【物理】2019届二轮复习提分策略三　临考必会——“四类”典型图象学案

【物理】2019届二轮复习提分策略三　临考必会——“四类”典型图象学案

提分策略三　临考必会——“四类”典型图象 ‎(一)明确四类图象 运动学图象 x t图象、v t图象 动力学图象 F t图象、a t图象 F x图象、W l图象 电场类图象 φ x图象、E x图象 电磁感应类图象 B t图象、Φ t图象 i t图象、E t图象 ‎(二)要会识别图象 ‎　一是清楚各个物理公式，明白各概念和规律的本质内涵与外延，比如定义式和决定式的图象完全不同；二是对一次函数y＝ax＋b要非常熟练，会用会画；三是掌握化非线性函数为线性函数的方法，根据需要能快速变换函数，能熟练将数学和物理结合起来，需要准确的数学运算能力．‎ ‎1．轴——横轴和纵轴所代表的物理量，以及物理量的单位或指数 明确了两个坐标轴所代表的物理量，则清楚了图象所反映的是哪两个物理量之间的对应关系．有些形状相同的图象，由于坐标轴所代表的物理量不同，它们反映的物理规律就截然不同，如振动图象和波动图象．另外，在识图时还要看清坐标轴上物理量所注明的单位．每年都有大量考生因不注意这些细小的地方而失分．‎ ‎2．线——图象中图线的特征(宏观方面的物理规律)‎ 纵轴所代表的物理量量值变化吗，是均匀变化还是非均匀变化？是否是分段函数(图象)？是否存在极值？注意观察图象中图线的形状是直线、曲线，还是折线等，分析图线所反映两个物理量之间的关系，进而明确图象反映的物理内涵．‎ ‎3．点——坐标原点和图线上任意点，两图线交点(微观方面的，特殊状态或过程)‎ 坐标原点坐标值是0吗？图线上任意一点的物理意义是什么？图线相交点的含义是什么？注意坐标原点不一定是0，比如为了减小误差，路端电压—电流图象中的坐标原点可能不为零．‎ ‎4．截——横纵截距的物理意义 截距是图线与两坐标轴的交点所代表的坐标数值，该数值具有一定的物理意义．‎ ‎5．斜——图线上某点切线斜率的物理意义 物理图象的斜率代表两个物理量增量的比值，其大小往往代表另一物理量值．如x t图象的斜率为速度，v t图象的斜率为加速度、电场力F—检验电荷q图象的斜率是电场强度、电容器Q U图象的斜率是电容等等．若某些量是定值，根据线性图线的特点，可以推理出 一些有用结论，比如弹簧k＝＝，C＝＝，R＝＝等等．‎ ‎6．割——割线的物理意义 有的物理图象中，图线上某点与坐标零点的割线的斜率才有意义，而该点的切线斜率没有意义，比如描绘小灯泡的伏安特性曲线．‎ ‎7．面——图象中图线与坐标轴所围面积的物理意义 有些物理图象的图线与横轴所围的面积的值，常代表另一个物理量的大小．‎ ‎(1)v t图象与t轴所围面积表示这段时间内质点的位移．‎ ‎(2)a t图象与t轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化．‎ ‎(3)F x图象与x轴所围面积表示这段位移内力F所做的功．‎ ‎(4)E x图象与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差．‎ ‎(5)i t图象与t轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量．‎ ‎[临考必练]‎ ‎1．甲、乙两物体从同一地点同时开始沿同一方向运动，甲物体运动的v t图象为两段直线，乙物体运动的v t图象为两段半径相同的圆弧曲线，如图所示．图中t4＝2t2，则在0～t4时间内，下列说法正确的是(　　)‎ A．甲物体的加速度不变 B．乙物体做曲线运动 C．两物体t1时刻相距最远，t4时刻相遇 D．甲物体的平均速度等于乙物体的平均速度 解析：v t图象中图线的斜率表示加速度，由题图可知甲物体的加速度大小不变，方向改变，A错误；v t图象不是物体的运动轨迹，乙物体做变速直线运动，B错误；v t图象中图线与时间轴所围成的图形的面积表示位移的大小，根据题图可知，t3时刻相距最远，t4时刻相遇，C错误；0～t4时间内甲物体的位移等于乙物体的位移，甲、乙两物体运动时间相等，故两物体的平均速度相等，D正确．‎ 答案：D ‎2.一辆摩托车在t＝0时刻由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的a t图象如图所示．根据已知的信息，可知(　　)‎ A．摩托车的最大动能 B．摩托车在30 s末的速度大小 C．在0～30 s的时间内牵引力对摩托车做的功 D．10 s末摩托车开始反向运动 解析：由题图可知，摩托车在0～10 s内做匀加速运动，在10～30 s内做加速度逐渐减小的减速运动，故10 s末摩托车的速度最大，动能最大，由v＝at可求出摩托车的最大速度，但摩托车的质量未知，故不能求出最大动能，A错误；根据a t图象中图线与t轴所围成的图形的面积表示速度的变化量，可求出摩托车在30 s内速度的变化量，由于初速度为零，则摩托车在30 s末的速度大小为零，摩托车沿同一方向运动，B正确，D错误；在10～30 s内牵引力是变力，由于不能求出位移，也不知道摩托车的质量，故不能求出牵引力对摩托车做的功，C错误．‎ 答案：B ‎3．(多选)如图甲所示，质量相等的a、b两物体，分别从斜面上的同一位置A由静止下滑，在经B点的水平面上滑行一段距离后停下．不计经过B点时的能量损失，用传感器采集到它们的速度—时间图象如图乙所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．a在斜面上滑行的加速度比b的大 B．a在水平面上滑行的距离比b的短 C．a与斜面间的动摩擦因数比b的小 D．a与水平面间的动摩擦因数比b的大 解析：由题图乙中图线斜率可知，a做加速运动时的加速度比b做加速运动时的加速度大，A正确；物体在水平面上做匀减速运动，由图线与坐标轴围成的图形的面积表示位移大小可知，a在水平面上做匀减速运动的位移比b在水平面上做匀减速运动的位移大，B错误；物体在斜面上运动的加速度a＝＝gsin θ－μgcos θ，因为a在斜面上的加速度大于b在斜面上的加速度，所以a与斜面间的动摩擦因数比b的小，C正确；物体在水平面上运动的加速度a′＝＝μ′g，因为a在水平面上运动的加速度小于b在水平面上运动的加速度，所以a与水平面间的动摩擦因数比b的小，D错误．‎ 答案：AC ‎4.(多选)某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示，在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在－x0～x0区间内(　　)‎ A．该静电场是匀强电场 B．该静电场是非匀强电场 C．电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐减小 D．电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐增大 解析：图线的切线的斜率的绝对值等于电场强度的大小，由题图可知，电势与距离不成正比，因此该静电场是非匀强电场，选项A错误，B正确；根据沿着电场线方向电势降低，可知电场线的方向沿x轴负方向，故电子所受电场力沿x轴正方向，电子将沿x轴正方向运动，电场强度减小，电场力减小，故加速度减小，选项C正确，D错误．‎ 答案：BC ‎5.(多选)有一沿x轴分布的电场，电场强度E随x变化的图象如图所示，x轴正向为电场强度的正方向，在x轴上0～x1间某点处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子，仅在电场力作用下运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．x轴上x1处电势最高 B．x轴上x2处电势最高 C．粒子在向右运动的过程中，粒子的电势能可能先减小后增大，再减小 D．粒子在向右运动的过程中，如果到达x2处速度刚好为零，则粒子运动的最大速度一定大于 解析：由题图可知，x轴上x1左侧场强方向沿x轴负向，右侧场强方向沿x轴正向，因此x1处电势最高，选项A正确，B错误；带负电的粒子在向右运动的过程中，电势先增大后减小，因此电势能先减小后增大，选项C错误；粒子在运动过程中只有电场力做功，粒子在x1处速度最大，设为vm，因此从x1运动到x2处的过程中，－qU12＝0－mv，从x1到x2间的图线与x轴所围的面积为这两点间的电势差，因此U12>E0(x2－x1)，因此有vm> ，选项D正确．‎ 答案：AD ‎6．(多选)如图甲所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围成的面积S为‎0.1 m2‎，圆环的电阻R为0.2 Ω.在第1 s内感应电流I沿顺时针方向．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(在4～5 s的时间段内图线呈直线)．则(　　)‎ A．在0～5 s时间段内，感应电流先减小再一直增大 B．在0～2 s时间段内，感应电流沿顺时针方向，在2～5 s时间段内，感应电流沿逆时针方向 C．在0～5 s时间段内，圆环最大发热功率为5.0×10－4 W D．在0～2 s时间段内，通过圆环某一横截面的电荷量为5×10－‎‎1 C 解析：根据闭合电路欧姆定律得I＝＝nS，可知磁感应强度的变化率越大，感应电流越大，故在0～5 s时间段内，感应电流先减小再增大，最后不变，A错误；由题意知，在第1 s内感应电流I沿顺时针方向，根据楞次定律可知，0～4 s内磁场方向竖直向上，在0～2 s时间段内，磁场的磁感应强度在增加，则感应电流I沿顺时针方向，在2～4 s时间段内，磁场的磁感应强度在减小，4～5 s时间段内，磁场的磁感应强度反向增加，则2～5 s时间段内，感应电流的方向沿逆时针方向，B正确；在0～5 s时间段内，当感应电流最大时，发热功率最大，根据闭合电路欧姆定律并结合图乙可知，最大感应电流Imax＝ A＝0.05 A，故最大发热功率Pmax＝IR＝0.052×0.2 W＝5×10－4 W，C正确；在0～2 s时间段内产生的感应电荷量q＝＝ C＝5.0×10－2 C，故通过圆环某一横截面的电荷量为5.0×10－2 C，D错误．‎ 答案：BC ‎7．如图所示，虚线P、Q、R间存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，磁场宽度均为L.一等腰直角三角形导线框abc，ab边与bc边长度均为L，bc边与虚线边界垂直．现让线框沿bc方向匀速穿过磁场区域，从c点经过虚线P开始计时，以逆时针方向为导线框中感应电流i的正方向，则下列四个图象中能正确表示i t图象的是(　　)‎ 解析：当c点经过虚线P时，ac边切割磁感线，根据楞次定律可知线框中产生逆时针方向的感应电流，ac边进入的过程中切割磁感线的长度逐渐增大，电流逐渐增大．当c点经过虚线Q时，ab边进入磁场，可判断线框中产生顺时针方向的电流，电流逐渐增大，最大值为前一过程电流最大值的两倍．同理，当c点经过虚线R 时，产生逆时针方向且大小逐渐增大的电流．符合题意的图象为A选项．‎ 答案：A ‎8．(多选)图甲为一台小型发电机构造示意图，内阻r＝5 Ω，外电路电阻R＝95 Ω，电路中其余电阻不计．发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100.转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，则(　　)‎ A．t＝3.14×10－2 s时，该小型发电机的电动势为零 B．该小型发电机的电动势的最大值为200 V C．电路中电流最大值为‎2 A D．串联在外电路中的交流电流表的读数为‎2 A 解析：t＝3.14×10－2 s时，磁通量Φ的变化率最大，该小型发电机的电动势有最大值，故A错误；从Φ t图线可以看出，Φmax＝1.0×10－2 Wb，T＝3.14×10－2 s，ω＝，感应电动势的最大值Emax＝nωΦmax＝200 V，故B正确；电路中电流最大值Imax＝＝ A＝2 A，故C正确；交流电流表读数是交变电流的有效值，即I＝＝ A≈1.4 A，故D错误．‎ 答案：BC