高考物理圖示法圖像法解決物理試題解題技巧(超強(qiáng))及練習(xí)題(1)一、圖示法圖像法解決物理試題1．如圖所示，a、b、c、d、e、f為以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn)，分別在a、c兩個(gè)點(diǎn)處放等量異種電荷＋Q和－Q。下列說法正確的是()A．b、f兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向不同B．e、d兩點(diǎn)電勢相同C．b、f兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向相同D．e、d兩點(diǎn)電勢不同【答案】BC【解析】A、等量異種電荷的電場線和等勢線都是關(guān)于連線、中垂線對(duì)稱的，由等量異號(hào)電荷的電場的特點(diǎn)，結(jié)合題目的圖可知，圖中bdef所在的平面是兩個(gè)點(diǎn)電荷連線的垂直平分面，所以該平面上各點(diǎn)的電勢都是相等的，各點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向都與該平面垂直。由于b、c、d、e各點(diǎn)到該平面與兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線的交點(diǎn)O的距離是相等的，結(jié)合該電場的特點(diǎn)可知，b、c、d、e各點(diǎn)的場強(qiáng)大小也相等。由以上的分析可知，b、c、d、e各點(diǎn)的電勢相等，電場強(qiáng)度大小相等，方向相同。故A、D錯(cuò)誤；故選BC。【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵要掌握等量異種電荷的電場線和等勢面的分布情況，知道場強(qiáng)是矢量，只有大小和方向都相同時(shí)，場強(qiáng)才相同，同時(shí)掌握好電場強(qiáng)度的疊加方法。2．如圖所示，半徑為R的硬橡膠圓環(huán)，其上帶有均勻分布的負(fù)電荷，總電荷量為Q，若在圓環(huán)上切去一小段l(l遠(yuǎn)小于R)，則圓心O處產(chǎn)生的電場方向和場強(qiáng)大小應(yīng)為()A．方向指向ABB．方向背離ABC．場強(qiáng)大小為D．場強(qiáng)大小為【答案】BD【解析】【詳解】AB段的電量,則AB段在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為：,方向指向AB，所以剩余部分在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小等于,方向背離AB．故B,D正確;A,C錯(cuò)誤.故選BD.【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式，以及知道AB段與剩余部分在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，方向相反．3．有一個(gè)固定的光滑直桿與水平面的夾角為53°，桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的滑塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）.用不可伸長的輕繩將滑塊A與另一個(gè)質(zhì)量為M=2.7kg的物塊B通過光滑的定滑輪相連接，細(xì)繩因懸掛B而繃緊，此時(shí)滑輪左側(cè)輕繩恰好水平，其長度m，P點(diǎn)與滑輪的連線同直桿垂直（如圖所示）．現(xiàn)將滑塊A從圖中O點(diǎn)由靜止釋放，（整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中B不會(huì)觸地，g=10m/s2）．下列說法正確的是A．滑塊A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)加速度為零B．滑塊A由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過程中機(jī)械能增加C．滑塊A經(jīng)過P點(diǎn)的速度大小為5m/sD．滑塊A經(jīng)過P點(diǎn)的速度大小為m/s【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A．滑塊A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，垂直于桿子的方向受力平衡，合力為零；沿桿子方向，重力有沿桿向下的分力mgsin53°，根據(jù)牛頓第二定律得：mgsin53°=maa=gsin53°故A錯(cuò)誤．B．滑塊A由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過程中，繩子的拉力對(duì)滑塊A做正功，其機(jī)械能增加；故B正確．CD．由于圖中桿子與水平方向成53°，可以解出圖中虛線長度：所以滑塊A運(yùn)動(dòng)到P時(shí)，A下落B下落當(dāng)A到達(dá)P點(diǎn)與A相連的繩子此時(shí)垂直桿子方向的速度為零，則B的速度為零，以兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由機(jī)械能守恒定律得：解得故C正確，D錯(cuò)誤．故選BC．【點(diǎn)睛】加速度根據(jù)牛頓第二定律研究，機(jī)械能的變化根據(jù)除重力以外的力做功情況進(jìn)行判斷，都是常用的思路．關(guān)鍵在于判斷出滑塊A滑到P點(diǎn)時(shí)，繩子在豎直桿子方向的速度為零，即B的速度為零．4．如圖所示，用鉸鏈將三個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B、C與兩根長為L輕桿相連，B、C置于水平地面上．在輕桿豎直時(shí)，將A由靜止釋放，B、C在桿的作用下向兩側(cè)滑動(dòng)，三小球始終在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)．忽略一切摩擦，重力加速度為g．則此過程中（）A．球A的機(jī)械能一直減小B．球A落地的瞬時(shí)速度為C．球B對(duì)地面的壓力始終等于D．球B對(duì)地面的壓力可小于mg【答案】BD【解析】【詳解】A：設(shè)A球下滑時(shí)，左側(cè)桿與豎直方向夾角為，則，AB用鉸鏈相連，則，當(dāng)A下落到最低點(diǎn)時(shí)，B的速度為零，中間過程中B的速度不為零；同理可得，當(dāng)A下落到最低點(diǎn)時(shí)，C的速度為零，中間過程中C的速度不為零．ABC三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，中間過程B、C的動(dòng)能不為零，A到最低點(diǎn)時(shí)，B、C的動(dòng)能為零；則球A的機(jī)械能不是一直減小．故A項(xiàng)錯(cuò)誤．B：當(dāng)A下落到最低點(diǎn)時(shí)，B、C的速度為零，對(duì)三者組成的系統(tǒng)，A由靜止釋放到球A落地過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒得：，解得：球A落地的瞬時(shí)速度．故B項(xiàng)正確．C：球A加速下落時(shí)，三者組成的系統(tǒng)有向下的加速度，整體處于失重狀態(tài)，球B、C對(duì)地面的壓力小于．故C項(xiàng)錯(cuò)誤．D：在A落地前一小段時(shí)間，B做減速運(yùn)動(dòng)，桿對(duì)B有斜向右上的拉力，則球B對(duì)地面的壓力小于．故D項(xiàng)正確．綜上，答案為BD．5．用輕桿通過鉸鏈相連的小球A、B、C、D、E處于豎直平面上，各段輕桿等長，其中小球A、B的質(zhì)量均為2m，小球C、D、E的質(zhì)量均為m．現(xiàn)將A、B兩小球置于距地面高h(yuǎn)處，由靜止釋放，假設(shè)所有球只在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，則在下落過程中A．小球A、B、C、D、E組成的系統(tǒng)機(jī)械能和動(dòng)量均守恒B．小球B的機(jī)械能一直減小C．小球B落地的速度大小為D．當(dāng)小球A的機(jī)械能最小時(shí)，地面對(duì)小球C的支持力大小為mg【答案】CD【解析】【分析】【詳解】小球A、B、C、D、E組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒但動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；由于D球受力平衡，所以D球在整個(gè)過程中不會(huì)動(dòng)，所以輕桿DB對(duì)B不做功，而輕桿BE對(duì)B先做負(fù)功后做正功，所以小球B的機(jī)械能先減小后增加，故B錯(cuò)誤；當(dāng)B落地時(shí)小球E的速度等于零，根據(jù)功能關(guān)系可知小球B的速度為，故C正確；當(dāng)小球A的機(jī)械能最小時(shí)，輕桿AC沒有力，小球C豎直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故D正確，故選CD6．用外力F通過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)的過程中，下列說法正確的是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．7．如圖所示，一個(gè)長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)，桿的長度為L．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，下列說法正確的是A．A球下滑過程中的加速度一直大于gB．B球運(yùn)動(dòng)過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)過程中的速度先變大后變小，根據(jù)受力可知?jiǎng)傞_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；8．如圖所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的環(huán)，環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上A點(diǎn)，光滑定滑輪與直桿的距離為d．A點(diǎn)與定滑輪等高，B點(diǎn)在距A點(diǎn)正下方d處．現(xiàn)將環(huán)從A處由靜止釋放，不計(jì)一切摩擦阻力，下列說法正確的是A．環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度h=dB．環(huán)從A到B，環(huán)減少的機(jī)械能等于重物增加的機(jī)械能C．環(huán)從A點(diǎn)能下降的最大高度為D．當(dāng)環(huán)下降的速度最大時(shí)，輕繩的拉力T=2mg【答案】BC【解析】【分析】【詳解】根據(jù)幾何關(guān)系有，環(huán)從A下滑至B點(diǎn)時(shí)，重物上升的高度，故A錯(cuò)誤；環(huán)下滑過程中無摩擦力做系統(tǒng)做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即滿足環(huán)減小的機(jī)械能等于重物增加的機(jī)械能，故B正確；設(shè)環(huán)下滑到最大高度為H時(shí)環(huán)和重物的速度均為零，此時(shí)重物上升的最大高度為：，根據(jù)機(jī)械能守恒有：，解得：，故C正確；環(huán)向下運(yùn)動(dòng)，做非勻速運(yùn)動(dòng)，就有加速度，所以重物向上運(yùn)動(dòng)，也有加速度，即環(huán)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，繩的拉力不可能是2mg，故D錯(cuò)誤．所以BC正確，AD錯(cuò)誤．【點(diǎn)睛】環(huán)剛開始釋放時(shí)，重物由靜止開始加速．根據(jù)數(shù)學(xué)幾何關(guān)系求出環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度．環(huán)下滑過程中無摩擦力做系統(tǒng)做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即滿足環(huán)減小的機(jī)械能等于重物增加的機(jī)械能．環(huán)下滑到最大高度為H時(shí)環(huán)和重物的速度均為零，根據(jù)機(jī)械能守恒求解．9．如圖所示，套在豎直細(xì)桿上的輕環(huán)A由跨過定滑輪的不可伸長的輕繩與重物B相連，施加外力讓A沿桿以速度v勻速上升，從圖中M位置上升至與定滑輪的連線處于水平N位置，已知AO與豎直桿成θ角，則（）A．剛開始時(shí)B的速度為B．A勻速上升時(shí)，重物B也勻速下降C．重物B下降過程，繩對(duì)B的拉力大于B的重力D．A運(yùn)動(dòng)到位置N時(shí)，B的速度最大【答案】C【解析】【詳解】A.對(duì)于A，它的速度如圖中標(biāo)出的v，這個(gè)速度看成是A的合速度，其分速度分別是，其中就是B的速率（同一根繩子，大小相同），故剛開始上升時(shí)B的速度，故A不符合題意；B.由于A勻速上升，在增大，所以在減小，故B不符合題意；C.B做減速運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)，繩對(duì)B的拉力大于B的重力，故C符合題意；D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)至定滑輪的連線處于水平位置時(shí)，所以，故D不符合題意。10．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，輕繩長度為L，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)下移的過程，OP間距離減小，比例式比值增大，PQ間距離為繩長，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。11．如圖所示，光滑絕緣半球形的碗固定在水平地面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球1、2的電荷分別為Q1、Q2，其中小球1固定在碗底A點(diǎn)，小球2可以自由運(yùn)動(dòng)，平衡時(shí)小球2位于碗內(nèi)的B位置處，如圖所示．現(xiàn)在改變小球2的帶電量，把它放置在圖中C位置時(shí)也恰好能平衡，已知AB弦是AC弦的兩倍，則（）A．小球在C位置時(shí)的電量是B位置時(shí)電量的一半B．小球在C位置時(shí)的電量是B位置時(shí)電量的四分之一C．小球2在B點(diǎn)對(duì)碗的壓力大小等于小球2在C點(diǎn)時(shí)對(duì)碗的壓力大小D．小球2在B點(diǎn)對(duì)碗的壓力大小大于小球2在C點(diǎn)時(shí)對(duì)碗的壓力大小【答案】C【解析】【詳解】AB．對(duì)小球2受力分析，如圖所示，小球2受重力、支持力、庫侖力，其中F1為庫侖力F和重力mg的合力，根據(jù)三力平衡原理可知，F(xiàn)1=FN．由圖可知，△OAB∽△BFF1設(shè)半球形碗的半徑為R，AB之間的距離為L，根據(jù)三角形相似可知，即所以FN=mg①②當(dāng)小球2處于C位置時(shí)，AC距離為，故，根據(jù)庫侖定律有：所以，即小球在C位置時(shí)的電量是B位置時(shí)電量的八分之一，故AB均錯(cuò)誤；CD．由上面的①式可知FN=mg，即小球2在B點(diǎn)對(duì)碗的壓力大小等于小球2在C點(diǎn)時(shí)對(duì)碗的壓力大小，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。12．如圖所示，水平光滑長桿上套有物塊Q，跨過懸掛于O點(diǎn)的輕小光滑圓環(huán)的細(xì)線一端連接Q，另一端懸掛物塊P，設(shè)細(xì)線的左邊部分與水平方向的夾角為θ，初始時(shí)θ很小?，F(xiàn)將P、Q由靜止同時(shí)釋放，角逐漸增大，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．θ＝30°時(shí)，P、Q的速度大小之比是：2B．θ角增大到90°時(shí)，Q的速度最大、加速度最小C．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的動(dòng)能增加，P的動(dòng)能減小D．θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的機(jī)械能增加，P的機(jī)械能減小【答案】C【解析】【詳解】A.對(duì)Q分析，根據(jù)速度和合成與分解可知，vP=vQcos30°，解得，故A正確，A不合題意.B.P的機(jī)械能最小時(shí)，即為Q到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí)，此時(shí)Q的速度最大，即當(dāng)θ=90°時(shí)，Q的速度最大，此時(shí)水平方向的拉力為零，加速度最小，故B正確;B項(xiàng)不合題意.C.θ角逐漸增大到90°的過程中，Q的速度一直增大，P的速度先增大，后減小，故Q的動(dòng)能增加，P的動(dòng)能先增大后減小，故C錯(cuò)誤;則C項(xiàng)符合題意.D.θ角逐漸增大到90°的過程中，繩的拉力一直做正功，故機(jī)械能增加，繩的拉力對(duì)P一直做負(fù)功，機(jī)械能一直減小，故D正確;D項(xiàng)不合題意.13．一半徑為R的半球面均勻帶有正電荷Q，電荷Q在球心O處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小，方向圖所示.把半球面分為表面積相等的上、下兩部分，如圖甲所示，上、下兩部分電荷在球心O處產(chǎn)生電場的場強(qiáng)大小分別為E1、E2;把半球面分為表面積相等的左、右兩部分，如圖乙所示在左右兩部分電荷在球心O處產(chǎn)生電場的場強(qiáng)大小分別為E3、E4則()A．B．C．D．【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式E=k，且電荷只分布球的表面，對(duì)于圖甲，雖表面積相同，但由于間距的不同，則上、下兩部分電荷在球心O處產(chǎn)生電場的場強(qiáng)大小關(guān)系為El＞E2；因電荷Q在球心O處產(chǎn)生物的場強(qiáng)大小E0=，則E1＞；對(duì)于圖乙，半球面分為表面積相等的左、右兩部分，是由于左右兩個(gè)半個(gè)球殼在同一點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，則根據(jù)電場的疊加可知：左側(cè)部分在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)與右側(cè)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，即E3=E4．由于方向不共線，由合成法則可知，E3＞；故C正確，ABD錯(cuò)誤；故選