(物理)物理图示法图像法解决物理试题专项含解析

（物理）物理图示法图像法解决物理试题专项含解析一、图示法图像法解决物理试题1．真空中，在x 轴上x =0和x =8处分别固定两个电性相同的点电荷Q l 和Q 2。

电荷间连线上的电场强度E 随x 变化的图象如图所示（+x 方向为场强正方向），其中x =6处E =0。

将一个正试探电荷在x =2处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）。

则A ．Q 1、Q 2均为正电荷B ．Q 1、Q 2带电荷量之比为9：1C ．在x =6处电势为0D ．该试探电荷向x 轴正方向运动时，电势能一直减小 【答案】AB 【解析】 【详解】由图可知，若两个电荷是负电荷则x=2处场强方向为负方向，故两个电荷同为正电荷，A 正确；因在x =6处场强为0，则122262Q Q kk =，解得：12:9:1Q Q =，B 正确；根据同种正电荷连线的中垂线电势分布特点，可知从x =6向无穷远运动时电势在降低，则x =6处电势大于0，C 错误；由图可知，0-6之间电场为正，沿x 轴的正方向，所以从0到6之间电势逐渐降低；而6-8之间的电场为负，沿x 轴的负方向，所以从6到8之间电势升高，因此将一个正点电荷沿x 轴运动时，该电荷的电势能先减小后增大，D 错误。

2．如图所示，将质量为m 的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O 点，小球静止在M 点，N 为O 点正下方一点，ON 间的距离等于橡皮筋原长，在N 点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。

现对小球施加拉力F ，使小球沿以MN 为直径的圆弧缓慢向N 运动，P 为圆弧上的点，角PNM 为60°。

橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g ，则A ．在P 点橡皮筋弹力大小为B ．在P 点时拉力F 大小为C ．小球在M 向N 运动的过程中拉力F 的方向始终跟橡皮筋垂直D ．小球在M 向N 运动的过程中拉力F 先变大后变小 【答案】AC【解析】A 、设圆的半径为R ，则，ON 为橡皮筋的原长，设劲度系数为k ，开始时小球二力平衡有；当小球到达P 点时，由几何知识可得，则橡皮筋的弹力为，联立解得，故A 正确。

B 、小球缓慢移动，即运动到任意位置均平衡，小球所受三个力平衡满足相似三角形，即，，因，可得,故B 错误。

C 、同理在缓慢运动过程中由相似三角形原理可知，则拉力F 始终垂直于橡皮筋的弹力，C 正确。

D 、在两相似三角形中，代表F 大小的边MP 的长度一直增大，故F 一直增大，故D 错误。

则选AC 。

【点睛】三力平衡可以运用合成法、作用效果分解法和正交分解法，而三力的动态平衡就要用图解法或相似三角形法，若有直角的还可以选择正交分解法。

3．质量为2kg 的物体(可视为质点)在水平外力F 的作用下,从t=0开始在平面直角坐标系xOy(未画出)所决定的光滑水平面内运动．运动过程中,x 方向的x-t 图象如图甲所示,y 方向的v-t 图象如图乙所示．则下列说法正确的是（ ）A ．t=0时刻，物体的速度大小为10m/sB ．物体初速度方向与外力F 的方向垂直C ．物体所受外力F 的大小为5ND ．2s 末，外力F 的功率大小为25W 【答案】CD 【解析】 【详解】由图甲图得到物体在x 方向做匀速直线运动，速度大小为10/ 2.5/4x x v m s m s t ==V V ＝，t=0时刻，y 方向物体的分速度为v y =10m/s ，物体的速度大小为v=22x y v v +＞10m/s ．故A 错误．物体在x 方向做匀速直线运动，合力为零，y 方向做匀减速直线运动，合力沿-y 轴方向，而物体的初速度不在x 轴方向，所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直．故B 错误．由乙图的斜率等于加速度，得到物体的加速度大小为22100/ 2.5/4v a m s m s t -===V V ，所受外力F 的大小为F=ma=5N ．故C 正确．2s 末，外力的功率P=Fv y =5×5W=25W ．故D 正确．故选CD ． 【点睛】本题知道x 、y 两个方向的分运动，运用运动的合成法求解合运动的情况．对于位移图象与速度图象的斜率意义不同，不能混淆：位移图象的斜率等于速度，而速度图象的斜率等于加速度．4．某电场是由平面内两个相同的点电荷产生的，其中一个点电荷固定不动且到P 点的距离为d ，另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕P 点做匀速圆周运动，P 点的电场强度大小随时间变化的图象如图所示，图线AC 段与CE 段关于直线t =t 0对称，若撤去运动点电荷，测得P 点场强大小为E 0，已知E A =E E =E 0，E B =E D =E 0，E C =0，静电力常量为k ，不考虑磁场因素，则下列说法正确的是( )A ．运动电荷做匀速圆周运动的半径为2dB ．.运动电荷的速率为02dt π C ．0~023t 时间内，运动电荷的位移大小为3d π D ．0~23t 时间内，运动电荷的位移大小为d 【答案】BD 【解析】由图像可知t=t 0时P 点的场强为零，说明另一点电荷在P 点右侧距离为d 的位置；当t=0和t=2t 0时，P 02E ，可知另一电荷在与QP 垂直，且距离P 点d 的位置，则运动电荷做匀速圆周运动的半径为d ，选项A 错误；粒子运动的速率为02dv t π=，选项B错误；0~023t 时间内，运动电荷运动的弧长002233t d d x vt t ππ==⨯=，转过的角度为3π ，则位移大小为d,选项D 正确，C 错误；故选BD.点睛：本题考查的是电荷的叠加问题，题目的难点在于有一个电荷是运动的，导致p 点的合场强在不断的变化，根据图中的已知条件来计算场强的大小和速度的大小．5．如图所示，在M 、N 两点分别固定点电荷+Q 1、－Q 2，且Q 1>Q 2，在MN 连线上有A 、B 两点，在MN 连线的中垂线上有C 、D 两点．某电荷q 从A 点由静止释放，仅在静电力的作用下经O 点向B 点运动，电荷q 在O 、B 两点的动能分别为E KO 、E KB ，电势能分别为E pO 、E pB ，电场中C 、D 两点的场强大小分别为E C 、E D ，电势分别为C D ϕϕ、，则下列说法正确的是（ ）A ．E KO 一定小于E KB B ．E pO 一定小于E pBC ．E C 一定大于ED D ．C ϕ一定小于D ϕ【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】AB ．电荷q 从A 点由静止释放，仅在静电力的作用下经O 点向B 点运动，说明静电力方向向右，静电力对电荷做正功，所以电荷动能增加，电势能减小，故A 项正确，B 项错误；C ．据2QE kr =和正点荷产生电场方向由正电荷向外，负电荷产生的电场指向负电荷可得CD 两点场强如图两电荷在C 处产生的场强大，夹角小，据平行四边形定则可得E C 一定大于E D ，故C 项正确；D ．由C 的分析可知MN 连线的中垂线上半部分各点的场强方向向右上方，据等势线与电场线垂直，顺着电场线电势降低，可得C ϕ一定大于D ϕ，故D 项错误。

故选AC 。

6．如图所示，光滑直角细杆POQ 固定在竖直平面内，OP 边水平，OP 与OQ 在O 点平滑相连，质量均为m 的A 、B 两小环用长为L 的轻绳相连，分别套在OP 和OQ 杆上．初始时刻，将轻绳拉至水平位置拉直（即B 环位于O 点），然后同时释放两小环，A 环到达O 点后，速度大小不变，方向变为竖直向下，已知重力加速度为g ．下列说法正确的是（ ）A ．当B 环下落2L 时，A 环的速度大小为g LB ．在A 环到达O 点的过程中，B 环一直加速C ．A 环到达O 点时速度大小为2gLD ．当A 环到达O 点后，再经2gL的时间能追上B 环 【答案】ACD 【解析】 【详解】B 环下落一段位移后，设绳子与水平方向之间的夹角为α，则与竖直方向之间的夹角β=90°-α，设此时A 的速度为v A ，将A 的速度沿绳子方向与垂直于绳子的方向分解，设沿绳子方向的分速度为v ，如图所示：可得：v =v A cosα，设B 的速度为v B ，将B 的速度也沿绳子的方向与垂直于绳子的方向分解如图，其中沿绳子方向的分速度与A 沿绳子方向的分速度是相等的，可得：v =v B cosβ，联立可得：tan A B v v α=，当B 环下落2L时绳子与水平方向之间的夹角12sin 2LL α==，可得：所以：α=30°，A 环的速度大小为03tan 30AB A v v v ==，B 下降的过程中A 与B 组成的系统机械能守恒可得：2211222A B L mgmv mv =+，联立得A 环的速度大小为A gLv =故A 正确；B 开始下降的过程中速度由0开始增大，所以是做加速运动．当绳子与竖直方向之间的夹角接近90°时，tanβ→∞，则0tan AB v v α=→，可知当A 到达O 点时，B 的速度等于0．所以B 一定还存在减速的过程．即A 环到达O 点的过程中，B 环先加速后减速，故B 错误；由于A 到达O 点时B 的速度等于0，由机械能守恒得：212A mgL mv ='，解得：2A v gL '=，故C 正确；环A 过O 点后做加速度等于g 的匀加速直线运动，B 做自由落体运动．当A 追上B 时有：221122A v t gt L gt '+=+，解得：2Lt g'=，故D 正确．所以ACD 正确，B 错误．7．如图甲所示，一个条形磁铁固定在水平桌面上，以的右端点为原点，中轴线为轴建立一维坐标系。

一个灵敏的小磁针放置在轴上不同位置，设与轴之间的夹角为。

实验测得与之间的关系如图乙所示。

已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为。

下列说法正确的是（ ）A ．的右端为极B ．的中轴线与地磁场方向垂直C ．在处产生的磁感应强度大小为D ．处合磁场的磁感应强度大小为【答案】BC 【解析】 【详解】A.当x 趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x 趋向 无穷大时， 趋向1，则趋向90°，即小磁针的方向与x 的方向垂直，所以x 的方向为向东。

当x 非常小时，小磁针的N 极沿x 方向，即向东。

由题图可知，开始时N 背离O点，所以O 点处的磁极是N 极，故A 错误；B.由以上的分析可知，P 的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B 正确；C.由乙图可知，处，则，P 在处产生的磁感应强度大小为B P ，，所以，故C 正确；D.处合磁场的磁感应强度大小为，故D 错误。

8．如图所示，一个长直轻杆两端分别固定小球A 和B ，两球质量均为m ，两球半径忽略不计，杆的长度为L .先将杆竖直靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球B ，使小球B 在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A 沿墙下滑距离为2L时，下列说法正确的是(不计一切摩擦)A ．杆对小球A 做功为12mgL B ．小球A 和B 的速度都为12gL C ．小球A 、B 的速度分别为132gL 和12gL D ．杆与小球A 和B 组成的系统机械能减少了12mgL 【答案】C 【解析】 【详解】BC.当小球A 沿墙下滑距离为2L时，设此时A 球的速度为v A ，B 球的速度为v B .根据系统机械能守恒定律得：2211222A B L mg mv mv =+，两球沿杆子方向上的速度相等，则有：v A cos60°=v B cos30°.联立两式解得:132A v gL =, 12B v gL =;故B 错误,C 正确. A.对A 球使由动能定理有：21=022A L mg W mv +-杆，代入A 的速度解得=8LW mg -杆，故A 错误.D.对于杆与小球A 和B 组成的系统而言运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒；故D 错误.9．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3I 0和I 0且方向相同的电流。