【物理】物理图示法图像法解决物理试题专项习题及答案解析
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，质量相同的小球A、B通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A、B分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B的速度大小为v，重力加速度为g，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则
A．小球A的速度为
3v 4B．小球A的速度为
4v 3125v2C．细杆的长度为
64g【答案】AC 【解析】 【详解】
125v2D．细杆的长度为
36g小球B的速度为v时，设小球A的速度大小为v?，则有vcos53??v?cos37?，解得：
v??3v，A正确，B错误；两球下滑过程中系统的机械能守恒，即：4o125v21212mgL?1?sin37??mv?mv?，解得：L?，C正确，D错误。
64g22
3．如图所示，a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，分别在a、c两个点处放等量异种电荷＋Q和－Q。下列说法正确的是( )
A．b、f两点电场强度大小相等，方向不同 B．e、d两点电势相同
C．b、f两点电场强度大小相等，方向相同 D．e、d两点电势不同 【答案】BC 【解析】
A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的，由等量异号电荷的电场的特点，结合题目的图可知，图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面，所以该平面上各点的电势都是相等的，各点的电场强度的方向都与该平面垂直。由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的，结合该电场的特点可知，b、c、d、e各点的场强大小也相等。由以上的分析可知，b、c、d、e各点的电势相等，电场强度大小相等，方向相同。故A、D错误；故选BC。
【点睛】解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况，知道场强是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同，同时掌握好电场强度的叠加方法。
4．如图所示，半径为R的硬橡胶圆环，其上带有均匀分布的负电荷，总电荷量为Q，若在圆环上切去一小段l(l远小于R)，则圆心O处产生的电场方向和场强大小应为( )
A．方向指向AB B．方向背离AB C．场强大小为【答案】BD 【解析】 【详解】 AB段的电量
,则AB段在O点产生的电场强度为：
,方向指向AB，所
D．场强大小为
以剩余部分在O点产生的场强大小等于【点睛】
,方向背离AB．故B,D正确;A,C错误.故选BD.
解决本题的关键掌握点电荷的场强公式，以及知道AB段与剩余部分在O点产生的场强大小相等，方向相反．
5．如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg的滑块A．半径R＝0.3m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B．用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将A、B连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A、B均可看作质点，且不计滑轮大小的影响．现给滑块A一个水平向右的恒力F＝50N（取g=10m/s2）．则（ ）
A．把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20J B．小球B运动到C处时的速度大小为0
C．小球B被拉到与滑块A速度大小相等时，离地面高度为0.225m D．把小球B从地面拉到P的正下方C时，小球B的机械能增加了20J 【答案】ACD 【解析】
解： 把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F的位移为：
x?0.42?0.32??0.4?0.3??0.4m ，则力F做的功WF=Fx=20J，选项A正确；把小球B
从地面拉到P点正下方C点时，此时B的速度方向与绳子方向垂直，此时A的速度为零，设B的速度为v，则由动能定理：WF?mgR?12mv?0 ，解得v=27 m/s，选项B错2误；当细绳与圆形轨道相切时，小球B的速度方向沿圆周的切线方向向上，此时和绳子方向重合，故与小球A速度大小相等，由几何关系可得h=0.225m选项C正确；B机械能增加量为F做的功20J，D正确 本题选ACD
6．有一个固定的光滑直杆与水平面的夹角为 53°，杆上套着一个质量为m= 2kg 的滑块 A（可视为质点）.用不可伸长的轻绳将滑块A与另一个质量为M=2.7kg 的物块B通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂B而绷紧，此时滑轮左侧轻绳恰好水平，其长度L?10m，P3点与滑轮的连线同直杆垂直（如图所 示）．现将滑块A从图中O点由静止释放，（整个运动过程中 B不会触地，g=10m/s2）．下列说法正确的是
A．滑块A运动到 P点时加速度为零
B．滑块A由O点运动到P点的过程中机械能增加 C．滑块A经过 P点的速度大小为52m/s D．滑块A经过P点的速度大小为【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A．滑块A运动到P点时，垂直于杆子的方向受力平衡，合力为零；沿杆子方向，重力有沿杆向下的分力mgsin53°，根据牛顿第二定律得：
mgsin53°=ma a=gsin53°
故A错误．
B．滑块A由O点运动到P点的过程中，绳子的拉力对滑块A做正功，其机械能增加；故B正确．
1047m/s 47CD．由于图中杆子与水平方向成53°，可以解出图中虚线长度：
8l?Lsin53??m
3所以滑块A运动到P时，A下落
h?xOPsin53??Lcos53?sin53?=B下落
10348??m=m 3555H?L?l?1082m?m?m 333当A到达P点与A相连的绳子此时垂直杆子方向的速度为零，则B的速度为零，以两个物体组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得：
MgH?mgh?解得
12mv 2v?52m/s
故C正确，D错误． 故选BC． 【点睛】
加速度根据牛顿第二定律研究，机械能的变化根据除重力以外的力做功情况进行判断，都是常用的思路．关键在于判断出滑块A滑到P点时，绳子在竖直杆子方向的速度为零，即B的速度为零．
7．某电场是由平面内两个相同的点电荷产生的，其中一个点电荷固定不动且到P点的距离为d，另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕P点做匀速圆周运动，P点的电场强度大小随时间变化的图象如图所示，图线AC段与CE段关于直线t=t0对称，若撤去运动点电荷，测得P点场强大小为E0，已知EA=EE=因素，则下列说法正确的是( )
E0，EB=ED=E0，EC=0，静电力常量为k，不考虑磁场
A．运动电荷做匀速圆周运动的半径为2d B．.运动电荷的速率为C．0~
?d 2t02t0?d时间内，运动电荷的位移大小为 33
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