2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 常考圖像類題目專練

2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) ?？紙D像類題目專練1(xx·平頂山模擬)一個質(zhì)量為m1 kg的物塊放在水平光滑地面上，在一水平外力F12 N的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動，物體運(yùn)動5 s后外力撤去，在此時刻再加上一個與F1反向的力F26 N，物體又運(yùn)動5 s。規(guī)定外力F1的方向為正方向，則在物體運(yùn)動的這個10 s 的時間內(nèi)，下列關(guān)于物體的速度圖像，正確的是()2(多選)某馬戲團(tuán)演員做滑桿表演。已知豎直滑桿上端固定，下端懸空，滑桿的重力為200 N。在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可以顯示桿頂端所受拉力的大小。已知演員在滑桿上做完動作之后，先在桿上靜止了0.5 s，然后沿桿下滑，3.5 s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零。整個過程中演員的v­t圖像和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況如圖1所示，g取10 m/s2。則下述說法正確的是()圖1A演員的體重為600 NB演員在第1 s內(nèi)一直處于超重狀態(tài)C滑桿所受的最小拉力為620 ND滑桿所受的最大拉力為800 N3(xx·江南十校聯(lián)考)如圖2甲所示，在水平地面上放置一個質(zhì)量為m4 kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動，推力隨位移x變化的圖像乙所示。已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，g10 m/s2。下列說法正確的是()圖2A物體先做加速運(yùn)動，推力撤去時開始做減速運(yùn)動B物體在水平面上運(yùn)動的最大位移是10 mC物體運(yùn)動的最大速度為2 m/sD物體在運(yùn)動中的加速度先變小后不變4.如圖3所示，一連同裝備總重力為G的滑雪愛好者從滑雪坡道上由靜止開始沿坡道ABC向下滑行，滑到B點(diǎn)時滑雪者通過改變滑雪板角度的方式來增大摩擦力的大小，使其到達(dá)底端C點(diǎn)時速度剛好減為零。已知AB>BC，設(shè)兩段運(yùn)動過程摩擦力均為定值，下列分別為滑雪者位移、速度、加速度、所受摩擦力隨時間變化的圖像，其中正確的是()圖35(xx·上饒二模)在如圖4所示的豎直平面內(nèi)，在水平線MN的下方有足夠大的勻強(qiáng)磁場，一個等腰三角形金屬線框頂點(diǎn)C與MN重合，線框由靜止釋放，沿軸線DC方向豎直落入磁場中。忽略空氣阻力，從釋放到線框完全進(jìn)入磁場過程中，關(guān)于線框運(yùn)動的v­t圖，可能正確的是()圖46一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運(yùn)動。取該直線為x軸，起始點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖5所示，下列圖像中合理的是()圖57. (多選)(xx·周口模擬)取空間中兩等量點(diǎn)電荷間的連線為x軸，軸上各點(diǎn)電勢隨x的變化關(guān)系如圖6所示，設(shè)x軸上B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別是EBx、ECx，下列說法中正確的是()圖6A該靜電場由兩個等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生B該靜電場由兩個等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生CEBx的大小小于ECx的大小D負(fù)電荷沿x軸從B點(diǎn)移動到C點(diǎn)的過程中，電勢能先減小后增大8. (多選)(xx·日照聯(lián)考)如圖7所示，導(dǎo)體棒沿兩平行金屬導(dǎo)軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形abcd磁場區(qū)域，ac垂直于導(dǎo)軌且平行于導(dǎo)體棒，ac右側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是左側(cè)的2倍且方向相反，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計，下列關(guān)于導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時間變化的圖像正確的是(規(guī)定電流從M經(jīng)R到N為正方向，安培力向左為正方向)()圖79. (多選)(xx·新泰三模)如圖8所示，兩平行光滑導(dǎo)軌豎直固定。邊界水平的勻強(qiáng)磁場寬度為h，方向垂直于導(dǎo)軌平面。兩相同的導(dǎo)體棒a、b中點(diǎn)用長為h的絕緣輕桿相接，形成“工”字型框架，框架置于磁場上方，b棒距磁場上邊界的高度為h，兩棒與導(dǎo)軌接觸良好。保持a、b棒水平，由靜止釋放框架，b棒剛進(jìn)入磁場即做勻速運(yùn)動，不計導(dǎo)軌電阻。設(shè)勻強(qiáng)磁場的下邊界為重力勢能參考平面，則在框架下落過程中，a棒所受輕桿的作用力F及a棒的機(jī)械能E隨下落的高度h變化的關(guān)系圖像，可能正確的是()圖810(xx·南平質(zhì)檢)如圖9甲，一帶電物塊無初速度地放上皮帶輪底端，皮帶輪以恒定大小的速率沿順時針傳動，該裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，物塊由底端E運(yùn)動至皮帶輪頂端F的過程中，其v ­t圖像如圖乙所示，物塊全程運(yùn)動的時間為4.5 s，關(guān)于帶電物塊及運(yùn)動過程的說法正確的是()圖9A該物塊帶負(fù)電B皮帶輪的傳動速度大小一定為1 m/sC若已知皮帶的長度，可求出該過程中物塊與皮帶發(fā)生的相對位移D在2 s4.5 s內(nèi)，物塊與皮帶仍可能有相對運(yùn)動11(xx·福州二模)如圖10甲所示，質(zhì)量m1 kg的物塊在平行斜面向上的拉力F作用下從靜止開始沿斜面向上運(yùn)動，t0.5 s時撤去拉力，利用速度傳感器得到其速度隨時間的變化關(guān)系圖像(v­t圖像)如圖乙所示，g取10 m/s2，求：圖10(1)2 s內(nèi)物塊的位移大小x和通過的路程L；(2)沿斜面向上運(yùn)動兩個階段加速度a1、a2和拉力F三者的大小。12如圖11甲所示，不計電阻的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L1 m，上端接有電阻R2 ，虛線OO下方存在垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)將質(zhì)量為m0.1 kg、電阻不計的金屬桿ab，從OO上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，且始終保持水平。已知金屬桿進(jìn)入磁場時的速度為v01 m/s，下落0.3 m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖像如圖乙所示。試求：(g取10 m/s2)(1)垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2)ab桿下落0.3 m的過程中R上產(chǎn)生的熱量和通過R的電荷量。圖11答 案1選D物體在前5 s內(nèi)的加速度a12 m/s2，5 s末的速度v1a1t110 m/s，物體在510 s內(nèi)的加速度大小為a26 m/s2，10 s末物體的速度v2v1a2t220 m/s，D正確。2選AC演員在滑桿上靜止時，傳感器顯示的拉力800 N等于演員重力和滑桿的重力之和，則演員的體重為600 N，選項A正確；演員在第1 s內(nèi)先靜止后加速下滑，加速下滑處于失重狀態(tài)，選項B錯誤；演員加速下滑時受重力mg和滑桿的摩擦力Ff作用，此時滑桿所受的拉力最小，加速下滑的加速度a13 m/s2, 對演員，由牛頓第二定律，mgFf1ma1，解得Ff1420 N，對滑桿，由平衡條件得，最小拉力F1420 N200 N620 N，選項C正確；演員減速下滑時滑桿所受的拉力最大，減速下滑的加速度大小a21.5 m/s2，對演員，由牛頓第二定律，F(xiàn)f2mgma2，解得Ff2690 N。對滑桿由平衡條件得，最大拉力F2690 N200 N890 N。選項D錯誤。3選B物體先做加速運(yùn)動，當(dāng)推力小于摩擦力時開始做減速運(yùn)動，故A錯誤；由圖像得到推力對物體做功等于“面積”，得推力做功為：W200 J，根據(jù)動能定理：Wmgxm0，代入數(shù)據(jù)解得：xm10 m，故B正確；由圖像可得推力隨位移x是變化的，當(dāng)推力等于摩擦力時，加速度為0，速度最大，則：Fmg20 N，由圖得到F與x的函數(shù)關(guān)系式為：F10025 x，代入數(shù)據(jù)得：x3.2 m，由動能定理可得：×3.220×3.2×4×vm2，解得：vm8 m/s，故C錯誤；拉力一直減小，而摩擦力不變，故加速度先減小后增大，故D錯誤。4選B滑雪者在AB段加速，在BC段減速，在B點(diǎn)速度最大。x­t圖像中，圖線的斜率表示速度，滑雪者在B點(diǎn)時的速度最大而不是零，A錯誤；由于滑雪者在AB段和BC段所受摩擦力恒定，且重力沿坡道向下的分力大小不變，故滑雪者在AB段和BC段所受合力大小均不變，即加速度大小均不變，滑雪者先做勻加速直線運(yùn)動，后做勻減速直線運(yùn)動，又AB>BC，故aAB<aBC，B正確，C錯誤；AB段，滑雪者加速下滑，則Gsin >Ff，又sin <1，則AB段下滑過程中Ff比G要小，而不是D項表示的Ff與G相等，D錯誤。5選C線框進(jìn)入磁場過程受到的安培力：FBILBL線框進(jìn)入磁場過程中，切割磁感線的有效長度L增大，安培力增大，由牛頓第二定律得：mgFma，則ag，線框由靜止做加速運(yùn)動，由于L、v不斷增大，加速度a減小，則線框進(jìn)入磁場過程做加速度減小的加速運(yùn)動，加速度減小，v­t圖像的斜率減小。故A、B、D錯誤，C正確。6選D帶電粒子在電場中運(yùn)動時，其電勢能的變化規(guī)律是非線性的。由Ep­x圖像知，帶電粒子的電勢能不是均勻變化的，電場力是恒力，故選項A錯誤；帶電粒子僅受靜電力作用，故電勢能和動能相互轉(zhuǎn)化，電勢能的減少量等于動能的增加量，即動能增加得越來越慢，故選項B錯誤；由于靜電力不是恒力，加速度a應(yīng)該越來越小，故選項C錯誤，選項D正確。7選AD如果該電場由等量異種電荷產(chǎn)生，則兩點(diǎn)電荷連線的中垂線是等勢面，故連線中點(diǎn)為零電勢點(diǎn)，可知靜電場由兩個等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生。故A正確，B錯誤。該圖像的斜率等于場強(qiáng)E，斜率越大，場強(qiáng)越大，則知EBx的大小大于ECx的大小，故C錯誤；負(fù)電荷沿x軸從B點(diǎn)移動到C點(diǎn)的過程中，電勢先升高后降低，根據(jù)公式Epq，電勢能先減小后增加，故D正確。8選AC導(dǎo)體棒在左半?yún)^(qū)域時，根據(jù)右手定則，通過棒的電流方向向上，電流從M經(jīng)R到N為正值，且逐漸變大，導(dǎo)體棒在右半?yún)^(qū)域時，根據(jù)右手定則，通過棒的電流方向向下，電流為負(fù)值，且逐漸減小，且滿足經(jīng)過分界線時感應(yīng)電流大小突然加倍，A正確，B錯誤；第一段時間內(nèi)安培力大小FBILL2，第二段時間內(nèi)F2BILL2，C正確，D錯誤。9選BC框架在進(jìn)入磁場前做自由落體運(yùn)動，輕桿對a作用力為零，b進(jìn)入磁場后，框做勻速運(yùn)動，a處于平衡狀態(tài)，桿對a的作用力Fmg，方向向上，當(dāng)框架下落2h，a棒進(jìn)入磁場后，a受到輕桿的作用力大小等于重力，方向向下，故A錯誤，B正確；框架進(jìn)入磁場前做自由落體運(yùn)動，機(jī)械能守恒，機(jī)械能不變，線框進(jìn)入磁場后做勻速直線運(yùn)動，動能不變，重力勢能減小，機(jī)械能減少，框架完全離開磁場后，只受重力作用，機(jī)械能守恒，故C正確，D錯誤。10選D由圖乙可知，物塊做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動。物塊的最大速度是1 m/s。對物塊進(jìn)行受力分析可知，開始時物塊受到重力、支持力和摩擦力的作用，設(shè)動摩擦因數(shù)為，沿斜面的方向：FNmgsin ma物塊運(yùn)動后，又受到洛倫茲力的作用，加速度逐漸減小，由式可知，物塊的加速度逐漸減小，一定是FN逐漸減小，而開始時：FNmgcos ，后來：FNmgcos F洛，即洛倫茲力的方向是向上的。物塊沿傳送帶向上運(yùn)動，由左手定則可知，物塊帶正電。故A錯誤；物塊向上運(yùn)動的過程中，洛倫茲力越來越大，則受到的支持力越來越小，結(jié)合式可知，物塊的加速度也越來越小，當(dāng)加速度等于0時，物塊達(dá)到最大速度，此時：mgsin (mgcos F洛)由可知，只要傳送帶的速度大于等于1 m/s，則物塊達(dá)到最大速度的條件與傳送帶的速度無關(guān)，所以傳送帶的速度可能是1 m/s，有可能是大于1 m/s，物塊可能相對于傳送帶靜止，也可能相對于傳送帶不靜止。故B錯誤，D正確；由以上的分析可知，傳送帶的速度不能判斷，所以即使已知皮帶的長度，也不能求出該過程中物塊與皮帶發(fā)生的相對位移。故C錯誤。11解析：(1)物塊上升的距離：x1×2×1 m1 m；物塊下滑的距離：x2×1×1 m0.5 m；位移xx1x2(10.5)m0.5 m路程Lx1x2(10.5)m1.5 m。(2)由圖乙知，各階段加速度a1 m/s24 m/s2a2 m/s24 m/s2設(shè)斜面傾角為，斜面對物塊的摩擦力為Ff，根據(jù)牛頓第二定律00.5 s內(nèi)FFfmgsin ma1；051 s內(nèi)Ffmgsin ma2；聯(lián)立解得：F8 N。答案：(1)0.5 m1.5 m(2)4 m/s24 m/s28 N12解析：(1)由a­h圖像可知，金屬桿ab剛進(jìn)入磁場時a010 m/s2，方向豎直向上由牛頓第二定律有BI0Lmgma0設(shè)ab桿進(jìn)入磁場時的速度為v0，有I0，E0BLv0聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T。(2)由a­h圖像知，h0.3 m時，a0，表明金屬桿受到的重力與安培力平衡，即mgBIL，其中I，EBLv可得下落0.3 m時金屬桿的速度v0.5 m/s下落0.3 m的過程中，由能量守恒定律有mghQmv2解得Q0.287 5 J金屬桿自由下落的距離滿足2gh0v02，h00.05 m所以金屬桿在磁場中運(yùn)動的距離xhh00.25 m，則qx0.25 C。答案：(1)2 T(2)0.287 5 J0.25 C