物理图示法图像法解决物理试题专项含解析一、图示法图像法解决物理试题1．如图所示，左右两侧水平面等高，A 、B 为光滑定滑轮，C 为光滑动滑轮．足够长的轻绳跨过滑轮，右端与小车相连，左端固定在墙壁上，质量为m 的物块悬挂在动滑轮上．从某时刻开始小车向右移动，使物块以速度v 0匀速上升，小车在移动过程中所受阻力恒定不变．在物块上升的过程中（未到AB 所在的水平面），下列说法正确的是A ．轻绳对小车的拉力增大B ．小车向右做加速运动C ．小车阻力的功率可能不变D ．小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A ．物块以匀速上升时，两边绳子的夹角变大，可知绳子的拉力变大，即轻绳对小车的拉力变大，选项A 正确；B ．设绳子与竖直方向的夹角为θ，则由运动的合成知识可知0=2cos v v θ车，则随着物体的上升θ变大，车的速度减小，选项B 错误；C ．小车在移动过程中所受阻力恒定不变，根据P=fv 车可知小车阻力的功率减小，选项C 错误；D ．由能量关系可知：-PC k W W WE 阻牵车-=∆ ，因小车动能减小，则<PC W W W +阻牵，即小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和，选项D 正确； 故选AD. 【点睛】此题关键是对物体的速度进行如何分解，可参考斜牵引物体的运动分解问题，但是此题中物体两边都有绳子；注意搞清系统的能量转化情况.2．如图所示，质量相同的小球A 、B 通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。
由于轻微扰动，小球A 、B 分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B 的速度大小为v ，重力加速度为g ，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
则A ．小球A 的速度为34v B ．小球A 的速度为43v C ．细杆的长度为212564v gD ．细杆的长度为212536v g【答案】AC 【解析】 【详解】小球B 的速度为v 时，设小球A 的速度大小为v '，则有5337vcos v cos ︒='︒，解得：34v v '=，A 正确，B 错误；两球下滑过程中系统的机械能守恒，即：()22111sin 3722mgL mv mv '-=+，解得：212564v L g =，C 正确，D 错误。
3．如图所示，在距水平地面高为0.4m 处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P 点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P 点的右边，杆上套有一质量m=2kg 的滑块A ．半径R ＝0.3m 的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O 在P 点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg 的小球B ．用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将A 、B 连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A 、B 均可看作质点，且不计滑轮大小的影响．现给滑块A 一个水平向右的恒力F ＝50N （取g=10m/s 2）．则（ ）A ．把小球B 从地面拉到P 的正下方时力F 做功为20J B ．小球B 运动到C 处时的速度大小为0C ．小球B 被拉到与滑块A 速度大小相等时，离地面高度为0.225mD ．把小球B 从地面拉到P 的正下方C 时，小球B 的机械能增加了20J 【答案】ACD 【解析】解： 把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点过程中，力F 的位移为：()220.40.30.40.30.4x m =+--= ，则力F 做的功W F =Fx=20J ，选项A 正确；把小球B从地面拉到P 点正下方C 点时，此时B 的速度方向与绳子方向垂直，此时A 的速度为零，设B 的速度为v ，则由动能定理：2102F W mgR mv -=- ，解得v=27 m/s ，选项B 错误；当细绳与圆形轨道相切时，小球B 的速度方向沿圆周的切线方向向上，此时和绳子方向重合，故与小球A 速度大小相等，由几何关系可得h=0.225m 选项C 正确；B 机械能增加量为F 做的功20J ，D 正确 本题选ACD4．如图所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点。
已知容器半径为R ，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP 与水平方向的夹角为θ＝30°。
下列说法正确的是A ．容器相对于水平面有向左运动的趋势B ．轻弹簧对小球的作用力大小为 mgC ．容器对小球的作用力竖直向上D ．弹簧原长为R ＋【答案】BD 【解析】 【分析】对容器和小球整体研究，分析受力可求得半球形容器受到的摩擦力．对小球进行受力分析可知，小球受重力、支持力及弹簧的弹力而处于静止，由共点力的平衡条件可求得小球受到的轻弹簧的弹力及小球受到的支持力，由胡克定律求出弹簧的压缩量，即可求得原长． 【详解】由于容器和小球组成的系统处于平衡状态，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，故A 错误；容器对小球的作用力是弹力，指向球心O ，故B 正确；对小球受力分析，如图所示由可知，支持力和弹簧的弹力之间的夹角为120°，则由几何关系可知，小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg ，故C 错误；图中弹簧长度为R ，压缩量为，故原长为，故D 正确。
故选BD 。
【点睛】本题考查共点力的平衡条件应用，要注意明确共点力平衡问题重点在于正确选择研究对象，本题运用隔离法和整体法两种方法进行受力分析得出结论．同时注意几何关系的正确应用．5．如图所示，用铰链将三个质量均为m 的小球A 、B 、C 与两根长为L 轻杆相连， B 、C 置于水平地面上．在轻杆竖直时，将A 由静止释放，B 、C 在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ．则此过程中（ ）A ．球A 的机械能一直减小B ．球A 2gLC ．球B 对地面的压力始终等于32mg D ．球B 对地面的压力可小于mg 【答案】BD 【解析】 【详解】A ：设A 球下滑h 时，左侧杆与竖直方向夹角为θ，则L hcos Lθ-=，AB 用铰链相连，则()090A B B v cos v cos v sin θθθ=-=，当A 下落到最低点时，B 的速度为零，中间过程中B的速度不为零；同理可得，当A 下落到最低点时，C 的速度为零，中间过程中C 的速度不为零．ABC 三者组成的系统机械能守恒，中间过程B 、C 的动能不为零，A 到最低点时，B 、C 的动能为零；则球A 的机械能不是一直减小．故A 项错误．B ：当A 下落到最低点时，B 、C 的速度为零，对三者组成的系统，A 由静止释放到球A 落地过程，应用机械能守恒得：212mgL mv =，解得：球A 落地的瞬时速度2v gL 故B 项正确．C ：球A 加速下落时，三者组成的系统有向下的加速度，整体处于失重状态，球B 、C 对地面的压力小于32mg ．故C 项错误． D ：在A 落地前一小段时间，B 做减速运动，杆对B 有斜向右上的拉力，则球B 对地面的压力小于mg ．故D 项正确． 综上，答案为BD ．6．用轻杆通过铰链相连的小球A 、B 、C 、D 、E 处于竖直平面上，各段轻杆等长，其中小球A 、B 的质量均为2m ，小球C 、D 、E 的质量均为m ．现将A 、B 两小球置于距地面高h 处，由静止释放，假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦，则在下落过程中A ．小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能和动量均守恒 B ．小球B 的机械能一直减小 C ．小球B 落地的速度大小为2ghD ．当小球A 的机械能最小时，地面对小球C 的支持力大小为mg 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能守恒但动量不守恒，故A 错误；由于D 球受力平衡，所以D 球在整个过程中不会动，所以轻杆DB 对B 不做功，而轻杆BE 对B 先做负功后做正功，所以小球B 的机械能先减小后增加，故B 错误；当B 落地时小球E 的速度等于零，根据功能关系212mgh mv 可知小球B 的速度为2gh ，故C 正确；当小球A 的机械能最小时，轻杆AC 没有力，小球C 竖直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故D 正确，故选CD7．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。
8．真空中，在x 轴上x =0和x =8处分别固定两个电性相同的点电荷Q l 和Q 2．电荷间连线上的电场强度E 随x 变化的图像如图所示（+x 方向为场强正方向），其中x =6处E =0．将一个正试探电荷在x =2处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）．则A ．Q 1、Q 2均为负电荷B ．Q 1、Q 2带电量之比为9：1C ．在x =6处电势为0D ．该试探电荷向x 轴正方向运动时，电势能一直减小 【答案】B 【解析】 【详解】A ．由图，在x =0处场强为正，x =8处场强为负，可知Q 1、Q 2为同种正电荷，故A 错误；B ．根据题意“x =6处E =0 ”可知，在x =6处，12E E =，即122262Q Q kk =，解得21226921Q Q ==，故B 正确； C ．由于无穷远处电势为零，故在x =6处电势不为0，故C 错误；D ．该试探电荷向x 轴正方向运动时，电场力先做正功，再做负功，因此电势能先减小后增大，故D 错误．9．图中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷＋q 、＋q 、－q ，在该三角形中心O点处固定一电量为-2q的点电荷，则该电荷受到的电场力为（）A．，方向由O指向CB．，方向由C指向OC．，方向由C指向OD．，方向由O指向C【答案】B【解析】【详解】O点是三角形的中心，到三个电荷的距离为：，三个电荷在O处产生的场强大小均为：根据对称性和几何知识得知：两个+q在O处产生的合场强为：再与-q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为：，方向由O指向C．则该负电荷受到的电场力为：，方向由C指向O；故B正确。