高中物理图像题.doc

1专题九 高中物理图象问题高三物理备课组高三物理备课组【内容要点内容要点】 在历年的高考中,图象问题总会出现，而且占有相当的比例，在教学大纲和高考的考试说明中也有明确的要求 有的直接给出图象，要求依据图象分析判断物理过程，也有的需要 作出图象才能解答 1．物理图象分类 整个高中教材中有很多种不同类型的图象，按图形可分为以下几类 （1）直线型：如匀速直线运动的位移与时间图象（s—t 图） 、匀变速直线运动的速度与时间图象（v—t 图） 、 恒定电路中的电压与电流图象（U—I 图）等 （2）正弦曲线型：如振动的 x—t 图、波动的 y—x 图、交流电的 e—t 图等 （3）其他型：如共振曲线 A—f 图、分子力与分子间距离的 f—r 图、电源的输出功率与外电阻的 P—R 图、 机械功率一定时，牵引力与速度的 F—v 图等 2．中学物理中重要的图象 （1）运动学中的 s—t 图象、v—t 图象、振动图象、波动图象等 （2）电学中的电流图象、电压图象、电场线分布图、磁感线分布图、等势线分布图等 （3）实验中的图象：如验证牛顿第二定律要用到 a—F 图、a—1/m 图，用“伏安法”测电阻时要画 I—U 图， 测电源电动势和内电阻时要画 U—I 图，用单摆测重力加速度时要画的 T2—L 图等。

（4）在各类习题中出现的图象：如力学中的 F—t 图，电学中的 P—R 图，电磁感应中的φ—t 图、E—t 图 3．对图象意义的理解 （1）首先应明确所给的图象是什么图象，即认清图象中横轴、纵轴所代表的物理量及它们间的“函数关系” ， 特别是对那些图形相似、容易混淆的图象，更要注意区分例如振动图象与波动图象，运动学中的 s—t 图象、v— t 图象等 （2）要清楚地理解图象中的“点” 、 “线” 、 “斜率” 、 “截距” 、 “面积”的物理意义 ①点：图线上的每一个点对应研究对象的一个状态，要特别注意“起点” 、 “终点” 、 “交点” 、 “拐点” ，它们往 往对应着一个特殊状态②线：表示研究对象的变化过程和规律如 v—t 图象中的图线若为倾斜直线，则表示物体做的是匀变速直线 运动③斜率：表示横、纵坐标上两物理量的相对变化率常有一个重要的物理量与之对应，用于求解定量计算中 所对应的物理量的大小以及定性分析变化的快慢如 s—t 图线的斜率表示速度的大小，v—t 图线的斜率表示加速度的大小，U—I 图线的斜率表示电阻的大小等其次，变化率 还要注意平均变化率与 瞬时变化率的区别，例如：图中直线 PQ 的斜率表示速度在 t0时 刻的变化率，而直线 OP 的斜率表示速度在 0-t0时间内的平均变化率。

④截距：表示横、纵坐标两物理量在“边界”条件下的大小，由此往往能得到一个很有 意义的物理量，如图所示为测量电源电动势和内阻的实验图象，其纵截距等于电源电动势、 当纵轴起点为零时，横截距等于短路电流，图线斜率的绝对值则等于电源内阻⑤面积：图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应如v—t 图线与纵横轴包围的“面积” 大小表示位移的大小如图所示的 F—t 图象 中的“面积”大小表 示冲量大小，F—s 图象中的“面积”大小表功的多少OUIU0I0OFtOFstPvt0OQ24．画图象：一般先根据物理规律、公式定量给出所要画的两个物理量之间的函数关系式（如果不能得出具体 函数式，则可以分析变化率的物理意义，利用物理规律得到该变化率的变化，从而定性把握图线的特征） ，再根据 实际物理情景确定图线“拐点”作出图象；在实验数据处理时，则应该严格按照描点法的要求进行作图 5．用图象：在一些复杂的物理过程中，如果用代数法相当烦琐甚至无法讨论，可采用图象法来处理可能方便典型例题典型例题】例 1 某物体作直线运动，其位移图像如图所示，以下判断正确的是 （ ） A．物体在头 2s 内作加速运动 B．物体在第 3s 和第 4s 内共运动了 60m C．头 5s 内物体的位移为负值 D．第 8s 末物体回到出发点例 2 用大小相等方向相反的两水平力 F1、F2作用于放在光滑水平面上的物体上，物体保持静止。

现保持 F1不变， F2先逐渐减小到零后又恢复到原来的大小（F2方向不变）,则能反映物体在整个运动过程的位移图象（s-t）和速度 图象（v-t）的是（ ）例 3 A、B 两球沿一直线发生正碰，如图所示的 s－t 图像记录了两球碰撞 前后的位移图像，C 为碰撞后共同运动的位移图像，若 A 的质量为 MA＝2kg， 则由图可知 （ ） A．A、B 碰前的总动量为 3kg·m/s B．相碰时 A 对 B 所施的冲量为－3N·s C．碰撞中 A 的动量变化为 3kg·m/s D．碰撞中损失的动能为 6.75J例 4 右图中图线①表示某电池组的输出电压一电流关系，图线 ②表示其输出功率一电流关系该电池组的内阻为多少？当电池组的 输出功率为 120W 时，电池组的输出电压是为多少？例 5 一匀强磁场的方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内ABCD3（如右图所示） ，现使磁感强度 B 随时间 t 变化（如右图所示） ，用 E1、E2、E3、E4分别表示 oa、ab、bc、cd 段感 应电动势的大小，I1、I2、I3、I4分别表示对应的感应电流，则（ ） A．E1＞E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 B．E1＜E3，I1沿逆时针方向，I3沿顺时针方向 C．E1＜E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向 D．E3＝E4，I3沿顺时针方向，I4沿顺时针方向例 6 如图，两条长直金属导轨平行放置，间距 l=0.8m，分别从 P 和 Q 处折成 1500角，PP'和 '，在水平 面内，PP“和 “，分别在竖直面内，PQ 的左侧有竖直向下的匀强磁场，B1=1.5T，PQ 的右侧有垂直于平面 P“P“的向上的匀强磁场，B2=1.0T，水平导轨上的导电棒电阻为 r=0.24Ω，从 OO'开始向 CC'运动又返回向 aa'运 动，8s 时运动至 OO'，整个运动过程其速度变化如图所示，斜导轨上的导电棒 dd'的质量 m=1kg，电阻为 R=0.40Ω，始终处于静止状态．金属导轨的电阻不计，g 取 10m／s2．(1)推导出 0—4s 内导电棒 dd'受到的静摩擦力 Fo随时间 t 变化的函数表达式． (2)在题给坐标系中画出 0—8s 内的 Fo—t 图象。

专题九 强化训练 1．一个标有“220V，60W”的白炽灯，加上的电压 U 由零逐渐增大到 220V，在此过程中，电压 U 和电流 I 的关系可用图像来表示，下面给出的四个图像中肯定不符合实际的是 （ ）2．AB 是某电场中的一条电场线，若将一负电荷从 A 处自由释放，负电 荷沿电场线从 A 到 B 运动过程中的速度图像如右图所示，比较 A、B 两点电 势的高低和声强的大小，下列说法正确的是（ ） A．UA＞UB，EA＞EB B．UA＞UB，EA＜EB C．UA＜UB，EA＞EB D．UA＜UB，EA＜EB 3．下列哪两个物理量之间存在如图（或者图线的部分）对应关系（ ） A．Y 表示从锌板表面逸出电子的最大初动能，X 表示打到锌板上光子的频率 Ｂ．Y 表示同位素原子的质量数，Ｘ表示对应该种同位素原子的中子数 Ｃ．Y 表示作平抛运动物体的速度变化量，Ｘ表示运动时间 Ｄ．Y 表示地球同步卫星受到的万有引力大小，Ｘ表示同步卫星的动量大小 4．如图甲所示，A 是一边长为 L 的正方形线框，电阻为 R，今维持线框以恒定的速度v 沿 x 轴运动，并穿过图中所示的两个大小相等的匀强磁场 B1和 B2区域．若以逆时针方向为电流的正方向，线 框在图示位置的时刻作为时间的零点，则线框中的感应电流 i 随时间 t 的变化图线是图乙中 YX04( )5．光滑水平面上有 A 和 B 两物体,它们分别在水平力 FA 和 FB作用下作匀变速运动,加速度分别为 aA 和 aB , 它们动量 P 与时间 t 的关系图象如图所示.则一定有（ ） A．FA ＞ FBB．FA ＜ FB C．aA ＞aBD．aA ＜aB 6．一根轻弹簧竖直立在水平地面上，下端固定．在弹簧的正上方有一个物块，物块从一高处自由下落将弹簧 压缩了 xo时，物块的速度恰为零从物块与弹簧接触开始，下列各图像能正确反映物块的加速度大小随下降的位移 x 变化的图像是( )7．棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线向右运动，并穿过线圈向远处而去，如图 所示，则下面图中较正确反映线圈中感应电流 i 与时间 t 关系的是（线圈中电流以图 示箭头为正方向，磁棒的左边部分为 N 极） （ ）8．一个匝数为 100 匝、面积为 200cm2的金属线圈置于与线圈平面垂直的磁场中， 磁感强度随时间的变化规律如图所示，在 t=0.04s 时，图线的切线交 t 轴于 t=0.06s,则 在 t=0 到 t=0.04s 内线圈产生的平均感应电动势为 V，在 t=0.04s 时的感应电动 势为 V。

9．在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两质点的距离均为 a， 如图（a）所示，振动从质点 1 向右传播，其初速度方向竖直向上，经过时间 t，前 13 个质点第一次形成的波形如 图（b）所示，则波动的周期是 ，波速是 ABCD510．如图所示交变电流的有效值（一、四象限均为正弦图像）为 A11．一个 10 匝的闭合线圈，总电阻为 0.5Ω，线圈面积为 100cm2，垂直 于线圈的平面内，匀强磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图所示， 由此可知线圈中磁通量的变化率在 0~0.2s 内为_________wb/s；在 0~0.4s 内， 线圈产生的热量为_______J12．物体 A、B 都静止在同一水平面上，它们的质量分别为 MA、MB，与水平面间的动摩擦 因数分别为μA、μB，平行于水平面的拉力 F 分别拉物体 A、B，测得加速度 a 与拉力 F 的关系 图像如图中 A、B 所示，则可知μA____B，MA____B，μA MA＿＿＿＿MB （选填“＞” 、 “＜”或 “＝” ）13．质量为 2kg 的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为 0.1，作 用在物体上的水平推力 F 与时间 t 的关系图像如图所示，求物体在前 14s 内的位移。

（g＝10m/s2 ）14．一颗子弹以水平初速 V0射入一块静置于光滑水平面上的木块，经过时间 t1穿 出，子弹损失的动能为ΔE1，系统损失的动能为ΔE2,接着一颗相同的子弹以 V0再次水平射入该木块，经过 t2穿 出，子弹损失的动能为ΔE1/，系统损失的动能为ΔE2/，设子弹穿过木块时受到的阻力相同，试利用 V-t 图象定性 判断：t1与 t2、ΔE1与ΔE1/、ΔE2与ΔE2/的大小关系15．如图甲所示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为 r=1m、电阻为 R=3.14Ω 的金属圆 形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生 (1 )在丙图中画出感应电流随时间变化的 i—t 图象(以逆时针方向为正) (2)求出线框中感应电流的有效值．16．如图所示，x 轴上方为一垂直于平面 xoy 向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，x 轴下方为方向平行于 x 轴， 但大小一定（假设为 E0） 、方向作周期性变化的电场，在坐标为（R，R）的 A 点和第四象限中某点各放置一个质 量为 m 电量为 q 的正点电荷 P、Q，P、Q 的重力及它们之间的相互作用力均不计，现使 P 在匀强磁场中做半径为 R 的匀速圆周运动，同时释放 Q，要使两。