高考物理圖示法圖像法解決物理試題技巧小結(jié)及練習(xí)題及解析一、圖示法圖像法解決物理試題1．真空中有四個(gè)相同的點(diǎn)電荷，所帶電荷量均為q，固定在如圖所示的四個(gè)頂點(diǎn)上，任意兩電荷的連線長(zhǎng)度都為L(zhǎng)，靜電力常量為k，下列說(shuō)法正確的是A．不相鄰的兩棱中點(diǎn)連線在同一條電場(chǎng)線上B．每條棱中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小都為C．任意兩棱中點(diǎn)間的電勢(shì)差都為零D．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)為側(cè)面棱中點(diǎn)，則a、b、c所在的平面為等勢(shì)面【答案】BC【解析】【詳解】假設(shè)ab連線是一條電場(chǎng)線，則b點(diǎn)的電場(chǎng)方向沿ab方向，同理如果bc連線是一條電場(chǎng)線，b的電場(chǎng)方向沿bc方向，由空間一點(diǎn)的電場(chǎng)方向是唯一的可知電場(chǎng)線不沿ab和bc方向，因此A錯(cuò)；由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的對(duì)稱性可知abc三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，由電場(chǎng)的疊加法則可知上下兩個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)b點(diǎn)的和場(chǎng)強(qiáng)為零，左右兩個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)b點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)不為零，每個(gè)電荷對(duì)b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，合場(chǎng)強(qiáng)為，故B正確；由點(diǎn)電荷的電勢(shì)疊加法則及對(duì)稱性可知abc三點(diǎn)的電勢(shì)相等，因此任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差為零，故C正確；假設(shè)abc平面為等勢(shì)面，因此電場(chǎng)線方向垂直于等勢(shì)面，說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度的方向都在豎直方向，由電場(chǎng)疊加原理知b點(diǎn)的電場(chǎng)方向指向內(nèi)底邊，因此abc不是等勢(shì)面，故D錯(cuò)誤。2．如圖所示，質(zhì)量相同的小球A、B通過(guò)質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿相連接，緊靠豎直墻壁放置。由于輕微擾動(dòng)，小球A、B分別沿水平地面和豎直墻面滑動(dòng)，滑動(dòng)過(guò)程中小球和桿始終在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)細(xì)桿與水平方向成37°角時(shí)，小球B的速度大小為v，重力加速度為g，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。則A．小球A的速度為 B．小球A的速度為C．細(xì)桿的長(zhǎng)度為 D．細(xì)桿的長(zhǎng)度為【答案】AC【解析】【詳解】小球B的速度為v時(shí)，設(shè)小球A的速度大小為，則有，解得：，A正確，B錯(cuò)誤；兩球下滑過(guò)程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即：，解得：，C正確，D錯(cuò)誤。3．如圖所示，兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a和b，用質(zhì)量可忽略的剛性細(xì)桿相連并放置在光滑的半球面內(nèi)．已知細(xì)桿長(zhǎng)度是球半徑的倍，當(dāng)兩球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，細(xì)桿與水平面的夾角θ=15°，則（）A．桿對(duì)a、b球作用力大小相等且方向沿桿方向B．小球a和b的質(zhì)量之比為：1C．小球a和b的質(zhì)量之比為：1D．半球面對(duì)a、b球的彈力之比為：1【答案】ACD【解析】【詳解】A、對(duì)輕桿，受兩個(gè)球的彈力是一對(duì)平衡力，根據(jù)牛頓第三定律，桿對(duì)a、b球作用力大小相等且方向沿桿方向，故A正確；BC、兩球都受到重力、細(xì)桿的彈力和球面的彈力的作用，過(guò)O作豎直線交ab于c點(diǎn)，受力分析如下圖所示：設(shè)球面的半徑為R，則△oac與左側(cè)力三角形相似；△oac與右側(cè)力三角相似；則由幾何關(guān)系可得：；，即：；由題，細(xì)桿長(zhǎng)度是球面的半徑的倍，根據(jù)幾何知識(shí)知圖中α=45°，在△oac中，根據(jù)正弦定理，有：，則，；故B錯(cuò)誤，C正確；D、根據(jù)平衡條件，有：，，故，故D正確．4．用外力F通過(guò)如圖所示的裝置把一個(gè)質(zhì)量為m的小球沿傾角為30°的光滑斜面勻速向上拉動(dòng)，已知在小球勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，拴在小球上的繩子與水平桿之間的夾角從45°變?yōu)?0°，斜面與水平地面之間是粗糙的，并且斜面一直靜止在水平地面上，不計(jì)滑輪處及滑輪與繩子之間的摩擦．則在小球勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A．地面對(duì)斜面的靜摩擦力保持不變B．外力F一直在增大C．某時(shí)刻繩子對(duì)水平桿上的滑輪軸的合力等于繩子的拉力D．繩子移動(dòng)的速度大小大于小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的速度的大小【答案】BC【解析】【詳解】B．設(shè)連接小球的繩子與水平方向的夾角為θ；對(duì)小球沿斜面方向：則當(dāng)θ角從45°變?yōu)?0°的過(guò)程中，繩子的拉力變大，因F=T，則外力F一直在增大，選項(xiàng)B正確；A．對(duì)小球和斜面的整體，地面對(duì)斜面體的摩擦力等于繩子拉力的水平分量，則可知，隨θ角的增加，地面對(duì)斜面的靜摩擦力f是變化的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；C．當(dāng)θ=90°時(shí)，滑輪兩邊繩子的夾角為120°，此時(shí)刻繩子對(duì)水平桿上的滑輪軸的合力等于繩子的拉力，選項(xiàng)C正確；D．將小球的速度v分解可知，繩子的速度，則繩子移動(dòng)的速度大小小于小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的速度的大小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選BC.【點(diǎn)睛】此題涉及到的研究對(duì)象較多，關(guān)鍵是如何正確選擇研究對(duì)象，并能對(duì)研究對(duì)象正確的受力分析，靈活運(yùn)用整體及隔離法解題．5．如圖所示，一個(gè)長(zhǎng)直輕桿兩端分別固定小球A和B，豎直放置，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)．由于微小的擾動(dòng)，A球沿豎直光滑槽向下運(yùn)動(dòng)，B球沿水平光滑槽向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)桿與豎直方向的夾角為時(shí)（圖中未標(biāo)出），關(guān)于兩球速度與的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是A．A球下滑過(guò)程中的加速度一直大于gB．B球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度先變大后變小C．D．【答案】BC【解析】【分析】【詳解】先分析小球B的運(yùn)動(dòng)情況：小球B以初速度等于零開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球A落到最下方時(shí)B的速度再次為零，所以B在水平方向先加速后減小，即B球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度先變大后變小，根據(jù)受力可知?jiǎng)傞_(kāi)始時(shí)桿對(duì)B產(chǎn)生的是偏右的力，所以桿對(duì)A產(chǎn)生的是偏向上的力，根據(jù)受力可知此時(shí)A的加速度小于重力加速度g，故A錯(cuò)誤；B正確；當(dāng)桿與豎直方向的夾角為時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解可知;即，故C正確；D錯(cuò)誤；6．如圖甲所示，一個(gè)條形磁鐵固定在水平桌面上，以的右端點(diǎn)為原點(diǎn)，中軸線為軸建立一維坐標(biāo)系。一個(gè)靈敏的小磁針?lè)胖迷谳S上不同位置，設(shè)與軸之間的夾角為。實(shí)驗(yàn)測(cè)得與之間的關(guān)系如圖乙所示。已知該處地磁場(chǎng)方向水平，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。下列說(shuō)法正確的是（）A．的右端為極B．的中軸線與地磁場(chǎng)方向垂直C．在處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D．處合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為【答案】BC【解析】【詳解】A.當(dāng)x趨向無(wú)窮大時(shí)，小磁針?biāo)傅姆较驗(yàn)榈厍虻拇艌?chǎng)的方向，所以根據(jù)題圖可知，x趨向無(wú)窮大時(shí)，趨向1，則趨向90°，即小磁針的方向與x的方向垂直，所以x的方向?yàn)橄驏|。當(dāng)x非常小時(shí)，小磁針的N極沿x方向，即向東。由題圖可知，開(kāi)始時(shí)N背離O點(diǎn)，所以O(shè)點(diǎn)處的磁極是N極，故A錯(cuò)誤；B.由以上的分析可知，P的中軸線沿東西方向，與地磁場(chǎng)方向垂直，故B正確；C.由乙圖可知，處，則，P在處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BP，，所以，故C正確；D.處合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，故D錯(cuò)誤。7．如圖所示，用一根長(zhǎng)桿和兩個(gè)定滑輪的組合裝置來(lái)提升重物M，長(zhǎng)桿的一端放在地面上通過(guò)鉸鏈連接形成轉(zhuǎn)軸，其端點(diǎn)恰好處于左側(cè)滑輪正下方0點(diǎn)處，在桿的中點(diǎn)C處拴一細(xì)繩，通過(guò)兩個(gè)滑輪后掛上重物M，C點(diǎn)與o點(diǎn)距離為L(zhǎng)，現(xiàn)在桿的另一端用力，使其逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，由豎直位置以角速度ω緩緩轉(zhuǎn)至水平（轉(zhuǎn)過(guò)了90°角）．下列有關(guān)此過(guò)程的說(shuō)法中正確的是（）A．重物M做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．重物M做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C．整個(gè)過(guò)程中重物一直處于失重狀態(tài)D．重物M的速度先增大后減小，最大速度為L(zhǎng)【答案】D【解析】【詳解】設(shè)C點(diǎn)線速度方向與繩子沿線的夾角為θ（銳角），由題知C點(diǎn)的線速度為vC=ωL，該線速度在繩子方向上的分速度就為v繩=ωLcosθ．θ的變化規(guī)律是開(kāi)始最大（90°）然后逐漸變小，所以，v繩=ωLcosθ逐漸變大，直至繩子和桿垂直，θ變?yōu)榱愣?，繩子的速度變?yōu)樽畲?，為ωL；然后，θ又逐漸增大，v繩=ωLcosθ逐漸變小，繩子的速度變慢．所以知重物M的速度先增大后減小，最大速度為ωL．故AB錯(cuò)誤，D正確．重物M先向上加速，后向上減速，加速度先向上，后向下，重物M先超重后失重，故C錯(cuò)誤．故選D．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解，把C點(diǎn)的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向，在沿繩子方向的分速度等于重物的速度．8．圖中邊長(zhǎng)為a的正三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定三個(gè)點(diǎn)電荷＋q、＋q、－q，在該三角形中心O點(diǎn)處固定一電量為-2q的點(diǎn)電荷，則該電荷受到的電場(chǎng)力為（）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】【詳解】O點(diǎn)是三角形的中心，到三個(gè)電荷的距離為：，三個(gè)電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為：根據(jù)對(duì)稱性和幾何知識(shí)得知：兩個(gè)+q在O處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為：再與-q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)合成，得到O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為：，方向由O指向C．則該負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力為：，方向由C指向O；故B正確。9．如圖所示，豎直墻壁上固定有一個(gè)光滑的半圓形支架（AB為直徑），支架上套著一個(gè)小球，輕繩的一端懸于P點(diǎn)，另一端與小球相連．已知半圓形支架的半徑為R，輕繩長(zhǎng)度為L(zhǎng)，且R＜L＜2R．現(xiàn)將輕繩的上端點(diǎn)P沿墻壁緩慢下移至A點(diǎn)，此過(guò)程中輕繩對(duì)小球的拉力F1及支架對(duì)小球的支持力F2的大小變化情況為（）A．F1保持不變，F(xiàn)2先增大后減小B．F1先減小后增大，F(xiàn)2保持不變C．F1先增大后減小，F(xiàn)2先減小后增大D．F1和F2均增大【答案】D【解析】【詳解】設(shè)小球所在位置為為Q，對(duì)小球受力分析如圖所示小球受重力G、繩對(duì)小球的拉力F1及支架對(duì)小球的支持力F2，三力平衡，三個(gè)力構(gòu)成的矢量三角形與相似，可有重力為恒力，P點(diǎn)下移的過(guò)程，OP間距離減小，比例式比值增大，PQ間距離為繩長(zhǎng)，OQ間距離為圓形支架的半徑，均保持不變，所以F1和F2均增大。A.A項(xiàng)與上述分析結(jié)論不相符，故A不符合題意；B.B項(xiàng)與上述分析結(jié)論不相符，故B不符合題意；C.C項(xiàng)與上述分析結(jié)論不相符，故C不符合題意；D.D項(xiàng)與上述分析結(jié)論相符，故D符合題意。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圍電場(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．有兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直水平紙面放置，交紙面與a、b兩點(diǎn)，通有大小相等的恒定電流，方向如圖，a、b的連線水平，c是ab的中點(diǎn)，d點(diǎn)與c點(diǎn)關(guān)于b點(diǎn)對(duì)稱，已知c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，則關(guān)于a處導(dǎo)線在d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向，下列說(shuō)法中正確的是

?A．，方向豎直向下B．，方向豎直向上C．，方向豎直向下D．，方向豎直向上【答案】A【解析】【分析】空間中任何一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩根導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加。根據(jù)安培定則判斷a處導(dǎo)線在d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。假設(shè)a處導(dǎo)線在d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，根據(jù)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流成正比，得到a處導(dǎo)線在c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。由題，兩導(dǎo)線電流大小相等，分別得出b處導(dǎo)線在c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向，找出B與B1、B2的關(guān)系.【詳解】a處導(dǎo)線在d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向方向豎直向下。根據(jù)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流成正比，a處導(dǎo)線在c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3B，方向豎直向下。由題，兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線恒定電流大小相等，則得到b處導(dǎo)線在c兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3B，根據(jù)安培定則得到，方向豎直向下。b處導(dǎo)線在d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3B，根據(jù)安培定則得到，方向豎直向上。則根據(jù)磁場(chǎng)疊加得B1=3B+3B=6B，B2=3B-B=2B，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得到，B=0.5B1-B2。所以a處導(dǎo)線在d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=0.5B1-B2。方向是豎直向下。故選A。12．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。13．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．在正方體的上面中心，上面的四個(gè)電荷分成兩組產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)都是零，下面的四個(gè)電荷分成兩組產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向，所以正方體的上面中心處的合場(chǎng)強(qiáng)為零，同理所有各面中心處的合場(chǎng)強(qiáng)都為零．在體中心，可以將八個(gè)電荷分成四組，產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零．而在各邊中心，場(chǎng)強(qiáng)無(wú)法抵消，合場(chǎng)強(qiáng)不為零．故選A．【點(diǎn)睛】本題分線中心、面中心和體中心三種情況討論，抓住兩個(gè)等量同種電荷連線中點(diǎn)和中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)情況進(jìn)行分析討論．14．如圖所示，真空中兩等量異種電荷P、Q固定于一等腰梯形ABCD兩腰的中點(diǎn)處，已知一帶正電的試探電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加，則以下判定正確的是（）A．P是正電荷，Q是負(fù)電荷B．若將該試探電荷由B點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)，其電勢(shì)能保持不變C．若將該試探電荷由C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)，將克服電場(chǎng)力做功D．該試探電荷在A、C兩點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大小相等【答案】C【解析】A、因正電荷由A到B電勢(shì)能增加，則電場(chǎng)力做負(fù)功，正電荷應(yīng)從低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)到高電勢(shì)處，電勢(shì)升高．故B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)．則Q點(diǎn)處為正電荷，P點(diǎn)處為負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤．B、結(jié)合等量異