高中物理图像法解决物理试题解题技巧及经典题型及练习题
高中物理图像法解决物理试题解题技巧及经典题型及练习题
一、图像法解决物理试题
1．甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，其v t -图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．20t :时间内乙物体通过的路程大于甲物体通过的路程
B ．1t 时刻，两者相距最远
C ．20t :时间内乙的平均速度小于甲的平均速度
D ．2t 时刻，乙物体追上甲物体
【答案】C
【解析】
【详解】
AC.20t ~时间内甲物体的速度一直比乙物体的速度大，乙物体通过的路程小于甲物体通过的路程．根据平均速度的定义，乙的平均速度小于甲的平均速度，故A 错误，C 正确； BD. 甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，在0～t 2时间内，甲的速度一直比乙的大，甲在乙的前方，两者间距逐渐增大．t 2时刻后，乙的速度比乙的大，两者间距逐渐减小，所以t 2时刻，两者相距最远．故B 错误，D 错误．
2．一个质量为0.5kg 的物体，从静止开始做直线运动，物体所受合外力F 随时间t 变化的图象如图所示，则在时刻t =8s 时，物体的速度为（ ）
A ．2m/s
B ．8m/s
C ．16m/s
D ．2m/s
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】 F t -图像的面积表示冲量，在上方为正，在下方为负，故根据动量定理可得
11122212222210222
mv ?+??-??+?+??=-，解得第8s 末的速度为16/v m s =，C 正确．
【点睛】
F-t 图像的面积是解决本题的关键，在物理中，从图像角度研究问题，需要注意图像的斜率，截图，面积等表示的含义．
3．甲、乙两个物体由同一地点沿同一方向做直线运动，其v -t 图象如图所示，关于两物体的运动情况，下列说法正确的是( )
A ．t =1s 时，甲在乙前方
B ．t =2s 时，甲、乙相遇
C ．t =4s 时，乙的加速度方向开始改变
D ．0-6s 内，甲、乙平均速度相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动，当位移相等时，两者相遇，根据速度时间图象与坐标轴围成面积表示位移，可知，在t =1s 时，乙的位移大于甲的位移，说明乙在甲的前方，故A 错误；
B ．根据速度图象与坐标轴围成面积表示位移可知，在t =2s 时，乙的位移等于甲的位移，说明两者相遇，故B 正确；
C ．速度图象的斜率表示加速度，由数学知识得知，在t =2s ～t =6s 内，乙的加速度方向一直沿负方向，没有改变，故C 错误．
D ．由图可知，0～6s 内，甲的位移一定大于乙的位移，而时间相等，因此甲的平均速度大于乙的平均速度，故D 错误。
故选B 。
【点睛】
本题是速度-时间图象问题，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，即可分析两物体的运动情况．
4．A 、B 两个物体在同地点，沿同一直线上做匀变速直线运动，它们的速度图象如图所示，则( )
A ．A 、
B 两物体运动方向一定相反
B ．开头4s 内A 、B 两物体的位移相同
C ．A 物体的加速度比Ｂ物体的加速度大
D ．t =4s 时，A 、B 两物体的速度相同
【答案】D
【解析】
由图像知Ａ、Ｂ两物体速度为正，表明运动方向均与正方向相同，A 错．Ａ、Ｂ两个物体在同地点出发，由图像与横轴包围面积可知，开头４s 内Ａ、物体的位移比Ｂ的小，B 错．速度图象斜率表示加速度，B 的斜率大于A ，所以Ａ物体的加速度比Ｂ物体的加速度小，C 错．t =４s 时，Ａ、Ｂ两物体的速度相同，D 对．
5．自行车b 经过摩托车a 的旁边时，摩托车a 从静止开始运动,从该时刻开始计时,它们的v -t 图象如图所示,已知两车始终在同一条平直公路上行驶,则关于两车的运动情况,下列说法正确的是（）
A ．8s 末自行车开始调头,加速度开始反向
B ．6～8s 内摩托车的加速度比自行车的大
C ．两车相距最远时,距离为12m
D ．t =8s 时,自行车在摩托车前方
【答案】D
【解析】
【详解】
A 项：自行车8s 前速度为正，8s 后速度为负，所以8s 末开始调头，v-t 图象的斜率的正负表示加速度方向，所以8s 末加速度方向不变，故A 错误；
B 项：6～8 s 内摩托车的加速度226412
m m s s -=，自行车的加速度为：220422
m m s s -=-，故B 错误； C 项：当自行车与摩托车速度相等时，两者相距最远，即t=6s 时，自行车的位移为：
24244222x m m +??=?+?= ???自，摩托车的位移为：164122x m m ??=??= ???
摩，所以两者的最大距离为：1210x x x m ?=-=，故C 错误；
D 项：t=8s 时，自行车的位移为：241244242622x m m 自+??=?+?+??=
???，摩托车的位移为：1466422222x m m +??=??+?= ???
摩，故D 正确。
6．如图(a)所示，质量为2kg 的小球放在光滑水平面上，在界线MN 的左方始终受到水平恒力F 1作用，在MN 的右方除受F 1外还受到与F 1在同一条直线上的水平恒力F 2的作用．小球从A 点由静止开始运动，运动的v-t 图像如图(b)所示，由图可知，下列中说法正确的是
( )
A ．F 2的大小为6N
B ．F 1与F 2大小的比值为3:5
C ．t=2.5s 时，小球经过界线MN
D ．小球向右运动的过程中，F 1与F 2的冲量
相同
【答案】B
【解析】
【详解】 A ．因不知道1v 的大小，因此本题F 1和F 2的大小求不出，故A 错误；
B ．物体在0-2.5s 内一直向右运动，在2.5-5s 内向左运动，其中在4s 的时候越过MN 向左运动，最终5s 时减速为0；取向右为正方向，在0-2.5s 内对物体写动量定理有121200 2.5 1.5:3:5F F F F -=?-??=，故B 正确；
C ．物体在MN 左侧受到恒力F 1的作用做匀加速直线运动，物体在MN 的右侧受F 1和F 2共同的作用做匀变速运动因此加速度会变化，因此结合v -t 图像可知物体在1s 时越过的MN ，故C 错误；
D ．小球向右的过程中F 1的冲量和F 2的冲量大小相等，但方向不一样，故D 错误．
7．下列给出的四组（每组两个图象）图象中，能够反映同一直线运动的是（ ） A ． B ．
C ．
D ．
【答案】C
【解析】
【详解】
AB ．A 图中v -t 图像表示先匀速后匀加速，所以x -t 图像错误，A 错误；同理B 也错误； C ．C 图中x -t 图像表示物体先静止，后匀速，匀速速度为2m/s ，因此v -t 图像正确，故C 正确；
D ．D 图中没有匀加速所以v -t 图像不对，D 错误。
故选C 。
【点睛】
此类题型考察了v -t 图像与x -t 图像的相互转化。
8．如图甲、乙所示为某物体在0～t 时间内运动的x ~t 图线和v ~t 图线，由图可知，在0～t 1时间内( )
A ．物体做的是曲线运动
B ．物体做加速度越来越小的运动
C ．图甲中12t 时刻，图线的斜率为02
v D ．x 1－x 0＞
02
v t 1 【答案】C
【解析】
【详解】 A.x -t 图线和v -t 图线只能用来描述直线运动；故A 错误.
B.由乙图可知，物体做加速度恒定的直线运动；故B 错误.
C.图甲中图象的斜率表示物体运动的速度，由乙图可知，甲图中12
t 时刻，图线的斜率为
02v ；故C 正确. D.乙图所围面积表示物体运动的位移，即x 1－x 0＞02
v t 1;故D 错误.
9．质量m =1kg 的物体静止放在粗糙水平地面上。现对物体施加一个随位移变化的水平外力F 时物体在水平面上运动。已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。若F -x 图象如图所示。且4～5m 内物体匀速运动。x =7m 时撤去外力，取g =10m/s 2，则下列有关描述正确的是（ ）
A ．物体与地面间的动摩擦因数为0.1
B 2m/s
C ．x =3m 时物体的速度最大
D ．撤去外力后物体还能在水平面上滑行3s
【答案】B
【解析】
【详解】
A. 由图象知4~5m 内外力恒定，又物体匀速运动，由
F mg μ=
知动摩擦因数为0.3，故A 不符合题意； B. 前7m 内外力和阻力共同作用，物体做变速运动，且F ?x 图围成的面积表示外力所做的功，由动能定理
23535313131237J 2222mv ++???+?+?+?-?= ???
解得2m/s v =，故B 符合题意；
C. 由图知前3m 内物体做加速度逐渐增大的加速运动，3~4m 内做加速度逐渐减小的加速运动，匀速运动时速度最大，故C 不符合题意；
D. 撤去外力后物体匀减速停下，由动量定理有
mv mgt μ=
解得23
t =，故D 不符合题意。
10．甲、乙两物体同时、同地出发，它们的“速度—时间”图象如图所示．则下列说法正确的是( )
A．甲、乙两图线的交点表示两物体相遇
B．甲、乙两物体做曲线运动
C．甲物体先加速后减速，乙物体一直做加速运动
D．甲、乙两物体都做加速运动，甲物体的加速度一直减小，乙物体的加速度一直增大【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
v-t图象只表示两个方向即正方向和负方向，所以只能表示物体做直线运动的情况，B错；图象上的交点表示该时刻两物体速度相等，A错；由图象知甲、乙两物体速度都增加，故C错；v-t图象中图线上每一点的切线的斜率为该点的瞬时加速度，甲物体的曲线上每点的切线的斜率一直减小，所以甲物体做加速度减小的加速运动，而乙物体的加速度一直增大D对．
故选D
【点睛】
关于v-t图像要了解图像中切线的斜率表示加速度，图像包围的面积代表走过的位移．11．一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示．下列选项正确的是
A．在0～6s内，物体离出发点最远为35m
B．在0～6s内，物体经过的路程为40m
C．在0～6s内，物体的平均速度为7.5m/s
D．在5～6s内，物体做减速运动
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．0～5s物体向正向运动，5～6s向负向运动，故5s末离出发点最远，路程为
11
102m102m101m35m
s=??+?+??=
22
故A正确；
B ．在0～6s 内，物体经过的路程为 111102m 102m 101m 101m 40m 222
s =??+?+??+??= 故B 正确；
C ．在0～4s 内，物体的路程为
1102m 102m 30m 2
s =??+?=， 因此平均速率
30m/s 7.5m/s 4
s v t =
==， 故C 错误； D ．在5～6s 内，物体做反向加速运动，D 错误，
【点睛】
要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，要注意路程和位移的区别，属于基础题．
12．甲．乙两质点从同一地点出发沿同一直线运动，它们的速度——时间图像如图所示，则两质点（ ）
A ．前2s 内的平均速度相等
B ．前4s 内运动方向相同
C ．加速度方向相反
D ．4s 末的速度相等
【答案】BC
【解析】
【分析】
在v-t 图象中每点的纵坐标表示物体的瞬时速度，倾斜的直线表示匀变速直线运动，速度的符号表示速度的方向，图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，图象的斜率表示物体的加速度．
【详解】
根据速度图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，则知前2s 内两个质点通过的位移不等，则平均速度不等，故A 错误．速度的符号表示运动方向，可知前4s 内运动方向相同，故B 正确．根据图象的斜率表示物体的加速度，斜率一正一负，说明加速度方向相反，故C 正确．由图知，4s 末的速度不等，一个是0，一个是5m/s ，故D 错误．故选BC ．
【点睛】
本题关键是根据速度时间图象得到两个物体的运动情况，根据速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移大小，由图象的斜率分析加速度的大小和方向．
13．一定质量的理想气体从状态M经历过程1或者过程2到达状态N，其P—V图像如图所示．对于这两个过程，下列说法正确的是．
A．气体经历过程1，其温度先升高后降低
B．气体在过程1中一直对外做功
C．气体经历过程2，其内能先增大后减小
D．气体在过程2中一直对外放热
E.气体在过程1中吸收的热量大于过程2中吸收的热量
【答案】ABE
【解析】
【详解】
气体经历过程1，由图像可知，PV乘积先增加后减小，根据PV/T=C可知，其温度先升高后降低，选项A正确；气体在过程1中，体积一直增加，则一直对外做功，选项B正确；气体经历过程2，PV乘积先减小后增加，则根据PV/T=C可知，温度先降低后升高，则其内能先减小后增大，选项C错误；气体在过程2中的等压膨胀过程中，温度升高，内能增加，对外做功，则气体吸热，选项D错误；1、2两过程体积变化，对外做功相同，做功大小每一小段为W=PS△d=P△V，则在图上对应的做功量在数值上为图线与横轴所围成的面积值，则由图可知1过程做功大于2过程的做功，而两过程初末的温度不变，内能不变，由△U=W+Q可知气体在过程1中吸收的热量大于过程2中吸收的热量，选项E正确．
14．如图所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平面上，其上放一质量为m2的木块．t＝0时刻起，给木块施加一水平恒力F．分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，图中可能符合它们运动情况的是( )
A．B．
C ．
D ．
【答案】AC
【解析】
【分析】
木块可能与木板保持相对静止，一起做匀加速直线运动，也可能与木板发生相对滑动，相对于木板向前滑．根据牛顿第二定律得出加速度以及速度与时间的关系．
【详解】
A. 木块和木板可能保持相对静止，一起做匀加速直线运动．加速度大小相等，故A 符合题意．
B C D. 木块可能相对木板向前滑动，即木块的加速度大于木板的加速度，即21a a >． B 图中21a a <，故B 不符合题意；
C 图为v?t 图象,斜率代表加速度，2v 的斜率大于1v 的斜率，即21a a >，故C 符合题意；
D 图1v 的斜率大于2v 的斜率，即21a a <，故D 不符合题意．
【点睛】
解决本题的关键知道木块和木板之间运动情况，知道速度时间图线的斜率表示加速度．
15．甲、乙两车从同一地点沿同一方向出发，如图是甲、乙两车的速度图象，由图可知（ ）
A ．甲车的加速度大于乙车的加速度
B ．t 1时刻甲、乙两车的速度相等
C ．t 1时刻甲、乙两车相遇
D ．0～t 1时刻，甲车的平均速度大于乙车的平均速度
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.甲车图线的斜率小于乙车图线的斜率，则甲车的加速度小于乙车的加速度，故A 错误；
B. 由图可知：t 1时刻两车速度相等，故B 正确；
C. 图像的“面积”等于位移，则t 1时刻甲的位移大于乙的位移，它们从同一地点出发，则甲
在乙的前方，没有相遇，故C错误；
D.由图可知，0～t1时刻，甲车的位移大于乙车，时间相同，故甲车的平均速度大于乙车的平均速度，故D正确。