专题3.1 高考中的图像问题-2023届高考物理二、三轮复习总攻略

第三部分 专项提能优化训练 专题3.1 高考中的图像问题 目录 1 4 三、功能关系与图像 6 四、电场中的图像 10 五、恒定电流中的图像问题 12 六、电磁感应中的图像问题 14 七、专题跟踪检测 18 高考试题中常涉及的运动学图像有三种，分别是x­t图像、v­t图像、a­t图像，由图像分析计算物体运动的位移、速度、加速度、间距变化及追及相遇问题。 【例题分析】如图所示为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是(　　) A．甲图中，物体在0～t0这段时间内的位移小于v0t0 B．乙图中，物体的加速度为2 m/s2 C．丙图中，阴影面积表示t1～t2时间内物体的加速度变化量 D．丁图中，t＝3 s时物体的速度为25 m/s 【解题要点】读懂图像三步走 第一步：关注横、纵坐标 (1)确认横、纵坐标对应的物理量各是什么。 (2)注意横、纵坐标是否从零刻度开始。 (3)坐标轴物理量的单位不能忽视。 第二步：理解斜率、面积、截距的物理意义 (1)图线的斜率：通常能够体现某个物理量的大小、方向及变化情况。 (2)面积：由图线、横轴，有时还要用到纵轴及图线上的一个点或两个点到横轴的垂线段所围图形的面积，一般都能表示某个物理量。如v­t图像中的面积，表示位移。 (3)截距：图线在纵轴上以及横轴上的截距。 第三步：分析交点、转折点、渐近线 (1)交点：往往是解决问题的切入点。 (2)转折点：满足不同的函数关系式，对解题起关键作用。 (3)渐近线：往往可以利用渐近线求出该物理量的极值。　　 【分类训练】 类型1　x­t图像问题 1.(2022·浙江名校协作体联考)中国海军服役某舰载机在航母甲板上由静止加速起飞过程中的位移—时间(x－t)图线如图所示，则(　　) A．在0～3 s内，某舰载机的平均速度大于12 m/s B．在N点对应的时刻，某舰载机的速度为7.5 m/s C．在M点对应的位置，某舰载机的速度大于20 m/s D．某舰载机在甲板上做匀加速直线运动 类型2　v­t图像问题 2.(多选)(2022·河北石家庄一模)哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8 m之内时，机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示，在某次投掷练习中机器人夹取冰壶，由静止开始做匀加速运动，之后释放冰壶，二者均做匀减速直线运动，冰壶准确命中目标，二者在整个运动过程中的v－t图像如图乙所示。此次投掷中，下列说法中正确的是(　　) A．冰壶减速运动的加速度大小为0.125 m/s2 B．9 s末，冰壶的速度大小为5.75 m/s C．7 s末，冰壶、机器人二者间距为7 m D．机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息 类型3　a­t图像问题 3.P、Q两物体从同一位置由静止开始沿同一直线同向运动，a­t图像如图所示，下列说法正确的是(　　) A．t＝6 s时，P、Q两物体的速度之比为2∶1 B．t＝4 s时，P、Q两物体的速度之比为2∶1 C．2～4 s内，Q的位移大小为48 m D．4～6 s内，Q的位移大小为64 m 高考试题中涉及的动力学图像有v­t图像、a­t图像、F­t图像、a­F图像等，主要考查学生读图、用图的能力。 【例题分析】如图甲所示，一物块放在粗糙的水平面上，从t＝0时刻开始，以一定的初速度向左运动，同时在物块上加一斜向右上方的恒力F的作用，F与水平方向的夹角θ＝37°，物块的质量为2 kg，物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，物块向左运动的v­t图像如图乙所示(已知cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，g取10 m/s2)，求： (1)拉力F的大小； (2)物块再回到t＝0时刻的位置时的速度v1大小； (3)若在t＝0.5 s时拉力的方向不变，大小改变，要使物块再回到t＝0时刻的位置时速度大小和t＝0时刻的速度大小相等，则拉力F′应变为多少？(结果保留两位小数) 【解题要点】图像问题的求解思路 【分类训练】 类型1　F­t图像问题 1．(2022·辽宁朝阳质检)一航天爱好者将一枚自制火箭竖直向上发射，该火箭的推力随时间的变化规律如图所示。火箭处于静止状态，开始点火(t＝0)，t＝20 s时火箭失去推力。假设火箭质量恒为2 kg，重力加速度g＝10 m/s2，并假设运动中不计空气阻力。则下列结论正确的是(　　) A.0～10 s内，火箭一直加速运动 B.t＝10 s时，火箭速度达到最大 C.发射过程中，火箭的最大加速度为15 m/s2 D.10～20 s内，火箭的速度增量为50 m/s 类型2　a­F图像问题 2．(2022·重庆六区调研)甲、乙两物体都静止在水平面上，质量分别为m甲、m乙，与水平面间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙。现用水平拉力F分别作用于两物体，加速度