抢分猜押02 选择题:图像问题(安徽专用)2026年高考物理终极冲刺讲练测
2026-04-03
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3份
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59页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.22 MB |
| 发布时间 | 2026-04-03 |
| 更新时间 | 2026-04-03 |
| 作者 | 罗仲达 |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57169890.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
抢分猜押02 选择题:图像问题
(安徽专用)
重难解读
图像问题是安徽物理高考选择题的重要考查形式,贯穿力学与电磁学多个板块。其核心能力要求是“信息提取—模型对应—规律应用”的思维链条,即从图像中准确读取斜率、面积、交点、截距等关键信息,将其转化为物理过程或物理量,再运用对应规律进行推理判断。安徽卷近年偏好“单一图像深度解读”与“多图像关联分析”并重,且常将图像与实际情境结合,考查学生的建模能力。
命题预测
2026年安徽高考选择题中,图像类题目预计将呈现三大趋势:一是运动学图像与动力学图像(如F−t、a−t)的关联分析,考查从受力推运动或从运动推受力的逆向思维;二是电场中的φ−x、E−x图像出现频率增加,考查电势、场强、电势能的变化规律;三是图像与临界条件、极值问题结合,如通过图像判断相对滑动时刻、最大速度位置等。
考点1 运动图像
1.(2026·安徽马鞍山·一模)2025年4月19日,全球首个人形机器人半程马拉松赛在北京亦庄举行。在比赛中,甲、乙两机器人在某段直线赛道上运动的图像如图所示,关于两台机器人的运动( )
A.时刻,甲、乙两者的速度一定相同
B.时刻,甲、乙相遇
C.时间内,甲、乙的位移相同
D.时间内,甲、乙的平均速度相同
2.(2026·安徽淮南·一模)我国的无人机技术世界领先,多次打破世界记录。在某次无人机性能测试中,能看成质点的无人机从地面由静止出发,沿竖直方向运动,以向上为正方向,运动过程的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.前5s内的加速度比最后5s内的加速度小
B.前14s内的总位移为零
C.8s时,无人机处于超重状态
D.内的平均速度小于
3.(2026·安徽合肥·模拟预测)甲、乙两球质量分别为、,从同一地点(足够高)处同时由静止释放.两球下落过程所受空气阻力大小仅与球的速率成正比,与球的质量无关,即(为正的常量)两球的图像如图所示。落地前,经时间甲、乙两球的速度都已分别达到各自的稳定值、。则下列判断正确的是( )
A.释放瞬间甲球加速度较大
B.
C.甲球质量大于乙球
D.时间内两球下落的高度相等
4.(2026·安徽黄山·一模)甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度一时间图像如图(a)所示,乙车的加速度一时间图像如图(b)所示。则( )
A.时,甲、乙两车的动能相等
B.内,甲车与乙车的位移相同
C.甲车在和时的速度相同
D.内,甲、乙两车的位移相同
5.如图甲,质量为m的游客坐在轿厢里随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动,游客经过最高点时开始计时,t0时间内游客的位移大小x随时间t变化的图像如图乙所示,游客可以看成质点,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.图乙是椭圆函数图像的一部分
B.摩天轮转动的角速度为
C.摩天轮做圆周运动的线速度大小为
D.时,游客重力的瞬时功率为
6.图像法是研究物理量之间关系常用的一种数学物理方法。下面两幅图为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像(x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间),设0~2s内甲和乙的位移之比为k1,0~2s的中间位置速度之比为k2,下列说法中正确的是( )
A.k1=1:4,k2=1:4 B.k1=1:1,k2=1:1
C.k1=1:2,k2=1:4 D.k1=1:4,k2=1:8
7.(2025·安徽合肥·模拟预测)(多选)在某次新能源汽车安全测试中,汽车在平直公路上行驶,突然发现前方有障碍物,智能系统识别后紧急恒力制动。从制动开始计时,该汽车的位移和时间平方的比值与之间的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.1s末汽车的速度为10m/s B.2s内汽车的平均速度为12m/s
C.第2s内汽车的位移为24m D.经过3s汽车的位移为25m
8.(多选)为了测试某种遥控玩具小汽车的性能,生产厂家用两辆完全相同的小车a、b进行测试。 t=0时刻让两玩具小车并排同向行驶,其中小车a做匀加速直线运动,其x-t图像如图甲所示,小车b的图像如图乙所示,则( )
A.t=0时刻a车的速度大小为1m/s
B.两车速度相等时相距4m
C.两车在途中相遇时,b车的速度大小为2m/s
D.b车停止运动时,a车在其前方12m处
考点2 牛顿运动定律与图像结合问题
1.(2026·安徽安庆·二模)如图甲所示,竖直平面内,一足够长的水平轨道OP与光滑半圆形轨道PNM在P点平滑连接,固定在水平地面上。可视为质点的A、B两小物块靠在一起,静置于轨道左端。时刻用一水平向右的推力F作用在A上,使A、B向右运动。F随t变化的图像如图乙所示。已知A、B质量均为0.25kg,A与水平轨道间的动摩擦因数为0.2,B与水平轨道间的摩擦不计,不计空气阻力,重力加速度大小取。则下列说法正确的是( )
A.在时AB之间作用力大小为0.75N B.两物块分离前B的位移等于7m
C.若B恰能运动到M点,则半圆形轨道半径为0.4m D.两物块分离前A对B的弹力做的功为2J
2.一种弹跳杆的结构如图甲所示。小朋友双手握住横杆开始弹跳,经历从地面上升、离地后下落、与地面作用再弹起等往复运动,如图乙所示。以小朋友静止站在弹跳杆脚踏板上时重心的位置O为坐标原点,在竖直方向建立表示小朋友重心位置的坐标轴,如图丙所示。假设小朋友在运动过程中始终保持站立姿态,不计空气阻力及弹跳杆重力,重力加速度大小为g。在某次小朋友从最高点下落至重心到达最低点的过程中,下列各选项中可能正确反映小朋友运动速度v随时间t的变化关系,或加速度a(取竖直向下为正方向)随相对O点的位移x变化关系的是( )
A. B.
C. D.
3.如图,两相同小球甲、乙用轻绳连接后悬挂在轻质弹簧下端,整个系统处于静止状态,弹簧的伸长量为。某时刻剪断轻绳,取竖直向上为正方向,重力加速度大小为。下列图中能正确描述此后甲球的加速度随位移变化关系的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·安徽蚌埠·三模)传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图,传送带输送机倾角,顺时针匀速转动,在传送带下端A点无初速度放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中,其机械能E与位移s的关系图像(以A位置所在水平面为零势能面)如图乙所示。货物视为质点,质量,重力加速度。下列说法正确的是( )
A.传送带对货物的摩擦力全程没有改变
B.货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
C.货物从下端A点运动到上端B点的时间为1.9s
D.传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为34J
5.(2025·安徽六安·模拟预测)如图所示,A、B两个物体相互接触,但并不黏合,静置在水平面上。水平面与物体间的摩擦力可忽略,两物体的质量,。从时刻开始,水平推力和水平拉力分别作用于A、B物体上,、随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.时,A、B分离
B.时,A的速度大小为
C.时,A对B的作用力大小为2.0N
D.从开始运动到AB分离,A对B弹力的冲量大小为3N·s
6.蹦床运动中,体重为60kg的运动员在时刚好落到蹦床上,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力,重力加速度大小取。下列说法正确的是( )
A.时,运动员的机械能最大
B.时,运动员的加速度大小为0
C.时,运动员恰好运动到最大高度处
D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N
7.(多选)如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示,取g=10,则( )
A.滑块的质量m=2kg,木板的质量M=4kg
B.当F=8N时,滑块的加速度为1
C.滑块与木板之间的动摩擦因数为0.2
D.当0<F<6N时,滑块与木板之间的摩擦力随F变化的函数关系
8.(2025·安徽·模拟预测)(多选)如图甲所示,光滑水平面上有两个物体A、B,质量分别为mA=3kg、mB=1kg,两个物体相互接触但不粘连。从t=0开始,水平力F1、F2分别作用于A、B上,F1、F2随时间t变化的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.至,A、B做匀加速运动
B.至,A、B做变加速运动
C.时,A物体的速度大小为
D.时,B物体的速度大小为
考点3 电场中的图像问题
1.静电场方向平行于x轴,将一电荷量为-q的带电粒子在x=d处由静止释放,粒子只在电场力作用下沿x轴运动,其电势能EP随x的变化关系如图所示。若规定x轴正方向为电场强度E、加速度a的正方向,四幅示意图分别表示电势φ随x的分布、场强E随x的分布、粒子的加速度a随x的变化关系和粒子的动能Ek随x的变化关系,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·安徽安庆·模拟预测)两个点电荷固定在x轴上(其中一个固定在坐标原点),在这两个点电荷电场中的x轴正半轴上的电势随x分布如图所示,一个带电粒子在x轴的x1处由静止释放,仅在电场力作用下,开始沿x轴正向做直线运动。已知无穷远处的电势为零,则下列说法错误的是( )
A.坐标原点处点电荷可能带正电
B.坐标原点处点电荷电量比另一个点电荷电量小
C.带电粒子运动到处速度最大
D.带电粒子一定能运动到处
3.(2025·安徽安庆·模拟预测)某静电场中的轴正半轴上的电势随轴上位置变化如图所示,一个质量为、带电量的绝对值为的带电粒子仅在电场力作用下从坐标原点沿轴运动,运动到处速度刚好为零,则下列说法正确的是( )
A.粒子可能带正电 B.在范围内轴上的场强逐渐增大
C.粒子在坐标原点的动能大小为 D.粒子在轴正半轴运动的最大速度为
4.(2025·安徽蚌埠·三模)如图(a)所示,有一电荷均匀分布的固定绝缘细圆环,圆心为O,轴线上的电场强度和电势分布如图(b)(c)所示。现有一带负电的粒子(重力不计)以初速度v0沿轴线由P运动到Q,OP=OQ=L。关于粒子由P运动到Q的过程分析,下列说法正确的是( )
A.粒子一直加速
B.静电力对粒子做功不为0
C.粒子所受静电力先增大后一直减小
D.粒子经Q点后可能在某处返回,也可能一直沿x轴正向运动
5.(2025·安徽·模拟预测)空间有一平行于x轴方向的电场,O、A、B、C、D为x轴上的点,AB=CD,OD之间的电势随x变化的图像如图所示。一个带电粒子仅在电场力作用下,从O点由静止开始沿x轴向右运动,下列说法正确的是( )
A.该粒子带负电
B.A、D间电场强度先增大后减小
C.A、B之间与C、D之间的电场强度方向一定相反
D.该粒子从A向D运动过程中,动能先减小后增大
6.空间中存在沿x轴方向的静电场,各点电势的变化规律如图中图像所示,电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到x4处,电子仅受电场力,则该电子( )
A.在x1处电势能最小
B.在x1处加速度为零
C.在x3处电势为零,电场强度也为零
D.在x2处的动能大于在x3处的动能
7.(2025·安徽淮北·一模)(多选)在x轴的坐标为0和6cm的位置上分别固定两个点电荷。电荷量,。电荷的右侧各点电势随x变化的关系如图中曲线所示,其余部分的电势变化情况没有画出。其中A点为两电荷连线的中点,坐标位置为8cm的B点的电势为零,BD段中的电势最低点为C点,则下列说法正确的是( )
A.C点位置坐标为12cm
B.A点电势一定大于零
C.把一个负电荷从B点移到D点,电场力一直做负功
D.在B点静止释放一个正电荷,该电荷将一直沿x轴正方向运动
8.(2024·安徽·三模)(多选)静电场的电场强度方向与x轴平行,x轴上各点电势随坐标x分布情况如图所示。现从处由静止释放一电子(重力不计),电子在间运动时的速度、电势能、动能及电场力的功率P随坐标x变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
1.2025年7月8日至11日,第十二届世界高速铁路大会在北京举行。这不仅是一场全球铁路行业的盛会,更是中国高铁发展成就的集中展示。某同学乘坐动车时,利用加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系,如图所示。6s时动车由静止开始加速,可以认为加速度随时间均匀增大,14s时达到最大加速度,并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h,随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体,该物体始终相对桌板静止。重力加速度g取,动车加速过程始终在水平面上,下列说法正确的是( )
A.14s时动车的速度大小为2m/s
B.动车做匀加速直线运动的时间为138s
C.匀加速直线运动过程中,桌板对物体的作用力大小为1N
D.匀加速直线运动过程中,桌板对物体做的功为4900J
2.如图甲所示,2025蛇年春晚,国产宇树科技机器人集体扭秧歌引人注目,动作丝滑堪比人类。图乙记录其中一台机器人在一段时间内运动的速度—时间图像,下列说法正确的是( )
A.0~4s内,机器人的平均速度大小为2.4m/s
B.4~12s内,机器人静止
C.12~14s内,机器人的加速度大小为
D.12~14s内,机器人的位移大小为16.4m
3.烟花“窜天猴”点燃后在竖直方向上运动的图像如下,烟花在时刻起飞,EF段为直线。下列说法正确的是( )
A.时刻,速度最大 B.时间内,时刻速度的变化率最大
C.时间内,平均速度的大小为 D.时间内,“窜天猴”一直处于失重状态
4.一物体在某段时间内运动时的位置-时间图像和速度-时间图像如图所示,其中位置-时间图像中的时刻对应抛物线的最高点,则以下说法正确的是( )
A.图像中
B.图像中
C.物体到达坐标原点的时刻为
D.物体3s时离坐标原点的距离为4.5m
5.(2025·安徽·模拟预测)在轴上的点有一个点电荷,的点有另一个点电荷,两个点电荷产生电场的电势随变化的规律如图所示,下列说法正确的是( )
A.两个点电荷为异种电荷
B.、带电量绝对值之比为
C.在轴放置一负点电荷,该电荷在处受到的电场力最大
D.若在点由静止释放一个正点电荷,仅在电场力作用下恰能运动到点
6.x轴上有两个不等量点电荷,两电荷连线上各点电势随位置坐标变化的图像如图所示,图线与φ轴正交,交点处的纵坐标为,a、b为x轴上关于原点O对称的两个点。正电子的质量为m,电荷量为e,取无穷远处电势为0,下列说法正确的是( )
A.带异种电荷
B.两电荷电量之比
C.将一正电子从a点由静止释放,若经过O点时速度为,则a点电势
D.将一正电子从b点由静止释放,则电场力先做正功后做负功,正电子经过O点后可以到达a点
7.沿空间某直线建立x轴,该直线上的静电场方向沿x轴,其电势的φ随位置x变化的图像如图所示,一电荷量为e带负电的试探电荷,经过x2点时动能为1.5eV,速度沿x轴正方向若该电荷仅受电场力。则其将( )
A.不能通过x3点 B.在x3点两侧往复运动
C.能通过x0点 D.在x1点两侧往复运动
8.(2024·安徽·高考真题)倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块,如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到。不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(2025·安徽·模拟预测)如图甲所示,倾角为的固定斜面上有一物块处于静止状态,物块的质量为1kg,现用沿斜面向下的恒力推物块,过一段时间撤去推力,物块沿斜面向下运动的图像如图乙所示,已知物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,斜面足够长,重力加速度。则下列判断正确的是( )
A.物块静止时,斜面对物块的作用力大小为8N B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C.推力对物块做的功为36J D.若推力增大为原来的2倍,则物块下滑的加速度大小为
10.(2024·安徽·模拟预测)如图甲所示,“窜天猴”又称“冲天炮”,是利用火箭原理制成的一种鞭炮,火药燃烧后,在尾部喷出气流,能使主体向上飞。如图乙为某次燃放时,某支“窜天猴”在竖直方向上运动时的速度—时间图像,取竖直向上为正方向,不计空气阻力。已知时刻起飞,图像段为倾斜线段,斜率绝对值与重力加速度大小相等,图像其余段均为曲线,下列对该支“窜天猴”的运动判断正确的是( )
A.在时间内,“窜天猴”处于失重状态
B.在时间内,气流对“窜天猴”的作用力逐渐增大
C.在时刻,“窜天猴”刚好上升到最高点
D.在时刻,“窜天猴”内的火药刚好燃尽
11.(2023·安徽合肥·二模)在蹦床运动过程中,用力传感器测出弹簧床对运动员的弹力F,下图是绘制的F随时间t的变化图像,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.运动员的质量为40kg B.运动员在3.6s~4.8s内处于超重状态
C.运动员的最大加速度大小为50m/s2 D.运动员离开蹦床上升的最大高度为3.2m
12.(2026·安徽合肥·模拟预测)(多选)如图1所示,一个半径为,均匀带电的圆环水平放置。以圆环圆心为坐标原点,竖直向上为正方向建立轴,则轴上各点的电势与其坐标间的关系图像如图2所示。现将一质量为,电荷量绝对值为的小球自轴上处由静止释放,小球下落至处时加速度恰好为零。已知图线在处切线的斜率绝对值最小,静电力常量为,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.圆环一定带负电
B.圆环带电量的绝对值为
C.小球沿轴一直加速且加速度先减小后增大
D.小球运动至处时速度大小为
13.(多选)如图甲所示,A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,其中A物体的质量为。现用恒定的向上拉,使两物体开始向上运动。在分离前,的加速度随位移变化如图乙所示。当物体运动位移为时,与分离。重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.B物体的质量为
B.弹簧的劲度系数等于
C.作用后瞬间,对的压力大小为
D.和分离后,还能继续上升
14.(2025·安徽六安·模拟预测)(多选)如图甲所示,长木板A的左端放置滑块B(可视为质点),V形槽C用不可伸长的细绳与A相连,光滑球D放在槽内(槽右边部分竖直,与左边倾斜部分的夹角为)。对B施加一水平向右的恒力F使其由静止开始运动,一段时间后B从A右端滑出,A继续在水平地面上运动一段距离后停止运动,以水平向右为正方向,此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示。已知、,A、C与地面间的动摩擦因数相同,D与C之间始终未发生相对滑动,取。下列说法正确的是( )
A.长木板A与地面之间的动摩擦因数为0.2,滑块B与长木板A之间的动摩擦因数为0.6
B.细绳能承受的最大拉力应不小于3N
C.若球D相对于槽C刚好未发生滑动,则有
D.若长木板A长,则在第1s内恒力F做的功为15J
15.(2025·安徽·模拟预测)(多选)2025年3月18日,合肥轨道交通6号线一期动车调试工作正式启动。假设一列车在某两站间沿直线运行,运行的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.列车在加速和刹车阶段的加速度大小相同
B.列车在加速和刹车阶段的平均速度相同
C.列车在加速和刹车阶段的位移相同
D.两站间的距离为1430m
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抢分猜押02 选择题:图像问题
(安徽专用)
考点1 运动图像
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考点2 牛顿运动定律与图像结合问题
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考点3 电场中的图像问题
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抢分猜押02 选择题:图像问题
(安徽专用)
重难解读
图像问题是安徽物理高考选择题的重要考查形式,贯穿力学与电磁学多个板块。其核心能力要求是“信息提取—模型对应—规律应用”的思维链条,即从图像中准确读取斜率、面积、交点、截距等关键信息,将其转化为物理过程或物理量,再运用对应规律进行推理判断。安徽卷近年偏好“单一图像深度解读”与“多图像关联分析”并重,且常将图像与实际情境结合,考查学生的建模能力。
命题预测
2026年安徽高考选择题中,图像类题目预计将呈现三大趋势:一是运动学图像与动力学图像(如F−t、a−t)的关联分析,考查从受力推运动或从运动推受力的逆向思维;二是电场中的φ−x、E−x图像出现频率增加,考查电势、场强、电势能的变化规律;三是图像与临界条件、极值问题结合,如通过图像判断相对滑动时刻、最大速度位置等。
考点1 运动图像
1.(2026·安徽马鞍山·一模)2025年4月19日,全球首个人形机器人半程马拉松赛在北京亦庄举行。在比赛中,甲、乙两机器人在某段直线赛道上运动的图像如图所示,关于两台机器人的运动( )
A.时刻,甲、乙两者的速度一定相同
B.时刻,甲、乙相遇
C.时间内,甲、乙的位移相同
D.时间内,甲、乙的平均速度相同
【答案】B
【详解】A.图像的斜率表示物体的速度,从图上看时刻甲的斜率大于乙图的斜率,甲的速度大于乙的速度,A错误;
B.时刻,甲、乙在同一时刻,且位置相同,即甲、乙相遇,B正确;
C.时间内,甲、乙的末位置相同,而初位置不同,所以位移不相同,C错误;
D.时间内,甲、乙的位移不同,根据,甲、乙的平均速度不相同,D错误。
故选B。
2.(2026·安徽淮南·一模)我国的无人机技术世界领先,多次打破世界记录。在某次无人机性能测试中,能看成质点的无人机从地面由静止出发,沿竖直方向运动,以向上为正方向,运动过程的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.前5s内的加速度比最后5s内的加速度小
B.前14s内的总位移为零
C.8s时,无人机处于超重状态
D.内的平均速度小于
【答案】D
【详解】A.前5s内的加速度为
最后5s内的加速度为
前5s内的加速度比最后5s内的加速度大,故A错误;
B.图像与坐标轴围成的面积代表位移,前14s内的总位移不为零,故B错误;
C.图像的斜率代表加速度,8s时,无人机的加速度向下,处于失重状态,故C错误;
D.假设无人机做匀减速运动,可知其位移大于无人机的实际位移,则内的平均速度,故D正确;
故选D。
3.(2026·安徽合肥·模拟预测)甲、乙两球质量分别为、,从同一地点(足够高)处同时由静止释放.两球下落过程所受空气阻力大小仅与球的速率成正比,与球的质量无关,即(为正的常量)两球的图像如图所示。落地前,经时间甲、乙两球的速度都已分别达到各自的稳定值、。则下列判断正确的是( )
A.释放瞬间甲球加速度较大
B.
C.甲球质量大于乙球
D.时间内两球下落的高度相等
【答案】C
【详解】A.释放瞬间,因此空气阻力,两球均只受重力,根据牛顿第二定律可知,释放瞬间两球的加速度均为重力加速度,故A错误;
B.由图可知两球先做加速度减小的加速运动,最后都做匀速运动,稳定时
则
即,故B错误;
C.因
由题图可得,所以甲球质量大于乙球,故C正确;
D.图像与时间轴围成的面积表示物体通过的位移,由图可知,时间内两球下落的高度不相等,故D错误。
故选C。
4.(2026·安徽黄山·一模)甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度一时间图像如图(a)所示,乙车的加速度一时间图像如图(b)所示。则( )
A.时,甲、乙两车的动能相等
B.内,甲车与乙车的位移相同
C.甲车在和时的速度相同
D.内,甲、乙两车的位移相同
【答案】A
【详解】A.图像上每一点代表该时刻下物体的速度,由甲图可知,时,甲车的速度为2m/s,图像的面积代表物体速度的变化量,由于从静止开始,所以乙车的初始速度为零,由题图有
解得2s时乙车的速度也为2m/s,由于物体的动能表达式为,由题意可知,两车质量相同,且时两车的速度大小相同,所以两车此时的动能相等,故A项正确;
B.结合题图b,可以大致画出乙车的图像,如图所示
由于物体的图像代表物体的位移,由图可知,在甲车的位移大于乙车的位移,故B项错误;
C.由于甲车的图像可知,在时甲车的速度为2m/s,在时,甲车的速度为,速度是矢量,所以两个时刻的速度不相同,故C项错误;
D.由于代表物体的速度,由题图可知在甲车的位移为零,而乙车一直向前运动,故两车的位移不相同,故D项错误。
故选。A
5.如图甲,质量为m的游客坐在轿厢里随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动,游客经过最高点时开始计时,t0时间内游客的位移大小x随时间t变化的图像如图乙所示,游客可以看成质点,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.图乙是椭圆函数图像的一部分
B.摩天轮转动的角速度为
C.摩天轮做圆周运动的线速度大小为
D.时,游客重力的瞬时功率为
【答案】D
【详解】A.设摩天轮转动的角速度为,半径为,由弦长公式,游客的位移大小随时间的关系为 ,是正弦函数,故A错误;
B.由图可知,转动周期,角速度,故B错误;
C.线速度,故C错误;
D.时,转过的角度
线速度大小
重力的瞬时功率
竖直分速度
因此,故D正确。
故选D。
6.图像法是研究物理量之间关系常用的一种数学物理方法。下面两幅图为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像(x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间),设0~2s内甲和乙的位移之比为k1,0~2s的中间位置速度之比为k2,下列说法中正确的是( )
A.k1=1:4,k2=1:4 B.k1=1:1,k2=1:1
C.k1=1:2,k2=1:4 D.k1=1:4,k2=1:8
【答案】A
【详解】对甲,根据速度位移关系可得
结合图线可得
所以
对乙,根据位移时间关系可得
则
结合图线可得
所以
所以0~2s内甲和乙的位移之比为
0~2s的中间位置速度之比为
故选A。
7.(2025·安徽合肥·模拟预测)(多选)在某次新能源汽车安全测试中,汽车在平直公路上行驶,突然发现前方有障碍物,智能系统识别后紧急恒力制动。从制动开始计时,该汽车的位移和时间平方的比值与之间的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.1s末汽车的速度为10m/s B.2s内汽车的平均速度为12m/s
C.第2s内汽车的位移为24m D.经过3s汽车的位移为25m
【答案】BD
【详解】ABC.根据题意,由运动学公式
整理可得
结合图像可得,
即
故1s末汽车的速度为
2s末汽车的速度为
2s内汽车的平均速度为
第2s内汽车的位移为,故AC错误,B正确;
D.汽车停下来的时间
经过3s汽车的位移为,故D正确。
故选BD。
8.(多选)为了测试某种遥控玩具小汽车的性能,生产厂家用两辆完全相同的小车a、b进行测试。 t=0时刻让两玩具小车并排同向行驶,其中小车a做匀加速直线运动,其x-t图像如图甲所示,小车b的图像如图乙所示,则( )
A.t=0时刻a车的速度大小为1m/s
B.两车速度相等时相距4m
C.两车在途中相遇时,b车的速度大小为2m/s
D.b车停止运动时,a车在其前方12m处
【答案】BCD
【详解】A.由于a车做匀加速直线运动,设t=0时刻a车的速度为,加速度大小为,结合图甲,有, m
解得
A 错误;
B.由
可知
并结合图乙可知,
b车的初速度
加速度
设经过时间两车速度相等,故有
联立解得s
则a车的位移大小为
同理可得b车的位移大小为
此时两车的距离为
B正确;
C.设两车相遇所用的时间为,则有
解得
此时b 车的速度大小为
C正确;
D.设b车停止运动所需要的时间为,则有
解得
则此时a车的位移大小为
b车的位移大小为
故当b车停止运动时,a车在其前方12m处,D正确。
故选BCD。
考点2 牛顿运动定律与图像结合问题
1.(2026·安徽安庆·二模)如图甲所示,竖直平面内,一足够长的水平轨道OP与光滑半圆形轨道PNM在P点平滑连接,固定在水平地面上。可视为质点的A、B两小物块靠在一起,静置于轨道左端。时刻用一水平向右的推力F作用在A上,使A、B向右运动。F随t变化的图像如图乙所示。已知A、B质量均为0.25kg,A与水平轨道间的动摩擦因数为0.2,B与水平轨道间的摩擦不计,不计空气阻力,重力加速度大小取。则下列说法正确的是( )
A.在时AB之间作用力大小为0.75N B.两物块分离前B的位移等于7m
C.若B恰能运动到M点,则半圆形轨道半径为0.4m D.两物块分离前A对B的弹力做的功为2J
【答案】D
【详解】A.时,对A、B整体受力分析有
对B受力分析有
联立解得,故A错误;
D.当A、B分离瞬间,A、B之间无弹力且加速度相同,对B受力分析有
对A受力分析有
联立解得
由图像可知,A、B分离瞬间
在分离之前对A、B整体应用动量定理有
根据冲量计算公式可知,在A、B分离之前推力的冲量
联立解得
在A、B分离之前,对B应用动能定理有,故D正确;
B.分离前B运动的图像如图所示
由图看出,在A、B分离之前,B的位移,故B错误;
C.分离后B匀速运动到P点,然后沿圆弧运动到M点,通过M点时
B从P到M,根据能量守恒有
联立解得,故C错误。
故选D。
2.一种弹跳杆的结构如图甲所示。小朋友双手握住横杆开始弹跳,经历从地面上升、离地后下落、与地面作用再弹起等往复运动,如图乙所示。以小朋友静止站在弹跳杆脚踏板上时重心的位置O为坐标原点,在竖直方向建立表示小朋友重心位置的坐标轴,如图丙所示。假设小朋友在运动过程中始终保持站立姿态,不计空气阻力及弹跳杆重力,重力加速度大小为g。在某次小朋友从最高点下落至重心到达最低点的过程中,下列各选项中可能正确反映小朋友运动速度v随时间t的变化关系,或加速度a(取竖直向下为正方向)随相对O点的位移x变化关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】AB.在某次小朋友从最高点下落至重心到达最低点的过程中,小朋友先做自由落体运动,加速度为重力加速度;弹跳杆落地后,弹簧开始有弹力,以小朋友和弹跳杆为整体,设总质量M,开始时弹簧的弹力小于整体的重力,根据牛顿第二定律有
可知随着形变量的增大,加速度逐渐减小,方向竖直向下,与速度方向相同,故整体向下做加速度减小的加速运动;当加速度为零时速度最大,即弹簧的弹力等于整体的重力,整体继续向下运动,弹簧的弹力大于整体的重力,根据牛顿第二定律有
可知随着形变量的增大,加速度逐渐增大,方向竖直向上,与速度方向相反,故整体向下做加速度增大的减速运动,最后速度为零。根据图像的斜率表示加速度,可知刚开始为一条过原点的倾斜直线,之后,先是一条加速度逐渐减小、速度逐渐增大的曲线,后是一条加速度逐渐增大、速度逐渐减小的曲线,故AB错误;
CD.以小朋友和弹跳杆为整体,在整体未落地之前,只受重力作用,加速度为重力加速度;弹跳杆落地后,弹簧开始有弹力,根据简谐运动特点,可得回复力
根据牛顿第二定律有
可得
可知a与x成线性关系,故C正确,错误。
故选C。
3.如图,两相同小球甲、乙用轻绳连接后悬挂在轻质弹簧下端,整个系统处于静止状态,弹簧的伸长量为。某时刻剪断轻绳,取竖直向上为正方向,重力加速度大小为。下列图中能正确描述此后甲球的加速度随位移变化关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】剪断轻绳前,设弹簧的劲度系数为k,小球质量为m,对甲乙整体,由平衡条件有
剪断轻绳瞬间弹簧弹力不能突变,对小球甲,由牛顿第二定律有
解得
剪断轻绳后小球做简谐运动,根据简谐运动的对称性,可知小球甲在最高点时的加速度为,而小球甲经过简谐运动的平衡位置满足
联立解得
综合可知C选项符合题意。
故选C。
4.(2025·安徽蚌埠·三模)传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图,传送带输送机倾角,顺时针匀速转动,在传送带下端A点无初速度放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中,其机械能E与位移s的关系图像(以A位置所在水平面为零势能面)如图乙所示。货物视为质点,质量,重力加速度。下列说法正确的是( )
A.传送带对货物的摩擦力全程没有改变
B.货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
C.货物从下端A点运动到上端B点的时间为1.9s
D.传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为34J
【答案】C
【详解】A.根据功能关系,摩擦力对货物做的功等于货物机械能的变化量,故有
即
即图像的斜率等于摩擦力,故传送带对货物的摩擦力在处由滑动摩擦力变为静摩擦力,故A错误;
B.由题意知,
解得,故B错误;
C.货物在传送带上匀加速的过程,根据牛顿第二定律有
解得
设货物在传送带上匀加速的时间为,则
解得
传送带的运行速度为
货物随传送带一起匀速运动的过程,机械能的增加量等于重力势能的增加量,故有
求得
故货物随传送带一起匀速运动的时间为
故货物从下端A点运动到上端B点的时间为,故C正确;
D.设传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为,根据能量守恒有,故D错误。
故选C。
5.(2025·安徽六安·模拟预测)如图所示,A、B两个物体相互接触,但并不黏合,静置在水平面上。水平面与物体间的摩擦力可忽略,两物体的质量,。从时刻开始,水平推力和水平拉力分别作用于A、B物体上,、随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.时,A、B分离
B.时,A的速度大小为
C.时,A对B的作用力大小为2.0N
D.从开始运动到AB分离,A对B弹力的冲量大小为3N·s
【答案】C
【详解】A.结合题图与数学知识可知,和与时间的关系分别为,
AB两物体即将分离时,对AB整体有
当AB两物体即将分离时,AB两物体之间的作用力为零,对B物体有
联立解得,故A错误;
B.由于1.5s小于2.0s,所以在过程中,AB两物体并未分离,对其整体有
可知其分离前,AB整体所受合外力不变,所以其加速度不变,加速度为1m/s2,所以该过程中物体A做匀变速直线运动,两物体从静止开始,所以时,A物体的速度为;故B错误;
C.1s时两物体并未分离,对AB整体有
对物体B有
解得
时,A对B的作用力大小为2.0N,故C正确;
D.从开始运动到时AB分离,B的速度大小为
时,的大小为
从开始运动到AB分离时,对B由动量定理得
解得A对B弹力的冲量大小为,故D错误。
故选C。
6.蹦床运动中,体重为60kg的运动员在时刚好落到蹦床上,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力,重力加速度大小取。下列说法正确的是( )
A.时,运动员的机械能最大
B.时,运动员的加速度大小为0
C.时,运动员恰好运动到最大高度处
D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N
【答案】D
【详解】A. 时运动员在最低点,速度为零,机械能最小,故A错误;
B. 时运动员刚离开蹦床,只受重力,加速度为,故B错误;
C. 空中运动时间 ,上升时间 ,离开时刻 ,最高点应在 ,故C错误;
D. 离开时速度
由动量定理
代入数据得 ,故D正确。
故选D。
7.(多选)如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示,取g=10,则( )
A.滑块的质量m=2kg,木板的质量M=4kg
B.当F=8N时,滑块的加速度为1
C.滑块与木板之间的动摩擦因数为0.2
D.当0<F<6N时,滑块与木板之间的摩擦力随F变化的函数关系
【答案】BD
【详解】AC.当,滑块木板一起加速,对整体由牛顿第二定律
由图乙,时,代入得
当,滑块木板相对滑动,对长木板受力分析,
即
由图乙,该段直线过点和,解得,故AC错误;
B.相对滑动后,滑块加速度仅由滑动摩擦力提供,已相对滑动,滑块加速度仍为,故B正确;
D.当0<F<6N时,滑块与木板之间的摩擦力随F变化的函数关系,故D正确。
故选BD。
8.(2025·安徽·模拟预测)(多选)如图甲所示,光滑水平面上有两个物体A、B,质量分别为mA=3kg、mB=1kg,两个物体相互接触但不粘连。从t=0开始,水平力F1、F2分别作用于A、B上,F1、F2随时间t变化的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.至,A、B做匀加速运动
B.至,A、B做变加速运动
C.时,A物体的速度大小为
D.时,B物体的速度大小为
【答案】AC
【详解】AB.图乙可知
设时刻AB间弹力为0,对AB分别分别
联立解得
则内对AB,有
解得
故内A、B一直做匀加速运动,故A正确,B错误;
C.题意可知1s时AB速度
1s到4s时间内AB已经分离,且1s、4s时分别为6N、0N,对A,该段时间内,由动量定理得
联立解得4s时A物体速度
故C正确;
D.1s到4s时间内AB已经分离,且1s、4s时分别为2N、8N,对B,该段时间内,由动量定理得
联立解得4s时B物体速度
故D错误。
故选AC。
考点3 电场中的图像问题
1.静电场方向平行于x轴,将一电荷量为-q的带电粒子在x=d处由静止释放,粒子只在电场力作用下沿x轴运动,其电势能EP随x的变化关系如图所示。若规定x轴正方向为电场强度E、加速度a的正方向,四幅示意图分别表示电势φ随x的分布、场强E随x的分布、粒子的加速度a随x的变化关系和粒子的动能Ek随x的变化关系,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.根据可知,由于粒子带负电,则可知,电势的变化应与图中方向相反,故图像应为与Ep-x形状对称的图像,故A错误;
B.图像的斜率表示电场强度,沿电场方向电势降低,则知在x=0的左侧,存在向左的匀强电场,x=0右侧存在向右的匀强电场,故B错误;
C.根据牛顿第二定律qE=ma,可知粒子在匀强电场中运动时加速度不变,由于粒子带负电,粒子的加速度在x=0左侧加速度为正值,大小不变,在x=0右侧加速度为负值,且大小不变,故C错误;
D.因为带电粒子只受电场力作用,所以带电粒子的动能和电势能总和保持不变,即图像应与图像的形状上下对称,故D正确。
故选D。
2.(2025·安徽安庆·模拟预测)两个点电荷固定在x轴上(其中一个固定在坐标原点),在这两个点电荷电场中的x轴正半轴上的电势随x分布如图所示,一个带电粒子在x轴的x1处由静止释放,仅在电场力作用下,开始沿x轴正向做直线运动。已知无穷远处的电势为零,则下列说法错误的是( )
A.坐标原点处点电荷可能带正电
B.坐标原点处点电荷电量比另一个点电荷电量小
C.带电粒子运动到处速度最大
D.带电粒子一定能运动到处
【答案】A
【详解】A.由图像可知,趋近处的电势趋于负的无穷大,因此坐标原点处点电荷一定带负电,故A错误;
B.由图可知,处的电场强度为零,由此可知,另一个电荷与坐标原点处点电荷带异种电荷,此电荷在x轴负半轴上,根据点电荷电场强度公式可知,坐标原点处点电荷电量比另一个点电荷电量小,故B正确;
C.带电粒子在x轴的处由静止释放,仅在电场力作用下,开始沿x轴正向做直线运动,处场强方向沿x轴负方向,因此该带电粒子带负电,x轴正半轴,左侧场强向左,右侧场强向右,因此粒子在到之间做加速运动,到处速度最大,故C正确;
D.由于与之间电势差大于与之间电势差,因此粒子能运动到处,D正确。
本题选错误的,故选A。
3.(2025·安徽安庆·模拟预测)某静电场中的轴正半轴上的电势随轴上位置变化如图所示,一个质量为、带电量的绝对值为的带电粒子仅在电场力作用下从坐标原点沿轴运动,运动到处速度刚好为零,则下列说法正确的是( )
A.粒子可能带正电 B.在范围内轴上的场强逐渐增大
C.粒子在坐标原点的动能大小为 D.粒子在轴正半轴运动的最大速度为
【答案】C
【详解】A.沿电场线电势降低,根据题图可知在至段,轴上电场强度沿轴正方向,由于粒子运动到处速度为零,则该过程粒子做减速运动,所受电场力方向沿轴负方向,电场力方向与电场强度方向相反,则粒子带负电,故A错误;
B.电势随变化的图线斜率表示场强大小,因此在范围内轴上的场强逐渐减小,故B错误;
C.粒子带负电,则电荷量为,设粒子在点动能为,粒子从坐标原点沿轴运动到处的过程,根据动能定理有
解得
故C正确;
D.粒子在过程做加速运动,在过程做减速运动,则粒子在处速度最大,在过程,根据动能定理有
解得
故D错误。
故选C。
4.(2025·安徽蚌埠·三模)如图(a)所示,有一电荷均匀分布的固定绝缘细圆环,圆心为O,轴线上的电场强度和电势分布如图(b)(c)所示。现有一带负电的粒子(重力不计)以初速度v0沿轴线由P运动到Q,OP=OQ=L。关于粒子由P运动到Q的过程分析,下列说法正确的是( )
A.粒子一直加速
B.静电力对粒子做功不为0
C.粒子所受静电力先增大后一直减小
D.粒子经Q点后可能在某处返回,也可能一直沿x轴正向运动
【答案】D
【详解】A.由图(c)可知,段电场强度向左,段电场强度向右,因粒子带负电,故粒子在段所受电场力向右,做加速运动,在段所受电场力向左,做减速运动,故A错误;
BD.由图(c)可知,、两点电势相等,粒子在、两点电势能相等,故静电力对粒子做功为0,根据动能定理可知,粒子经过Q点时速度向右,大小为,若小于粒子由点到无穷远处克服电场力做的功,粒子经Q点后会在某处返回,若大于或等于粒子由点到无穷远处克服电场力做的功,粒子经Q点后会一直沿x轴正向运动,故B错误,D正确;
C.由图(b)可知,由到电场强度先增大后减小,再增大再减小,故粒子所受静电力先增大后减小,再增大再减小,故C错误。
故选D。
5.(2025·安徽·模拟预测)空间有一平行于x轴方向的电场,O、A、B、C、D为x轴上的点,AB=CD,OD之间的电势随x变化的图像如图所示。一个带电粒子仅在电场力作用下,从O点由静止开始沿x轴向右运动,下列说法正确的是( )
A.该粒子带负电
B.A、D间电场强度先增大后减小
C.A、B之间与C、D之间的电场强度方向一定相反
D.该粒子从A向D运动过程中,动能先减小后增大
【答案】C
【详解】A.点电势高于点电势,故从点到点是沿着电场线方向,粒子仅在电场力作用下,从点由静止开始沿轴向右运动,可判定该粒子带正电,故A错误;
B.图线的切线斜率的绝对值表示电场强度的大小,其切线斜率为零处,电场强度也为零,故、间电场强度先减小后增大,故B错误;
C.图中点电势高于点电势,所以、之间的电场强度方向沿轴方向,而点电势低于点电势,所以、之间的电场强度方向沿轴负方向,故C正确;
D.由以上分析结合
可知,该粒子从A向D运动过程中,电势能先减小后增大;根据能量守恒,动能先增大后减小,故D错误。
故选C。
6.空间中存在沿x轴方向的静电场,各点电势的变化规律如图中图像所示,电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到x4处,电子仅受电场力,则该电子( )
A.在x1处电势能最小
B.在x1处加速度为零
C.在x3处电势为零,电场强度也为零
D.在x2处的动能大于在x3处的动能
【答案】B
【详解】A.根据
可知,负点电荷在电势越低的地方,电势能越大,由图像可知x1处电势最低,则电子在x1处的电势能最大,故A错误;
B.图像斜率的绝对值表示电场强度大小,由图可知在x1处,图像的斜率为0,即该处的电场强度为0,则电子在x1处受到的电场力为0,由牛顿第二定律知电子在x1处的加速度为0,故B正确;
C.结合上述,根据图像可知,x3处的斜率不为0,所以x3处的电场强度不为0,故C错误;
D.电子只在电场力作用下运动,动能和电势能总和保持不变,结合上述可知,负点电荷在电势越低的地方,电势能越大,则电子在x2处的电势能大于在x3处的电势能,所以电子在x2处的动能小于在x3处的动能,故D错误。
故选B。
7.(2025·安徽淮北·一模)(多选)在x轴的坐标为0和6cm的位置上分别固定两个点电荷。电荷量,。电荷的右侧各点电势随x变化的关系如图中曲线所示,其余部分的电势变化情况没有画出。其中A点为两电荷连线的中点,坐标位置为8cm的B点的电势为零,BD段中的电势最低点为C点,则下列说法正确的是( )
A.C点位置坐标为12cm
B.A点电势一定大于零
C.把一个负电荷从B点移到D点,电场力一直做负功
D.在B点静止释放一个正电荷,该电荷将一直沿x轴正方向运动
【答案】AD
【详解】A.设C点位置坐标为,由于C点的电势最低,根据图像中,图像的斜率表示场强的大小,因此两点电荷在C点的合场强为零,则有
解得或(舍去),故A正确;
B.若两点电荷的电荷量相等,则A点的电势为零,由于负点电荷的电荷量大于正点电荷的电荷量,因此A点电势一定小于零,故B错误;
C.B到C电势逐渐降低,根据
可知,一负电荷从B点移动到C点的过程中,电势能逐渐增大,电场力做负功,从C到D的过程中,电势逐渐升高,负电荷的电势能逐渐减小,电场力做正功,因此把一个负电荷从B点移到D点,电场力先做负功,后做正功,故C错误;
D.由图可知,正电荷从B到C由高电势向低电势运动,电场力做正功,由于电荷的初速度为零,因此正电荷沿x正方向做变加速运动,从C到D,正电荷由低电势向高电势运动,电场力做负功,由于运动方向与受力方向在同一直线上,电荷沿x正方向做减速运动,随着正电荷离场源电荷越来越远,电势趋于不变,电场强度趋于0,正电荷趋于不受外力的状况,此后将沿x正方向做匀速直线运动,故D正确。
故选AD。
8.(2024·安徽·三模)(多选)静电场的电场强度方向与x轴平行,x轴上各点电势随坐标x分布情况如图所示。现从处由静止释放一电子(重力不计),电子在间运动时的速度、电势能、动能及电场力的功率P随坐标x变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】A.电子在间做匀加速直线运动,在间做匀减速直线运动,在间做匀加速直线运动,全程加速度大小均相等,但电子速度随位移并非线性变化,A错误;
B.根据,B正确;
C.由动能定理,,故C正确;
D.电子在越过前后电场力方向突变,其功率大小不变,由
可知其功率正负值突变,D错误。
故选BC。
1.2025年7月8日至11日,第十二届世界高速铁路大会在北京举行。这不仅是一场全球铁路行业的盛会,更是中国高铁发展成就的集中展示。某同学乘坐动车时,利用加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系,如图所示。6s时动车由静止开始加速,可以认为加速度随时间均匀增大,14s时达到最大加速度,并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h,随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体,该物体始终相对桌板静止。重力加速度g取,动车加速过程始终在水平面上,下列说法正确的是( )
A.14s时动车的速度大小为2m/s
B.动车做匀加速直线运动的时间为138s
C.匀加速直线运动过程中,桌板对物体的作用力大小为1N
D.匀加速直线运动过程中,桌板对物体做的功为4900J
【答案】A
【详解】A.在加速度a随时间t的变化关系图像中,图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,6s时动车由静止开始加速,则14s时动车的速度大小为,A正确;
B.动车的最大速度,做匀加速直线运动的时间为,B错误;
C.在匀加速直线运动过程中,对物体受力分析,根据牛顿第二定律可得
支持力
桌板对物体的作用力大小为,C错误;
D.在匀加速直线运动过程中,物体运动的位移为
桌板对物体做的功为,D错误。
故选A。
2.如图甲所示,2025蛇年春晚,国产宇树科技机器人集体扭秧歌引人注目,动作丝滑堪比人类。图乙记录其中一台机器人在一段时间内运动的速度—时间图像,下列说法正确的是( )
A.0~4s内,机器人的平均速度大小为2.4m/s
B.4~12s内,机器人静止
C.12~14s内,机器人的加速度大小为
D.12~14s内,机器人的位移大小为16.4m
【答案】C
【详解】A.由题图乙可知,内机器人做匀减速直线运动,所以这段时间内的平均速度大小为,故A错误;
B.由题图乙可知,内机器人以的速度做匀速直线运动,不是静止,故B错误;
C.图像的斜率表示加速度,所以由题图乙可知,内机器人的加速度大小为,故C正确;
D.图像与坐标轴围成的面积表示位移,所以由题图乙可知,内机器人的位移大小为,故D错误。
故选C。
3.烟花“窜天猴”点燃后在竖直方向上运动的图像如下,烟花在时刻起飞,EF段为直线。下列说法正确的是( )
A.时刻,速度最大 B.时间内,时刻速度的变化率最大
C.时间内,平均速度的大小为 D.时间内,“窜天猴”一直处于失重状态
【答案】C
【详解】A.时刻烟花到达最高点,速度为零,故A错误;
B.时间内,时刻图像最陡,速度最大,位置的变化率最大,故B错误;
C.平均速度等于位移与所用时间的比值,时间内,平均速度的大小为,故C正确;
D.时间内,图像越来越陡,表示“窜天猴”向下加速运动,加速度向下,处于失重状态;时间内,“窜天猴”向下匀速直线运动,不是处于失重状态,故D错误。
故选C。
4.一物体在某段时间内运动时的位置-时间图像和速度-时间图像如图所示,其中位置-时间图像中的时刻对应抛物线的最高点,则以下说法正确的是( )
A.图像中
B.图像中
C.物体到达坐标原点的时刻为
D.物体3s时离坐标原点的距离为4.5m
【答案】C
【详解】A.图像的最高点对应速度为0的时刻,由图像可知初速度
加速度
速度为0时
即
物体回到初始位置时,根据位移公式
当时,即
代入数据解得,A错误;
B.为时刻的位置,由上述分析知时
故,B错误;
C.物体到达坐标原点时,
由
解得,C正确;
D.时,
距离原点,D错误;
故选C。
5.(2025·安徽·模拟预测)在轴上的点有一个点电荷,的点有另一个点电荷,两个点电荷产生电场的电势随变化的规律如图所示,下列说法正确的是( )
A.两个点电荷为异种电荷
B.、带电量绝对值之比为
C.在轴放置一负点电荷,该电荷在处受到的电场力最大
D.若在点由静止释放一个正点电荷,仅在电场力作用下恰能运动到点
【答案】D
【详解】A.从O点到处电势一直降低,则知电场的方向沿x轴指向正方向,O点电荷为正点电荷,从处到处电势升高知,电场方向沿x轴指向负方向,点的电荷也为正电荷,故A错误;
B.电势随变化的图像的斜率表示电场强度,则处的电场强度为零,根据矢量叠加法则有
解得,故B错误;
C.处电场强度为0,负点电荷在该处受到的电场力为0,故C错误;
D.若在点由静止释放一个正点电荷,电场力与电场强度方向相同沿x轴正方向,电场力先做正功,过x=4a点后电场方向反向,电场力做负功,运动到点,两点电势相同,故电场力做功为0,根据动能定理可知N点动能也为0,故恰好运动到N点,故D正确。
故选D。
6.x轴上有两个不等量点电荷,两电荷连线上各点电势随位置坐标变化的图像如图所示,图线与φ轴正交,交点处的纵坐标为,a、b为x轴上关于原点O对称的两个点。正电子的质量为m,电荷量为e,取无穷远处电势为0,下列说法正确的是( )
A.带异种电荷
B.两电荷电量之比
C.将一正电子从a点由静止释放,若经过O点时速度为,则a点电势
D.将一正电子从b点由静止释放,则电场力先做正功后做负功,正电子经过O点后可以到达a点
【答案】C
【详解】
A.由图可知x轴上的和之间的电势都大于零,故两个点电荷一定都是正电荷,故A错误;
B.在x=0处图像切线的斜率为零,则该点处的电场强度为零,有
解得
故B错误;
C.从a点静止释放到O点,动能定理可得
得
故C正确;
D.将一正电子从b点由静止释放初始动能为零,由于a点电势大于b点,正电子在a点电势能大于b点,根据能量守恒可知,不可能到达a点,故D错误。
故选C。
7.沿空间某直线建立x轴,该直线上的静电场方向沿x轴,其电势的φ随位置x变化的图像如图所示,一电荷量为e带负电的试探电荷,经过x2点时动能为1.5eV,速度沿x轴正方向若该电荷仅受电场力。则其将( )
A.不能通过x3点 B.在x3点两侧往复运动
C.能通过x0点 D.在x1点两侧往复运动
【答案】B
【详解】带负电的试探电荷在x2处动能为1.5eV,电势能为-1eV,总能量为0.5eV,且试探电荷速度沿x轴正方向,在x2 ~ x3区域试探电荷受到沿x轴正方向的静电力,做加速运动,在x3处速度最大,试探电荷继续运动到x3右侧,做减速运动,当速度为零时,电势能为0.5eV,即运动到电势为-0.5V处减速到零,开始向x轴负方向运动,后反向回到x2处动能仍为1.5eV,继续向左运动,在电势为-0.5V处减速到零又反向,不会运动到x0、x1处,即试探电荷在x3点两侧往复运动。
故选B。
8.(2024·安徽·高考真题)倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块,如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到。不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】时间内:物体轻放在传送带上,做加速运动。受力分析可知,物体受重力、支持力、滑动摩擦力,滑动摩擦力大于重力的下滑分力,合力不变,故做匀加速运动。
之后:当物块速度与传送带相同时,静摩擦力与重力的下滑分力相等,加速度突变为零,物块做匀速直线运动。
C正确,ABD错误。
故选C。
9.(2025·安徽·模拟预测)如图甲所示,倾角为的固定斜面上有一物块处于静止状态,物块的质量为1kg,现用沿斜面向下的恒力推物块,过一段时间撤去推力,物块沿斜面向下运动的图像如图乙所示,已知物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,斜面足够长,重力加速度。则下列判断正确的是( )
A.物块静止时,斜面对物块的作用力大小为8N B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C.推力对物块做的功为36J D.若推力增大为原来的2倍,则物块下滑的加速度大小为
【答案】D
【详解】A.从图像上可以看出撤去推力后物块做匀速运动,所以物块受到重力、斜面的支持力和摩擦力处于平衡状态,所以斜面对物块的支持力与摩擦力的和与重力大小相等,方向相反,故物块静止时,斜面对物块的作用力大小为10N,故A错误;
B.拉力撤去后物块做匀速直线运动,则由平衡条件
解得物块与斜面间的动摩擦因数为,故B错误;
C.由图像可求加速度大小为
由牛顿第二定律可知,拉力撤去前由牛顿第二定律
解得
根据图像与时间轴围成的面积表示位移,有推力时物块的位移
根据功的公式,故C错误;
D.若恒力增大为原来的2倍即时,由牛顿第二定律可知
代入数据可得,物块下滑的加速度大小为,故D正确。
故选D。
10.(2024·安徽·模拟预测)如图甲所示,“窜天猴”又称“冲天炮”,是利用火箭原理制成的一种鞭炮,火药燃烧后,在尾部喷出气流,能使主体向上飞。如图乙为某次燃放时,某支“窜天猴”在竖直方向上运动时的速度—时间图像,取竖直向上为正方向,不计空气阻力。已知时刻起飞,图像段为倾斜线段,斜率绝对值与重力加速度大小相等,图像其余段均为曲线,下列对该支“窜天猴”的运动判断正确的是( )
A.在时间内,“窜天猴”处于失重状态
B.在时间内,气流对“窜天猴”的作用力逐渐增大
C.在时刻,“窜天猴”刚好上升到最高点
D.在时刻,“窜天猴”内的火药刚好燃尽
【答案】D
【详解】A.由图像可知,在时间内,“窜天猴”竖直向上加速,故处于超重状态,故A错误;
B.在时间内“窜天猴”的加速度减小,根据
可知,气流对“窜天猴”的作用力逐渐减小,故B错误;
C.在时间内,“窜天猴”的速度始终为正,故一直竖直向上运动,故C错误;
D.图像中的点为曲线和直线的转折点,则时刻之后“窜天猴”只受重力,故D正确。
故选D。
11.(2023·安徽合肥·二模)在蹦床运动过程中,用力传感器测出弹簧床对运动员的弹力F,下图是绘制的F随时间t的变化图像,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.运动员的质量为40kg B.运动员在3.6s~4.8s内处于超重状态
C.运动员的最大加速度大小为50m/s2 D.运动员离开蹦床上升的最大高度为3.2m
【答案】D
【详解】A.由题可知
所以
故A错误;
B.由图可知,运动员在3.6s~4.2s内弹力大于重力,加速度方向向上,运动员处于超重状态,在4.2s~4.8s内弹力小于重力,加速度方向向下,处于失重状态,故B错误;
C.当运动员处于最低点时,加速度最大,根据牛顿第二定律可得
故C错误;
D.由图可知,运动员离开蹦床在空中运动的时间为
所以运动员离开蹦床上升的最大高度为
故D正确。
故选D。
12.(2026·安徽合肥·模拟预测)(多选)如图1所示,一个半径为,均匀带电的圆环水平放置。以圆环圆心为坐标原点,竖直向上为正方向建立轴,则轴上各点的电势与其坐标间的关系图像如图2所示。现将一质量为,电荷量绝对值为的小球自轴上处由静止释放,小球下落至处时加速度恰好为零。已知图线在处切线的斜率绝对值最小,静电力常量为,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.圆环一定带负电
B.圆环带电量的绝对值为
C.小球沿轴一直加速且加速度先减小后增大
D.小球运动至处时速度大小为
【答案】ABD
【详解】A.由图2可知,在区间,沿轴正方向电势逐渐增大,故电场强度方向沿轴负方向,圆环带负电,A项正确;
B.设圆环带电量为,则圆环单位长度的带电量为,取一段极小的可视为点电荷的圆弧,其带电量为,圆环轴线上距离圆心 处的电场强度竖直分量大小为
则整个圆环在距离圆心 处的电场强度大小为
小球在 处加速度为零,此时重力与电场力平衡,有
将 代入 的表达式解得 ,B项正确;
C.随着小球下落,在区间小球所受电场力向上且增大,在区间小球所受电场力向上且减小,在区间小球所受电场力向下且增大,在区间小球所受电场力向下且减小,而所受合力始终向下,所以小球一直做加速运动,但加速度是先减小后增大再减小,C项错误;
D.由图2可知,小球由运动至,电场力做功
由动能定理可得
即可解得小球运动至处时速度大小为,D项正确。
故选ABD。
13.(多选)如图甲所示,A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,其中A物体的质量为。现用恒定的向上拉,使两物体开始向上运动。在分离前,的加速度随位移变化如图乙所示。当物体运动位移为时,与分离。重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.B物体的质量为
B.弹簧的劲度系数等于
C.作用后瞬间,对的压力大小为
D.和分离后,还能继续上升
【答案】CD
【详解】A.设B物体的质量为,F未作用时,对AB整体分析,根据平衡条件有
由图乙可知,当F作用瞬间,AB整体的加速度大小为
对AB整体分析,根据牛顿第二定律有
又
代入解得,故A错误;
B.AB分离瞬间,AB间弹力为0,二者加速度相等,对B物体,根据牛顿第二定律有
对A物体,根据牛顿第二定律有
又
联立解得,,故B错误;
C.F作用瞬间,对B物体分析,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知F作用瞬间,对的压力大小为,故C正确;
D.从F作用到AB分离过程,根据运动学公式
可知图像与轴围成的面积表示,且当物体运动位移为时加速度大小为
又AB开始运动的初速度为零,则有
解得AB分离时的速度
AB分离后,对B物体,根据动能定理有
解得
即和分离后,还能继续上升,故D正确。
故选CD。
14.(2025·安徽六安·模拟预测)(多选)如图甲所示,长木板A的左端放置滑块B(可视为质点),V形槽C用不可伸长的细绳与A相连,光滑球D放在槽内(槽右边部分竖直,与左边倾斜部分的夹角为)。对B施加一水平向右的恒力F使其由静止开始运动,一段时间后B从A右端滑出,A继续在水平地面上运动一段距离后停止运动,以水平向右为正方向,此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示。已知、,A、C与地面间的动摩擦因数相同,D与C之间始终未发生相对滑动,取。下列说法正确的是( )
A.长木板A与地面之间的动摩擦因数为0.2,滑块B与长木板A之间的动摩擦因数为0.6
B.细绳能承受的最大拉力应不小于3N
C.若球D相对于槽C刚好未发生滑动,则有
D.若长木板A长,则在第1s内恒力F做的功为15J
【答案】BD
【详解】A.由图乙可知,在内,长木板的加速度
在1~3s内,长木板的加速度
设长木板与地面之间的动摩擦因数为,滑块与长木板之间的动摩擦因数为,在0~1s内,
对、、整体进行受力分析,根据牛顿第二定律
在1~3s内,对受力分析,根据牛顿第二定律有
联立解得,
故A错误;
B.在内,对、系统受力分析,由牛顿第二定律
解得
故细绳能承受的最大拉力应不小于,故B正确;
C.若球相对于槽刚好未发生滑动
根据牛顿第二定律
解得
故C错误;
D.在第内,对有
对有
根据牛顿第二定律
又
联立解得
故D正确。
故选BD。
15.(2025·安徽·模拟预测)(多选)2025年3月18日,合肥轨道交通6号线一期动车调试工作正式启动。假设一列车在某两站间沿直线运行,运行的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.列车在加速和刹车阶段的加速度大小相同
B.列车在加速和刹车阶段的平均速度相同
C.列车在加速和刹车阶段的位移相同
D.两站间的距离为1430m
【答案】BD
【详解】A.列车在加速阶段的加速度大小为
列车在减速阶段的加速度大小为
列车在加速和刹车阶段加速度大小不同,A错误;
B.列车在加速和刹车阶段的平均速度都为10m/s,B正确;
C.根据v-t图像和坐标轴所围面积表示位移的大小,列车在加速和刹车阶段的位移分别是
,
列车在加速阶段的位移大于列车在刹车阶段的位移,C错误;
D.v-t图像中图线与横轴围成的面积表示位移
,D正确。
故选BD。
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