高中物理图像法解决物理试题解题技巧讲解及练习题

高中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．总书记在党的十九大报告中提出了坚决打赢蓝天保卫战，前几年雾霾已经严重的影响了人们的生活．在某个恶劣天气中，能见度很低，甲、乙两汽车在一条平直的单行道上，甲在前、乙在后同向行驶．某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车．两辆车刹车时的v –t 图象如图，下列说法正确的是

A ．甲车的加速度大于乙车的加速度

B ．24s =t 时两车的速度均为8m/s

C ．若两车发生碰撞，开始刹车时两辆车的间距一定等于48 m

D ．若两车发生碰撞，则可能是在刹车24 s 以后的某时刻发生相撞 【答案】B 【解析】 【详解】

A 、甲车的加速度大小22111161

m/s m/s 483

v a t ?=

==?，乙车的加速度大小22212201

m/s m/s 402

v a t ?=

==?，则甲车的加速度小于乙车的加速度，故选项A 错误； B 、24s t =时两车的速度均为011

1624m/s 8m/s 3

v v a t =-=-?=，故选项B 正确； C 、0-24s 内，甲车的位移1168

24m 288m 2

x +=

?=，乙车的位移2208

24m 336m 2

x +=

?=，两者位移之差2148m x x x ?=-=，若两车在24s t =时刻相撞，则开始刹车时两辆车的间距等于48m ，若两车在24s t =时刻之前相撞，开始刹车时两辆车的间距小于48m ，故选项C 错误；

D 、若两车速度相等时没有相撞，则速度相等后，甲车的速度比乙车的大，两车不可能再相撞，故选项D 错误．

2．甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，其v t -图像如图所示，下列说法正确的是（ ）

A ．20t :时间内乙物体通过的路程大于甲物体通过的路程

B ．1t 时刻，两者相距最远

C ．20t :时间内乙的平均速度小于甲的平均速度

D ．2t 时刻，乙物体追上甲物体 【答案】C 【解析】 【详解】

AC.20t ~时间内甲物体的速度一直比乙物体的速度大，乙物体通过的路程小于甲物体通过的路程．根据平均速度的定义，乙的平均速度小于甲的平均速度，故A 错误，C 正确； BD. 甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，在0～t 2时间内，甲的速度一直比乙的大，甲在乙的前方，两者间距逐渐增大．t 2时刻后，乙的速度比乙的大，两者间距逐渐减小，所以t 2时刻，两者相距最远．故B 错误，D 错误．

3．从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压C U （即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率ν，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的 C U ν-图像如图2 所示．下列说法正确的是

A ．该金属的截止频率约为4．27× 1014 Hz

B ．该金属的截止频率约为5．50× 1014 Hz

C ．该图线的斜率为普朗克常量

D ．该图线的斜率为这种金属的逸出功 【答案】A

【解析】 【分析】 【详解】

试题分析：设金属的逸出功为0W ，截止频率为

c ν，因此0W h ν=；光电子的最大初动能Ek 与遏止电压UC 的关系是k c E eU =，光电效应方程为0k

E h W ν=-；联立两式可得：

0C W h U e e

ν=-，因此图像的斜率为h

e ，ＣＤ错误；当C 0U =可解得

144.310c Hz νν==?，即金属的截止频率约为

Hz ，在误差允许范围内，可以认

为A 正确；B 错误． 考点：光电效应．

4．A 、B 两个物体在同地点，沿同一直线上做匀变速直线运动，它们的速度图象如图所示，则( )

A ．A 、

B 两物体运动方向一定相反 B ．开头4s 内A 、B 两物体的位移相同

C ．A 物体的加速度比Ｂ物体的加速度大

D ．t =4s 时，A 、B 两物体的速度相同 【答案】D 【解析】

由图像知Ａ、Ｂ两物体速度为正，表明运动方向均与正方向相同，A 错．Ａ、Ｂ两个物体在同地点出发，由图像与横轴包围面积可知，开头４s 内Ａ、物体的位移比Ｂ的小，B 错．速度图象斜率表示加速度，B 的斜率大于A ，所以Ａ物体的加速度比Ｂ物体的加速度小，C 错．t =４s 时，Ａ、Ｂ两物体的速度相同，D 对．

5．两个质点A 、B 放在同一水平面上，从同一位置沿相同方向做直线运动，其运动的v-t 图象如图所示.对A 、B 运动情况的分析，下列结论正确的是

A ．在6s 末，质点A 的加速度大于质点

B 的加速度

B ．在0-12s 时间内，质点A 的平均速度为

76

ms C ．质点A 在0－9s 时间内的位移大小等于质点B 在0－3s 时间内的位移大小 D ．在12s 末，A 、B 两质点相遇 【答案】A 【解析】 【详解】

A 、根据v-t 图象中图线的斜率表示加速度，斜率绝对值越大，加速度越大，可知质点A 在

6 s 末的加速度是

13

m/s 2，质点B 在6 s 时末的加速度是2431

a /1239B m s -=

=-，所以A 的加速度较大，故A 正确；

B 、在0～12s 时间内，质点A 的位移为1614

310.522

x m m m ?+=

+?=，平均速度为10.57

//128

x v m s m s t =

==，故B 错误； C 、质点A 在0－9s 时间内的位移大小16

32

A x m m ?==，质点

B 在0－3s 时间内的位移大小13

362

B x m m +=

?=，故C 错误； D 、在12s 末，A 、B 两质点相距的距离等于它们的位移之差，为

13341614

(39)(3)272222

B A s x x m m m ''++?+=-=?+?-+?=，故D 错误。

【点睛】

在速度-时间图象中，图线的斜率表示加速度，图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移；根据几何关系求出质点A 、B 在0～12s 内的位移，再由位移与时间之比求其平均速度，根据位移关系分析何时两质点相遇。

6．如图是质量m=3kg 的质点在水平面上运动的v-t 图象，以下判断正确的是

A ．在t=l.0s 时，质点的加速度为零

B ．在1.0-3.0s 时间内，质点的平均速度为1m/s

C ．在0-2.0s 时间内，合力对质点做功为零

D ．在1.0-4.0s 时间内，合力对质点做功的平均功率为6W 【答案】C 【解析】

A 、速度时间图线的斜率表示加速度，在t=1.0s 时，速度为零，但是斜率不为零，则加速度不为零，故A 错误；

B 、在1.0 3.0s ～时间内，质点的位移()1

12232

x m m =

?+?=，根据平均速度的定义式知，质点的平均速度3

/ 1.5/2

x v m s m s t ===，故B 错误； C 、在0 2.0s ～时间内，初末速度的大小相等，则动能的变化量为零，根据动能定理知，合力对质点做功为零，故C 正确；

D 、在1.0 4.0s ～时间内，动能的变化量211

034622

k E mv J J ?=-=??=，则合力做功为6J ，合力做功的平均功率6

23

W P W W t =

==，故D 错误． 点睛：解决本题的关键知道速度时间图线的含义，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，知道合力做功等于动能的变化量．

7．一质点静止在光滑水平面上．现对其施加水平外力F ， F 随时间t 按正弦规律变化，如图所示，下列说法正确的是（ ）

A ．第2s 末，质点的动量为0

B ．第2s 末，质点距离出发点最远

C ．在0~2s 内，F 的功率先增大后减小

D ．在0~2s 内，F 的冲量为0 【答案】C 【解析】 【详解】

A.由F 随时间t 按正弦规律变化的图线知，在0~2s 内，质点做加速度先增大后减小的变加速运动，在第2s 末，质点的速度达到最大，动量达到最大，故A 错误；

B.在2~4s 内，质点做加速度先增大后减小的变减速运动，速度逐渐减小，至4s 末F 的总冲量为零，质点的速度减为零，此时质点距离出发点最远，故B 错误；

C.在0~2s 内，F 先增大后减小，而速度逐渐增大，第2s 末，质点受力F =0，由P =Fv 知，F 的功率先增大后减小，故C 正确；

D. 在0~2s 内，F 的冲量为F 图线与时间轴所围“面积”的大小，有一定的数值，故D 错误．

8．甲、乙两物体同时同地沿同一方向做直线运动的v-t图像，如图所示，则( )

A．经20s后乙开始返回

B．在第50s末，乙在甲的前面

C．甲、乙两次相遇的时刻为20 s末和第60 s末

D．甲、乙两次相遇的时刻为10 s末和第40s末

【答案】BC

【解析】

A、在速度时间图线中，乙的速度一直为正值，速度方向不变，没有返回，故A错误．

B、在50s末，乙图线围成的面积大于甲图线围成的面积，知乙的位移大小甲的位移，可知乙在甲前面，故B正确．

C、

D、由图线可知，在20s末和60s末，两个物体的图线与时间轴围成的面积相等，则位移相等，甲、乙相遇，故C正确，D错误．故选BC．

【点睛】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道速度的正负表示运动的方向，图线与时间轴围成的面积表示位移．

9．物体甲的x－t图象和物体乙的v－t图象分别如图示，则下列说法正确的是( )

A．甲在整个t＝6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4m

B．甲在整个t＝6s时间内有往复运动，它通过的总位移为零

C．乙在整个t＝6s时间内有往复运动，它通过的总位移为零

D．乙在整个t＝6s时间内加速度方向一直不变，它通过的总路程为6m

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】

位移时间图像斜率表示速度，甲图中斜率为定值，即甲的速度不变，是匀速直线运动，所以甲在整个t＝6s时间内运动方向一直不变，通过的总位移是初末位置差即

=--=，选项A对B错．速度时间图像斜率表示加速度，对照乙图，斜率x m m m

2(2)4

不变即加速度不变，速度时间图像与时间轴围成的面积表示位移，时间轴以上面积为正，

所以前三秒位移为12332x m ?=-=-，后三秒位移223

32

x m m ?==，根据速度时间图像，前三秒速度为负方向，后三秒为正方向，所以总路程为6m ，总位移为0m ，选项CD

对．

10．一枚火箭由地面竖直向上发射的速度-时间图像如图所示，则火箭运动情况正确的说法是（ ）

A ．火箭的速度先逐渐增大，然后又逐渐减小

B ．火箭在t 2时刻上升至最高点B

C ．火箭在B 点的速度达到最大值

D ．火箭在AB 段的加速度比OA 段的加速度要小 【答案】AC 【解析】 【详解】

A.由图象看出，在1

0t -时间内火箭的速度逐渐增大，1C t t -时间内火箭的速度逐渐减小，故A 正确。

B. 由速度图象看出，速度均是正值，说明火箭一直向上运动，C t 时刻速度为零，上升到最高点，故B 错误。

C. 根据速度的数值看出，火箭在B 点的速度达到最大值，故C 正确。

D. 速度图线的斜率表示加速度，斜率越大，加速度越大。由图象可知AB 段斜率大于OA 段的斜率，因此火箭在AB 段的加速度大于OA 段的加速度。故D 错误。

11．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线．如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，则下列说法正确的是 ( )

A ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2；

B．电源1和电源2的电动势之比是1∶1；

C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2；

D．电源1和电源2的内阻之比是11∶7．

【答案】BCD

【解析】

【分析】

【详解】

灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态则连接电源

Ⅰ时，功率P1=U1I1=15W，电阻1

1

13 5

U

R

I

==Ω连接电源Ⅱ时，功率P

2=U2I2=30W，电阻

2

2

2

5

6

U

R

I

==Ω，所以在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18∶25；在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2，故A错误，C正确；

U-I图象的纵轴截距表示电动势，故E1=E2=10V，故B正确．

U-I图象的斜率的绝对值表示内电阻，根据电源U-I图线，电源1的内阻

1

10

7

r=Ω , 电源1

的内阻

1

10

11

r=Ω，所以电源1和电源2的内阻之比是11∶7，故D正确．

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t0时间内的位移等于第二个t0时间内的位移

B．第一个t0时间内的平均速度等于第二个t0时间内的平均速度

C．第一个t0时间内重力的冲量等于第二个t0时间内重力的冲量

D．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

【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t0时间内的位移小于第二个t0时间内位移．据

x

v

t

=得，物块第一个t0时间内的平均速度小于第二个t0时间内的平均速度．故AB两项错误．

C．冲量I mgt

=，可知第一个t0时间内重力的冲量等于第二个t0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t 0时间内动能的变化量大小等于第二个t 0时间内动能的变化量大小，则第一个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．故D 项正确．

13．在如图甲所示电路中，定值电阻 1.0R =Ω，R 为滑动变阻器闭合开关后，多次改变滑片的位置，分别记录电压表和电流表的示数由测得数据作出如图乙所示U I -图线下列判断正确的是( )

A ．当滑片向右滑动时，电压表示数增大

B ．电源的电动势测量值约为1.60V

C ．电源的内阻测量值约为1.5Ω

D ．当电源短路时，电流表示数为0.4A 【答案】AB 【解析】 【详解】

BC 、根据图象读出电源电动势为1.60V ，根据图像斜率得到

0 1.60 1.00

1.50.4

U R r I ?-+=

=Ω=Ω?，故电源内阻为0.5r =Ω，故B 正确，C 错误； A 、当滑片向右滑动时，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，总电流减小，根据

0()U E I R r =-+可得出电压表示数增大，故A 正确；

D 、当电源短路时，根据闭合电路欧姆定律： 1.60

3.20.5

E I A A r ===，故D 错误； 故选AB ；

14．甲、乙两车从同一地点沿同一方向出发，如图是甲、乙两车的速度图象，由图可知（ ）

A ．甲车的加速度大于乙车的加速度

B ．t 1时刻甲、乙两车的速度相等

C ．t 1时刻甲、乙两车相遇

D ．0～t 1时刻，甲车的平均速度大于乙车的平均速度 【答案】BD 【解析】 【详解】

A.甲车图线的斜率小于乙车图线的斜率，则甲车的加速度小于乙车的加速度，故A 错误；

B. 由图可知：t 1时刻两车速度相等，故B 正确；

C. 图像的“面积”等于位移，则t 1时刻甲的位移大于乙的位移，它们从同一地点出发，则甲在乙的前方，没有相遇，故C 错误；

D.由图可知，0～t 1时刻，甲车的位移大于乙车，时间相同，故甲车的平均速度大于乙车的平均速度，故D 正确。

15．放置于固定斜面上的物块，在平行于斜面向上的拉力F 作用下，沿斜面向上做直线运动。拉力F 和物块速度v 随时间t 变化的图象如图，则（ ）

A ．第1 s 内物块受到的合外力为5.5 N

B ．物块的质量为1 kg

C ．斜面倾斜角一定是30°

D ．如果3s 撤去拉力F ，物块瞬时加速度5m/s 2 【答案】BD 【解析】 【详解】

:ABC.由图可得，0～1s 内物体的加速度为

20.5m /s v

a t

?=

=? 由牛顿第二定律可得：

()1F mgsin f ma θ-+=

1s 后匀速有：

2F mgsin f θ=+

联立，并将1 5.5N F =，2 5.0N F =，代入解得：m =1.0kg ，0.5N F ma ==合，因条件不足，故倾角θ无法解出，故AC 不符合题意； D. 如果3s 撤去拉力F ，合力

sin 5N F mg θf '=+=合

由牛顿第二定律可得：

25m/s F a m

'=

=合

故D 符合题意；