高考物理二轮复习第讲巧妙解答物理图像选择题课件6

结束巧妙解答物理图像选择题第21讲巧妙解答物理图像选择题物理图像能形象地达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系，是分析物理问题的有效手段之一，也是高三复习的重点、难点，更是当今高考命题的热点。考查的题型既有选择题，又有计算题。在高考试卷中，有些题目直接给出图像，通过图像所提供信息进行分析；有些题目没有给出图像，但可以利用图像法求解，解题思路简洁、高效。复习本讲内容时，要侧重对各个常见图像的理解，掌握图像问题的分析方法。eq\a\vs4\al([考法·学法])结束巧妙解答物理图像选择题一、图像的识别（基础保分类考点）eq\a\vs4\al([全练题点])1．a、b两车在公路上沿同一方向做直线运动，在t＝0时刻，b车在a车前方500m处，它们的v­t图像如图所示，下列说法正确的是(　　)A．a、b加速时，a车的加速度等于b车的加速度B．在整个运动过程中，a、b两车可以相遇两次C．在第60s时，a车在b车的前方D．在第40s末，a、b两车相距900m结束巧妙解答物理图像选择题解析：由题图可知，a车加速度为a1＝1.5m/s2，b车加速度为a2＝2m/s2，A错误；第20s时，a车位移为x1＝eq\f(40＋10,2)×20m＝500m，b车没动x2＝0m，则x1＝x0，a车追上b车；第60s时，a车位移为x1′＝x1＋40×40m＝2100m，b车位移为x2′＝eq\f(40×80,2)m＝1600m，则x1′＝x2′＋x0，b车追上a车，即在整个运动过程中两车相遇两次，B正确，C错误；在第40s末，a车位移x1″＝x1＋40×20m＝1300m，b车位移x2″＝eq\f(40×20,2)m＝400m，则两车相距Δx＝x1″－(x2″＋x0)＝400m，则D错误。答案：B　结束巧妙解答物理图像选择题2．[多选]甲、乙两个质点，质点甲固定在坐标原点，质点乙只能在x轴上运动，甲、乙之间的作用力F与x的关系如图所示。若质点乙自P点(x＝2.2m)由静止释放，乙只受力F作用，规定力F沿＋x方向为正，则质点乙沿＋x方向运动时，下列说法正确的是(　　)A．乙运动时，加速度大小先减小后增大B．乙运动到Q点时，速度最大C．乙运动到R点时，加速度最小D．乙运动到R点时，速度方向一定沿＋x方向结束巧妙解答物理图像选择题解析：由题图可知乙运动时，所受的合力大小先减小后增大，再减小，故加速度先减小后增大，再减小，选项A错误；乙运动到Q点前，所受的合外力与速度方向相同，做加速运动，过Q点后，合力的方向与速度方向相反，做减速运动，故在Q点时，速度最大，选项B正确；在Q点所受的合外力最小，加速度最小，选项C错误；力对质点乙做的功等于F­x图像与坐标轴所围的面积大小，由图像可知，从P到Q合外力对质点乙做的功大于从Q到R合外力做的功，故在R点质点乙速度方向向右且不为0，即乙运动到R点时，速度方向一定沿＋x方向，选项D正确。答案：BD　结束巧妙解答物理图像选择题3．[多选]在“蹦床”娱乐活动中，从小朋友下落到离地面高h1处开始计时，其动能Ek与离地高度h的关系如图所示。在h1～h2阶段图像为直线，其余部分为曲线，h3对应图像的最高点，小朋友的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦。下列有关说法正确的是(　　)A．整个过程中小朋友的机械能守恒B．从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，其加速度先减小后增大C．小朋友处于h＝h4高度时，蹦床的弹性势能为Ep＝mg(h2－h4)D．小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为Epm＝mgh1结束巧妙解答物理图像选择题解析：小朋友接触蹦床后，蹦床对小朋友的弹力做功，故整个过程中小朋友的机械能不守恒，A错误；从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，蹦床对小朋友的弹力先小于重力，后大于重力，随着弹力的增大，合力先减小后反向增大，故加速度先减小后增大，B正确；由题图知，小朋友在h2处和h4处动能相等，根据蹦床和小朋友组成的系统机械能守恒得，小朋友处于h4高度时，蹦床的弹性势能为Ep＝mg(h2－h4)，C正确；小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为Epm＝mg(h1－h5)，D错误。答案：BC　结束巧妙解答物理图像选择题4．[多选](2017·西安长安区一中检测)如图甲所示平行金属板AB之间的距离为6cm，两板间电场强度随时间按图乙所示规律变化。设场强垂直于金属板由A指向B为正，周期T＝8×10－5s。某带正电的粒子，电荷量为8.0×10－19C，质量为1.6×10－26kg，某时刻在两板间中点处由静止释放(不计粒子重力，粒子与金属板碰撞后即不再运动)，则(　　)A．若粒子在t＝0时释放，则一定能运动到B板B．若粒子在t＝eq\f(T,2)时释放，则一定能运动到B板C．若粒子在t＝eq\f(T,4)时释放，则一定能运动到A板D．若粒子在t＝eq\f(3T,8)时释放，则一定能运动到A板结束巧妙解答物理图像选择题解析：粒子在板间运动的加速度a＝eq\f(Eq,m)＝eq\f(2×8.0×10－19,1.6×10－26)m/s2＝108m/s2，在eq\f(T,2)时间内粒子的位移x1＝eq\f(1,2)aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,2)))2＝eq\f(1,2)×108×(4×10－5)2m＝8×10－2m＝8cm，因x1>eq\f(d,2)＝3cm，故若粒子在t＝0时释放，则一定能运动到B板，选项A正确；若粒子在t＝eq\f(T,2)时释放，则粒子向A板运动，最后到达A板，选项B错误；若粒子在t＝eq\f(T,4)时释放，在eq\f(T,4)～eq\f(T,2)的时间内，粒子向B板加速运动，位移为x2＝eq\f(1,2)aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,4)))2＝eq\f(1,2)×108×(2×10－5)2m＝2×10－2m＝2cm；在eq\f(T,2)～eq\f(3T,4)的时间内粒子向结束巧妙解答物理图像选择题B板减速运动，位移为x3＝x2＝2cm，故粒子能到达B板，选项C错误；若粒子在t＝eq\f(3T,8)时释放，则在eq\f(3T,8)～eq\f(T,2)的时间内粒子向B板加速运动，位移为x2′＝eq\f(1,2)aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,8)))2＝eq\f(1,2)×108×(10－5)2m＝0.5×10－2m＝0.5cm，在eq\f(T,2)～eq\f(5T,8)的时间内粒子向B板减速运动，位移为x3′＝x2′＝0.5cm；在eq\f(5T,8)～T的时间内粒子向A板加速运动，位移为x2″＝eq\f(1,2)aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3T,8)))2＝eq\f(1,2)×108×(3×10－5)2m＝4.5×10－2m＝4.5cm；因(4.5－2×0.5)cm＝3.5cm>3cm，故粒子能到达A板，选项D正确。答案：AD　结束巧妙解答物理图像选择题5．(2017·南平普通高中检测)用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合电键S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是(　　)A．普朗克常量为h＝eq\f(a,b)B．断开电键S后，电流表G的示数不为零C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变结束巧妙解答物理图像选择题解析：由爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋Ek，变形得Ek＝hν－W0，可知题图乙图线的斜率为普朗克常量，即h＝eq\f(b,a)，故A错误；断开电键S后，初动能大的光电子，也可能到达阳极，所以电流表G的示数不为零，故B正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与照射光的强度无关，故C错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G的示数要减小，故D错误。答案：B　结束巧妙解答物理图像选择题eq\a\vs4\al([全能备考])1．明确五类图像 运动学图像 x­t图像、v­t图像 动力学图像 F­t图像、a­t图像F­x图像、W­l图像 电场类图像 φ­x图像、E­x图像 电磁感应类图像 B­t图像、Φ­t图像i­t图像、E­t图像 原子物理学图像 Uc­ν图像、Ek­ν图像结束巧妙解答物理图像选择题2．读图六点关注(1)坐标轴：弄清两个坐标轴表示的物理量。注意坐标原点是否从零开始；注意纵轴物理量为矢量情况时，横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示此物理量为负。(2)图线形状：注意观察图像形状是直线、曲线还是折线等，从而弄清图像所反映的两个物理量之间的关系，明确图像反映的物理意义。(3)斜率的意义：图线某点的斜率表示一个物理量随另一个物理量的变化率，大小等于两个物理量增量的比值。①x­t图像中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的瞬时速度。v­t图像中两点连线的斜率表示这段时间内的平均加速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的加速度。②W­l图像的斜率表示外力的大小。③φ­x图像的斜率表示电场强度的大小。④Φ­t图像的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小。结束巧妙解答物理图像选择题(4)面积的意义：图线与横轴所围的面积常代表一个物理量，这个物理量往往表示纵、横坐标所表示的物理量的乘积的物理意义。①v­t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点的位移。②a­t图像与t轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化。③F­x图像与x轴所围面积表示这段位移内力F所做的功。④E­x图像与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差。⑤i­t图像与t轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量。结束巧妙解答物理图像选择题(5)交点、拐点的意义①图线与坐标轴的交点坐标的含义与图像有关，如x­t图线与x轴交点纵坐标表示开始计时的位置，而v­t图线与v轴交点的纵坐标表示质点的初速度。②拐点表示图像的斜率大小或方向发生突变。③同一坐标系中不同图像的交点表示具有相同的物理量，如x­t图线交点表示此刻相遇(在同一位置)，v­t图线的交点表示此刻物体速度相同。(6)坐标单位和数量级：在识图和用图时，一定要看清坐标轴的单位和数量级，如m、cm、×10－3m等。结束巧妙解答物理图像选择题二、图像的选择（重难增分类考点）eq\a\vs4\al([典题例析])[典例]　如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙斜面上，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同，弹簧一端固定在墙上。物块由静止释放，从斜面运动到水平面上，压缩弹簧到最短的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E，物块通过的路程为s。不计转折处的能量损失，下列图像所描述的关系中可能正确的是(　　)结束巧妙解答物理图像选择题[解析]　由滑动摩擦力产生的热量为Q，根据功能关系得，在斜面上有Q1＝μmgcosθ·s1，在平面上有Q2＝μmgs2，由数学知识可知Q­s图像的斜率表示摩擦力大小，所以图像为两段倾斜直线，且第一段斜率小于第二段斜率，A、B错误；物块从斜面运动到水平面的过程中，摩擦力做负功，系统机械能减小，E＝E0－fs，且物体在斜面上受到的摩擦力小于在水平面上受到的摩擦力，所以E­s图像为两段倾斜直线，且第一段斜率绝对值小于第二段斜率绝对值，C正确，D错误。[答案]　C　结束巧妙解答物理图像选择题eq\a\vs4\al([通法点拨])1．此类问题应根据物理情景，找出两个物理量的变化情况，寻求两物理量之间的函数关系，然后选择正确的图像。2．若不能求出准确的函数关系，则应定性判断两物理量间的变化关系，特别要注意两种不同变化的交界点，即对应图像中的拐点。结束巧妙解答物理图像选择题eq\a\vs4\al([集训冲关])1．一个质量为1kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，对物体施加一个大小变化但方向不变的水平拉力F，使物体在水平面上运动了3s。若要使物体在3s内运动产生的内能最大，则力F随时间t变化的图像应为(　　)结束巧妙解答物理图像选择题解析：由题意可知，物体在3s内运动的位移最大时，产生的内能最大。物体受到的最大静摩擦力为μmg＝2N，当F＝5N时，a1＝eq\f(F－μmg,m)＝3m/s2，当F＝3N时，a2＝eq\f(F－μmg,m)＝1m/s2，当F＝1N时，a3＝eq\f(F－μmg,m)＝－1m/s2。根据四个图像的情况，作出对应的v­t图像如图所示，可知B图在3s内的面积最大，即物体位移最大，故内能最大。故选B。答案：B　结束巧妙解答物理图像选择题2.[多选]如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN。现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图像，可能正确的是(　　)结束巧妙解答物理图像选择题解析：从t＝0时刻起，金属棒通以I＝kt的电流，由左手定则知，安培力方向垂直纸面向里，使其紧压导轨，导致金属棒在运动过程中，受到的摩擦力增大，加速度减小，因速度与加速度方向相同，做加速度减小的加速运动。当滑动摩擦力等于重力时，加速度为零，速度最大，当安培力继续增大时，滑动摩擦力大于重力，加速度方向竖直向上，与速度方向相反，做加速度增大的减速运动，v­t图像的斜率表示加速度的大小。答案：BD　结束巧妙解答物理图像选择题3．(2017·南通模拟)在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，规定线圈中感应电流方向如图甲所示的方向为正。当磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示时，下图中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是(　　)结束巧妙解答物理图像选择题解析：由楞次定律可判断，第1s内线圈中电流方向与规定的正方向相同，为正值，可知A、D选项均错误；由E＝eq\f(ΔB,Δt)·S，i＝eq\f(E,R)可知，第1s内图线斜率大，对应的电流大，可知选项B正确，C错误。答案：B