高考物理图示法图像法解决物理试题及其解题技巧及练习题(1)
一、图示法图像法解决物理试题
1．如图所示，左右两侧水平面等高，A、B为光滑定滑轮，C为光滑动滑轮．足够长的轻绳跨过滑轮，右端与小车相连，左端固定在墙壁上，质量为m的物块悬挂在动滑轮上．从某时刻开始小车向右移动，使物块以速度v0匀速上升，小车在移动过程中所受阻力恒定不变．在物块上升的过程中（未到AB所在的水平面），下列说法正确的是
A．轻绳对小车的拉力增大 B．小车向右做加速运动 C．小车阻力的功率可能不变
D．小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A．物块以匀速上升时，两边绳子的夹角变大，可知绳子的拉力变大，即轻绳对小车的拉力变大，选项A正确；
B．设绳子与竖直方向的夹角为θ，则由运动的合成知识可知v车=2v0cos?，则随着物体的上升θ变大，车的速度减小，选项B错误；
C．小车在移动过程中所受阻力恒定不变，根据P=fv车可知小车阻力的功率减小，选项C错误；
D．由能量关系可知：W牵-W阻?WPC??Ek车 ，因小车动能减小，则W牵 此题关键是对物体的速度进行如何分解，可参考斜牵引物体的运动分解问题，但是此题中物体两边都有绳子；注意搞清系统的能量转化情况. 2．如图所示，用铰链将三个质量均为m的小球A、B、C与两根长为L轻杆相连， B、C置于水平地面上．在轻杆竖直时，将A由静止释放，B、C在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g．则此过程中（ ） A．球A的机械能一直减小 B．球A落地的瞬时速度为2gL 3mg 2D．球B对地面的压力可小于mg 【答案】BD 【解析】 【详解】 C．球B对地面的压力始终等于 A：设A球下滑h时，左侧杆与竖直方向夹角为?，则cos??L?h，AB用铰链相连，则LvAcos??vBcos900???vBsin?，当A下落到最低点时，B的速度为零，中间过程中B 的速度不为零；同理可得，当A下落到最低点时，C的速度为零，中间过程中C的速度不为零．ABC三者组成的系统机械能守恒，中间过程B、C的动能不为零，A到最低点时，B、C的动能为零；则球A的机械能不是一直减小．故A项错误． B：当A下落到最低点时，B、C的速度为零，对三者组成的系统，A由静止释放到球A落地过程，应用机械能守恒得：mgL?B项正确． C：球A加速下落时，三者组成的系统有向下的加速度，整体处于失重状态，球B、C对地面的压力小于 ??12mv，解得：球A落地的瞬时速度v?2gL．故23mg．故C项错误． 2D：在A落地前一小段时间，B做减速运动，杆对B有斜向右上的拉力，则球B对地面的压力小于mg．故D项正确． 综上，答案为BD． 3．如图所示，光滑直角细杆POQ固定在竖直平面内，OP边水平，OP与OQ在O点平滑相连，质量均为m的A、B两小环用长为L的轻绳相连，分别套在OP和OQ杆上．初始时刻，将轻绳拉至水平位置拉直（即B环位于O点），然后同时释放两小环，A环到达O点后，速度大小不变，方向变为竖直向下，已知重力加速度为g．下列说法正确的是（ ） LgL时，A环的速度大小为 22B．在A环到达O点的过程中，B环一直加速 A．当B环下落 C．A环到达O点时速度大小为2gL D．当A环到达O点后，再经【答案】ACD 【解析】 【详解】 B环下落一段位移后，设绳子与水平方向之间的夹角为α，则与竖直方向之间的夹角β=90°-α，设此时A的速度为vA，将A的速度沿绳子方向与垂直于绳子的方向分解，设沿绳子方向的分速度为v，如图所示： L的时间能追上B环 2g 可得：v=vAcosα，设B的速度为vB，将B的速度也沿绳子的方向与垂直于绳子的方向分解如图，其中沿绳子方向的分速度与A沿绳子方向的分速度是相等的，可得：v=vBcosβ，联 LvAL，当B环下落时绳子与水平方向之间的夹角立可得：vB?2?1，可sin??tan?2L2vA?3vA，B下降的过程中A与B组成得：所以：α=30°，A环的速度大小为vB?tan300的系统机械能守恒可得：mgL1212?mvA?mvB，联立得A环的速度大小为vA?222gL，2故A正确；B开始下降的过程中速度由0开始增大，所以是做加速运动．当绳子与竖直方向之间的夹角接近90°时，tanβ→∞，则vB?vA?0，可知当A到达O点时，B的速度tan?等于0．所以B一定还存在减速的过程．即A环到达O点的过程中，B环先加速后减速，故B错误；由于A到达O点时B的速度等于0，由机械能守恒得：mgL?12mv?A，解2得：v?，故C正确；环A过O点后做加速度等于g的匀加速直线运动，B做自由A?2gL落体运动．当A追上B时有：v?At?以ACD正确，B错误． 121Lgt?L?gt2，解得：t??，故D正确．所222g 4．如图所示，竖直向下的匀强电场中的O点固定一点电荷，一个带电小球可绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，a、b为圆周的最高点和最低点。不计空气阻力，则( ) A．点电荷带正电 B．a点的电场强度大于b点的电场强度 C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能增大 D．如果加一个垂直于竖直平面的匀强磁场，小球也可以继续做圆周运动 【答案】AC 【解析】 【详解】 带电小球可绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，可知小球受到的匀强电场的电场力和重力等大反向，则小球带负电，点电荷带正电，选项A正确；点电荷在a点的场强向上，在b点的场强向下，与匀强电场叠加后，a点的电场强度小于b点的电场强度，选项B错误；小球在从a点运动到b点的过程中，点电荷对小球不做功，而匀强电场的电场力做负功，则电势能增大，选项C正确；如果加一个垂直于竖直平面的匀强磁场，若洛伦兹力的方向指向圆心，则小球所受的向心力变大，则小球将做近心运动；反之若洛伦兹力的方向背离圆心，则小球所受的向心力变小，则小球将做离心运动，选项D错误；故选AC. 【点睛】 本题的解题关键是根据质点做匀速圆周运动的条件，判断电场力与重力的关系，即可确定出小球的电性。 5．如图甲所示，一个条形磁铁固定在水平桌面上，以的右端点为原点，中轴线为轴建立一维坐标系。一个灵敏的小磁针放置在轴上不同位置，设与轴之间的夹角为。实验测得 与之间的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为 。下列说法正确的是（ ） A．的右端为极 B．的中轴线与地磁场方向垂直 C．在处产生的磁感应强度大小为D．处合磁场的磁感应强度大小为【答案】BC 【解析】 【详解】 A.当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向 无穷大时，点， 所以O点处的磁极是N极，故A错误； B.由以上的分析可知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B正确； C.由乙图可知，处 ，所以 ，则，故C正确； ，故D错误。 ，P在处产生的磁感应强度大小为BP， 趋向1，则趋向90°，即小磁针的方向与x的方向垂直，所以x的方向为 向东。当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，即向东。由题图可知，开始时N背离O D.处合磁场的磁感应强度大小为 6．真空中电量均为Q的两同种点电荷连线和一绝缘正方体框架的两侧面ABB1A1和DCC1D1中心连线重合，连线中心和立方体中心重合，空间中除两同种电荷Q产生的电场外，不计其它任何电场的影响，则下列说法中正确的是（ ） A．正方体两顶点A、C1电场强度相同 B．正方体两顶点A、C1电势相同 C．两等量同种点电荷周围电场线和面ABB1A1总是垂直 D．把正检验电荷q从顶点A移到C电场力不做功
高考物理图示法图像法解决物理试题及其解题技巧及练习题(1)
