高中物理图示法图像法解决物理试题试题经典及解析

高中物理图示法图像法解决物理试题试题经典及解析

一、图示法图像法解决物理试题

1．如图所示，滑块A 、B 的质量均为m ,A 套在固定倾斜直杆上，倾斜杆与水平面成45°,B 套在固定水平的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计且足够长，A 、B 通过铰链用长度为L 的刚性轻杆(初始时轻杆与平面成30°)连接，A 、B 从静止释放，B 开始沿水平面向右运动，不计一切摩擦，滑块A 、B 视为质点，在运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）

A ．A 、

B 组成的系统机械能守恒

B ．当A 到达与B 同一水平面时,A 的速度为gL

C ．B 滑块到达最右端时,A 的速度为2gL

D ．B 滑块最大速度为3gL 【答案】AD 【解析】

因不计一切摩擦，故系统机械能守恒，A 正确；设A 的速度为A v 、B 的速度为B v ，当A 到达与B 同一水平面时，对A 、B 速度进行分解，如图所示

根据沿杆方向速度相等有：2

cos 452

B A A v v v ==o ，根据系统机械能守恒有：22

11222A B L mg

mv mv =+，解得：2

3

A v gL =，

B 错误；B 滑块到达最右端时，B 的速度为零，如图所示：

根据系统机械能守恒有：2

12122

A

mgL

mv +='，解得：()12A v gL ='+C 错误；当

A 滑到最低点时，速度为零，

B 的速度最大，如图所示：

根据系统机械能守恒有：

231

22

B mgL mv '=，解得：3B v gL '=，D 正确，选AD.

【点睛】应用A 、B 沿杆方向速度相等，求出A 、B 的速度关系，因为不计一切摩擦，故A 、B 组成的系统机械能守恒，当A 的速度最大时，B 的速度为0；当B 的速度最大时，A 的速度为0.

2．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 θ

B ．P 到达O 点时绳子的拉力为0

C ．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．

3．用轻杆通过铰链相连的小球A 、B 、C 、D 、E 处于竖直平面上，各段轻杆等长，其中小球A 、B 的质量均为2m ，小球C 、D 、E 的质量均为m ．现将A 、B 两小球置于距地面高h 处，由静止释放，假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦，则在下落过程中

A ．小球A 、

B 、

C 、

D 、

E 组成的系统机械能和动量均守恒 B ．小球B 的机械能一直减小 C ．小球B 落地的速度大小为2gh

D ．当小球A 的机械能最小时，地面对小球C 的支持力大小为mg 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】

小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能守恒但动量不守恒，故A 错误；由于D 球受力平衡，所以D 球在整个过程中不会动，所以轻杆DB 对B 不做功，而轻杆BE 对B 先做负功后做正功，所以小球B 的机械能先减小后增加，故B 错误；当B 落地时小球E 的速度等于零，根据功能关系212

mgh mv 可知小球B 的速度为2gh ，故C 正确；当小球A 的机械能最小时，轻杆AC 没有力，小球C 竖直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故D 正确，故选CD

4．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．

5．如图所示，在x 轴上有A 、O 、B 、M 四点，OA ＝OB ＝BM ＝

2

L

，A 、B 两点固定有电荷量分别为＋Q （Q >0）和－2Q 的异种点电荷。静电力常量为k 。下列说法正确的是

A ．在x 轴上A 、O 两点之间还有一点与M 点的电场强度相同

B ．O 点的电场强度大小为

2

12kQ

L ，方向沿x 轴正方向 C ．O 点的电势高于M 点的电势

D ．将一带正电的试探电荷从O 点移至M 点，其电势能增加 【答案】BC 【解析】 【详解】

A ．由O 点到

B 点，场强越来越大，而从B 点到O 点，场强越来越小，而O 点的场强大于在M 点的场强，从A 到O 的场强逐渐减小，所以在x 轴上A 、O 两点之间不会有一点与M 点的电场强度相同，A 错误； B ．O 点的合场强大小为