图像应用专题附答案

图像应用专题
一、参量待定的图象
1．2010北京理综第20题
如图，若x 轴表示时间，y 轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。

若令x 轴和y 轴分别表示其它的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。

下列说法中正确的是 A.若x 轴表示时间,y 轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒
定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系 B.若x 轴表示频率，y 轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系 C.若x 轴表示时间，y 轴表示动量，则该图像可以反映某物在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系
D.若x 轴表示时间，y 轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系
二、运动学图象
2．2010年上海物理第18题
如图为质量相等的两个质点A 、B 在同一直线上运动的v t -图像，由图可知
A ．在t 时刻两个质点在同一位置
B ．在t 时刻两个质点速度相等
C ．在0t -时间内质点B 比质点A 位移大
D ．在0t -时间内合外力对两个质点做功相等
3．1992年高考题：
两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为v 。

若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车。

已知前车在刹车过程中所行的距离为s ，若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为（ ） A ．s B ．2s C ．3s D ．4s
4．2008宁夏理综卷第17题
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 的组合可能是
A ．t ′＝t 1 ,d =S
B ．t ′=
111,24
t d S = C ．t ′111,22t d S == D ．t ′=113
,24
t d S =
图1-1
v
二、动力学图象
5．质量为2.0kg 的物体在F 1、F 2……等ｎ个力作用下保持静止， 后来大小为4.0N 的F 1先均匀减小，经2.0s 减小到零，又经2.0s 再均匀增大到4.0N ，试定性画出描述在这一过程中物体运动情况的a －t 图象和v —t 图象。

6．2008天津理综卷第20题
一个静止的质点，在0～4s 时间内受到力F 的作用，力的方向始终在同一直线上，力F 随时间t 的变化如图所示，则质点在
A .第2s 末速度改变方向
B .第2s 末位移改变方向
C .第4s 末回到原出发点
D .第4s 末运动速度为零 7．2009江苏物理第4题
在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，下列描绘下落速度的水平分量大小x v 、竖直分量大小y v 与时间t 的图像，可能正确的是
8．2010福建理综第17题
如图(甲)所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t =0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。

通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力变化的图像如图(乙)如示，则
A ．1t 时刻小球动能最大
B ．2t 时刻小球动能最大
C ．2t ～3t 这段时间内，小球的动能先增加后减少
D ．2t ～3t 这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
9．2010福建理综第16题
质量为2.0kg 的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.20，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。

从t = 0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F 的作用，F 随时间t 的变化规律如
图所示。

重力加速度g 取10m/2
s ,则物体在t =0到t =12s 这段时间的位移大小为
A ．18m
B ．54m
C ．72m
D ．198m
10．2011上海物理第19题
受水平外力F 作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，
其v t - 图线如图所示，则
Ａ．在10
t 秒内，外力F 大小不断增大
Ｂ．在1t 时刻，外力F 为零
Ｃ．在12t t 秒内，外力F 大小可能不断减小 Ｄ．在12t t 秒内，外力F 大小可能先减小后增大
11．2011新课程理综第21题
如图，在光滑水平面上有一质量为1m 的足够长的木板，其上叠放一质量为2m 的木块。

假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。

现给木块施加一随时间t 增大的水平力F kt =（k 是常数），木板和木块加速度的大小分别为1a 和2a ，下列反映1a 和2a 变化的图线中正确的是
12．2011北京理综第18题
“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。

某人做蹦极运动，所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示。

将蹦极过程
近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g 。

据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为
A ．g
B ．2g
C ．3g
D ．4g 13．2011福建理综第16题
如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率t v 运行。

初速度大小为2v 的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带。

若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v -t 图像（以地面为参考系）如图乙所示。

已知2v ＞1v ，则
A. 2t 时刻，小物块离A 处的距离达到最大
B. 2t 时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C. 0─2t 时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 0─3t 时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
三、功能图象
14．2008四川理综卷第18题
一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t 0滑至斜面底端。

已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。

若用F 、v 、s 和E 分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是
15．2008年上海物理卷第8题
物体做自由落体，E k 代表动能，E P 代表势能，h 代表下落的距离，以水平地面为零势能面，下列所示图像中，能正确反映各物理量之间关系的是（ ）
16．2008宁夏理综卷第18题
一滑块在水平地面上沿直线滑行，t =0时其速度为1 m/s 。

从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平作用力F ，力F 和滑块的速度v 随时间的变化规律分别如图a 和图b 所示。

设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F 对滑块做的功分别为123W W W 、、，则以下关系正确的是
A ．123W W W ==
B ．123W W W <<
C ．132W W W <<
D ．123W W W =< 17．2009宁夏辽宁理综17题
质量为m 的物体静止在光滑水平面上，从t =0时刻开始受到水平力的作用。

力的大小F 与时间t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则
A ．03t 时刻的瞬时功率为m
t F 0
205
B ．03t 时刻的瞬时功率为m
t F 0
2015
C ．在0=t 到03t 这段时间内，水平力的平均功率为m
t F 4230
20
D ．在0=t 到03t 这段时间内，水平力的平均功率为m
t F 6250
20
E
E
E P
（A ） （B ） （C ） （D ）
0D ．
0A ．
0C ．
0B ．
18．2010新课程全国卷第16题
如图所示，在外力作用下某质点运动的t υ-图象为正弦曲线。

从图中可以判断
A ．在10~t 时间内，外力做正功
B ．在10~t 时间内，外力的功率逐渐增大
C ．在2t 时刻，外力的功率最大
D ．在13~t t 时间内，外力做的总功为零
19．2010海淀期中第20题
如图15所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v 与对轻绳的拉力F ，并描绘出v -
F
1
图象。

假设某次实验所得的图象如图16所示，其中线段AB 与v 轴平行，它反映了被提升重物在第一个时间段内v 和F
1
的关系；线段BC 的延长线过原点，它反映了被提升重物在第二个时间段内v 和
F
1
的关系；第三个时间段内拉力F 和速度v 均为C 点所对应的大小保持不变，因此图象上没有反映。

实验中还测得重物由静止开始经过t =1.4s ，速度增加到v C =3.0m/s ，此后物体做匀速运动。

取重力加速度g =10m/s 2，绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计。

（1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一个时间段内和第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变。

请分别指出第一个时间段内和第二个时间段内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小；
（2）求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内通过的总路程。

1
F
/N -1 16.0 14.0
图16
图15
20．2006年上海物理卷第8题
A B 、是一条电场线上的两点，若在A 点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A 运动到B ，其速度随时间变化的规律如图所示．设A B 、两点的电场强度分别为A E 、B E ，电势分别为A U 、B U ，则
（A ）A B E E =． （B ）A B E E <． （C ）A B U U = （D ）A B U U <．
21．2008重庆理综卷第21题
题21图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q 将随待测物体的上下运动而变化，若Q 随时间t 的变化关系为Q =
b
t a
+（a 、b 为大于零的常数），其图象如题21图2所示，那么题21图3、图4中反映极板间场强大小E 和物体速率v 随t 变化的图线可能是
A ．①和③
B ．①和④
C ．②和③
D ．②和④ 22．2009江苏物理第8题
空间某一静电场的电势ϕ在x 轴上分布如图所示，x 轴上两点B 、C 点电场强度在x 方向上的分量分别是Bx E 、Cx E ，下列说法中正确的有 A ．Bx E 的大小大于Cx E 的大小
B ．Bx E 的方向沿x 轴正方向
C ．电荷在O 点受到的电场力在x 方向上的分量最大
D ．负电荷沿x 轴从B 移到C 的过程中，电场力先做正功，后做负功
23．2011北京理综第24题
静电场方向平行于x 轴，其电势φ随x 的分布可简化为如图所示的折线，图中φ0和d 为已知量。

一个带负电的粒子在电场中以x =0为中心，沿x 轴方向做周期性运动。

已知该粒子质量为m 、电量为-q ，其动能与电势能之和为－A （0<A <q φ0）。

忽略重力。

求：
（1）粒子所受电场力的大小； （2）粒子的运动区间； （3）粒子的运动周期。

24．图5—48中的a 、b 两直线分别为电源A 、B 的路端电压—电流的图象。

同一坐标系中还画有定值电阻R 0的U —I 图象c 。

请比较两个电源的电动势（E a 、E b ）和内电阻（r a 、r b ）的大小，如果将定值电阻R 0分别接到A 、B 两电源上，请比较通过R 0的电流（I a 、I b ）及其功率（P a 、P b ）的大小。

A ．I a ＝ I b ，P a ＝P b
B ．I a > I b ，P a >P b
C ．I a ＝ I b ，P a >P b
D ．I a < I b ，P a >P b 25．2006年天津理综第22题（3）
某研究性学习小组利用图1所示电路测量电池组的电动势E 和内阻r 。

根据实验数据绘出如下图所示的I
R 1
-
图线，其中R 为电阻箱读数，I 为电流表读数，由此可以得到 E = V ，r = Ω。

六、电磁感应
26．2008年理综Ⅰ卷第20题
矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示。

若规定顺时针方向为感应电流I 的正方向，下列各图中正确的是
图1
图2
27．一闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，设垂直纸面向里为磁感强度B 的正方向，线圈中的箭头为电流i 的正方向如图3—6（1）所示。

已知线圈中感应电流i 随时间变化的图像如图3—6（2）所示，则磁感强度B 随时间变化的图象，可能是图3—7中的哪一幅？
28．如图3—39所示，一个高度为L 的矩形线框无初速地从高处落下，设线框下落过程中，下边保持水平向下平动。

在线框的下方，有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区，磁场区高度为2L ，磁
场方向与线框平面垂直。

闭合线圈下落后，可匀速进入磁场区，进入过程中，线圈中的感应电流为I 0。

建立
如图3—40所示的坐标系，请定性画出线圈穿过磁场全过程中的“i —x ”图象。

29．2011山东理综第22题
22.如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。

两质量、长度均相同的导体棒c 、d ，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h 处。

磁场宽为3h ，方向与导轨平面垂直。

先由静止释放c ，c 刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d ，两导体棒与导轨始终保持良好接触。

用c a 表示c 的加速度，kd E 表示d 的动能，c x 、d x 分别表示 c 、d 相对释放点的位移。

图乙中正确的是
2
I -I 图3—
40
图3—39
图3—
7
（2
）
（1）
图3—6
30．2007年理综Ⅱ卷第21题
如图所示，在PQ 、QR 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。

一导线框abcdefa 位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc 边与磁场的边界P 重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示。

从t ＝0时刻开始，线框匀
速横穿两个磁场区域。

以a →b →c →d →e →f 为线框中的电
动势ε的正方向，以下四个ε－t 关系示意图中正确的是
31．2011海南物理第6题
如图，EOF 和E O F '''为空间一匀强磁场的边界，其中
EO ∥E O ''，FO ∥F O ''，且EO ⊥OF ；OO '为∠EOF 的角平分析，OO '间的距离为l ；磁场方向垂直于纸面向里。

一边长为l 的正方形导线框沿OO '方向匀速通过磁场，t =0时刻
恰好位于图示位置。

规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i 与实践t 的关系图线可能正确的是
七、交流电
32．2008宁夏理综卷第19题
如图a 所示，一矩形线圈abcd 放置在匀 强磁场 中，并绕过ab 、cd 中点的轴OO ′以角速度ω
逆时针匀速转动。

若以线圈平面与磁场夹角
εεε
ε
45θ︒＝时（如图b ）为计时起点，并规定当电流自a 流向b 时电流方向为正。

则下列四幅
图中正确的是
33．2011山东理综第20题
为保证用户电压稳定在220V ，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。

保持输入电压1u 不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压。

某次检测得到用户电压2u 随时间t 变化的曲线如图乙所示。

以下正确的是 （ ）
A 、2)u t V π=
B 。

2)u t V π=
C 、为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当下移
D 、为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当上移
34．2011福建理综第15题
图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比
n 1:n 2=5:1，电阻R =20 Ω，L 1、L 2为规格相同的两只
小灯泡，S 1为单刀双掷开关。

原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图所示。

现将S 1接1、S 2闭合，此时L 2正常发光。

下列说法正确的是
A.输入电压u 的表达式u πt)V
B.只断开S 2后，L 1、L 2均正常发光
C.只断开S 2后，原线圈的输入功率增大
D.若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8W
1. C 2．BCD 3．B 4．D
5.
6．D 7．B 8．C 9．B 10．C D 11．A 12．B 13．B 14．AD
15．B 16．B 17．BD 18．AD
19．（1）F 1＝6.0N a =5.0m/s 2 12W P Fv == （2）x = x 1+ x 2=3.15m
20．ＡＤ 21.C 22．AD
23．（1）0
q F qE d ϕ== （2）0011A A d x d q q ϕϕ⎛⎫⎛⎫
--≤≤- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
（3）
4T t ==24．B 25．（3）2.9；0.9 26．D 27．A
28．
29．BD 30．C 31．B 32．D 33．BD 34．D
图3—38
图5—
51 I -I。