高考物理图像法解决物理试题解题技巧及练习题及解析

高考物理图像法解决物理试题解题技巧及练习题及解析
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．如图所示为甲、乙两质点做直线运动的速度－时间图象，则下列说法中正确的是( )
A ．在0～t 3时间内甲、乙两质点的平均速度相等
B ．甲质点在0～t 1时间内的加速度与乙质点在t 2～t 3时间内的加速度相同
C ．甲质点在0～t 1时间内的平均速度小于乙质点在0～t 2时间内的平均速度
D ．在t 3时刻，甲、乙两质点都回到了出发点 【答案】A 【解析】
A 、在0～t 3时间内，由面积表示为位移，可知甲、乙两质点通过的位移相等，所用时间相等，则甲、乙两质点的平均速度，故A 正确；
B 、图象的斜率表示加速度，则甲质点在0～t 1时间内的加速度与乙质点在t 2～t 3时间的加速度大小相等，但方向相反，所以加速度不同，故B 错误；
C 、甲质点在0～t 1时间内的平均速度为2v ，乙质点在0～t 2时间内平均速度为2
v
，即平均速度相等，故C 错误；
D 、两个质点一直沿正向运动，都没有回到出发点，故D 错误；
故选A ．
【点睛】在速度时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，斜率表示加速度，图象与坐标轴围成面积代表位移，平均速度等于位移与时间之比，根据这些知识分析．
3．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．
4．如图，光滑水平面上放着长木板B ，质量m ＝2kg 的木块A 以速度v 0＝2m/s 滑上原来静止的长木板B 的上表面，由于A 、B 之间存在有摩擦，之后，A 、B 的速度随时间变化情况如右图所示，重力加速度g ＝10m/s 2.则下列说法正确的是（ ）
A ．A 、
B 之间动摩擦因数为0.1 B ．长木板的质量为1 kg
C ．长木板长度至少为2m
D ．A 、B 组成系统损失机械能为4J 【答案】A 【解析】 【分析】
A 在
B 的表面上滑行时，根据v -t 图像的斜率可得到A 的加速度大小，由牛顿第二定律求得动摩擦因数。

对系统，运用动量守恒定律列式可求得长木板的质量M 。

根据“面积”表示位移，求解木板的长度。

由能量守恒定律求解A 、B 组成系统损失机械能。

【详解】
A ．由图像可知，木板
B 匀加速运动的加速度
21m/s v
a t
∆=
=∆ 对B 根据牛顿第二定律得
μmg ＝Ma B
解得μ＝0.1，故A 正确；
B ．从图可以看出，A 先做匀减速运动，B 做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度v ＝1 m/s ，取向右为正方向，根据动量守恒定律得
()o mv m M v =+
解得M ＝m ＝2kg ，故B 错误； C ．由图像可知前1s 内B 的位移
001
1m 0.5m 22B v x t ++=
⨯=⨯= A 的位移
021
1m 1.5m 22A v v x t ++=
⨯=⨯= 所以木板最小长度
1m A B L x x =-=
故C 错误。

D ．A 、B 组成系统损失机械能
22011
()2J 22
E mv m M v ∆=
-+=
故D 错误。

故选A 。

【点睛】
分析清楚图像的物理意义是解题的前提与关键，要知道加速度是联系力和运动的桥梁，根据v -t 图像的斜率能得出物体运动的加速度，由面积求解位移。

5．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12
4m /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 6
3
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．
6．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．
7．一个以初速度v 0沿直线运动的物体，t 秒末的速度为v ，其v -t 图象如图所示，则关于t 秒内物体运动的平均速度，以下说法正确的是( )．
A ．
B ．
C ．
D ．无法确定
【答案】A 【解析】 【详解】
连接图线的起点和终点，该连线表示做匀加速直线运动，其平均速度为
，匀加
速直线运动的图线围成的面积小于非匀变速直线运动图线围成的面积，而时间相等，则知该非匀变速直线运动的平均速度，故A 正确，B 、C 、D 错误；
故选A 。

【点睛】
速度时间图线的切线斜率表示瞬时加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，将该运动与匀加速直线运动相比较，分析平均速度的大小。

8．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02
v 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.
9．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.
10．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其x
t
t
的图象如图所
示，则( )
A．质点做匀加速直线运动，加速度为1.0m/s2 B．质点在1s末速度为1.5m/s
C．质点在第1s内的平均速度0.75m/s
D．质点做匀速直线运动，速度为0.5m/s
【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】 A 、D 、由图得：
0.50.5x t t =+，根据2012x v t at =+，得：02
x a
v t t =+，对比可得：20.5m/s 2
a
=，则加速度为a =2×0.5=1m/s2，由图知质点的加速度不变，说明质点做匀加速直线运动，故A 正确，D 错误.
B 、质点的初速度v 0=0.5m/s ，在1s 末速度为v =v 0+at =0.5+1=1.5m/s ；故B 正确.
C 、质点在第1s 内的平均速度00.5 1.5
m/s 1m/s 22
v v v ++=
==，故C 错误.
11．两辆游戏赛车a 、b 在两条平行的直车道上行驶．t=0时两车都在同一计时线处，此时比赛开始．它们在四次比赛中的v t -图如图所示．哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】AC 【解析】
在速度--时间图象里，图象与横轴所围成的面积表示物体发生的位移．从A 图中可以看出，当t=20s 时，两图象面积相等，此时一辆赛车追上另一辆，A 正确；图中a 的面积始终小于b 的面积，所以不可能追上，B 错误；图象也是在t=20s 时，两图象面积相等，此时一辆赛车追上另一辆；C 正确；图象中a 的面积始终小于b 的面积，所以不可能追上，D 错误．
12．如图所示是甲、乙两质点运动的v ﹣t 图象，由图线可以判定（ ）
A．甲质点的加速度越来越小，t1时刻两质点速度等大
B．零时刻甲质点的加速度为零
C．在t1时刻之前，甲质点的加速度均大于乙质点的加速度
D．在0﹣t1时间内，甲质点的位移大于乙质点的位移
【答案】AD
【解析】
【详解】
A.在速度﹣时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，图线的斜率表示加速度，知甲质点的加速度逐渐减小，t1时刻两质点速度等大，故A项与题意相符；
B.由于在速度﹣时间图象中，切线斜率表示加速度，所以零时刻甲质点的速度为零，但加速度不为零，故B项与题意不相符；
C.在t1时刻之前，乙质点的加速度逐渐减小，所以乙质点的加速度一开始小于甲的加速度，后来大于甲的加速度，故C项与题意不相符；
D.在速度﹣时间图象中，图象与坐标轴围成面积代表位移，所以在0﹣t1时间内，甲质点的位移大于乙质点的位移，故D项与题意相符。

故选：AD。

13．某质点作直线运动的v﹣t图象如图所示，根据图象判断下列正确的是（）
A．0～1s内的加速度大小是1～3s内的加速度大小的2倍
B．0～1s与4～5s内，质点的加速度方向相反
C．0.5s与2s时刻，质点的速度方向相反
D．质点在0～5s内的平均速度是0.8m/s
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
图象的斜率大小表示加速度大小，根据图象可知0～1s内的加速度大小a1=4m/s2，1～3s内的加速度大小a2=2m/s2，所以A对；根据图象可知0～1s与4～5s内，质点的加速度都是正值，所以加速度方向相同，故B错；0.5s与2s时刻，质点的速度都是正值，所以速度方
向相同，故C 错；质点在0～5s 内的位移是图象中两个三角形面积之差x=4m ，所以质点在0～5s 内的平均速度是x/t=0.8m/s ，故D 对．
14．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
1
2442
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：()11
242421022
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．
15．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.。