高中物理图示法图像法解决物理试题的基本方法技巧及练习题及练习题

高中物理图示法图像法解决物理试题的基本方法技巧及练习题及练习题

一、图示法图像法解决物理试题

1．物块B 套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A 相连（定滑轮体积大小可忽略），今使物块B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点，运动中连接A 、B 的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（ ）

A ．物块A 的速率先变大后变小

B ．物块A 的速率先变小后变大

C ．物块A 始终处于超重状态

D ．物块A 先处于失重状态，后处于超重状态 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】

AB ．将B 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图，

根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为

A B v v cos θ=

可知θ在增大到90°的过程中，A 的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当B 到达P 点时，B 与滑轮之间的距离最短，θ=90°，A 的速度等于0，随后A 向上运动，且速度增大；所以在B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点的过程中，A 的速度先向下减小，然后向上增大，故A 错误，B 正确；

CD ．物体A 向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以A 始终处于超重状态．故C 正确，D 错误； 故选BC ． 【点睛】

解决本题的关键知道A 沿绳子方向上的分速度等于B 的速度，以及知道除超重状态时物体的加速度的方向向上，失重状态时加速度的方向向下即可．

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0

C ．小球B 被拉到与滑块A 速度大小相等时，离地面高度为0.225m

D ．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：2

102

F W mgR mv -=

- ，解得v=7 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ACD

3．在绝缘光滑的水平面上相距为6L 的A 、B 两处分别固定正点电荷Q A 、Q B ，两电荷的位置坐标如图甲所示。图乙是AB 连线之间的电势φ与位置x 之间的关系图像，图中x =L 点为图线的最低点，若在x =－2L 的C 点由静止释放一个质量为 m 、电量为+q 的带电小球（可视为质点，不影响原电场），下列有关说法正确的是

A．小球在x=L处的速度最大

B．小球一定可以回到－2L的C点处

C．小球将在－2L和+2L之间作往复运动

D．固定在A、B处点电荷的电量之比为Q A︰Q B＝4︰1

【答案】ABD

【解析】

【详解】

据φ-x图象切线的斜率等于场强E可知x=L处场强为零，x=L右侧电场为负，即方向向左，x=L左侧电场为正，即方向向右；那么小球先向右做加速运动，到x=L处加速度为0，从

x=L向右运动时，电场力方向向左，小球做减速运动，所以小球在x=L处的速度最大，故A

正确。x=L处场强为零，根据点电荷场强则有：，解得Q A：Q B=4：1，故D 正确。根据动能定理得：qU=0，得U=0，所以小球能运动到电势与出发点相同的位置，由图知向右最远能到达x>2L的某位置，则小球应在x=-2L到右侧x>+2L的某位置区间内作往复运动，故B正确，C错误。故选ABD。

【点睛】

解决本题首先要理解φ-x图象切线的意义，知道电场力做功和路径无关，只和初末两点的电势差有关，掌握电场力做功的公式W=qU和电荷场强公式，灵活运用电场的叠加原理。

4．如图所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体A和B，A 套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h=0.2m，开始时让连接A的细线与水平杆的夹角θ=53°，现把A由静止释放，在以后A向右的运动过程中，下列说法中正确的是

（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2，且B不会与水平杆相碰．）( )

A．物体A在运动的过程中，绳的拉力一直做正功，所以机械能一直增加

B．物体B在运动的过程中，绳的拉力先做负功再做正功，动能最小为零

C．物体A在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/s

D．物体B 在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/s

【答案】BC

【解析】 【分析】 【详解】

A 、在A 运动过程中，开始时绳子拉力与运动方向相同，拉力做正功，当越过悬点正下方后，拉力开始做负功；故A 拉力先做正功后做负功；故A 错误.

C 、A 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B 的速度大小，有：v A cos θ=v B ，A 、B 组成的系统机械能守恒，当θ=90°时，A 的速率最大，此时B 的速率为零．根据系统机械能守恒有：2

1(

)sin 2

B A h m g h mv θ-=，解得v =1m/s ；

C 正确. B 、在B 运动过程中，拉力先做负功后做正功，当B 的速度为零动能最小为零；故B 正确.

D 、由A 的分析可知，B 的速度先向下增大后减小，再向上增大后减小．最大速度等于v A cos θ=0.8m/s ；故D 错误. 故选BC. 【点睛】

解决本题的关键知道A 沿绳子方向上的分速度等于B 的速度大小，以及知道A 、B 组成的系统机械能守恒．

5．如图甲所示，一个条形磁铁固定在水平桌面上，以的右端点为原点，中轴线为轴建立一维坐标系。一个灵敏的小磁针放置在轴上不同位置，设与轴之间的夹角为。实验测得

与之间的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为

。下列说法正确的是（ ）

A ．的右端为极

B ．的中轴线与地磁场方向垂直

C ．在处产生的磁感应强度大小为

D ．处合磁场的磁感应强度大小为

【答案】BC 【解析】 【详解】

A.当x 趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x 趋向 无穷大时， 趋向1，则趋向90°，即小磁针的方向与x 的方向垂直，所以x 的方向为

向东。当x 非常小时，小磁针的N 极沿x 方向，即向东。由题图可知，开始时N 背离O

点，

所以O 点处的磁极是N 极，故A 错误；