高考物理图示法图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧一、图示法图像法解决物理试题1．物块B 套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A 相连（定滑轮体积大小可忽略），今使物块B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点，运动中连接A 、B 的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（ ）A ．物块A 的速率先变大后变小B ．物块A 的速率先变小后变大C ．物块A 始终处于超重状态D ．物块A 先处于失重状态，后处于超重状态【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB ．将B 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图，根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为A B v v cos θ=可知θ在增大到90°的过程中，A 的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当B 到达P 点时，B 与滑轮之间的距离最短，θ=90°，A 的速度等于0，随后A 向上运动，且速度增大；所以在B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点的过程中，A 的速度先向下减小，然后向上增大，故A 错误，B 正确；CD ．物体A 向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以A 始终处于超重状态．故C 正确，D 错误；故选BC ．【点睛】解决本题的关键知道A 沿绳子方向上的分速度等于B 的速度，以及知道除超重状态时物体的加速度的方向向上，失重状态时加速度的方向向下即可．2．用外力F 通过如图所示的装置把一个质量为m 的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动，已知在小球匀速运动的过程中，拴在小球上的绳子与水平杆之间的夹角从45°变为90°，斜面与水平地面之间是粗糙的，并且斜面一直静止在水平地面上，不计滑轮处及滑轮与绳子之间的摩擦．则在小球匀速运动的过程中，下列说法正确的是A ．地面对斜面的静摩擦力保持不变B ．外力F 一直在增大C ．某时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力D ．绳子移动的速度大小大于小球沿斜面运动的速度的大小【答案】BC【解析】【详解】B ．设连接小球的绳子与水平方向的夹角为θ；对小球沿斜面方向：sin(30)T mg θ=-o则当θ角从 45°变为90°的过程中，绳子的拉力变大，因F=T ，则外力F 一直在增大，选项B 正确；A ．对小球和斜面的整体，地面对斜面体的摩擦力等于绳子拉力的水平分量，则cos sin(30)cos f T mg θθθ==-o 可知，随θ角的增加，地面对斜面的静摩擦力f 是变化的，选项A 错误；C ．当 θ=90°时，滑轮两边绳子的夹角为120°，此时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力，选项C 正确；D ．将小球的速度v 分解可知，绳子的速度1cos(30)v v θ=-o ，则绳子移动的速度大小小于小球沿斜面运动的速度的大小，选项D 错误；故选BC.【点睛】此题涉及到的研究对象较多，关键是如何正确选择研究对象，并能对研究对象正确的受力分析，灵活运用整体及隔离法解题．3．在绝缘光滑的水平面上相距为6L 的A 、B 两处分别固定正点电荷Q A 、Q B ，两电荷的位置坐标如图甲所示。
图乙是AB 连线之间的电势φ与位置x 之间的关系图像，图中x =L 点为图线的最低点，若在x =－2L 的C 点由静止释放一个质量为 m 、电量为+q 的带电小球（可视为质点，不影响原电场），下列有关说法正确的是A．小球在x=L处的速度最大B．小球一定可以回到－2L的C点处C．小球将在－2L和+2L之间作往复运动D．固定在A、B处点电荷的电量之比为Q A︰Q B＝4︰1【答案】ABD【解析】【详解】据φ-x图象切线的斜率等于场强E可知x=L处场强为零，x=L右侧电场为负，即方向向左，x=L左侧电场为正，即方向向右；那么小球先向右做加速运动，到x=L处加速度为0，从x=L向右运动时，电场力方向向左，小球做减速运动，所以小球在x=L处的速度最大，故A正确。
x=L处场强为零，根据点电荷场强则有：，解得Q A：Q B=4：1，故D 正确。
根据动能定理得：qU=0，得U=0，所以小球能运动到电势与出发点相同的位置，由图知向右最远能到达x>2L的某位置，则小球应在x=-2L到右侧x>+2L的某位置区间内作往复运动，故B正确，C错误。
故选ABD。
【点睛】解决本题首先要理解φ-x图象切线的意义，知道电场力做功和路径无关，只和初末两点的电势差有关，掌握电场力做功的公式W=qU和电荷场强公式，灵活运用电场的叠加原理。
4．如图所示，有一光滑轨道ABC，AB部分为半径为R的14圆弧，BC部分水平，质量均为m的小球a、b固定在各直轻杆的两端，轻杆长为R，小球可视为质点。
开始时a球处于圆孤上端A点由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑，下列说法正确的是A．a球下滑过程中机械能保持不变B．a.b两球速度大小始终相等C．a.b3gRD ．从释放a.b 球到a 、b 球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a 球做的功为2mgR 【答案】CD【解析】【详解】 A.下滑过程中，对两个球组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，单个球机械能均不守恒，故A 错误；B.杆不可伸长，两个球沿着杆方向的分速度大小时刻相等，两球速度大小有时不相等，故B 错误；C.下滑的整个过程中，根据机械能守恒定律，有：()21222mgR mg R mv +=⨯， 解得：3v gR =，故C 正确；D. 对a 球由动能定理可知：212W mgR mv +=， 解得： 3122W mgR mgR mgR =-=， 故D 正确。
5．如图所示，竖直向下的匀强电场中的O 点固定一点电荷，一个带电小球可绕O 点在竖直平面内做匀速圆周运动，a 、b 为圆周的最高点和最低点。
不计空气阻力，则( )A ．点电荷带正电B ．a 点的电场强度大于b 点的电场强度C ．小球在从a 点运动到b 点的过程中，电势能增大D ．如果加一个垂直于竖直平面的匀强磁场，小球也可以继续做圆周运动【答案】AC【解析】【详解】带电小球可绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，可知小球受到的匀强电场的电场力和重力等大反向，则小球带负电，点电荷带正电，选项A正确；点电荷在a点的场强向上，在b点的场强向下，与匀强电场叠加后，a点的电场强度小于b点的电场强度，选项B错误；小球在从a点运动到b点的过程中，点电荷对小球不做功，而匀强电场的电场力做负功，则电势能增大，选项C正确；如果加一个垂直于竖直平面的匀强磁场，若洛伦兹力的方向指向圆心，则小球所受的向心力变大，则小球将做近心运动；反之若洛伦兹力的方向背离圆心，则小球所受的向心力变小，则小球将做离心运动，选项D错误；故选AC.【点睛】本题的解题关键是根据质点做匀速圆周运动的条件，判断电场力与重力的关系，即可确定出小球的电性。
6．如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度A．大小和方向均不变B．大小不变，方向改变C．大小改变，方向不变D．大小和方向均改变【答案】A【解析】【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动，如图所示，两个方向的分运动都是匀速直线运动，v x和v y恒定，则v合恒定，则橡皮运动的速度大小和方向都不变，A项正确．7．圆心为O、半径为R的半圆直径两端，各固定一根垂直圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为3I0和I0且方向相同的电流。
已知长直导线产生的磁场的磁感应强度B=k，其中k为常数、I为导线中电流强度、r为点到导线的距离。
在半圆周上D点磁感应强度的方向恰好沿圆周切线方向，则下列说法正确的是A．D点和圆心O连线与水平直径之间夹角α=30°B．D点和圆心O连线与水平直径之间夹角α=45C．D点磁感应强度为D．D点磁感应强度为【答案】C【解析】【分析】直径所对的圆周角等于，弦切角等于圆周角，等于圆心角的一半，根据右手定则分别画出电流和在D处产生的磁场，根据平行四边形进行合成，利用几何关系求圆心角和对应的磁感应强度。
【详解】AB.在三角形，，，在半圆周上D点磁感应强度的方向恰好沿圆周切线方向，如图则有，联立解得：，由圆的几何知识，圆心角等于圆周的2倍，可得，故AB错；CD.由以上式子还有；且，故C正确，D错误。
【点睛】考查右手螺旋定则与矢量的合成法则的应用，理解磁感应强度B＝k的含义，注意几何关系：圆的直径对应的圆周角为90°。
8．两个可视为质点的小球a 和b ，用质量可忽略的刚性细杆相连，放置在一个光滑的半球面内，如图所示．已知小球a 和b 的质量之比为3，细杆长度是球面半径的2倍．两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角θ是（ ）A ．45︒B ．30︒C ．22.5︒D ．15︒【答案】D【解析】【详解】由题目中的数据可以得出，abO 三点组成一个等腰直角三角形，所以两底角都为45︒．对两球进行受力分析，由于球面光滑，所以两球都只受到3个力，如图所示：重力、球面的支持力、刚性细杆的弹力；由于是刚性细杆，所以刚性细杆对两球的弹力均沿着杆方向，且对两球的弹力大小相等；两球处于平衡状态，两球受到的合力都为零，两球受到的三个力都组成一个封闭的力的矢量三角形．设b 球的质量为m ，由正弦定理对球a ：3mg =()sin 45N F θ︒-；对球b ：sin 45mg ︒=()sin 45N F θ︒+，所以有：()3sin 45θ︒-=()sin 45θ︒+，即()tan 45θ︒+=3，所以θ=15︒，故D 正确，ABC 错误．9．一半径为R 的半球面均匀带有正电荷Q ，电荷Q 在球心O 处产生的场强大小，方向图所示.把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球心O 处产生电场的场强大小分别为E 1、E 2;把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示在左右两部分电荷在球心O 处产生电场的场强大小分别为E 3、E 4则( )A．B．C．D．【答案】C【解析】【详解】根据点电荷电场强度公式E=k，且电荷只分布球的表面，对于图甲，虽表面积相同，但由于间距的不同，则上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为E l＞E2；因电荷Q在球心O处产生物的场强大小E0=，则E1＞；对于图乙，半球面分为表面积相等的左、右两部分，是由于左右两个半个球壳在同一点产生的场强大小相等，则根据电场的叠加可知：左侧部分在O点产生的场强与右侧电荷在O点产生的场强大小相等，即E3=E4 ．由于方向不共线，由合成法则可知，E3＞；故C正确，ABD错误；故选C。
【点睛】考查点电荷的电场强度的应用，知道电荷的分布，掌握矢量的叠加法则，对于此题采用“反证法”来区别选项的正误是很巧妙的，注意总结应用.10．如图所示，在等边三角形ABC的三个顶点上固定三个点电荷，其中A点位置的点电荷带电量为+Q，B、C两点位置的点电荷带电量均为-Q，在BC边的中垂线上有P、M、N三点，且PA=AM=MN，关于三点的场强和电势（取无穷远处电势为零），下列说法不正确的是( )A ．M 点的场强大于P 点的场强B ．MN 之间某点的场强可能为零C ．N 点的场强方向沿中垂线向下D ．P 点的电势高于M 点的电势【答案】C【解析】【分析】【详解】A.点电荷的电场如图所示：正电荷在P 、M 两点处产生的场强大小相等为12Q E k d=（d 为PA 、AM 、MN 的距离）；而两负电荷在P 点处的合场强向下，在M 点场强为零；所以M P E E >；故A 正确，不符合题意；BC.正电荷在N 点的场强324Q E k d=，两负电荷在N 点的场强4322332cos302()3Q Q E k E d =︒=>，故N 点合场强向上且可知在M 、N 之间某点场强可能为零，故B 正确，不符合题意；C 错误，符合题意；D.由场强叠加可知A 、M 之间的场强均大于A 、P 之间的场强，所以A M A P ϕϕϕϕ->-，所以M P ϕϕ<，故D 正确，不符合题意．11．如图所示，两质点A 、B 质量分别为m 、2m ，用两根等长的细轻绳悬挂在O 点，两球之间夹着一根劲度系数为k 的轻弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为60°。