2019届高三物理二轮复习第二部分热点训练： 三　图像问题 Word版含解析.pdf

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1、热点三 图像问题热点三 图像问题 物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理 量间的相互关系，是分析物理问题的有效手段之一，是新课标高考命题中的热 点和重点，有以选择题为主的运动学图像、电场图像、电磁感应图像，也有以 计算题为主的动力学图像，还有以实验题考查为主的数据处理图像等，主要考 查对图像的理解、选择、变换、描绘及应用。 物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理 量间的相互关系，是分析物理问题的有效手段之一，是新课标高考命题中的热 点和重点，有以选择题为主的运动学图像、电场图像、电磁感应图像，也有以 计算题为主的动力学图像，还有以实验题考查为

2、主的数据处理图像等，主要考 查对图像的理解、选择、变换、描绘及应用。 考向一 力学图像考向一 力学图像 一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定 的牵引功率， 其加速度 一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定 的牵引功率， 其加速度 a 和速度的倒数 的图像如图和速度的倒数 的图像如图 1 所示， 若已知汽车的质量，所示， 若已知汽车的质量， 1 v 则根据图像所给信息，不能求出的物理量是则根据图像所给信息，不能求出的物理量是 图图 1 A汽车的功率汽车的功率 B汽车行驶的最大速度汽车行驶的最大速度 C汽车受到的阻力汽车受到的阻力 D汽车运动到最大速度所需

3、的时间汽车运动到最大速度所需的时间 解析解析 由由FFfma、 PFv可得可得a ， 由， 由a 图像可知， 图像可知， k P m 1 v Ff m 1 v P m 40 m2s 3，可求出汽车的功率 ，可求出汽车的功率 P，由，由 a0 时时0.05 m 1s，可得汽车行驶的 ，可得汽车行驶的 1 vm 最大速度最大速度 vm20 m/s，再由，再由 vm，可求出汽车受到的阻力，可求出汽车受到的阻力 Ff，但无法求出汽，但无法求出汽 P Ff 车运动到最大速度所需的时间。车运动到最大速度所需的时间。 答案答案 D 考向二 电磁学图像考向二 电磁学图像 一个面积为 一个面积为S的圆形金属框置

4、于水平桌面上， 如图的圆形金属框置于水平桌面上， 如图2甲所示甲所示(俯视图俯视图)， 金属框内有一与线框平面垂直的磁场，磁感应强度为 ， 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，圆形金属框与两根水 平的平行金属导轨平的平行金属导轨(两导轨相距两导轨相距 L、电阻不计、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 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，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 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随时间随时间

5、 t 按图乙所示规律变化时，导体棒在 水平外力 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 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(竖直向下竖直向下)为正，不计一切摩擦，则在为正，不计一切摩擦，则在 05 s 内外力内外力 F 随时间随时间 t 变化的图像正 确的是 变化的图像正 确的是 图图 2 解析解析 因导体棒在水平外力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 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 FF安 安 B2IL，由题

6、图乙知，由题图乙知 01 s 内恒定，由楞内恒定，由楞 B1 t 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 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 和和 C； 又由法拉第电磁感应定律知； 又由法拉第电磁感应定律知 I 是恒定的，即水平外力大小恒定，由题图乙知在是恒定的，即水平外力大小恒定，由题图乙知在 23 s 内内 E R r B1 t S R r B1 t 是是 01 s 内的内的 2 倍，所以由电流的表达式及安培力表达式得倍，所以由电流的表达式

7、及安培力表达式得 A 正确，正确，D 错误。错误。 答案答案 A 考向三 实验中的图像考向三 实验中的图像 某实验小组用下列器材及图 某实验小组用下列器材及图 3 甲所示的电路测定电源电动势甲所示的电路测定电源电动势 E 和内 电阻 和内 电阻 r。 器材：电阻箱器材：电阻箱 R(阻值范围阻值范围 0999.9 )；电压表；电压表 V(量程量程 03 V，内阻约为，内阻约为 3 k)；定值电阻；定值电阻(R05 )；开关、导线若干。；开关、导线若干。 图图 3 (1)请根据图甲的电路图，在图乙中画出连线，将实线图补充完整。请根据图甲的电路图，在图乙中画出连线，将实线图补充完整。 (2)实验时，

8、改变电阻箱实验时，改变电阻箱 R 的值，记录下电压表的示数的值，记录下电压表的示数 U，并根据实验数据 在图丙中描出了对应的点，请在图中画出 图线。 ，并根据实验数据 在图丙中描出了对应的点，请在图中画出 图线。 1 U 1 R (3)由在图丙中所描的图像求出电源的电动势由在图丙中所描的图像求出电源的电动势 E_V(保留两位有效数 字 保留两位有效数 字)，内电阻，内电阻 r_。 解析解析 (1)实物连线实物连线(注意正、负极注意正、负极)如图甲所示。如图甲所示。 图甲图甲 (2)连线如图乙所示。连线如图乙所示。 图乙图乙 (3)由闭合电路欧姆定律及所给电路图知由闭合电路欧姆定律及所给电路图知

9、 EU (rR0)，化简得 ，化简得 U R 1 U 1 E ，由图乙知图线在纵轴上的截距为，由图乙知图线在纵轴上的截距为 0.35 V 1，斜率为 ，斜率为 2.0 V 1，即 ，即 r R0 E 1 R 1 E 0.35 V 1， ，2.0 V 1，所以电源 ，所以电源 E2.9 V，r0.8 。 r R0 E 答案答案 (1)见解析图甲 见解析图甲 (2)见解析图乙见解析图乙 (3)2.9 0.8 1.(2018全国卷全国卷)如图如图 4， 轻弹簧的下端固定在水平桌面上， 上端放有物块， 轻弹簧的下端固定在水平桌面上， 上端放有物块 P 系统处于静止状态。现用一竖直向上的力系统处于静止状

10、态。现用一竖直向上的力 F 作用在作用在 P 上，使其向上做匀加速直 线运动。 以 上，使其向上做匀加速直 线运动。 以 x 表示表示 P 离开静止位置的位移， 在弹簧恢复原长前， 下列表示离开静止位置的位移， 在弹簧恢复原长前， 下列表示 F 和和 x 之间关系的图像可能正确的是之间关系的图像可能正确的是 图图 4 解析 解析 静止时静止时 kx0mg 刚加速时刚加速时(xx0)，Fk(x0x)mgma，Fmakx，故，故 A 正确，正确，BCD 错误。错误。 答案 答案 A 2(多选多选)如图如图 5 甲所示，足够长的木板甲所示，足够长的木板 B 静止于光滑水平面上，其上放置 小滑块 静止

11、于光滑水平面上，其上放置 小滑块 A， 木板， 木板 B 受到随时间受到随时间 t 变化的水平拉力变化的水平拉力 F 作用时， 用传感器测出木板作用时， 用传感器测出木板 B 的加速度的加速度 a，得到如图乙所示的，得到如图乙所示的 aF 图像。已知重力加速度图像。已知重力加速度 g 取取 10 m/s2，最大 静摩擦力等于滑动摩擦力，则 ，最大 静摩擦力等于滑动摩擦力，则 图图 5 A滑块滑块 A 的质量为的质量为 4 kg B木板木板 B 的质量为的质量为 1 kg C当当 F10 N 时木板时木板 B 的加速度为的加速度为 4 m/s2 D滑块滑块 A 与木板与木板 B 之间的动摩擦因数

12、为之间的动摩擦因数为 0.1 答案 答案 BC 3(多选多选)如图如图 6 所示，直线所示，直线 a、抛物线、抛物线 b 和和 c 为某一稳恒直流电源在纯电阻 电路中的总功率 为某一稳恒直流电源在纯电阻 电路中的总功率 PE、输出功率、输出功率 PR、电源内部发热功率、电源内部发热功率 Pr随路端电压随路端电压 U 变化的 图像，但具体对应关系未知，根据图像可判断 变化的 图像，但具体对应关系未知，根据图像可判断 图图 6 APEU 图像对应图线图像对应图线 a；由图知电动势为；由图知电动势为 9 V，内阻为，内阻为 3 BPrU 图像对应图线图像对应图线 b；由图知电动势为；由图知电动势为

13、3 V，内阻为，内阻为 1 CPRU 图像对应图线图像对应图线 c；图像中任意电压值对应的功率关系为；图像中任意电压值对应的功率关系为 PEPr PR D外电路电阻为外电路电阻为 1.5 时，输出功率最大为时，输出功率最大为 2.25 W 解析 解析 设路端电压为设路端电压为 U， 电源电动势为， 电源电动势为 E， 电源内阻为， 电源内阻为 r， 电源的总功率， 电源的总功率 PE E U，故，故 PEU 图像对应图线图像对应图线 a，由题图知， ，由题图知， 3，9，解，解 E U r E r E2 r E r E2 r 得得 E3 V，r1 ，电源内部发热功率，电源内部发热功率 Pr(E

14、U)，故，故 PrU 图像对应图像对应 E U r 图线图线b， 选项， 选项A错误， 选项错误， 选项B正确 ； 输出功率正确 ； 输出功率PRU U2 U， 故， 故PRU E U r 1 r E r 图像对应图线图像对应图线 c，由能量守恒定律知，由能量守恒定律知 PEPrPR，选项，选项 C 正确；当外电路的电 阻等于电源内阻 正确；当外电路的电 阻等于电源内阻 r1 时， 输出功率最大， 最大功率时， 输出功率最大， 最大功率 P()2r2.25 W， 选项， 选项 D E 2r 错误。错误。 答案 答案 BC 4(多选多选)如图如图 7 所示，图甲中所示，图甲中 M 为一电动机，当

15、滑动变阻器为一电动机，当滑动变阻器 R 的触头从左 端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。 已知电流表读数在 的触头从左 端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。 已知电流表读数在 0.2 A 以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影 响，以下判断正确的是 以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影 响，以下判断正确的是 图图 7 A电路中电源电动势为电路中电源电动势为 3.6 V B变阻器向右滑动时，变阻器向右滑动时，V2读数逐渐减小读数逐渐减小 C电动机的最大输出功率为电动机的最大输出功率为 0.54 W D变阻器

16、的最大阻值为变阻器的最大阻值为 36 解析 解析 在电动机没有发生转动的情况下，没有机械能输出，电动机可看成 纯电阻电路，其电压与电流成正比，由题图乙下方的一段直线斜率可知电动机 的内阻为 在电动机没有发生转动的情况下，没有机械能输出，电动机可看成 纯电阻电路，其电压与电流成正比，由题图乙下方的一段直线斜率可知电动机 的内阻为 RM4 ，电压表，电压表 V2示数等于路端电压，随外电流的增大而减小，其 变化图线为图乙中上方的直线，由斜率可得电源的内阻 示数等于路端电压，随外电流的增大而减小，其 变化图线为图乙中上方的直线，由斜率可得电源的内阻 r2 ，由，由 U2EIr， 利用图乙中上方的直线上

17、点坐标 ， 利用图乙中上方的直线上点坐标(0.1,3.4)代入可得代入可得 E3.6 V，A 正确。变阻器向 右滑动，连入电路的电阻增大，总电阻值增大，路端电压逐渐增大， 正确。变阻器向 右滑动，连入电路的电阻增大，总电阻值增大，路端电压逐渐增大，B 错。当电 动机两端电压最大时，电动机的输出功率最大， 错。当电 动机两端电压最大时，电动机的输出功率最大，PU1mII2RM0.54 W，C 正 确。 变阻器阻值最大时， 电路中电流最小， 此时 正 确。 变阻器阻值最大时， 电路中电流最小， 此时 I0.1 A， 变阻器两端电压， 变阻器两端电压 UU2 U13 V，由，由 R 可得变阻器的最大

18、阻值为 可得变阻器的最大阻值为 30 ，D 错。错。 U I 答案 答案 AC 5实验室有一待测电阻实验室有一待测电阻 Rx，阻值约为，阻值约为 18 ，实验台上只摆放以下器材：，实验台上只摆放以下器材： A电流表电流表(量程量程 15 mA，内阻约为，内阻约为 50 ) B电流表电流表(量程量程 0.6 A，内阻约为，内阻约为 1 ) C电阻箱电阻箱(最大电阻最大电阻 99.99 ) D电阻箱电阻箱(最大电阻最大电阻 999.9 ) E电源电源(电动势电动势 3 V，内阻，内阻 1 ) F单刀单掷开关两个单刀单掷开关两个 G导线若干导线若干 (1)甲同学为了进一步精确测量该电阻的阻值，因仪器

19、的限制，故设计了如 图 甲同学为了进一步精确测量该电阻的阻值，因仪器的限制，故设计了如 图 8 甲所示的电路图，现按照以下实验步骤完成实验：甲所示的电路图，现按照以下实验步骤完成实验： 图图 8 调节电阻箱，使电阻箱有合适的阻值调节电阻箱，使电阻箱有合适的阻值 R1，仅闭合，仅闭合 S1，使电流表指针有较 大的偏转且读数为 ，使电流表指针有较 大的偏转且读数为 I0； 调节电阻箱，保持开关调节电阻箱，保持开关 S1闭合，闭合闭合，闭合 S2，调节电阻箱的阻值为，调节电阻箱的阻值为 R2，使电 流表读数仍为 ，使电 流表读数仍为 I0。 a根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择根据实验步骤

20、和实验器材规格可知，电流表应选择_，电阻箱应 选择 ，电阻箱应 选择_(填器材前字母填器材前字母)。 b根据实验步骤可知，待测电阻根据实验步骤可知，待测电阻 Rx_(用题目所给测量量表示用题目所给测量量表示)。 (2)利用图甲所示的实验电路，闭合利用图甲所示的实验电路，闭合 S1、S2，调节电阻箱，可测量出电流表 的内阻 ，调节电阻箱，可测量出电流表 的内阻 RA，乙同学通过调节电阻箱，读出多组电阻箱阻值，乙同学通过调节电阻箱，读出多组电阻箱阻值 R 和电流表读数和电流表读数 I， 作出 ， 作出 R 图像如图乙所示， 则图像中斜率的意义是图像如图乙所示， 则图像中斜率的意义是_， 若纵轴截距

21、为， 若纵轴截距为 1 1 I A 1，则电流表内阻 ，则电流表内阻 RA_。 解析 解析 (1)因电源的电动势为因电源的电动势为 3 V，仅闭合，仅闭合 S1时，要求电流表指针有较大的 偏转，故电流表选用 时，要求电流表指针有较大的 偏转，故电流表选用 A，电阻箱选用，电阻箱选用 D。根据串并联电路特点和闭合电路欧姆定。根据串并联电路特点和闭合电路欧姆定 律，由步骤可得律，由步骤可得 EI0(rR1RARx)，由步骤可得，由步骤可得 EI0(rRAR2)，联 立可得 ，联 立可得 RxR2R1。 (2)根据串并联电路特点和闭合电路欧姆定律，有根据串并联电路特点和闭合电路欧姆定律，有 EI(rRRA)，可得 ，可得 1 I R，可知图像的斜率为 ，纵轴截距为，可知图像的斜率为 ，纵轴截距为1 A 1，故 ，故 RA2 。 r RA E 1 E 1 E r RA E 答案 答案 (1)a.A D bR2R1 (2) 2 1 E