高考必备物理图示法图像法解决物理试题技巧全解及练习题

高考必备物理图示法图像法解决物理试题技巧全解及练习题一、图示法图像法解决物理试题1．如图所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d 时（图中B 处），下列说法正确的是A ．小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB ．小环到达B 处时，重物上升的高度也为dC ．小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于D ．小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】由题意，释放时小环向下加速运动，则重物将加速上升，对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力2mg ，所以A 正确；小环到达B 处时，重物上升的高度应为绳子缩短的长度，即2h d d ∆=-，所以B 错误；根据题意，沿绳子方向的速度大小相等，将小环A速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足：A B v cos v θ=，即12A Bv v cos θ==所以C 正确，D 错误． 【点睛】应明确：①对与绳子牵连有关的问题，物体上的高度应等于绳子缩短的长度；②物体的实际速度即为合速度，应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解，然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解．2．如图所示，在距水平地面高为0.4m 处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P 点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P 点的右边，杆上套有一质量m=2kg 的滑块A ．半径R ＝0.3m 的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O 在P 点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg 的小球B ．用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将A 、B 连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A 、B 均可看作质点，且不计滑轮大小的影响．现给滑块A 一个水平向右的恒力F ＝50N （取g=10m/s 2）．则（ ）A ．把小球B 从地面拉到P 的正下方时力F 做功为20J B ．小球B 运动到C 处时的速度大小为0C ．小球B 被拉到与滑块A 速度大小相等时，离地面高度为0.225mD ．把小球B 从地面拉到P 的正下方C 时，小球B 的机械能增加了20J 【答案】ACD 【解析】解： 把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点过程中，力F 的位移为：()220.40.30.40.30.4x m =+--= ，则力F 做的功W F =Fx=20J ，选项A 正确；把小球B从地面拉到P 点正下方C 点时，此时B 的速度方向与绳子方向垂直，此时A 的速度为零，设B 的速度为v ，则由动能定理：2102F W mgR mv -=- ，解得v=27 m/s ，选项B 错误；当细绳与圆形轨道相切时，小球B 的速度方向沿圆周的切线方向向上，此时和绳子方向重合，故与小球A 速度大小相等，由几何关系可得h=0.225m 选项C 正确；B 机械能增加量为F 做的功20J ，D 正确 本题选ACD3．如图所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点。

已知容器半径为R ，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP 与水平方向的夹角为θ＝30°。

下列说法正确的是A ．容器相对于水平面有向左运动的趋势B ．轻弹簧对小球的作用力大小为 mgC ．容器对小球的作用力竖直向上D ．弹簧原长为R ＋【答案】BD 【解析】 【分析】对容器和小球整体研究，分析受力可求得半球形容器受到的摩擦力．对小球进行受力分析可知，小球受重力、支持力及弹簧的弹力而处于静止，由共点力的平衡条件可求得小球受到的轻弹簧的弹力及小球受到的支持力，由胡克定律求出弹簧的压缩量，即可求得原长．【详解】由于容器和小球组成的系统处于平衡状态，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，故A 错误；容器对小球的作用力是弹力，指向球心O，故B正确；对小球受力分析，如图所示由可知，支持力和弹簧的弹力之间的夹角为120°，则由几何关系可知，小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg，故C错误；图中弹簧长度为R，压缩量为，故原长为，故D正确。

故选BD。

【点睛】本题考查共点力的平衡条件应用，要注意明确共点力平衡问题重点在于正确选择研究对象，本题运用隔离法和整体法两种方法进行受力分析得出结论．同时注意几何关系的正确应用．4．如图所示，斜面和水平横杆均足够长且均被固定，斜面顶角为θ，套筒P套在横杆上，与轻绳连接，轻绳跨过不计大小的定滑轮，其与放在斜面上的滑块Q相连接，且连接滑块Q的轻绳与斜面平行，P与Q的质量均为m，O为横杆上的滑轮的正下方的点，滑轮到横杆的距离为h。

开始时手握住P，使连接P的绳与竖直方向的夹角为θ，然后无初速度释放P。

不计绳子的伸长和一切摩擦，重力加速度为g。

下列说法正确的是( )A．释放P前绳子拉力大小为mg sin θB．P到达O点时绳子的拉力为0C．P到达O点时的速率为D．P从释放到第一次过O点的过程中，绳子对P的拉力一直做正功【答案】CD【解析】【分析】对Q分析，根据共点力平衡求出拉力的大小；根据关联速度的解法分析Q的速度变化情况，从而得出拉力的情况；对P 和Q 系统研究，结合机械能守恒求出P 到达O 点的速度大小．根据P 点的速度变化，分析动能的变化，从而得拉力做功的情况． 【详解】释放P 前，对Q 分析，根据共点力平衡得，故A 错误。

根据P 与Q 的速度关系，当P 到达O 点时，即，说明Q 先加速后减速，故此时轻绳的拉力不为0，故B 错误；当P 到达O 点时，Q 减少重力势能与P 增加的动能相等，则有：，解得： ，故C 正确；P 从释放到第一次过O 点，速度逐渐增大，动能在增大，故绳子对P 的拉力一直做正功，故D 正确；故选CD 。

【点睛】本题考查了关联速度、共点力平衡、做功、机械能守恒的综合运用，知道P 到达O 点时，沿绳子方向的速度为零，则Q 的速度为零．5．某电场是由平面内两个相同的点电荷产生的，其中一个点电荷固定不动且到P 点的距离为d ，另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕P 点做匀速圆周运动，P 点的电场强度大小随时间变化的图象如图所示，图线AC 段与CE 段关于直线t =t 0对称，若撤去运动点电荷，测得P 点场强大小为E 0，已知E A =E E =E 0，E B =E D =E 0，E C =0，静电力常量为k ，不考虑磁场因素，则下列说法正确的是( )A ．运动电荷做匀速圆周运动的半径为2dB ．.运动电荷的速率为02dt π C ．0~023t 时间内，运动电荷的位移大小为3d π D ．0~023t时间内，运动电荷的位移大小为d【答案】BD 【解析】由图像可知t=t 0时P 点的场强为零，说明另一点电荷在P 点右侧距离为d 的位置；当t=0和t=2t 0时，P 02E ，可知另一电荷在与QP 垂直，且距离P 点d 的位置，则运动电荷做匀速圆周运动的半径为d ，选项A 错误；粒子运动的速率为02dv t π=，选项B错误；0~023t 时间内，运动电荷运动的弧长002233t d d x vt t ππ==⨯=，转过的角度为3π ，则位移大小为d,选项D 正确，C 错误；故选BD.点睛：本题考查的是电荷的叠加问题，题目的难点在于有一个电荷是运动的，导致p 点的合场强在不断的变化，根据图中的已知条件来计算场强的大小和速度的大小．6．真空中电量均为Q 的两同种点电荷连线和一绝缘正方体框架的两侧面ABB 1A 1和DCC 1D 1中心连线重合，连线中心和立方体中心重合，空间中除两同种电荷Q 产生的电场外，不计其它任何电场的影响，则下列说法中正确的是（ ）A ．正方体两顶点A 、C 1电场强度相同B ．正方体两顶点A 、C 1电势相同C ．两等量同种点电荷周围电场线和面ABB 1A 1总是垂直D ．把正检验电荷q 从顶点A 移到C 电场力不做功 【答案】BD 【解析】 【分析】电场强度是矢量，通过场强的叠加获得合场强；电势是标量，沿着电场线方向电势降低，可以根据对称性判断电势的大小；电荷从等势面上的一点移动到另一点，电场力不做功。

【详解】AC ．电场强度是矢量，需要两个电荷在不同点进行场强的叠加，所以A 点和C 1点两处的电场强度大小相等，方向不同，且A 点合场强不与面ABB 1A 1垂直，所以AC 错误； B ．根据电势的对称性可知A 、B 、B 1、A 1、和D 、C 、C 1、D 1这8个点的电势相等（关于点电荷连线的中点对称），故B 正确；D ．因为A 点和C 点的电势相等，根据电场力做功：W qU =可知，正检验电荷q 从顶点A 移到C 电场力不做功，故D 正确。

【点睛】考察等量同种电荷电场线和等势面的分布，掌握电场强度和电势的标矢性。

7．如图所示，光滑水平平台上有一质量为m 的物块，站在地面上的人用跨过定滑轮（定滑轮大小不计）的绳子向右拉动物块，不计绳和滑轮的质量及滑轮的摩擦，且人手作用点离平台边缘竖直高度始终为h ，当人以速度v 从平台的边缘处向右匀速前进位移x 时，则A ．在该过程中，物块的运动速度增加B ．人前进x 时，物块的运动速率为22vx h x +C ．在该过程中，物块受到拉力变小D ．在该过程中，人对物块做的功为212mv 【答案】ABC 【解析】 【详解】将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，在沿绳子方向上的分速度等于物块的速度，如图，物块的速度等于vcosθ，故随着人向右匀速运动，夹角θ减小，物块的速度增加，选项A 正确．物块加速运动，有加速度趋近于零的趋势，即加速度减小，所受的拉力减小，选项C 正确；当人从平台的边缘处向右匀速前进了x ，此时物块的速度大小为：v′=vcosθ=v 22h x +，根据动能定理得：人对物块做的功为：W=12mv′2=()2222 2mv x h x +．故B 正确，D 错误；故选ABC ． 【点睛】解决本题的关键知道物块的速度等于绳子收缩的速度，等于人运动的沿绳子方向上的分速度，以及能够灵活运用动能定理．8．2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车．为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是（ ）A ．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B ．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C ．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D ．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布 【答案】C 【解析】 【详解】A 、以桥身为研究对象，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向，则钢索对索塔的向下的压力数值上等于桥身的重力，增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变，故A 错误；B 、由图甲可知2cos T Mg α=，当索塔高度降低后，α变大，cos α 变小，故T 变大，故B 错误C 、由B 的分析可知，当钢索对称分布时，2cos T Mg α=，钢索对索塔的合力竖直向下，故C 正确D 、受力分析如图乙，由正弦定理可知，只要sin sin AC ABF F αβ= ，钢索AC 、AB 的拉力F AC 、F AB 进行合成，合力竖直向下，钢索不一定要对称分布，故D 错误；综上分析：答案为C9．如图所示，两等量负点电荷固定在A 、B 两点。