2022屆高考物理二輪復習 第二部分 熱點訓練三 圖像問題

2022屆高考物理二輪復習 第二部分 熱點訓練三 圖像問題物理圖像能形象地表達物理規(guī)律、直觀地描述物理過程、鮮明地表示物理量間的相互關系，是分析物理問題的有效手段之一，是新課標高考命題中的熱點和重點，有以選擇題為主的運動學圖像、電場圖像、電磁感應圖像，也有以計算題為主的動力學圖像，還有以實驗題考查為主的數(shù)據(jù)處理圖像等，主要考查對圖像的理解、選擇、變換、描繪及應用?？枷蛞涣W圖像一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動，運動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)的圖像如圖1所示，若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖像所給信息，不能求出的物理量是圖1A汽車的功率B汽車行駛的最大速度C汽車受到的阻力D汽車運動到最大速度所需的時間解析由FFfma、PFv可得a·，由a圖像可知，k40 m2·s3，可求出汽車的功率P，由a0時0.05 m1·s，可得汽車行駛的最大速度vm20 m/s，再由vm，可求出汽車受到的阻力Ff，但無法求出汽車運動到最大速度所需的時間。答案D考向二電磁學圖像一個面積為S的圓形金屬框置于水平桌面上，如圖2甲所示(俯視圖)，金屬框內(nèi)有一與線框平面垂直的磁場，磁感應強度為B1，圓形金屬框與兩根水平的平行金屬導軌(兩導軌相距L、電阻不計)相連接，導軌間有垂直導軌平面豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為B2，一電阻為r的導體棒垂直放在導軌上且與導軌良好接觸，當磁感應強度B1隨時間t按圖乙所示規(guī)律變化時，導體棒在水平外力F的作用下始終不動，規(guī)定外力水平向右為正，磁場方向垂直紙面向里(豎直向下)為正，不計一切摩擦，則在05 s內(nèi)外力F隨時間t變化的圖像正確的是圖2解析因導體棒在水平外力F的作用下始終不動，所以施加的水平外力與安培力始終等大反向，即FF安B2IL，由題圖乙知01 s內(nèi)恒定，由楞次定律知回路中產(chǎn)生的感應電流為逆時針方向，由左手定則知導體棒所受安培力是水平向左的，即外力水平向右，排除B和C；又由法拉第電磁感應定律知I·是恒定的，即水平外力大小恒定，由題圖乙知在23 s內(nèi)是01 s內(nèi)的2倍，所以由電流的表達式及安培力表達式得A正確，D錯誤。答案A考向三實驗中的圖像某實驗小組用下列器材及圖3甲所示的電路測定電源電動勢E和內(nèi)電阻r。器材：電阻箱R(阻值范圍0999.9 )；電壓表V(量程03 V，內(nèi)阻約為3 k)；定值電阻(R05 )；開關、導線若干。圖3(1)請根據(jù)圖甲的電路圖，在圖乙中畫出連線，將實線圖補充完整。(2)實驗時，改變電阻箱R的值，記錄下電壓表的示數(shù)U，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖丙中描出了對應的點，請在圖中畫出圖線。(3)由在圖丙中所描的圖像求出電源的電動勢E_V(保留兩位有效數(shù)字)，內(nèi)電阻r_。解析(1)實物連線(注意正、負極)如圖甲所示。圖甲(2)連線如圖乙所示。圖乙(3)由閉合電路歐姆定律及所給電路圖知EU(rR0)，化簡得·，由圖乙知圖線在縱軸上的截距為0.35 V1，斜率為2.0 ·V1，即0.35 V1，2.0 ·V1，所以電源E2.9 V，r0.8 。答案(1)見解析圖甲(2)見解析圖乙(3)2.90.81.(2018·全國卷)如圖4，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動。以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復原長前，下列表示F和x之間關系的圖像可能正確的是圖4解析靜止時kx0mg剛加速時(xx0)，F(xiàn)k(x0x)mgma，F(xiàn)makx，故A正確，BCD錯誤。答案A2(多選)如圖5甲所示，足夠長的木板B靜止于光滑水平面上，其上放置小滑塊A，木板B受到隨時間t變化的水平拉力F作用時，用傳感器測出木板B的加速度a，得到如圖乙所示的aF圖像。已知重力加速度g取10 m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則圖5A滑塊A的質(zhì)量為4 kgB木板B的質(zhì)量為1 kgC當F10 N時木板B的加速度為4 m/s2D滑塊A與木板B之間的動摩擦因數(shù)為0.1答案BC3(多選)如圖6所示，直線a、拋物線b和c為某一穩(wěn)恒直流電源在純電阻電路中的總功率PE、輸出功率PR、電源內(nèi)部發(fā)熱功率Pr隨路端電壓U變化的圖像，但具體對應關系未知，根據(jù)圖像可判斷圖6APEU圖像對應圖線a；由圖知電動勢為9 V，內(nèi)阻為3 BPrU圖像對應圖線b；由圖知電動勢為3 V，內(nèi)阻為1 CPRU圖像對應圖線c；圖像中任意電壓值對應的功率關系為PEPrPRD外電路電阻為1.5 時，輸出功率最大為2.25 W解析設路端電壓為U，電源電動勢為E，電源內(nèi)阻為r，電源的總功率PEEU，故PEU圖像對應圖線a，由題圖知，3，9，解得E3 V，r1 ，電源內(nèi)部發(fā)熱功率Pr·(EU)，故PrU圖像對應圖線b，選項A錯誤，選項B正確；輸出功率PR·UU2U，故PRU圖像對應圖線c，由能量守恒定律知PEPrPR，選項C正確；當外電路的電阻等于電源內(nèi)阻r1 時，輸出功率最大，最大功率P()2·r2.25 W，選項D錯誤。答案BC4(多選)如圖7所示，圖甲中M為一電動機，當滑動變阻器R的觸頭從左端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示。已知電流表讀數(shù)在0.2 A以下時，電動機沒有發(fā)生轉動，不考慮電表對電路的影響，以下判斷正確的是圖7A電路中電源電動勢為3.6 VB變阻器向右滑動時，V2讀數(shù)逐漸減小C電動機的最大輸出功率為0.54 WD變阻器的最大阻值為36 解析在電動機沒有發(fā)生轉動的情況下，沒有機械能輸出，電動機可看成純電阻電路，其電壓與電流成正比，由題圖乙下方的一段直線斜率可知電動機的內(nèi)阻為RM4 ，電壓表V2示數(shù)等于路端電壓，隨外電流的增大而減小，其變化圖線為圖乙中上方的直線，由斜率可得電源的內(nèi)阻r2 ，由U2EIr，利用圖乙中上方的直線上點坐標(0.1,3.4)代入可得E3.6 V，A正確。變阻器向右滑動，連入電路的電阻增大，總電阻值增大，路端電壓逐漸增大，B錯。當電動機兩端電壓最大時，電動機的輸出功率最大，PU1mII2RM0.54 W，C正確。變阻器阻值最大時，電路中電流最小，此時I0.1 A，變阻器兩端電壓UU2U13 V，由R可得變阻器的最大阻值為30 ，D錯。答案AC5實驗室有一待測電阻Rx，阻值約為18 ，實驗臺上只擺放以下器材：A電流表(量程15 mA，內(nèi)阻約為50 )B電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻約為1 )C電阻箱(最大電阻99.99 )D電阻箱(最大電阻999.9 )E電源(電動勢3 V，內(nèi)阻1 )F單刀單擲開關兩個G導線若干(1)甲同學為了進一步精確測量該電阻的阻值，因儀器的限制，故設計了如圖8甲所示的電路圖，現(xiàn)按照以下實驗步驟完成實驗： 圖8調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱有合適的阻值R1，僅閉合S1，使電流表指針有較大的偏轉且讀數(shù)為I0；調(diào)節(jié)電阻箱，保持開關S1閉合，閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R2，使電流表讀數(shù)仍為I0。a根據(jù)實驗步驟和實驗器材規(guī)格可知，電流表應選擇_，電阻箱應選擇_(填器材前字母)。b根據(jù)實驗步驟可知，待測電阻Rx_(用題目所給測量量表示)。(2)利用圖甲所示的實驗電路，閉合S1、S2，調(diào)節(jié)電阻箱，可測量出電流表的內(nèi)阻RA，乙同學通過調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱阻值R和電流表讀數(shù)I，作出R圖像如圖乙所示，則圖像中斜率的意義是_，若縱軸截距為1 A1，則電流表內(nèi)阻RA_。解析(1)因電源的電動勢為3 V，僅閉合S1時，要求電流表指針有較大的偏轉，故電流表選用A，電阻箱選用D。根據(jù)串并聯(lián)電路特點和閉合電路歐姆定律，由步驟可得EI0(rR1RARx)，由步驟可得EI0(rRAR2)，聯(lián)立可得RxR2R1。(2)根據(jù)串并聯(lián)電路特點和閉合電路歐姆定律，有EI(rRRA)，可得R，可知圖像的斜率為，縱軸截距為1 A1，故RA2 。答案(1)a.ADbR2R1(2)2