2015高考物理图像专题

专题七高考物理图像专题专题七【专题定位】物理图象能形象地表达物理规律、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，是当今高考出题的热点．本专题主要是解决高中物理的有关图象问题，涉及图象物理意义的理解和应用图象解决问题．专题七高考对本专题考查的内容及命题形式主要有以下几个方面：①（识图）通过对已知图象的分析寻找其内部蕴含的物理规律；②（绘图）通过对物理过程的分析找出与之对应的图象并描绘出来；③（转换图）图象的转换——用不同的图象描述同一物理规律或结论；④（用图）综合应用物理图象分析解决问题．【高考猜想】专题七图象问题的处理有两条途径：一是根据图象反映的函数关系，找到图象所反映的两个物理量间的关系，分析其物理意义和变化规律．二是既能根据图象的定义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能将实际过程的抽象规律对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断．这样，才抓住了解决图象问题的根本．【应考策略】专题七“识图”就是识别纵、横坐标所代表的物理量，图象反映出什么物理规律？明确物理图象中的点（起点、交点、拐点、终点）、线（直、曲）、峰值、截距、斜率、面积、正负号等的物理意义，以及图象给我们提供了哪些有用的信息？【识图】专题七试一试：甲图为一正方形闭合线圈由静止自由下落,顺利穿过磁场。乙图为线圈由开始下落到完全穿过磁场区域的v-t图像。请识别v-t图像展现出线圈运动过程。(aL)aaABCDMNM/N/L甲vtot1t2t3t4v1v2v3乙专题七2.粗看图线描述的两个量间的关系“识图”的一般方法1.先看“纵、横”轴的物理量及单位意义3.综合“数”（解析几何）“理”（物理规律）分析具体的规律。如：方程（一般是直线。若曲线则“化曲为直”）斜率（一般由方程看意义）面积（一般看纵横物理量乘积的意义，Vt、Ft、CU、FS、）截距（一个量为零时的另个量的值，结合物理方程或情景，再看其意义）【识图】专题七例1甲、乙两车从同一地点沿同一方向做直线运动，其v－t图象如图1所示．关于两车的运动情况，下列说法正确的是()A．在t＝1s时，甲、乙相遇B．在t＝2s时，甲、乙的运动方向均改变C．在t＝4s时，乙的加速度方向改变D．在t＝2s到t＝6s内，甲相对乙做匀速直线运动图1专题七热点题型例析以题说法图象问题往往隐含着两个变量之间的关系，因此要通过有关的物理概念和规律建立函数关系，并注意理解其斜率或面积的物理意义．专题七(2013·新课标Ⅰ·21)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功．图2(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t＝0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度—时间图线如图(b)所示．假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m．已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则()针对训练1专题七(a)(b)图2A．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B．在0.4s～2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD．在0.4s～2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变专题七【绘图】一、根据实验数据描点绘图；二、先建立函数关系式再根据关系式绘图.专题七某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(g=9.8m／s2)例2:专题七(1)根据所测数据，在答题卡的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度底与砝码质量m的关系曲线．(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律．这种规格弹簧的劲度系数为N／m.0~4.9N25.0专题七例题3.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据(I和U分别为小灯泡上的电流和电压)I(A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U(V)0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)(略)(2)在右图中画出小灯泡的U－I曲线.(3)如果已知一节电池的电动势是1.5V，内阻是2.0，问：将本题中的小灯泡接在该电池的两端，小灯泡的实际功率是多少？(简要写出求解过程;若需作图，可直接画在第(2)小题方格图中)00.30.40.8U/V0.50.40.20.11.21.62.0I/A..........①LE，r②专题七变式题.如图甲所示是一只“6V、3.6W”小灯泡的伏安特性曲线.另有一只定值电阻R=16Ω，一只电动势E=8V的电池组，其内阻不计.（1）当小灯泡在电路中正常发光时，其电阻值是多大？（2）若把小灯泡、定值电阻、电池组连接成如图乙所示的电路时，则小灯泡所消耗的电功率是多大？此时小灯泡的电阻又是多大？060.10.2U/V108420.30.40.50.6I/ARLE图乙图甲专题七例4一小球自由下落，与地面发生碰撞，原速率反弹．若从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力．则下列图中能正确描述小球位移x、速度v、动能Ek、机械能E与时间t关系的是()专题七热点题型例析以题说法此类问题应根据物理情景，找出两个物理量间的变化关系，寻求两物理量之间的函数关系，然后选择出正确的图象；若不能找到准确的函数关系，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，对应图象中的拐点．专题七如图4所示，A、B为两个等量正点电荷，O为A、B连线的中点．以O为坐标原点、垂直AB向右为正方向建立Ox轴．下列四幅图分别反映了在x轴上各点的电势φ(取无穷远处电势为零)和电场强度E的大小随坐标x的变化关系，其中正确的是()图4针对训练2专题七【转换图】从不同侧面描绘同一物理过程所进行的图形转换.如将S-t图转换成V-t图，将V-t图转换成P-t图等等.专题七例题5.起重机的钢索将重物由地面吊起的过程中，重物运动的速度—时间图象如图所示，试定性地画出钢索上的拉力做功的功率随时间变化的图象.tPOt3t2t1tVOt3t1t2Vm专题七例6如图，A板的电势UA＝0，B板的电势UB随时间的变化规律如图所示。则A.若电子是在t＝0时刻从A板小孔进入的，它将一直向B板运动B.若电子是在t＝T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上C.若电子是在t＝3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上D.若电子是在t＝T/2时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动BAt/sUB/v0U0-U0TT/2专题七BAt/sU/v0U0-U0t/s0a0-a0a/m/s2t/s0v0-v0v/m/s若电子是在t＝0时刻进入的专题七Tt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝T/8时刻进入的v/m/s专题七Tt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝3T/8时刻进入的v/m/s专题七Tt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝T/4时刻进入的v/m/s专题七图5例7如图5甲所示，在圆形线框区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里．若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图线是()专题七以题说法对于图象变换问题，应注意划分不同的时间段或者运动过程，逐个过程画出与之对应的图象．有时图象间具有某种关系，如本题中B－t图象的斜率表示单位面积内感应电动势的大小，其与电流大小成正比，找到这个关系后就可以很容易的找到正确选项．专题七光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力F作用开始运动，拉力随时间变化的图象如图6所示，用Ek、v、x、P分别表示物体的动能、速度、位移和水平拉力的功率，下列四个图象中分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，正确的是()图6针对训练3专题七“用图”就是运用图象分析和解决问题.具体来说，就是利用图象中点（起点、交点、拐点、终点）、线（直、曲）、峰值、截距、斜率、面积、正负号等的物理意义来定性分析和定量计算或理解物理规律.利用图象分析物理问题具有简明、直观和误差小等特点.【用图】专题七例8.利用右图所示的电路,分别测定两个电源的电动势和内电阻，其路端电压U和电流I的关系图象如右下图所示，则应有A.当U1＝U2时，电源的总功率P1=P2B.当U1=U2时，外电阻R1=R2C.当I1=I2时，电源输出功率P1出P2出D.当I1＝I2时，电源内部消耗的电功率P1内P2内OIU①②I2I1U1=U2E1=E2V••A•E,rSR专题七例9.如图所示，两光滑斜面的总长度相等,高度也相等，两球由静止从顶端下滑，若球在图上转折点无能量损失，则有（）A.同时落地B.b球先落地C.两球落地时速率相等D.a球先落地abv0tabtatb专题七例10.老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与它到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴的距离为S1的A处时速度为V1，试求它由A处继续行进到离洞穴的距离为S2的B处时所需的时间为多少？S1/V01/V11/V2S1S2专题七12．图象与情景结合分析物理问题审题示例(14分)如图8甲所示，光滑水平面上的O处有一质量为m＝2kg物体．物体同时受到两个水平力的作用，F1＝4N，方向向右，F2的方向向左，大小如图乙所示，x为物体相对O的位移．物体从静止开始运动，问：甲乙图8综合专题七(1)当位移为x＝0.5m时物体的加速度多大？(2)物体在x＝0到x＝2m内何位置物体的加速度最大？最大值为多少？(3)物体在x＝0到x＝2m内何位置物体的速度最大？最大值为多少？甲乙图8专题七专题七答题模板(1)由题图乙可知F2与x的函数关系式为：F2＝(2＋2x)N当x＝0.5m时，F2＝(2＋2×0.5)N＝3N(2分)F1－F2＝maa＝F1－F2m＝4－32m/s2＝0.5m/s2(2分)(2)物体所受的合力为F合＝F1－F2＝[4－(2＋2x)]N＝(2－2x)N(1分)作出F合－x图象如图所示：从图中可以看出，当x＝0时，物体有最大加速度a0专题七读题审题解题F0＝ma0a0＝F0m＝22m/s2＝1m/s2(2分)当x＝2m时，物体也有最大加速度a2.F2＝ma2a2＝F2m＝－22m/s2＝－1m/s2负号表示加速度方向向左．(2分)专题七读题审题解题(3)当物体的加速度为零时速度最大．从上述图中可以看出，当x＝1m时，a1＝0，速度v1最大．(1分)从x＝0至x＝1m合力所做的功为W合＝12F合x＝12×2×1J＝1J(1分)根据动能定理，有Ek1＝W合＝12mv21＝1J(2分)所以当x＝1m时，物体的速度最大，为v1＝2Ek1m＝2×12m/s＝1m/s(1分)专题七如图9甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L＝1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R＝0.40Ω的电阻，质量为m＝0.01kg、电阻为r＝0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g＝10m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)，试求：图9专题七(1)当t＝1.5s时，重力