【物理】物理图示法图像法解决物理试题练习及解析
一、图示法图像法解决物理试题
1．真空中，在x轴上x=0和x=8处分别固定两个电性相同的点电荷Ql和Q2。电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示（+x方向为场强正方向），其中x=6处E=0。将一个正试探电荷在x=2处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）。则
A．Q1、Q2均为正电荷 B．Q1、Q2带电荷量之比为9：1 C．在x=6处电势为0
D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小 【答案】AB 【解析】 【详解】
由图可知，若两个电荷是负电荷则x=2处场强方向为负方向，故两个电荷同为正电荷，A正确；因在x=6处场强为0，则kQ1Q2?k，解得：Q1:Q2?9:1，B正确；根据同种正2262电荷连线的中垂线电势分布特点，可知从x=6向无穷远运动时电势在降低，则x=6处电势大于0，C错误；由图可知，0-6之间电场为正，沿x轴的正方向，所以从0到6之间电势逐渐降低；而6-8之间的电场为负，沿x轴的负方向，所以从6到8之间电势升高，因此将一个正点电荷沿x轴运动时，该电荷的电势能先减小后增大，D错误。
2．如图所示，滑块A、B的质量均为m,A套在固定倾斜直杆上，倾斜杆与水平面成45°,B套在固定水平的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计且足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与平面成30°)连接，A、B从静止释放，B开始沿水平面向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B视为质点，在运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．A、B组成的系统机械能守恒
B．当A到达与B同一水平面时,A的速度为gL C．B滑块到达最右端时,A的速度为2gL D．B滑块最大速度为3gL 【答案】AD 【解析】
因不计一切摩擦，故系统机械能守恒，A正确；设A的速度为vA、B的速度为vB，当A到达与B同一水平面时，对A、B速度进行分解，如图所示
根据沿杆方向速度相等有：vB?vAcos45o?有：mg2vA，根据系统机械能守恒2L1212?mvA?mvB，解得：vA?2222gL，B错误；B滑块到达最右端时，B的速3度为零，如图所示：
1?212，解得：v??mv?A?A22根据系统机械能守恒有：mgL?1?2?gL，C错误；当
A滑到最低点时，速度为零，B的速度最大，如图所示：
根据系统机械能守恒有：
31?2，解得：vBmgL?mvB??3gL，D正确，选AD.
22【点睛】应用A、B沿杆方向速度相等，求出A、B的速度关系，因为不计一切摩擦，故A、B组成的系统机械能守恒，当A的速度最大时，B的速度为0；当B的速度最大时，A的速度为0.
3．如图，将一质量为2m的重物悬挂在轻绳一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离A为d处．现将环从A点由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法中正确的是（）
A．环到达B处时，重物上升的高度B．环能下降的最大距离为
d 24d 32 2C．环到达B处时，环与重物的速度大小之比为
D．环从A到B减少的机械能等于重物增加的机械能 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升的高度h=2d?d，故A错误；环下滑到最大高度为h时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为h2?d2 ?d，根据机械能守恒有mgh?2mg(h2?d2??d)，解得：h=
4dd，故B正确．对B的速度沿绳3子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：vcos45°=v
v ＝2，故C错误；环下滑过程中无摩擦力对系统做功，故系统机械能守重物，所以
v重物恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能，故D正确；故选BD．
4．如图所示，一个长直轻杆两端分别固定小球A和B，竖直放置，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为L．由于微小的扰动，A球沿竖直光滑槽向下运动，B球沿水平光滑槽向右运动，当杆与竖直方向的夹角为?时（图中未标出），关于两球速度vA与vB 的关系，下列说法正确的是
A．A球下滑过程中的加速度一直大于g
B．B球运动过程中的速度先变大后变小 C．vA?vBtan? D．vA?vBsin? 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
先分析小球B的运动情况：小球 B以初速度等于零开始向右运动，当小球A落到最下方时B的速度再次为零，所以B在水平方向先加速后减小，即B球运动过程中的速度先变大后变小，根据受力可知刚开始时杆对B产生的是偏右的力，所以杆对A产生的是偏向上的力，根据受力可知此时A的加速度小于重力加速度g，故A错误；B正确；当杆与竖直方向的夹角为?时，根据运动的分解可知;vAcos??vBsin?即vA?vBtan?，故C正确；D错误；
5．如图所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体A和B，A套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h=0.2m，开始时让连接A的细线与水平杆的夹角θ=53°，现把A由静止释放，在以后A向右的运动过程中，下列说法中正确的是（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2，且B不会与水平杆相碰．）( )
A．物体A在运动的过程中，绳的拉力一直做正功，所以机械能一直增加 B．物体B在运动的过程中，绳的拉力先做负功再做正功，动能最小为零 C．物体A在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/s D．物体B 在运动过程中先加速后减速，且最大速度等于1m/s 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A、在A运动过程中，开始时绳子拉力与运动方向相同，拉力做正功，当越过悬点正下方后，拉力开始做负功；故A拉力先做正功后做负功；故A错误.
C、A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，有：vAcosθ=vB，A、B组成的系统机械能守恒，当θ=90°时，A的速率最大，此时B的速率为零．根据系统机械能守恒有：mBg(h12?h)?mvA，解得v=1m/s；C正确. sin?2B、在B运动过程中，拉力先做负功后做正功，当B的速度为零动能最小为零；故B正确. D、由A的分析可知，B的速度先向下增大后减小，再向上增大后减小．最大速度等于
vAcosθ=0.8m/s；故D错误. 故选BC. 【点睛】
解决本题的关键知道A沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，以及知道A、B组成的系统机械能守恒．
6．如图所示质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上.其中O点与小球A的间距为l．O点与小球 B的间距为3l，当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角??30?，带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则( )
kq2A．A、B间库仑力大小F?2
2lB．A、B间库仑力F?3mg 3kq2C．细线拉力大小FT?2
3lD．细线拉力大小FT?3mg 【答案】B 【解析】
A的受力如图所示，
几何三角形OAB与力三角形相似，由对应边成比例
FTl3mg?，则FT?，由余弦mg3l33mgkq2定律AB?l?(3l)?23lcos30??l，则FT?F??2，故B正确．
3l222
[物理]物理图示法图像法解决物理试题练习及解析
