（物理）物理圖示法圖像法解決物理試題練習(xí)含解析一、圖示法圖像法解決物理試題1．如圖所示，質(zhì)量為m的小物體用不可伸長(zhǎng)的輕細(xì)線懸掛在天花板上，處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)對(duì)處于靜止?fàn)顟B(tài)的物體施加一個(gè)大小為F、與豎直方向夾角為的斜向上恒定拉力，平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為；保持拉力大小和方向不變，僅將小物體的質(zhì)量增為2m，再次平衡時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為，重力加速度為g，則A． B． C． D．【答案】AD【解析】【分析】【詳解】以物體為研究對(duì)象，設(shè)平衡時(shí)繩子與豎直方向的夾角為α，受力情況如圖所示：當(dāng)物體重力為mg時(shí)，α=60°，根據(jù)正弦定理可得，即，當(dāng)物體的重力為2mg時(shí)，α=30°，根據(jù)正弦定理可得：，即，聯(lián)立解得：θ=60°，F(xiàn)=mg；所以A、D正確，B、C錯(cuò)誤．故選AD．【點(diǎn)睛】本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題，解答此類(lèi)問(wèn)題的一般步驟是：確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、利用平行四邊形法則進(jìn)行力的合成或者是正交分解法進(jìn)行力的分解，然后在坐標(biāo)軸上建立平衡方程進(jìn)行解答．2．如圖所示，a、b、c、d、e、f為以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn)，分別在a、c兩個(gè)點(diǎn)處放等量異種電荷＋Q和－Q。下列說(shuō)法正確的是()A．b、f兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同B．e、d兩點(diǎn)電勢(shì)相同C．b、f兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同D．e、d兩點(diǎn)電勢(shì)不同【答案】BC【解析】A、等量異種電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)線都是關(guān)于連線、中垂線對(duì)稱(chēng)的，由等量異號(hào)電荷的電場(chǎng)的特點(diǎn)，結(jié)合題目的圖可知，圖中bdef所在的平面是兩個(gè)點(diǎn)電荷連線的垂直平分面，所以該平面上各點(diǎn)的電勢(shì)都是相等的，各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向都與該平面垂直。由于b、c、d、e各點(diǎn)到該平面與兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線的交點(diǎn)O的距離是相等的，結(jié)合該電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，b、c、d、e各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小也相等。由以上的分析可知，b、c、d、e各點(diǎn)的電勢(shì)相等，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同。故A、D錯(cuò)誤；故選BC?！军c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵要掌握等量異種電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)面的分布情況，知道場(chǎng)強(qiáng)是矢量，只有大小和方向都相同時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)才相同，同時(shí)掌握好電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加方法。3．如圖所示，在距水平地面高為0.4m處，水平固定一根長(zhǎng)直光滑桿，在桿上P點(diǎn)固定一定滑輪，滑輪可繞水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，在P點(diǎn)的右邊，桿上套有一質(zhì)量m=2kg的滑塊A．半徑R＝0.3m的光滑半圓形細(xì)軌道豎直地固定在地面上，其圓心O在P點(diǎn)的正下方，在軌道上套有一質(zhì)量也為m=2kg的小球B．用一條不可伸長(zhǎng)的柔軟細(xì)繩，通過(guò)定滑輪將A、B連接起來(lái)．桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi)，A、B均可看作質(zhì)點(diǎn)，且不計(jì)滑輪大小的影響．現(xiàn)給滑塊A一個(gè)水平向右的恒力F＝50N（取g=10m/s2）．則（）A．把小球B從地面拉到P的正下方時(shí)力F做功為20JB．小球B運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)的速度大小為0C．小球B被拉到與滑塊A速度大小相等時(shí)，離地面高度為0.225mD．把小球B從地面拉到P的正下方C時(shí)，小球B的機(jī)械能增加了20J【答案】ACD【解析】解：把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)過(guò)程中，力F的位移為：，則力F做的功WF=Fx=20J，選項(xiàng)A正確；把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)時(shí)，此時(shí)B的速度方向與繩子方向垂直，此時(shí)A的速度為零，設(shè)B的速度為v，則由動(dòng)能定理：，解得v=m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)細(xì)繩與圓形軌道相切時(shí)，小球B的速度方向沿圓周的切線方向向上，此時(shí)和繩子方向重合，故與小球A速度大小相等，由幾何關(guān)系可得h=0.225m選項(xiàng)C正確；B機(jī)械能增加量為F做的功20J，D正確本題選ACD4．有一個(gè)固定的光滑直桿與水平面的夾角為53°，桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的滑塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）.用不可伸長(zhǎng)的輕繩將滑塊A與另一個(gè)質(zhì)量為M=2.7kg的物塊B通過(guò)光滑的定滑輪相連接，細(xì)繩因懸掛B而繃緊，此時(shí)滑輪左側(cè)輕繩恰好水平，其長(zhǎng)度m，P點(diǎn)與滑輪的連線同直桿垂直（如圖所示）．現(xiàn)將滑塊A從圖中O點(diǎn)由靜止釋放，（整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B不會(huì)觸地，g=10m/s2）．下列說(shuō)法正確的是A．滑塊A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)加速度為零B．滑塊A由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能增加C．滑塊A經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度大小為5m/sD．滑塊A經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度大小為m/s【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A．滑塊A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，垂直于桿子的方向受力平衡，合力為零；沿桿子方向，重力有沿桿向下的分力mgsin53°，根據(jù)牛頓第二定律得：mgsin53°=maa=gsin53°故A錯(cuò)誤．B．滑塊A由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過(guò)程中，繩子的拉力對(duì)滑塊A做正功，其機(jī)械能增加；故B正確．CD．由于圖中桿子與水平方向成53°，可以解出圖中虛線長(zhǎng)度：所以滑塊A運(yùn)動(dòng)到P時(shí)，A下落B下落當(dāng)A到達(dá)P點(diǎn)與A相連的繩子此時(shí)垂直桿子方向的速度為零，則B的速度為零，以兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由機(jī)械能守恒定律得：解得故C正確，D錯(cuò)誤．故選BC．【點(diǎn)睛】加速度根據(jù)牛頓第二定律研究，機(jī)械能的變化根據(jù)除重力以外的力做功情況進(jìn)行判斷，都是常用的思路．關(guān)鍵在于判斷出滑塊A滑到P點(diǎn)時(shí)，繩子在豎直桿子方向的速度為零，即B的速度為零．5．質(zhì)量為2kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平外力F的作用下,從t=0開(kāi)始在平面直角坐標(biāo)系xOy(未畫(huà)出)所決定的光滑水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,x方向的x-t圖象如圖甲所示,y方向的v-t圖象如圖乙所示．則下列說(shuō)法正確的是（?）A．t=0時(shí)刻，物體的速度大小為10m/sB．物體初速度方向與外力F的方向垂直C．物體所受外力F的大小為5ND．2s末，外力F的功率大小為25W【答案】CD【解析】【詳解】由圖甲圖得到物體在x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為，t=0時(shí)刻，y方向物體的分速度為vy=10m/s，物體的速度大小為v=＞10m/s．故A錯(cuò)誤．物體在x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零，y方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，合力沿-y軸方向，而物體的初速度不在x軸方向，所以物體的初速度方向和外力的方向并不垂直．故B錯(cuò)誤．由乙圖的斜率等于加速度，得到物體的加速度大小為，所受外力F的大小為F=ma=5N．故C正確．2s末，外力的功率P=Fvy=5×5W=25W．故D正確．故選CD．【點(diǎn)睛】本題知道x、y兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成法求解合運(yùn)動(dòng)的情況．對(duì)于位移圖象與速度圖象的斜率意義不同，不能混淆：位移圖象的斜率等于速度，而速度圖象的斜率等于加速度．6．如圖所示，在M、N兩點(diǎn)分別固定點(diǎn)電荷+Q1、－Q2，且Q1>Q2，在MN連線上有A、B兩點(diǎn)，在MN連線的中垂線上有C、D兩點(diǎn)．某電荷q從A點(diǎn)由靜止釋放，僅在靜電力的作用下經(jīng)O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，電荷q在O、B兩點(diǎn)的動(dòng)能分別為EKO、EKB，電勢(shì)能分別為EpO、EpB，電場(chǎng)中C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為EC、ED，電勢(shì)分別為，則下列說(shuō)法正確的是（）A．EKO一定小于EKB B．EpO一定小于EpBC．EC一定大于ED D．一定小于【答案】AC【解析】【分析】【詳解】AB．電荷q從A點(diǎn)由靜止釋放，僅在靜電力的作用下經(jīng)O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明靜電力方向向右，靜電力對(duì)電荷做正功，所以電荷動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．據(jù)和正點(diǎn)荷產(chǎn)生電場(chǎng)方向由正電荷向外，負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)指向負(fù)電荷可得CD兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)如圖兩電荷在C處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大，夾角小，據(jù)平行四邊形定則可得EC一定大于ED，故C項(xiàng)正確；D．由C的分析可知MN連線的中垂線上半部分各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向向右上方，據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直，順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，可得一定大于，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AC。7．一快艇從離岸邊100m遠(yuǎn)的河流中央向岸邊行駛．已知快艇在靜水中的速度圖象如（圖甲）所示；河中各處水流速度相同，且速度圖象如（圖乙）所示．則（）A．快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為直線B．快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為曲線C．快艇最快到達(dá)岸邊，所用的時(shí)間為20sD．快艇最快到達(dá)岸邊，經(jīng)過(guò)的位移為100m【答案】BC【解析】【分析】【詳解】AB、兩分運(yùn)動(dòng)為一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)做勻速線運(yùn)動(dòng)，知合速度的方向與合加速度的方向不在同一直線上，合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤、B正確；CD、當(dāng)水速垂直于河岸時(shí)，時(shí)間最短，垂直于河岸方上的加速度a=0．5m/s2，由，得t=20s，而位移大于100m，故C正確、D錯(cuò)誤．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵會(huì)將的運(yùn)動(dòng)分解為沿河岸方向和垂直河岸方向，知道在垂直于河岸方向上速度越大，時(shí)間越短．以及知道分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性．8．如圖所示，一個(gè)長(zhǎng)直輕桿兩端分別固定小球A和B，兩球質(zhì)量均為m，兩球半徑忽略不計(jì)，桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng).先將桿豎直靠放在豎直墻上，輕輕撥動(dòng)小球B，使小球B在水平面上由靜止開(kāi)始向右滑動(dòng)，當(dāng)小球A沿墻下滑距離為時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(不計(jì)一切摩擦)A．桿對(duì)小球A做功為B．小球A和B的速度都為C．小球A、B的速度分別為和D．桿與小球A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少了【答案】C【解析】【詳解】BC.當(dāng)小球A沿墻下滑距離為時(shí)，設(shè)此時(shí)A球的速度為vA，B球的速度為vB.根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得：，兩球沿桿子方向上的速度相等，則有：vAcos60°=vBcos30°.聯(lián)立兩式解得:,;故B錯(cuò)誤,C正確.A.對(duì)A球使由動(dòng)能定理有：，代入A的速度解得，故A錯(cuò)誤.D.對(duì)于桿與小球A和B組成的系統(tǒng)而言運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒；故D錯(cuò)誤.9．如圖所示，一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中始終保持懸線豎直，則橡皮運(yùn)動(dòng)的速度A．大小和方向均不變B．大小不變，方向改變C．大小改變，方向不變D．大小和方向均改變【答案】A【解析】【分析】【詳解】橡皮參與了水平向右和豎直向上的分運(yùn)動(dòng)，如圖所示，兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，vx和vy恒定，則v合恒定，則橡皮運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都不變，A項(xiàng)正確．10．如圖所示，真空中有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體，正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)M、N處分別放置電荷量都為q的正、負(fù)點(diǎn)電荷．圖中的a、b、c、d是其他的四個(gè)頂點(diǎn)，k為靜電力常量．下列表述正確是（）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同B．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)C．把點(diǎn)電荷+Q從c移到d，電勢(shì)能增加D．同一個(gè)試探電荷從c移到b和從b移到d，電場(chǎng)力做功相同【答案】D【解析】A、根據(jù)電場(chǎng)線分布知，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，則電場(chǎng)強(qiáng)度相同．故A錯(cuò)誤．B、ab兩點(diǎn)處于等量異種電荷的垂直平分面上，該面是一等勢(shì)面，所以a、b的電勢(shì)相等．故B錯(cuò)誤．C、根據(jù)等量異種電荷電場(chǎng)線的特點(diǎn)，因?yàn)檠刂妶?chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，則c點(diǎn)的電勢(shì)大于d點(diǎn)的電勢(shì)．把點(diǎn)電荷+Q從c移到d，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤．D、因可知同一電荷移動(dòng)，電場(chǎng)力做功相等，則D正確．故選D．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道等量異種電荷周?chē)妶?chǎng)線的分布，知道垂直平分線為等勢(shì)線，沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低．11．如圖所示，16個(gè)電荷量均為+q(q>0)的小球(可視為點(diǎn)電荷)，均勻分布在半徑為R的圓周上若將圓周上P點(diǎn)的一個(gè)小球的電荷量換成-2q，則圓心0點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為A．，方向沿半徑向左B．，方向沿半徑向右C．，方向沿半徑向左D．，方向沿半徑向右【答案】D【解析】該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)可以看成是與P對(duì)稱(chēng)的那個(gè)電荷+q和P點(diǎn)的電荷-2q在該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的疊加，根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式得+q的點(diǎn)電荷在圓心O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向向右，點(diǎn)電荷-2q在圓心O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向向右，所以疊加來(lái)是，方向沿半徑向右．故選擇D.【點(diǎn)睛】該題考查了場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，還有對(duì)對(duì)稱(chēng)性的認(rèn)識(shí)．由于成圓周對(duì)稱(chēng)性，所以如果沒(méi)改變電荷之前肯定圓心處場(chǎng)強(qiáng)為0，而該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)是所有電荷在該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的疊加，可以把這些電荷歸為兩類(lèi)：一種是要移去的電荷，另一種是其他電荷．不管怎樣，總之這兩種電荷產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為0，所以只要算出改變的電荷在該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和與它對(duì)稱(chēng)的電荷的場(chǎng)強(qiáng)即可得到．12．如圖所示，兩質(zhì)點(diǎn)A、B質(zhì)量分別為m、2m，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)輕繩懸掛在O點(diǎn)，兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，靜止不動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)線之間的夾角為60°。設(shè)繩OA、OB與豎直方向的夾角分別為和，則（）A．＝2B．sin＝2sinC．tan＝2tanD．cos＝cos2【答案】B【解析】對(duì)A、B兩球分別受力分析如圖：兩球的受力三角形分別與幾何三角形相似，有，，聯(lián)立可得：，故B正確，故選B.【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對(duì)小球受力分析，然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件并運(yùn)用相似三角形法求解出夾角間的關(guān)系．13．如圖所示，某河寬d=100m，水流速度v1=4m/s，河中央處有一漂流物A（可視為質(zhì)點(diǎn)）順流而下，觀察點(diǎn)B發(fā)現(xiàn)漂流物時(shí)，其距觀察點(diǎn)的平行河岸距離L=100m，值班員當(dāng)即駕駛快艇去攔截漂流物，剛好在觀察點(diǎn)正前方的C處攔截到漂流物，BC連線垂直河岸。此過(guò)程中快艇相對(duì)于水的速度恒定。則下列說(shuō)法中正確的是A．快艇船頭垂直河岸行駛，只要速度合適就可以完成任務(wù)B．此過(guò)程中船行駛的速度可以小于4m/sC．此過(guò)程中船行駛的速度大小一定是2m/sD．若水流速度加倍后僅將船的行駛速度大小加倍不可完成任務(wù)【答案】C【解析】【詳解】ABC．要?jiǎng)偤迷贑點(diǎn)完成攔截，漂流物到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間t==25s，船的實(shí)際行駛速度方向必須是沿BC方向，因而v==2m/s，由此可知，m/s>4m/s方向與河岸成α角，有tanα=，因而快艇的速度大小和方向都是確定的。AB錯(cuò)誤，C正確；D．當(dāng)水速加倍后，t′==12.5s，船的實(shí)際行駛速度方向必須是沿BC方向，因而v′==4m/s，由此可知=+，得=4m/s，方向與河岸成α′角，tanα′=，D錯(cuò)誤。14．如圖所示，電量為+q和-q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有A．體中心和各面中心B．體中心和各邊中點(diǎn)C．各面中心和各邊中點(diǎn)D．體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)【答案】A【解析】?jī)蓚€(gè)等量同種電荷在其連線的中點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，兩個(gè)等量同種正電荷在其連線的中垂線上的合場(chǎng)強(qiáng)沿中垂線指向遠(yuǎn)離正電荷的方向，兩個(gè)等量同種負(fù)電荷在其連線的中垂線上的合場(chǎng)強(qiáng)沿中垂線指向負(fù)電荷的方向．在正方體的上面