1、1专题八 物理图像类问题一、单选题（5 题）1. 跳伞运动员从某高度静止的直升机上跳下，经过 2 s逐渐打开降落伞，此后再过 18 s 落地整个跳伞过程中的 vt 图象如图所示根据图象可知跳伞运动员( )A. 4 s 末速度为 16 m/s B. 14 s 末加速度为零C. 前 2 s 的机械能守恒 D. 下落的总高度约为 240 m1. B 解析：4 s 末速度为 18 m/s，选项 A 错前 2 s 运动员的加速度小于 10 m/s2，表明存在空气阻力，机械能不守恒，选项 C 错通过计算 20 s 内 vt 图象所围面积可知，下落的总高度不接近 240 m，选项 D 错由于 14 s 末
2、vt 图线的切线为零，故14 s 末加速度为零，选项 D 对2. 如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线 OO与磁场边界重合线圈按图示方向匀速转动( ab 向纸外， cd 向纸内)若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿 a b c d a 为正方向，则线圈内的感应电流随时间变化的图象是下列图中的哪个( )2. D 解析：线圈从图示位置开始转动时，由楞次定律可知，在开始阶段，线圈中的感应电流沿 a d c b a 方向，即感应电流方向为负，选项 A 错由于线框始终有一半处在磁场中，并绕垂直于磁场的轴匀速转动，故线框中产生的应是完整的正弦式交流电，选项 B、C 均错3.
3、 如图所示，无限大均匀带正电薄板竖直放置，其周围空间的电场可认为是匀强电场光滑绝缘细管垂直穿过板中间小孔，一个视为质点的带负电小球在细管内运动以小孔为原点建立 x 轴，规定 x 轴正方向为加速度 a 和速度 v 的正方向，下图分别表示 x 轴上各点的电势 ，小球的加速度 a、速度 v 和动能 Ek随 x 的变化图象，其中正确的是( )23. D 解析：由于是匀强电场，故 x 图线应为直线，选项 A 错由于小球带负电，故在右侧加速度为负，在左侧加速度为正，选项 B 错由 v22 ax 可知， vx 图线应为抛物线，选项 C 错由 Ek Ek0 qE|x|可知，选项 D 对4. 质量为 m 的球从
4、高处由静止开始下落，已知球所受的空气阻力与速度大小成正比下列图象分别描述了球下落过程中加速度 a、速度 v 随时间 t 的变化关系和动能 Ek、机械能 E 随下落位移 h 的变化关系，其中可能正确的是( )4. D 解析：由 mg kv ma 得 a g v，故随着下落速度 v 的增大，加速度 a 减小，km选项 A 错由于小球做加速度减小的变加速运动， vt 图线的斜率将逐渐变小，选项 B错由 Ek( mg kv)h 及 v 逐渐增大可知， Ekv 图线为非线性图线，选项 C 错小球的机械能可表示为 E mgH kvh，随着球的下落，球的机械能不断减小，同时随着 v 逐渐趋向于定值，图线也趋
5、向于直线，选项 D 对5. 在地面上插入一对电极 M 和 N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图，P、Q 是电场中的两点下列说法正确的是( )A. P 点场强比 Q 点场强大B. P 点电势比 Q 点电势高C. P 点电子的电势能比 Q 点电子的电势能大D. 电子沿直线从 N 到 M 的过程中所受电场力恒定不变5. B 解析：由电场线疏密判断，P 点场强比 Q 点场强小顺着电场方向移动，电势降低，故 P 点电势比 Q 点电势高由于电子带负电，故电子在电势低的地方，电势能大，故 P 点电子的电势能比 Q 点电子的电势能小由于电场
6、为非匀强电场，电子沿直线从 N 到3M 的过程中所受电场力先变小后变大只有选项 B 对二、多选题（5 题）6. 如图所示，斜面 ABC 中 AB 段光滑，BC 段粗糙一小物块由 A 点静止释放，沿斜面下滑到 C 点时速度恰好为零，若物块运动的速度为 v，加速度为 a，位移为 x，物体所受合外力为F，运动时间为 t，以沿斜面向下为正方向，则下列图象可能正确的是( )6. AB 解析：由题意可知，物块先做匀加速运动，后做匀减速运动，选项 A、B对在开始阶段，物块的位移满足 x at2，故前半段 xt 图线应为以 x 轴为对称轴的抛12物线，选项 C 错物块所受合外力先是沿斜面向下后为沿斜面向上，且
7、均为恒力，选项 D错7. 如图甲所示，一质量为 1 kg 的小木块静置于光滑的水平地面上，并且以此位置为坐标原点向右建立坐标系，在如图乙所示的周期性水平外力作用下木块向右运动，则( )A. 在 x4 m 处木块的速度最大B. 在 02 m 范围内木块做匀加速直线运动C. 在 08 m 内一直沿 x 方向运动D. 在 x6 m 处木块的速度大小为 2 m/s7. ACD 解析：由图可知，在 02 s 内，木块向右做加速度增大的变加速运动，24 s 内向右做加速度减小的变加速运动，46 s 内木块向右做加速度增大的变减速运动，68 s 内向右做加速度减小的变减速运动由此可知，在 x4 m 处木块的
8、速度最大，选项 A、C 对，B 错由于在上述各 2 s 内，水平外力的大小均与位移成正比，故可用力对位4移的平均值求功，由动能定理有 4 J 2 J 1 kgv2，解得 v2 m/s，选项 D22 22 12对8. 如图所示，用电流传感器研究自感现象，电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻 R 的阻值 t0 时刻闭合开关 S，电路稳定后， t1时刻断开 S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流 IL和电阻中的电流 IR随时间 t 变化的图象下列图象可能正确的是( )8. AD 解析：电路接通瞬间，电感支路相当于开路，电阻中电流立即达到最大值由于电源内阻不可忽略，
9、故随着电感支路中电流逐渐增大，电源的路端电压不断减小，电阻R 中的电流也不断减小，最终电感、电阻中电流同时达到稳定值电路稳定后断开 S，电感与电阻构成放电回路，电感中电流保持原方向逐渐减小，而电阻中电流大小及方向均发生突变，最终 L、R 回路中电流减为零，故选项 A、D 对，B、C 错9. 一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能 E与物体位移 s 关系的图象如图所示，其中 O s1过程的图线为曲线， s1 s2过程的图线为直线由此可以判断( )A. O s1过程中物体所受拉力是变力，且一定不断增大B. O s1过程中物体的动能一定是不断减小C. s1 s2过程中
10、物体一定做匀速运动D. s1 s2过程中物体可能做匀加速运动9. AD 解析：物体机械能减少，表明细线拉力 F 做负功，物体由静止开始向下运动，且 E E0 Fs.O s1过程中 Es 图线为斜率逐渐变大的曲线，表明所受拉力是变力，且在不断增大，A 对O s1过程首先做加速度减小的加速运动，B 错同理分析可知， s1 s2过程中物体受到细线拉力大小保持不变，物体可能匀速下降，也可能匀加速或匀减速下降，C 错、D 对10. 如图甲所示，在 x 轴上有两个固定的点电荷 Q1、 Q2，其中 Q1带正电处于原点 O.现有一个正电荷 q 以一定的初速度沿 x 轴正方向运动(只受电场力作用)，其 vt 图
11、象如图乙所示， q 经过 a、 b 两点时速度分别为 va、 vb.则以下判断正确的是( )5A. Q2带负电且电荷量小于 Q1 B. b 点的场强比 a 点的场强大C. a 点的电势比 b 点的电势高 D. q 在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能10. AD 解析：由 vt 图可知，在 t 时刻正电荷 q 加速度为零，即在 Q1、 Q2连线上Q2右侧存在合场强为零的位置，故可知 Q2带负电且电荷量小于 Q1，选项 A 对由于 b 点的场强为零，选项 B 错在 b 点左侧合场强方向向左， b 点右侧合场强方向向右，根据沿电场方向电势降低可知， a 点的电势比 b 点的电势低，正电荷 q
12、在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能，选项 C 错、D 对三、简答题（3 题）11图甲为一列简谐横波在 t2 s 时的波形图，图乙为介质中平衡位置在 x1.5 m处的质点的振动图像， P 是平衡位置为 x2 m 的质点。求：（1）波的传播方向及波速大小（2）02 s 时间内， P 运动的路程大小。11 解析：（1）在 x1.5 m 处的质点在 t2 s 时振动方向向下，所以该波向左传播由题图甲可知该简谐横波波长为 2 m，由题图乙知周期为 4 s，则波速为 v T 24m/s0.5 m/s，（2）由于 t2 s 时，质点 P 在波谷，且 2 s0.5 T，所以质点 P 的路程为 2A8 c
13、m12如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长 0.50 m 的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流 I 与 AK 之间的电势差 UAK满足如图乙所示规律，取h6.6310 34 Js。结合图像，求：(结果保留两位有效数字)6(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极 K 时的最大动能。(2)该阴极材料的极限波长。12 解析：(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极 A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n (个)4.010 12(个)Ime 0.6410 61.610 19光电子的最大初动能为：Ekm eU01.610 19 C0.6 V9.610 20 J。(2)设阴极材料的
14、极限波长为 0，根据爱因斯坦光电效应方程： Ekm h h ，代c c 0入数据得 00.66 m。13.如图甲所示，物体 A、 B 的质量分别是 4 kg 和 8 kg。由轻质弹簧连接，放在光滑的水平面上，物体 B 左侧与竖直墙壁接触，另有一个物体 C 水平向左运动，在 t5 s 时与物体 A 相碰，并立即与 A 有相同的速度，一起向左运动，物块 C 的速度时间图像如乙所示。求：(1)物体 C 的质量；(2)在 515 s 的时间内，墙壁对物体 B 的作用力的冲量。13.解析：(1)由题图乙可得：物体 C 以速度 v06 m/s 与 A 相碰，碰撞后两者立即有相同的速度 v2 m/s，A、
15、C 在碰撞过程中动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒得：mCv0( mA mC)v，代入数据解得： mC2 kg。(2)在 515 s 内，墙壁对 B 的作用力 F 等于轻弹簧的弹力，轻弹簧的弹力使物体 A和 C 的速度由 2 m/s 减到 0，再反弹到 2 m/s，则弹力的冲量等于 F 的冲量：I( mA mC)v( mA mC)v解得： I24 Ns，方向向右。四、计算题（2 题）14. 如图甲所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 处于匀强磁场中，线框电阻为 R， ab、 ad的边长分别为 L1、 L2，磁感应强度 B 的大小随时间变化的规律如图乙所示求：7(1) 02 t0时间内，回路中电
16、流 I1的大小和方向；(2) t0时刻 ab 边受到的安培力大小 F；(3) 在 2t0时刻后线框绕 cd 边以角速度 匀速转动，计算线框中感应电流的有效值I2，及线框从中性面开始转过 90的过程中，通过导线横截面的电量 q.14. (15 分)解：(1) 02t 0时间内，回路中的感应电动势E1 S (1 分) 由图乙可知 (1 分) t B t B t B02t0电流大小 I 1 (1 分) 解得 I 1 (1 分)E1R L1L2B02Rt0由楞次定律得 02t 0时间内，回路中的电流方向为逆时针(1 分)(2) 安培力大小 FI 1L1B(1 分)t0时刻 B B0(1 分)12F (
17、2 分)(3) 线框匀速转动时，产生正弦交流电感应电动势的最大值 E2mB 0L1L2(1 分)电动势的有效值 E2 (1 分)E2m2感应电流的有效值 I 2 (1 分)E2R 2B0L1L22R平均感应电动势 E 平均感应电流 I (1 分) t E R通过导线横截面的电量 qI t(1 分)解得 q (1 分)B0L1L2R(若计算结果中将 B0写为 B，扣 1 分，不重复扣分)15. 如图甲所示，质量 M1.0 kg 的长木板 A 静止在光滑水平面上，在木板的左端放置一个质量 m1.0 kg 的小铁块 B，铁块与木板间的动摩擦因数 0.2，对铁块施加水平向右的拉力 F， F 大小随时间
18、变化如图乙所示，4 s 时撤去拉力可认为 A、B 间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度 g10 m/s 2.求：8(1) 01 s 内，A、B 的加速度大小 aA、 aB；(2) B 相对 A 滑行的最大距离 s；(3) 04 s 内，拉力做的功 W.15. (16 分)解：(1) 在 01 s 内，A、B 两物体分别做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得 mgMa A(1 分)F1mgma B(2 分) 解得 aA2 m/s 2aB4 m/s 2(2 分)(2) t11 s 后，拉力 F2 mg，铁块 B 做匀速运动，速度大小为 v1；木板 A 仍做匀加速运动，又经过时间 t2，
19、速度与铁块 B 相等v1a Bt1(1 分) 又 v1a A(t1t 2)(1 分)解得 t21 s(1 分)设 A、B 速度相等后一起做匀加速运动，运动时间 t32 s，加速度为 aF2(Mm)a(1 分) a1 m/s 2(1 分)木板 A 受到的静摩擦力 fMamg，A、B 一起运动s aBt v 1t2 aA(t1t 2)2(1 分)12 21 12代入数据得 s2 m(1 分)(3) 时间 t1内拉力做的功W1F 1x1F 1 aBt 12 J(1 分)12 21时间 t2内拉力做的功W2F 2x2F 2v1t28 J(1 分)时间 t3内拉力做的功W3F 2x3F 2 20 J(1 分)4 s 内拉力做的功 WW 1W 2W 340 J(1 分)
