(物理)物理图示法图像法解决物理试题专项含解析

（物理）物理图示法图像法解决物理试题专项含解析

一、图示法图像法解决物理试题

1．真空中，在x 轴上x =0和x =8处分别固定两个电性相同的点电荷Q l 和Q 2。电荷间连线上的电场强度E 随x 变化的图象如图所示（+x 方向为场强正方向），其中x =6处E =0。将一个正试探电荷在x =2处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）。则

A ．Q 1、Q 2均为正电荷

B ．Q 1、Q 2带电荷量之比为9：1

C ．在x =6处电势为0

D ．该试探电荷向x 轴正方向运动时，电势能一直减小 【答案】AB 【解析】 【详解】

由图可知，若两个电荷是负电荷则x=2处场强方向为负方向，故两个电荷同为正电荷，A 正确；因在x =6处场强为0，则12

2262

Q Q k

k =，解得：12:9:1Q Q =，B 正确；根据同种正电荷连线的中垂线电势分布特点，可知从x =6向无穷远运动时电势在降低，则x =6处电势大于0，C 错误；由图可知，0-6之间电场为正，沿x 轴的正方向，所以从0到6之间电势逐渐降低；而6-8之间的电场为负，沿x 轴的负方向，所以从6到8之间电势升高，因此将一个正点电荷沿x 轴运动时，该电荷的电势能先减小后增大，D 错误。

2．如图所示，将质量为m 的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O 点，小球静止在M 点，N 为O 点正下方一点，ON 间的距离等于橡皮筋原长，在N 点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。现对小球施加拉力F ，使小球沿以MN 为直径的圆弧缓慢向N 运动，P 为圆弧上的点，角PNM 为60°。橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g ，则

A ．在P 点橡皮筋弹力大小为

B ．在P 点时拉力F 大小为

C ．小球在M 向N 运动的过程中拉力F 的方向始终跟橡皮筋垂直

D ．小球在M 向N 运动的过程中拉力F 先变大后变小 【答案】AC

【解析】A 、设圆的半径为R ，则，ON 为橡皮筋的原长，设劲度系数为k ，开始

时小球二力平衡有

；当小球到达P 点时，由几何知识可得

，则橡皮筋的弹力为

，联立解得

，故A 正确。B 、

小球缓慢移动，即运动到任意位置均平衡，小球所受三个力平衡满足相似三角形，即

，

，因

，可得

,故B 错误。C 、同理在缓慢

运动过程中由相似三角形原理可知，则拉力F 始终垂直于橡皮筋的弹力，C 正

确。D 、在两相似三角形中，代表F 大小的边MP 的长度一直增大，故F 一直增大，故D 错误。则选AC 。

【点睛】三力平衡可以运用合成法、作用效果分解法和正交分解法，而三力的动态平衡就要用图解法或相似三角形法，若有直角的还可以选择正交分解法。

3．质量为2kg 的物体(可视为质点)在水平外力F 的作用下,从t=0开始在平面直角坐标系xOy(未画出)所决定的光滑水平面内运动．运动过程中,x 方向的x-t 图象如图甲所示,y 方向的v-t 图象如图乙所示．则下列说法正确的是（ ）

A ．t=0时刻，物体的速度大小为10m/s

B ．物体初速度方向与外力F 的方向垂直

C ．物体所受外力F 的大小为5N

D ．2s 末，外力F 的功率大小为25W 【答案】CD 【解析】 【详解】

由图甲图得到物体在x 方向做匀速直线运动，速度大小为

10

/ 2.5/4

x x v m s m s t =

=V V ＝，t=0时刻，y 方向物体的分速度为v y =10m/s ，物体的速度大小为v=22

x y v v +＞10m/s ．故A 错误．物体在x 方向做匀速直线运动，合力为零，y 方向

做匀减速直线运动，合力沿-y 轴方向，而物体的初速度不在x 轴方向，所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直．故B 错误．由乙图的斜率等于加速度，得到物体的加速度大

小为22100/ 2.5/4

v a m s m s t -=

==V V ，所受外力F 的大小为F=ma=5N ．故

C 正确．2s 末，外力的功率P=Fv y =5×5W=25W ．故

D 正确．故选CD ． 【点睛】

本题知道x 、y 两个方向的分运动，运用运动的合成法求解合运动的情况．对于位移图象与速度图象的斜率意义不同，不能混淆：位移图象的斜率等于速度，而速度图象的斜率等于加速度．

4．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2d

B ．.运动电荷的速率为0

2d

t π C ．0~023t 时间内，运动电荷的位移大小为3

d π D ．0~

23t 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0

2d

v t π=

，选项B

错误；0~023

t 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．