1、（物理）物理图示法图像法解决物理试题练习全集一、图示法图像法解决物理试题1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m，P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5m/sD滑块A经过P点的速度大小为m/s
2、【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=maa=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CD由于图中杆子与水平方向成53，可以解出图中虚线长度：所以滑块A运动到P时，A下落B下落当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：解得故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
3、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C球B对地面的压力始终等于D球B对地面的压力可小于mg【答案】BD【解析】【详解】A：设A球下滑时，左侧杆与竖直方向夹角为，则，AB用铰链相连，则，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
4、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：，解得：球A落地的瞬时速度故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对地面的压力小于故C项错误D：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对地面的压力小于故D项正确综上，答案为BD3如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆
5、环的细线一端连接Q，另一端悬挂一物块P设细线的左边部分与水平方向的夹角为，初始时很小现将P、Q由静止同时释放关于P、Q以后的运动下列说法正确的是A当 =60时，P、Q的速度之比1：2B当 =90时，Q的速度最大C当 =90时，Q的速度为零D当向90增大的过程中Q的合力一直增大【答案】AB【解析】【分析】【详解】A、则Q物块沿水平杆的速度为合速度对其按沿绳方向和垂直绳方向分解，P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，则当 =60时，Q的速度，解得：，A项正确B、C、P的机械能最小时，即为Q到达O点正下方时，此时Q的速度最大，即当=90时，Q的速度最大；故B正确，C错误D、当向9
6、0增大的过程中Q的合力逐渐减小，当=90时，Q的速度最大，加速度最小，合力最小，故D错误故选AB【点睛】考查运动的合成与分解，掌握能量守恒定律，注意当Q的速度最大时，P的速度为零，是解题的关键，4如图所示，长为L的轻杆上端连着一质量为m的小球，杆的下端用铰链固接于水平面上的O点，轻杆处于竖直方向时置于同一水平面上质量为M的立方体恰与小球接触。对小球施加微小的扰动，使杆向右倾倒，当立方体和小球刚脱离接触的瞬间，杆与水平面的夹角恰好为，忽略一切摩擦（ ） A此时立方体M的速度达到最大B此时小球m的加速度为零C此时杆对小球m的拉力为零DM和m的质量之比为4:1【答案】ACD【解析】【详解】A.分离前
7、，立方体在小球的弹力作用下，做加速运动，分离后合力为零，做匀速运动，故分离时立方体M的速度最大，故A正确；B.分离时刻，小球速度v不为零，做圆周运动，故合力不可能为零，加速度不为零，故B错误；C.分离时刻，由于小球此时仅受重力和杆子作用力，而重力是竖直向下的，所以杆对小球m的拉力为零，故C正确；D.设小球速度为v，立方体速度为u，根据牛顿第二定律，分离时刻有解得分离时刻，小球的水平速度与长方体速度相同，即：解得在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组成的系统机械能守恒，有把v和u的值代入，化简得：故D正确。故选ACD.5真空中电量均为Q的两同种点电荷连线和一绝缘正方
8、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【答案】BD【解析】【分析】电场强度是矢量，通过场强的叠加获得合场强；电势是标量，沿着电场线方向电势降低，可以根据对称性判断电势的大小；电荷从等势面上的一点移动到另一点，电场力不做功。【详解】AC电场强度是矢量，需要两个电荷在不同点进行场强的叠加，所以A点和C1点两处的电场强度
9、大小相等，方向不同，且A点合场强不与面ABB1A1垂直，所以AC错误；B根据电势的对称性可知A、B、B1、A1、和D、C、C1、D1这8个点的电势相等（关于点电荷连线的中点对称），故B正确；D因为A点和C点的电势相等，根据电场力做功：可知，正检验电荷q从顶点A移到C电场力不做功，故D正确。【点睛】考察等量同种电荷电场线和等势面的分布，掌握电场强度和电势的标矢性。6如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，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A点，光滑定滑轮与直杆的距离为dA点与定滑轮等高，B点在距A点正下方d处现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是
10、A环到达B处时，重物上升的高度h=dB环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能C环从A点能下降的最大高度为D当环下降的速度最大时，轻绳的拉力T=2mg【答案】BC【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，故A错误；环下滑过程中无摩擦力做系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能，故B正确；设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为零，此时重物上升的最大高度为：，根据机械能守恒有：，解得：，故C正确；环向下运动，做非匀速运动，就有加速度，所以重物向上运动，也有加速度，即环运动的时候，绳的拉力不可能是2mg，故D错误所以BC正确，A
11、D错误【点睛】环刚开始释放时，重物由静止开始加速根据数学几何关系求出环到达B处时，重物上升的高度环下滑过程中无摩擦力做系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为零，根据机械能守恒求解7图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷q、q、q，在该三角形中心O点处固定一电量为-2q的点电荷，则该电荷受到的电场力为（ ）A， 方向由O指向CB，方向由C指向OC，方向由C指向OD，方向由O指向C【答案】B【解析】【详解】O点是三角形的中心，到三个电荷的距离为：，三个电荷在O处产生的场强大小均为：根据对称性和几何知识得知：两个
12、+q在O处产生的合场强为：再与-q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为：，方向由O指向C则该负电荷受到的电场力为：，方向由C指向O；故B正确。8圆心为O、半径为R的半圆直径两端，各固定一根垂直圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为3I0和I0且方向相同的电流。已知长直导线产生的磁场的磁感应强度B=k，其中k为常数、I为导线中电流强度、r为点到导线的距离。在半圆周上D点磁感应强度的方向恰好沿圆周切线方向，则下列说法正确的是AD点和圆心O连线与水平直径之间夹角=30BD点和圆心O连线与水平直径之间夹角=45CD点磁感应强度为DD点磁感应强度为【答案】C【解析】【分析】直径所对的圆周角等
13、于，弦切角等于圆周角，等于圆心角的一半，根据右手定则分别画出电流和在D处产生的磁场，根据平行四边形进行合成，利用几何关系求圆心角和对应的磁感应强度。【详解】AB.在三角形，在半圆周上D点磁感应强度的方向恰好沿圆周切线方向，如图则有，联立解得：，由圆的几何知识，圆心角等于圆周的2倍，可得，故AB错；CD.由以上式子还有；且，故C正确，D错误。【点睛】考查右手螺旋定则与矢量的合成法则的应用，理解磁感应强度Bk的含义，注意几何关系：圆的直径对应的圆周角为90。9如图所示，三根相互平行的固定长直导线、和垂直纸面如图放置，与坐标原点分别位于边长为a的正方形的四个点上， 与中的电流均为I，方向均垂直于纸面
14、向外， 中的电流为2I，方向垂直纸面向里（已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度（其中k为常数）某时刻有一质子（电量为e）正好沿与x轴正方向成45斜向上经过原点O，速度大小为v，则质子此时所受磁场力为( )A方向垂直纸面向里，大小为B方向垂直纸面向外，大小为C方向垂直纸面向里，大小为D方向垂直纸面向外，大小为【答案】B【解析】【详解】根据安培定则，作出三根导线分别在O点的磁场方向，如图：由题意知，L1在O点产生的磁感应强度大小为B1，L2在O点产生的磁感应强度大小为B2，L3在O点产生的磁感应强度大小为B3，先将B2正交分解，则沿x轴负方向的分量为B2xsin45 ，同理沿
15、y轴负方向的分量为B2ysin45，故x轴方向的合磁感应强度为BxB1+B2x，y轴方向的合磁感应强度为ByB3B2y，故最终的合磁感应强度的大小为，方向为tan1，则=45，如图：故某时刻有一质子（电量为e）正好沿与x轴正方向成45斜向上经过原点O，由左手定则可知，洛伦兹力的方向为垂直纸面向外，大小为feBv，故B正确; 故选B【点睛】磁感应强度为矢量，合成时要用平行四边形定则，因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提.10如图所示，真空中有一个边长为L的正方体，正方体的两个顶点M、N处分别放置电荷量都为q的正、负点电荷图中的a、b、c、d是其他的四个顶点，k为静电力常量下列表
16、述正确是（ ）Aa、b两点电场强度大小相等，方向不同Ba点电势高于b点电势C把点电荷+Q从c移到d，电势能增加D同一个试探电荷从c移到b和从b移到d，电场力做功相同【答案】D【解析】A、根据电场线分布知，a、b两点的电场强度大小相等，方向相同，则电场强度相同故A错误B、ab两点处于等量异种电荷的垂直平分面上，该面是一等势面，所以a、b的电势相等故B错误C、根据等量异种电荷电场线的特点，因为沿着电场线方向电势逐渐降低，则c点的电势大于d点的电势把点电荷+Q从c移到d，电场力做正功，电势能减小，故C错误D、因可知同一电荷移动，电场力做功相等，则D正确故选D【点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围
17、电场线的分布，知道垂直平分线为等势线，沿着电场线方向电势逐渐降低11如图所示，一条河岸笔直的河流水速恒定，甲、乙两小船同时从河岸的A点沿与河岸的夹角均为的两个不同方向渡河。已知两小船在静水中航行的速度大小相等，则下列说法正确的是（ ）A甲先到达对岸B乙先到达对岸C渡河过程中，甲的位移小于乙的位移D渡河过程中，甲的位移大于乙的位移【答案】C【解析】【详解】AB两小船在静水中航行的速度大小相等，且与河岸夹角均为30，所以船速在垂直于河岸方向上的分速度相等；根据运动的独立性，船在平行于河岸方向上的分速度不影响过河时间，所以甲、乙两船同时到达对岸，AB错误；CD甲船在平行河岸方向上的速度为：乙船在平行
18、河岸方向上的速度为：两船在平行河岸方向上的位移分别为，则，又两船在垂直河岸方向上的位移一样，综上，渡河过程中，甲的位移小于乙的位移，C正确D错误。故选C。【点睛】运动的合成与分解中要注意独立性的应用，两个分运动是相互独立，互不干扰的，将船的运动分解为垂直河岸方向和沿河岸方向，根据分运动与合运动具有等时性进行分析。12图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴设轴上任意点P到O点的的距离为x，P点电场强度的大小为E下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通
19、过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断根据你的判断，E的合理表达式应为ABCD【答案】B【解析】【详解】AC场强的单位为N/C，k为静电力常量，单位为Nm2/C2，为单位面积的带电量，单位为C/m2，则表达式的单位即为N/C，故各表达式中其它部分应无单位，可知AC错误；BD当x=0时，此时要求的场强为O点的场强，由对称性可知，当x时E0，而D项中E，故B正确，D错误13如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点，每条棱长均为l.在正四面体的中心固定一电荷量为-Q的点电荷，静电力常量为k,下列说法正确的是AA、B两点的场强相同BA点电场强度大小为CA点电势高于C点电势D将一正电
20、荷从A点沿直线移动到B点的过程中，电场力一直不做功【答案】B【解析】由于点电荷在正四面体的中心，由对称性可知，A、B两点的场强大小相等，但是方向不同，故A错误；由立体几何知识，可知正四面体的中心到顶点的距离为，由，故B正确；电势为标量，由对称性可知A点电势等于C点电势，故C错误；从A点沿直线移动到B点的过程中电势先降低再升高，对于正电荷而言，其电势能先变小再变大，所以电场力先做正功，再做负功，故D错误14如图所示，水平面内有A、B、C、D、E、F六个点，它们均匀分布在半径为R=2cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知A、C、E三点的电势分别为 、 、，下列判断正确的是（ ）
21、A电场强度的方向由A指向DB电场强度的大小为1V/mC该圆周上的点电势最高为4VD将电子从D点移到F点，静电力做负功【答案】C【解析】A项：匀强电场中AE连线的中点G的电势，所以直线COGF为等势线，在匀强电场中等势线相互平行，电场线与等势线相互垂直，且由电势高的等势线指向电势低的等势线，可知直线AB、直线DE分别为等势线，直线DB、直线AE分别为电场线，可知电场强度的方向由E指向A，故A错误；B项：EA两点间的电势差，沿电场方向的距离，电场强度，故B错误；C项：过圆心O作EA的平行线，与圆的交点H处电势最高， ，由，可得：最高电势，故C正确；D项：将电子从D点移到F点，静电力先做正功再做负功
22、，故D错误。点晴：解决本题关键理解在匀强电场中相互平行且长度相等的两线段，两端的电势差相等；电场线与等势线垂直且由电势高的等势线指向电势低的等势线。15如图所示，研究甲乙丙丁四种情况当中点的场强大小，甲为在点下方处有一个带电量为的点电荷；乙为在点下方有一个水平放置的半径为的均匀带电圆环，总带电量为，其圆心距离为；丙为在点下方有一个水平放置的半径为的均匀带电圆盘，总带电量为，其圆心距离为；丁为在点下方有一个半径为的均匀带电球体，总带电量为，其球心距离为；则对于这四种情况中点的电场强度的大小情况应当是（ ）A BC D【答案】C【解析】对于甲图，带电量为Q的点电荷，A点的电场强度的大小，对于乙图，水平放置的半径为的均匀带电圆环，把圆环分成无数个小的点和元，每个点电元在A点形成电场叠加而成， A点的电场强度的大小对于丙图，半径为r的均匀带电圆盘，把圆盘面分成无数个小的点和元，每个点电元在A点形成电场叠加而成，电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出A点的电场强度的大小对于丁图，带电球在处的场强，故A点的电场强度的大小，所以，故C正确，ABD错误；故选C。【点睛】依据电荷分布的特点，依据场强的决定式。
