2s 时的速度为零，但加速度不变，故D 错误。

故应选C 。

【点睛】
根据速度图象直接速度加速度的方向，由斜率大小求出加速度的大小是基本能力，要熟练掌握。

14．如图甲、乙所示为某物体在0～t 时间内运动的x ~t 图线和v ~t 图线，由图可知，在0～t 1时间内( )
A ．物体做的是曲线运动
B ．物体做加速度越来越小的运动
C ．图甲中
1
2t 时刻，图线的斜率为02v D ．x 1－x 0＞0
2
v t 1 【答案】C 【解析】 【详解】
A.x -t 图线和v -t 图线只能用来描述直线运动；故A 错误.
B.由乙图可知，物体做加速度恒定的直线运动；故B 错误.
C.图甲中图象的斜率表示物体运动的速度，由乙图可知，甲图中
1
2
t 时刻，图线的斜率为0
2
v ；故C 正确. D.乙图所围面积表示物体运动的位移，即x 1－x 0＞
2
v t 1;故D 错误.
15．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．。