高三物理总复习巩固练习物理学中图像法的应用

【巩固练习】

一、选择题

1、（2016 四川卷）如图­所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv(F0、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．

金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图像可能正确的有(　　)

2、某人将小球以初速度v0竖直向下抛出，经过一段时间小球与地面碰撞，然后向上弹回。以抛出点为原点，竖直向下为正方向，小球与地面碰撞时间极短，不计空气阻力和碰撞过程中动能损失，则下列图像中能正确描述小球从抛出到弹回的整个过程中速度v随时间t的变化规律的是（  ）

3、在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，取线圈中磁场B的方向向上为正，当磁场中的磁感应强度随时间t如图乙所示变化时，图丙中的四图中正确表示线圈中感应电流变化的是（  ）  

4、一正方形闭合导线框abcd，边长L=0.1m，各边电阻为1Ω，bc边位于x轴上，在x轴原点O右方有宽L=0.1m、磁感应强度为1T、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示，当线框以恒定速度4m/s沿x轴正方向穿越磁场区域过程中，下面4个图可正确表示线框进入到穿出磁场过程中，ab边两端电势差Uab随位置变化情况的是 （   ）

5、在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈和一个滑动变阻器．闭合开关后，调整，使和发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为，然后，断开，若时刻再闭合，则在前后的一小段时间内，正确反映流过的电流，流过的电流，随时间变化的图像是（   ）

6、(2015 河南陕州中学月考)(多选)一质量为2 kg的物体,在水平恒定拉力的作用 下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后，拉力              逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位              移变化的关系图象．已知重力加速度g＝10 m/s2，由此可知(　　)

 A．物体与水平面间的动摩擦因数约为0.35

 B．减速过程中拉力对物体所做的功约为13 J

 C．匀速运动时的速度约为6 m/s

 D．减速运动的时间约为1.7 s

7、如图所示，水平面绝缘且光滑，一绝缘的轻弹簧左端固定，右端有一带正电荷的小球，小球与弹簧不相连，空间存在着水平向左的匀强电场，带电小球在电场力和弹簧弹力的作用下静止，现保持电场强度的大小不变，突然将电场反向，若将此时作为计时起点，则下列描述速度与时间、加速度与位移之间变化关系的图象正确的是（   ）

8、完全相同的甲、乙两个物体放在相同的水平面上，分别在水平拉力F1、F2作用下，由静止开始做匀加速直线运动，分别经过t0和4t0，速度分别达到2v0和v0，然后撤去F1、F2，甲、乙两物体继续做匀减速直线运动直到静止，其速度随时间变化情况如图所示，则（   ）

A．若F1、F2作用时间内甲、乙两物体的位移分别为s1，s2，则s1>s2

B．若整个过程中甲、乙两物体的位移分别为s1、s2，则有s1>s2

C．若F1、F2所做的功分别为W1，W2，则W1>W2

D．若F1、F2的冲量分别为I1，I2，则I1>I2

9、一带负电的点电荷仅在电场力作用下，先后经过电场中的A、B两点，其的图象如图所示。tA、tB分别是该电荷经A、B两点的时刻，则（  ）

    A．A点的场强一定小于B点的场强

    B．场强的方向一定从B点指向A点

    C．A点的电势一定低于B点的电势

    D．该电荷在A点的电势能一定小于在B点的电势能

10、（2016  江苏南通模拟）如图所示，在PQ、QR区域中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。

一导线框abcdef位于纸面内，每根邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t=0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势ε的正方向，以下四个ε-t关系示意图中正确的是（ ）

二、填空题

1、 一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去F，其中v—t图象如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，则下列关于力F的大小等于       ，力F做的功W的大小等于        

2、（2015安徽卷）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 μA，内阻为2500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0—999.9 Ω）和若干导线。

（1）由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱       （填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为       Ω。

（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表。

①根据表中数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画IR—I图线

②根据图线可得电池的电动势E是       V，内阻r是         Ω。

3、（1）某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.50cm；用游标卡尺测摆球直径时，读数如图所示，则摆球直径为d=___________cm；该摆摆长=_______cm。
　　　　　　　
然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为99.7s，则周期为___________s。 他测得的重力加速度g=________m/s2。　

　（2）他测得的g值偏小，可能的原因是：（　 ）
A．测摆线长时摆线拉得过紧　 　

B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，秒表过迟按下　　　 　

D．实验中误将49次全振动数为50次
　（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长并测出相应的周期T，下图中的6个点是在6种不同摆长情况下，根据所测量的摆长、单摆振动周期T的数据，对单摆振动周期T进行平方后，由得到的6组(，T2)值描出的点，试写出根据此图求重力加速度值g的表达式___________。

（4）求得当地重力加速度值g＝___________(保留两位有效数字)。

三、计算题

1、某同学做了如下的力学实验：一个质量为m的物体放在水平面上，物体受到向右的水平拉力F的作用后运动，设水平向右为加速度的正方向，如图（ａ）所示．现测得物体的加速度a与拉力F之间的关系如图（ｂ）所示。求物体的质量和物体与水平面间的动摩擦因素。

2、低空跳伞是一种极限运动，一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳。人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而变大，而且速度越大空气阻力增大得越快。因低空跳伞下落的高度有限，导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短，所以其危险性比高空跳伞还要高。一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v－t图像如图所示。已知2.0s末的速度为18m/s，10s末拉开绳索开启降落伞，16.2s时安全落地，并稳稳地站立在地面上。g取10 m/s2，

请根据此图像估算：

（1）起跳后2s内运动员（包括其随身携带的全部装备）所受平均阻力的大小；

（2）运动员从脚触地到最后速度减为0的过程中，若不计伞的质量及此过程中的空气阻力，则运动员所需承受地面的平均冲击力多大；

（3）开伞前空气阻力对跳伞运动员（包括其随身携带的全部装备）所做的功。

3、如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F，并描绘出v-图像。假设某次实验所得的图像如图乙所示，其中线段AB与v轴平行，它反映了被提升重物在第一个时间段内v和的关系；线段BC的延长线过原点，它反映了被提升重物在第二个时间段内v和的关系；第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持不变，因此图像上没有反映。实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s，速度增加到vC=3.0m/s，此后物体做匀速运动。取重力加速度g=10m/s2，绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计。

（1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一个时间段内和第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变。请分别指出第一个时间段内和第二个时间段内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小；

（2）求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内通过的总路程。

【答案与解析】

一、选择题

1、【答案】BC　

【解析】设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势E＝Blv，感应电流，即I∝v；安培力，方向水平向左，即FA∝v；R两端电压，即UR∝v；感应电流功率，即P∝v2.

分析金属棒运动情况，由牛顿第二定律可得，而加速度。因为金属棒从静止出发，所以F0>0，且F合>0，即a>0，加速度方向水平向右．

(1)若，F合＝F0，即，金属棒水平向右做匀加速直线运动，有v＝at，说明v∝t，即I∝t，FA∝t，UR∝t，P∝t2，所以在此情况下没有选项符合；

(2)若，F合随v增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒在做加速度增大的加速运动，根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合；

(3)若，F合随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C选项符合；

综上所述，B、C选项符合题意．

故选BC。

2、【答案】C 

【解析】以初速度v0竖直向下抛出，竖直向下为正方向，做匀加速运动，ABD都错，C正确。

3、【答案】A

【解析】第一段，磁感应强度均匀减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，向上，再用右手螺旋判断出感应电流方向与正方向相反，为负，BC错。第二段斜率仍为负，感应电流方向与第一段相同，为负，D错。但第二段斜率值大，根据

 ，第二段感应电动势大，感应电流大，A正确。

4、【答案】B

【解析】  ，先是边切割磁感线，是电源，电流逆时针方向，点电势高。是外电路的电压（电源两端电压），所以。穿出磁场后，边切割磁感线，是电源，电流顺时针方向，是外电路了，还是点电势高。。所以B正确。

5、【答案】B

【解析】时刻再闭合，则在前后的一小段时间内，通过滑动变阻器的电流基本不变，CD错。由于电感线圈在闭合产生自感电动势阻碍电流的通过，电流逐渐变大，所以A错，B正确。

6、【答案】ABC

【解析】物体匀速运动时，受力平衡，则F＝μmg，，选 项A正确；因为W＝Fs，故拉力的功等于Fs图线包含的“面积”，由图线              可知小格数为13，则功为13×1 J＝13 J，选项B正确；由动能定理可知：其中s＝7 m，则解得v0＝6 m/s，选项C正确；由于不知道具体的运动情况，无法求出减速运动的时间，故D错误．

7、【答案】C

【解析】突然将电场反向，电场力向右，弹力向右，合外力向右最大，小球向右运动，弹簧压缩量变小，当弹簧变为原长后，弹力反向向左，合外力越来越小，加速度越来越小，速度越来越大，做加速度减小的加速运动，ACD错，B对。

8、【答案】BC

【解析】 A选项：  A不对。B选项：，B对。
C选项：甲、乙相同，水平面相同，摩擦力相同，甲的动能变化量大，

所以，, C对。
D选项：根据牛顿第二定律，，

， ，

即不到的2倍。 而 ， ，所以。D错。
9、【答案】D

【解析】电荷做匀加速运动，这是个匀强电场，A错。

负电荷仅在电场力作用下从A到B，速度减小，电场力做负功，电势能增大，D对。

（仅在电场力作用下，点电荷的动能和电势能相互转化，根据能量守恒原理，由于A点的动能大于B点的动能，故A点的电势能一定小于B点）

电场力方向从B指向A，场强方向从A指向B，A点的电势高。BC错。

10、【答案】C

【解析】下图是线框切割磁感线的四个阶段的示意图：

在第一阶段，bc边刚进入磁场，线框中的感应电动势方向为负方向，E1=-BLv；第二阶段，因bc与de产生的感应电动势等大、反向，所以E2=0；第三阶段，因de产生的感应电动势为正方向，ef产生的感应电动势也为正方向，所以E3=2BLv+BLv=3BLv；第四阶段，af切割磁感线，产生的感应电动势为负方向，E4=-2BLv。所以C正确，ABD错.

故选C。 

二、填空题

1、【答案】  

【解析】由全程的动能定理

           所以

2、【答案】（1）并联  5.0； （2）①倾斜直线（略）；②1.53  2.0

【解析】（1），，量程，根据并联分流原理，改装成大量程电流表需并联的电阻；（2）根据闭合电路欧姆定律，，即，所以图像的纵轴截距即等于电池的电动势E的大小，斜率的绝对值即等于电池内阻r的大小，由图像可求出E=1.53 V，．

3、【答案】（1）d=1.78cm   98.39cm，1.994s，g=9.76m/s2

（2）B （3） （4）将各点连线如图所示，

【解析】（1）主尺的读数为1.7cm，游标尺的读数为0.8mm，所以摆球直径为d=1.78cm
本次实验中的摆长=97.50cm+0.89cm=98.39cm，周期T=t/N=99.7s/50=1.994s，　

由公式  可以解得g=9.76m/s2；

（2）根据公式知g偏小的原因可能是的测量值偏小或T的测量值偏大。

A中的测量值偏大，B中则是振动摆长大于测量值，所以正确，而CD中均是测得的周期

偏小，所以CD均会使g值偏大。故只有B正确。
（3）由公式得：，这是一条T2关于的一元一次函数（如），
所以它的斜率是，所以。

（4）将各点连线如图所示，

由直线上的点（0.81，3.22）和（1.19，4.75）可求出

三、计算题

1、【答案】5kg，0.4

【解析】由图（ｂ）知，图像的斜率，，

所以物体的质量为。

当拉力时，加速度，拉力等于摩擦力，

所以动摩擦因素.

2、【答案】（1）   （2）F=2450N   （3）W= -1.8J

【解析】（1）由v-t图可知，起跳后前2s内运动员的运动近似是匀加速运动，

其加速度  设运动员所受平均阻力为f，

根据牛顿第二定律有     解得

（2）v-t图可知，运动员脚触地时的速度=5.0m/s，经时间=0.2s速度减为0…

设此过程中运动员所受平均冲击力大小为F，根据动量定理有

…解得

说明：F=2450N也同样正确。

（3）由v-t图可知，10s末开伞时的速度v=40m/s，开伞前10s内运动员下落的高度

约为    h=30×10m=300m…（说明：此步骤得出280m～320m均可。）

设10s内空气阻力对运动员所做功为W，根据动能定理有

     解得 W=－1.8J…

3、【答案】（1）重物所受拉力保持不变，F1＝6.0N；加速度保持不变，；

拉力的功率保持不变 ；（2）

【解析】（1）由图象可知，第一时间段内重物所受拉力保持不变，且F1＝6.0N

因第一时间段内重物所受拉力保持不变，所以其加速度也保持不变，设其大小为，

根据牛顿第二定律有

重物速度达到时，受平衡力，即G = F2 = 4.0 N，

由此解得重物的质量    联立解得

在第二段时间内，拉力的功率保持不变

（2）设第一段时间为t1，重物在这段时间内的位移为x1，

则，

设第二段时间为t2，t2 = t－t1 = 1.0 s

重物在t2这段时间内的位移为x2，根据动能定理有

     解得

所以被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程