高考物理高考物理图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题

高考物理高考物理图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题

一、图像法解决物理试题

1．图甲为某电源的U I -图线，图乙为某小灯泡的U I -图线，则下列说法中正确的是（ ）

A ．电源的内阻为5Ω

B ．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小

C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W

D ．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.4W

【答案】D

【解析】

【详解】

A ．根据闭合电路欧姆定律变形：

U E Ir =-

可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为：

1.5V E =

内阻为：

1.0 1.5

5ΩΩ0.33

r -== A 错误；

B ．根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得：

U R I

= 可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B 错误；

C ．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起：

-曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数：

两U I

U≈

0.125V

I≈

0.28A

所以，小灯泡的功率为：

==?≈

P UI

0.1250.28W0.035W

C错误；

D．回路中的总功率为：

==?≈

1.50.28W0.42W

P EI

总

D正确。

故选D。

2．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。

3．将质量为m＝0.1 kg的小球从地面竖直向上抛出，初速度为v0＝20 m/s，小球在运动中所受空气阻力与速率的关系为f＝kv，已知k＝0.1 kg/s．其在空气的速率随时间的变化规律

如图所示，取g ＝10 m/s 2，则以下说法正确的是（ ）

A ．小球在上升阶段的平均速度大小为10 m/s

B ．小球在t 1时刻到达最高点，此时加速度为零

C ．小球落地前匀速运动，落地速度大小v 1＝10 m/s

D ．小球抛出瞬间的加速度大小为20 m/s 2

【答案】C

【解析】

【详解】

根据速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移，则从图象可以看出，位移小于阴影部分面积，而阴影部分面积是匀减速直线运动的位移，匀减速直线运动的平均速度等于010/2

v m s = ，故小球上升过程的平均速度小于10m/s ，故A 错误．

球在t 1时刻速率为零，到达最高点，空气阻力为零，只受重力，加速度为g ，故B 错误．由图象可知，小球落地前匀速运动，由 mg=f=kv 1；得

v 1=10m/s ．故C 正确．小球抛出瞬间，有：mg+kv 0=ma 0；联立解得：a 0=30m/s 2．故D 错误．故选C .

【点睛】

关于速度时间图象问题，重点要掌握速度时间图象斜率表示加速度，面积表示位移．要注

意公式0

2

v v v =+ 只适用于匀变速直线运动． 4．一枚火箭由地面竖直向上发射，其v –t 图象如图所示，则

A ．火箭在23~t t 时间内向下运动

B ．火箭能上升的最大高度为4v 1t 1

C ．火箭上升阶段的平均速度大小为22v

D ．火箭运动过程中的最大加速度大小为23

v t 【答案】B

【解析】

【详解】

A ．在23~t t 时间内火箭的速度为正值，仍在上升，故A 错误；

B ．由图看出，在30~t 时间内火箭的速度都是正值，说明火箭一直在上升，图线与坐标轴所围“面积”的大小等于火箭能上升的最大高度，由数学知识得：火箭能上升的最大高度

12211111222

v v v t h v t t +=++，213v v =， 解得114h v t =，故B 正确；

C ．火箭上升阶段的平均速度大小为

11433

h v v t =

=， 故C 错误； D ．由图看出，在23~t t 时间内图线的斜率最大，则火箭的加速度最大，最大加速度大小为

21

v v a t t ?=

=?， 故D 错误。

5．如图所示，是一质量为m=2kg 的物体，从t=0时开始做直线运动的v-t 图线那么，下列选项中正确的是 （ ）

A ．在0~6内，物体离出发点最远为30m

B ．在0~6内，物体经过的位移为40m

C ．在0~4内，物体的动量变化为20kg·m/s

D ．在第4~6内，物体所受的合外力的冲量为－20N·s

【答案】C

【解析】

【详解】

A. 前5s 内质点一直沿正方向运动，后1s 内沿负方向运动，所以在5s 末质点离出发点最远，最远距离为S=m=35m.故A 错误；

B. 根据v-t 图像的面积等于物体的位移，在0~6内，物体经过的位移为x=m-m=30m ，故B 错误；

C. 在0~4内，物体的动量变化为△p=mv -0=2×10-0kg·m/s=20 kg·m/s，故C 正确；

D. 根据动量定理，在第4~6内，物体所受的合外力的冲量等于动量的变化量为I=－2×10-2×10 kg·m/s =-40 kg·m/s =-40N·s.故D 错误。

故选： C

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

12

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12

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12

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．如图所示为某物体做直线运动的v －t 图象，关于物体在前4 s 的运动情况，下列说法中正确的是( )．

A ．物体始终向同一方向运动

B ．物体的加速度大小不变，方向改变

C ．物体在前2 s 内做减速运动

D ．t ＝2 s 时的速度、加速度都为零

【答案】C

【解析】

【分析】

根据速度的正负判断速度的方向．速度图象的斜率等于加速度．根据图线速度变化的变化分析物体做什么运动。

【详解】

A 项：由图可知，前2s 速度为负，后2s 速度为正，所以物体的速度方向改变，故A 错误；

B 项：图线的斜率等于加速度，由图可知，图线的斜率不变，故物体的加速度大小不变，方向不变，故B 错误；

C 项：物体在前2s 内向负方向做匀减速运动，故C 正确；

D 项：由图可知，t=2s 时的速度为零，但加速度不变，故D 错误。

故应选C 。

【点睛】

根据速度图象直接速度加速度的方向，由斜率大小求出加速度的大小是基本能力，要熟练掌握。

8．一个以初速度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。

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．如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的U －I 图线，电源的电动势和内阻分别用E 、r 表示，根据所学知识分析下列选项正确的是 ( )

A ．E ＝50 V

B ．r ＝253Ω

C ．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20 Ω

D ．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80 W

【答案】AC

【解析】

【详解】

AB ．由图象的物理意义可知电源的电动势E ＝50 V ，内阻

r ＝

U I ??＝502060--Ω＝5 Ω， 故A 正确，B 错误；

CD ．该导体与该电源相连时，电阻的电压、电流分别为U ＝40 V ，I ＝2 A ，则

R ＝

U I

＝20 Ω， 此时，电路消耗的总功率

P 总＝EI ＝100 W ，

故C 正确，D 错误．

11．甲乙两个质量均为1kg 的物块，在光滑的水平面上分别受到一个水平力作用，由静止开始加速，甲物块所受的力F 随时间t 的变化关系和乙物块所受的力T 随位移x 的变化关系如图所示，当水平力分别按各自的规律从0增大到10N 的过程中，下列说法正确的是

( )

A ．当水平力均为10N 时，甲和乙的动量均为10kgm/s

B ．甲所受力F 对物块的冲量为10Ns ，乙所受力T 对物块所做的功为10J

C ．甲在此过程中的位移为10m

D ．当水平力均为10N 时，甲的动能为50J ，乙的动量为5/kg m s ?

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

由甲图可知，图线与t 轴围成的面积表示冲量，则当水平力为F=10N 时，冲量为1110210?22I Ft N s ==??=，根据动理定理0I P P =?=-甲，得此时甲的动量为10?/P I kg m s 甲==，则此时甲的速度为10/P v m s m

==甲甲，则甲的动能为22111105022

k E mv J ==??=甲甲，因F 是变力，故无法求出甲运动的位移；由乙图可知，图线与x 轴围成的面积表示拉力T 做的功，则当水平力T=10N 时， 则拉力T 做的功为

111021022W Tx J ==??=，根据动能定理有：212

W mv =乙，解得：221025/1

W v m s m ?===乙，此时乙的动量为25?/P mv kg m s 乙==，故AC 错误，BD 正确；故选BD.

12．一物块在空中某位置从静止开始沿直线下落，其速度v 随时间t 变化的图线如图所示．则物块

A ．第一个t 0时间内的位移等于第二个t 0时间内的位移

B ．第一个t 0时间内的平均速度等于第二个t 0时间内的平均速度

C ．第一个t 0时间内重力的冲量等于第二个t 0时间内重力的冲量

D ．第一个t 0时间内合外力的功大小等于第二个t 0时间内合外力的功大小

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】

AB ．速度时间图象中，图线与横轴围成的面积表示物块的位移；则物块第一个t 0时间内的位移小于第二个t 0时间内位移．据x v t

=得，物块第一个t 0时间内的平均速度小于第二个t 0时间内的平均速度．故AB 两项错误．

C ．冲量I mgt =，可知第一个t 0时间内重力的冲量等于第二个t 0时间内重力的冲量．故C 项正确．

D．根据动能定理可知，合外力对物块做的功等于动能的改变量．由图知，第一个t0时间内动能的变化量大小等于第二个t0时间内动能的变化量大小，则第一个t0时间内合外力的功大小等于第二个t0时间内合外力的功大小．故D项正确．

13．甲、乙两物体在同一直线上，同时由同一位置向同一方向作直线运动，其 v﹣t 图象如图所示，下列说法正确的是（）

A．开始阶段乙运动在甲的前面，20s 后乙落在甲的后面

B．40s末乙追上甲

C．20s末乙追上甲，且甲、乙运动速度相等

D．乙在追甲的过程中，20s末两物体相距最远

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

ABC．由图知，开始阶段甲的速度大于乙的速度，20s后乙的速度大于甲的速度，而甲、乙两物体同时由同一地运动，在40s末甲乙两物体面积（位移）相同，此时相遇，所以在0-40s内甲一直在乙的前面．故AC错误, B正确．

D．前20s内甲物体速度大、乙的速度小，所以两物体间的距离逐渐增大，20s-40s内，物体乙速度大，两物体间距减小，故20s两物体相距最远，故D正确；

故选BD．

考点：v-t图像；追击及相遇问题

14．有四个物体A、B、C、D,物体A、B运动的x-t图像如图甲所示；物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示．根据图象做出的以下判断中正确的是

A．物体A和B均做匀变速直线运动

B．在0～3s的时间内，物体A、B的间距逐渐增大

C．t=3s时，物体C、D的速度相同

D ．在0～3s 的时间内，物体C 与D 的间距逐渐减小

【答案】BC

【解析】

【分析】

位移时间图象中倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，斜率等于速度；坐标的变化量表示位移．速度时间图象的“面积”表示位移，交点表示速度相等，分析两物体的运动情况，判断C 、D 间距离的变化.

【详解】

A ．由甲图看出：物体A 和

B 位移时间图+象都是倾斜的直线，斜率不变，速度不变，说明物体A 和B 都做匀速直线运动，故A 错误；

B ．A 图线的斜率大于B 图线的斜率，A 的速度比B 的大，则知在0～3s 的时间内，A 在B 的前方，两者间距逐渐增大，故B 正确；

C ．t =3s 时，物体C 、

D 的图线相交，两者速度相同，故C 正确；

D ．由乙图看出：0-3s 内，D 的速度比C 的大，C 、D 是从同一地点沿同一方向开始运动的，所以D 在C 的前方，两者间距增大．故D 错误。

【点睛】

对于位移图象和速度图象要从图象的数学意义来理解其物理意义，抓住斜率、面积、交点等数学意义分析物体的运动情况．

15．如图所示为某新型电动汽车试车时的v-t 图象，则下列说法中正确的是（ ）

A ．在0～6 s 内，新型电动汽车做匀变速直线运动

B ．在6～10 s 内，新型电动汽车处于匀速状态

C ．在4 s 末，新型电动汽车向相反方向运动

D ．在t ＝12 s 末，新型电动汽车的加速度为－1 m/s 2

【答案】BD

【解析】

【详解】

A 、根据速度图象的斜率等于加速度，可知在0～6 s 内，新型电动汽车的加速度发生了改变，做的是非匀变速直线运动，故A 错误；

B 、在6～10 s 内，新型电动汽车的速度不变，做匀速直线运动，故B 正确；

C 、在4 s 末前后，速度一直为正，则知在4 s 末，新型电动汽车向相同方向运动，故C 错误；

D 、在t =12 s 末，新型电动汽车的加速度为2204/1/1410

v a m s m s t ?-===-?-，故D 正

确；

故选BD。

【点睛】

匀变速直线运动的特点是加速度保持不变，根据速度图象的斜率等于加速度，速度的正负表示运动方向，分析汽车的运动性质。