2020高考物理二轮练习选择题热点3物理图象问题（Word版带解析）

热点 3　物理图象问题 (建议用时：20 分钟) 1．(2019·四川凉山州高三第三次诊断)A、B 两物体同时同地从 静止开始运动，其 v－t 图象如图所示，关于它们运动的描述正确 的是(　　) A．物体 B 在直线上做往返运动 B．物体 A 做加速度增大的曲线运动 C．A、B 两物体在 0～1 s 运动过程中距离越来越近 D．B 物体在第 1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内的平均速度大小之比为 1∶3∶2 2．一个面积为 S 的圆形金属框置于水平桌面上，如图甲所 示(俯视图)，金属框内有一与线框平面垂直的磁场，磁感应强度 为 B1，圆形金属框与两根水平的平行金属导轨(两导轨相距 L、电 阻不计)相连接，导轨间有垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场， 磁感应强度为 B2，一电阻为 r 的导体棒垂直放在导轨上且与导轨 良好接触，当磁感应强度 B1 随时间 t 按图乙所示规律变化时， 导体棒在水平外力 F 的作用下始终不动，规定外力水平向右为 正，磁场方向垂直纸面向里(竖直向下)为正，不计一切摩擦，则 在 0～5 s 内外力 F 随时间 t 变化的图象正确的是(　　) 3．(2019·青岛模拟)已知雨滴在空中运动时所受空气阻力 f＝kr2v2，其中 k 为比例系数，r 为雨滴半径，v 为运动速率．t＝0 时，雨滴由静止开始沿竖直方向下落．落地前雨滴已做匀速 运动且速率为 vm，用 a 表示雨滴的加速度，下列图象不可能正确的是(　　) 4．(多选)(2019·湖南邵阳高三模拟)质量为 M 的足够长的木板 B 放在光滑水平地面上，一 个质量为 m 的滑块 A(可视为质点)放在木板上，设木块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 如图甲所示．木板 B 受到随时间 t 变化的水平拉力 F 作用时，用传感器测出木板 B 的加速度 a，得到如图乙所示的 a－F 图象，取 g＝10 m/s2，则(　　)A．滑块 A 的质量 m＝1.5 kg B．木板 B 的质量 M＝1.5 kg C．当 F＝5 N 时，木板 B 的加速度 a＝4 m/s2 D．滑块 A 与木板 B 间的动摩擦因数为 μ＝0.1 5．(多选)在某电场中沿 x 方向上，电势 φ 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 2 V 的 x1 位置向右运动到电势为 2 V 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 2 V 的 x1 位置向右运动到电势为 2 V 的 x7 位置，为了通过 x4 处电势 为 3 V 的位置，电子至少具有初动能 1 eV 6．(多选)如图所示，电阻不计、间距为 L 的粗糙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，金属棒与导轨间的动摩擦因数为 μ.下列关于金属棒的速度 v 随时间 t 变化的图象和感应电流的功率 P 随 v2 变化的图象可能正确的是(　　) 7．(多选)如图甲所示，物块的质量 m＝1 kg，初速度 v0＝10 m/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象如图乙所示，g 取 10 m/s2.下列选项中正确的 是(　　)A．0～5 s 内物块做匀减速运动 B．在 t＝1 s 时刻，恒力 F 反向 C．恒力 F 大小为 10 N D．物块与水平面间的动摩擦因数为 0.3 8.(多选)(2019·潍坊模拟)如图所示，在水平向右的匀强电场中，t＝0 时，带负电的物块以速度 v0 沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．已知物 块与斜面间的动摩擦因数不变，物块所带电荷量不变，用 Ek 表示物块的 动能，x 表示位移，Ep 表示电势能，取斜面底端为零势能面，规定 v0 的方向为正方向，则下 列选项中的图线正确的是(　　) 热点 3　物理图象问题 1．解析：选 D.在 v－t 图象中，纵坐标代表速度的大小和方向，斜率表示加速度，图线 与时间轴围成的面积表示位移；由图可知，B 先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动，速 度一直为正值，为单向直线运动．物体 A 做加速度增大的直线运动；在 0～1 s 内，B 物体在 前，A 物体在后，距离越来越远；由于图线与时间轴围成的面积表示位移，可求得 B 物体在第 1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内的位移比为 1∶3∶2，由 v＝ x t，可知平均速度大小之比为 1∶3∶2. 综上分析，D 正确． 2．解析：选 A.因导体棒在水平外力 F 的作用下始终不动，所以施加的水平外力与安培力 始终等大反向，即 F＝F 安＝B2IL，由题图乙知 0～1 s 内 ΔB1 Δt 恒定，由楞次定律知回路中产生 的感应电流为逆时针方向，由左手定则知导体棒所受安培力是水平向左的，即外力水平向右， 排除 B 和 C；又由法拉第电磁感应定律知 I＝ E R＋r＝ ΔB1 Δt · S R＋r是恒定的，即水平外力大小恒 定，由题图乙知在 2～3 s 内 ΔB1 Δt 是 0～1 s 内的 2 倍，所以由电流的表达式及安培力表达式得 A正确，D 错误． 3．解析：选 D.根据牛顿第二定律可得 mg－kr2v2＝ma，速度增大，加速度减小，当加速 度减为零，雨滴做匀速直线运动，mg＝kr2v2m，选项 A、B 正确；当最后匀速运动时，有 kr2v2m＝ mg＝ 4 3πρgr3，可得最大速率与 r成正比，故选项 C 正确，D 错误． 4．解析：选 AC.由题图乙知，当 F＝4 N 时，加速度为 a＝2 m/s2，对整体分析：F＝(m＋ M)a，解得 m＋M＝2 kg，当 F>4 N 时，A、B 发生相对滑动，对 B 有：a＝ F－μmg M ＝ 1 MF－ μmg M ，由题图乙可知，图线的斜率：k＝ 1 M＝ Δa ΔF＝2，解得 M＝0.5 kg，滑块 A 的质量 m＝1.5 kg，故 A 正确，B 错误；A、B 发生相对滑动后的图线反向延长与横轴交于点(3，0)，代入解 得 μ＝0.2，故 D 错误；根据 F＝5 N>4 N 时，滑块与木板相对滑动，B 的加速度为 aB＝ 1 MF－μ m Mg＝4 m/s2，故 C 正确． 5．解析：选 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 2 eV，故 D 错误． 6．解析：选 ABD.由题意可知，感应电动势 E＝BLv，回路电流 I＝ BLv R＋r，故所受安培力 F 安＝BLI＝ B2L2v R＋r，方向水平向左，分析金属棒运动情况，由牛顿第二定律可得 F0＋kv－μmg－ B2L2 R＋rv＝ma，即(F0－μmg)＋(k－B2L2 R＋r)v＝ma，因为金属棒从静止开始运动，所以 F0>μmg，若 k＝ B2L2 R＋r，金属棒水平向右做匀加速直线运动，所以 A 正确；若 k> B2L2 R＋r，加速度 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，所以 B 正确；若 k< B2L2 R＋r，加速度 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，没有符合的 v－t 图象，而感应电流的功率 P ＝EI＝ B2L2 R＋rv2，则 C 错误，D 正确． 7．解析：选 BD.物块做匀减速直线运动的加速度大小为 a1＝ v 2x1＝ 100 10 m/s2＝10 m/s2 物块做匀加速直线运动的加速度大小为 a2＝ v2 2x2＝ 64 2 × 8 m/s2＝4 m/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＝7 N，f＝3 N 则物块与水平面间的动摩擦因数为 μ＝ f mg＝ 3 N 10 N＝0.3 物块做匀减速直线运动的时间为 t1＝ v0 a1＝10 10 s＝1 s， 即在 0～1 s 内物块做匀减速直线运动，1 s 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． 8．解析：选 ABD.物块先以速度 v0 沿斜面向上滑动，然后下滑回到原处的过程中，除摩 擦力在上滑和下滑时方向相反外，受的其他力大小和方向均不变，故物块先做匀减速运动(加 速度较大)，再做反向的匀加速运动(加速度较小)，A 正确；对物块沿斜面上升过程由运动学公 式有 v2－v20＝－2ax，由数学知识可知 B 正确；沿斜面上升过程由动能定理有，－Fx＝E k－ Ek0(F 为物块所受合外力，大小恒定)，图线应为直线，可知 C 错误；取斜面底端为零势能面， 由于物块带负电，且沿斜面向上电势逐渐降低，故物块的电势能随位移的增大而增大，D 正 确．