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热点3图像问题热考题型物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量间的相互关系,是分析物理问题的有效手段之一,是高考命题中的热点和重点,选择题以运动学图像、电磁学图像为主,主要考查对图像的理解、选择、变换、描绘及应用。题型一运动学图像1.甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动,其速度随时间的变化关系如图所示,图中t2=t42,两段曲线均为14圆弧,则()A.两物体在t1时刻加速度相同B.两物体在t2时刻运动方向均改变C.两物体在t3时刻相距最远,t4时刻相遇D.0t4时间内甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度答案C因两段曲线均为14圆弧,分析题图知在t1时刻曲线的切线斜率的绝对值与直线斜率相等,即t1时刻两物体加速度大小相等,但方向相反,选项A错。两物体均做单方向的直线运动,选项B错。甲先做匀加速运动再做匀减速运动,乙先做加速度减小的减速运动,再做加速度减小的加速运动,在t3时刻,两物体相距最远;在0t4时间内两物体的v-t图线与t轴所围面积相等,故两物体在t4时刻相遇,在0t4时间内的平均速度相同,选项C对,D错。题型二电磁学图像2.如图所示,固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为L的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B随时间t变化的示意图为()答案C要想MN棒中不产生感应电流,MbcN中磁通量就不能变化,MN棒匀速运动,t=0时刻=B0L2,任意时刻=BL(L+vt),由B0L2=BL(L+vt),得B=B0LL+vt,C正确。跟踪集训1.(多选)如图甲所示,物块的质量m=1kg,初速度v0=10m/s,方向水平向右,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示,g取10m/s2。下列选项中正确的是()A.05s内物块做匀减速运动B.在t=1s时刻,恒力F反向C.恒力F大小为10ND.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3答案BD物块做匀减速直线运动的加速度大小为a1=v022x1=10010m/s2=10m/s2物块做匀加速直线运动的加速度大小为a2=v22x2=6428m/s2=4m/s2根据牛顿第二定律得F+f=ma1,F-f=ma2联立两式并代入数据解得F=7N,f=3N则物块与水平面间的动摩擦因数为=fmg=3N10N=0.3物块做匀减速直线运动的时间为t1=v0a1=1010s=1s,即在01s内物块做匀减速直线运动,1s后恒力F反向,物块做匀加速直线运动。综上可知B、D项正确,A、C项错误。2.(多选)如图甲所示,水平地面上固定一足够长的光滑斜面,斜面顶端有一理想定滑轮,一轻绳跨过滑轮,绳两端分别连接小物块A和B。保持A的质量不变,改变B的质量m。当B的质量连续改变时,得到A的加速度a随B的质量m变化的关系图线,如图乙所示。设沿斜面向上为加速度正方向,空气阻力不计,重力加速度g=9.8m/s2,斜面的倾角为,下列说法正确的是()A.若已知,可求出A的质量B.若未知,可求出乙图中a1的值C.若已知,可求出乙图中a2的值D.若已知,可求出乙图中m0的值答案BC由题图乙知,m=m0时,A的加速度a=0,则此时受力平衡,对A、B整体分析得m0g=mAgsin,若已知,由于m0未知,所以不能求出mA的大小;mA未知,m0不可求,故A、D项错误。设加速度大小为a,m为任意值时,对A、B整体,由牛顿第二定律有mg-mAgsin=(m+mA)a,a=m-mAsinm+mAg,当m趋于无穷大时,a趋向于g,所以a1=g,即a1与无关,故B项正确。a=a2时,m=0,即绳对A的拉力为零,有-mAgsin=mAa2,解得a2=-gsin,若已知,可以求出a2的值,故C项正确。3.(多选)在某电场中沿x方向上,电势与x关系如图所示,假想有一电子在该电场中仅受电场力作用而移动,则下列关于电场和电子能量说法正确的是()A.x3到x4区域内沿x轴方向上的电场为匀强电场B.若电子从电势为2V的x1位置向右运动到电势为2V的x7位置,因为电子电势能不变,电场力不做功,电子初动能大于零即可满足要求C.x6到x7区域内沿x轴方向上的电场强度为零D.若电子从电势为2V的x1位置向右运动到电势为2V的x7位置,为了通过x4处电势为3V的位置,电子至少具有初动能1eV答案AC由x3到x4电势均匀增大,则电场为匀强电场,故A正确;由x6到x7电势不变,则沿x方向电场强度为零,故C正确;要电子能从x1运动到x7,对于x1到x2,电场力阻碍电子运动,电子的初动能要大于电场力做功的值,故B错误;电子只要能通过x2处,就可通过x4,则其具有的初动能至少为2eV,故D错4
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