高三物理知识点综合复习检测3.doc

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物理图像能形象地表达物理规律，直观地展示物理过程，并能鲜明地体现物理量间的相互关系。从近几年高考来看，图像问题所占的比例越来越大，解决图像问题基本流程：看“坐标轴斜率面积交点、拐点”。关于图像问题，必须掌握以下四个方面：1坐标轴的物理意义弄清两个坐标轴各代表什么物理量，以便了解图像所反映的是哪两个物理量之间的关系。2斜率的物理意义要理解物理图像中斜率的含义，首先要看清图像的两个坐标轴。(1)变速直线运动的x t图像，纵坐标表示位移，横坐标表示时间，因此图线中某两点连线的斜率表示平均速度，图线上某一点切线的斜率表示瞬时速度。(2)v t图线上两点连线的斜率和某点切线的斜率，分别表示平均加速度和瞬时加速度。(3)单匝线圈的 t图像(为磁通量)，斜率表示感应电动势。(4)恒力做功的W x图像(x为恒力方向上的位移)，斜率表示恒力的大小。(5)沿电场线方向的 x图像(为电势，x为位移)，其斜率的大小等于电场强度的大小。(6)用自由落体运动测量重力加速度实验的v2 h图像(v为速度，h为下落位移)，其斜率为重力加速度的2倍。(7)不同带电粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的v r图像(v为速度，r为半径)，其斜率跟带电粒子的比荷成正比。3面积的物理意义(1)在直线运动的v t图像中，图线与t坐标轴所围面积表示相应时间内质点通过的位移。(2)在a t图像中，图线与t坐标轴所围面积表示质点在相应时间内速度的变化量。(3)单匝线圈中电磁感应的E t图像(E为感应电动势)，图线跟t坐标轴之间的面积表示相应时间内线圈磁通量的变化量。(4)F x图像中曲线和x坐标轴之间的面积表示F做的功，如果F是静电力，此面积表示电势能的变化量，如果F是合力，则此面积表示物体动能的变化量。(5)静电场中的E x图像(E为电场强度，x为沿电场线方向的位移)，曲线和x坐标轴之间的面积表示相应两点间的电势差。4交点、拐点的物理意义(1)交点往往表示不同对象达到的某一物理量的共同点。(2)拐点既是坐标点，又是两种不同变化情况的交界点，即物理量之间的突变点。类型一图 像 解 读通过对已知图像的分析、求解、判断相关量的变化(如位移、速度、加速度、功、功率、动能、势能、电场强度、电势、电势能等)，寻找其内部蕴含的物理规律。(2014延安质检)如图所示为某物体做直线运动的v t图像，关于这个物体在4 s内的运动情况，下列说法中正确的是()A物体始终向同一方向运动B4 s末物体离出发点最远C加速度大小不变，方向与初速度方向相同D4 s内通过的路程为4 m，而位移为零解析图像的斜率不变，因此物体做匀变速直线运动，开始时速度方向与加速度方向相反，物体减速运动，t2 s时，物体速度减为零，然后物体反向加速运动，t4 s时，回到起始点，由图可知物体所经历的路程为s22 m22 m4 m，位移为零，A、B、C错误，D正确。答案D题后感悟运用物理图像解题，还需要进一步建立物理图像和物理情境的联系，根据物理图像，想象出图像所呈现的物理现象、状态、过程和物理变化的具体情景，因为这些情景中隐含着许多解题条件，这些过程中体现了物理量相互制约的规律，这些状态反映了理论结果是否能与合理的现实相吻合，这些正是“审题”、“分析”、“审视答案”等解题环节所需要解决的。针对训练1(2013全国新课标)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图甲为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度时间图线如图乙所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则()甲乙A从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B在0.4 s2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD在0.4 s2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变解析：选AC设着舰时舰载机的速度为v，无阻拦索时舰载机加速度大小为a，所以a m/s22.45 m/s2，从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离即为v t图像下的面积，即为x2700.42.450.422.1100.5m113.275 m，约为无阻拦索时的1/10，A正确；在0.4 s2.5 s时间内，飞机做匀减速直线运动，即阻拦索的张力的合力恒定不变，又阻拦索的夹角逐渐减小，故张力逐渐减小，B错误；在滑行过程中，0.4 s2.5 s时间内加速度最大，加速度大小为a m/s228.1 m/s22.5g，飞行员所承受的最大加速度超过2.5g，C正确；在0.4 s2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率PFv，F不变，v逐渐减小，功率P减小，D错误。 2(2014江西师大附中摸底考试)M、N是某电场中一条电场线上的两点，若在M点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是()A电子在N点的动能小于在M点的动能B该电场有可能是匀强电场C该电子运动的加速度越来越小D电子运动的轨迹为曲线解析：选C电子从不动到动，电势能逐渐减小，动能逐渐增加，A错误；根据电势能的图像可以看出电势能是非线性减小的，由Epq知电势是非线性减小的，再根据UEd推知场强是非固定值，因此该电场是非匀强电场，B错误；由牛顿第二定律得qEma，加速度逐渐减小，C正确；轨迹与电场线重合，表明电场力与轨迹重合，因此轨迹只能是直线，D错误。3(2014茂名模拟)我国“蛟龙号”在某次试验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面的10 min内全过程的深度曲线(a)和速度图像(b)，则下列说法正确的有()A图(a)中h3代表本次下潜最大深度为360 mB全过程中最大加速度是0.025 m/s2C潜水员感到超重体验发生在01 min和8 min10 min 内D整个潜水器在8 min10 min时间段内机械能守恒解析：选A最大深度h3(260460)2 m360 m，A正确；最大加速度am m/s2 m/s2，B错误；在01 min和8 min10 min内潜水员的加速度方向均向下，故潜水员有失重感，C错误；8 min10 min内，潜水器的加速度方向向下，大小为a m/s20.025 m/s2，故除重力以外，其他力的合力方向向上，机械能增大，D错误。类型二图 像 选 择题目中给出某种情景，通过对情景的物理过程分析找出与之对应的图像并描绘出来(如给出物体的受力情景，选择物体的运动图像；或给出物体的运动图像，选择物体的受力图像等)。(2013福建高考)如图甲所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律()甲乙解析线框进入磁场过程中可能做：(1)匀速运动；(2)减速运动，一直减速或先减速后匀速；(3)加速运动，一直加速或先加速后匀速。线框做减速、加速运动时，其加速度都是减小的。由此可知A图像反映的规律是不可能的。答案A题后感悟此类题目一般是先在题干中叙述有关物理情境，然后根据所学物理规律，判断某些物理量的变化情况，有些题目的四个选项是同一个物理量的变化情况，有些题目的四个选项是不同物理量的变化情况，要想解答此类题目，必须正确地分析物理过程。针对训练4(2014成都模拟)如图甲所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin 。已知滑块与斜面间的动摩擦因数tan ，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q、滑块的动能Ek、势能Ep、机械能E随时间t、位移x变化的是()甲乙解析：选CD滑块在斜面方向共受三个力，一个重力沿斜面向下的分力mgsin ，沿斜面向下的摩擦力mgcos mgsin ，沿斜面向上的拉力Fmgsin ，滑块做匀减速运动，加速度大小agsin ，因此位移xv0tgsin t2，那么运动过程中产生的热量Qfxmgsin ，与时间不成正比，A错误；动能Ekmv2m(v0gsin t)2，不是关于时间t的一次函数关系，B错误；重力势能Epmghmgxsin ，与位移x成正比，C正确；整个运动过程，拉力和摩擦力的合力等于零，只有重力做功，机械能守恒，D正确。5(2014长宁三模)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。设汽车行驶时所受的阻力恒定，则下面四个图像中，哪个图像能正确表示从司机减小油门开始汽车的速度与时间的关系()解析：选B开始时汽车以速度v0匀速运动，牵引力Ff；当汽车的功率减小一半并保持该功率继续行驶时，根据PFv，则开始的牵引力减为原来的一半，根据fFma，汽车做减速运动，随着速度的减小，牵引力逐渐变大，加速度逐渐减小，最后当牵引力再次等于阻力时，汽车将以v0/2做匀速运动，B正确。6(2014辽师大附中三模)如图甲所示，空间存在水平向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场内有一足够长的绝缘直杆，它与水平面的倾角为，一带电荷量为q、质量为M的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数Mgcos ，支持力N反向，且速度越大支持力N越大，摩擦力f也随之增加，最后出现Mgsin Mgcos F，之后小球匀速下滑，C正确，A、B、D错误。类型三图 像 变 换给出研究对象某个量的变化图像，分析其他量的变化图像(如给出磁感应强度随时间的变化图像，分析感应电流、导体棒受到的安培力、导体棒运动状态等物理量随时间变化的图像)。(2014华中师大附中模拟)如图甲所示，正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是(规定向左为力的正方向)()丙解析在第1 s内，磁感应强度是均匀减小的，因此电流在线框里面是顺时针流动的，结合左手定则，ab边所受安培力水平向左，图像应在横轴以上，B错误；再由闭合电路的欧姆定律可知，电流大小是恒定的，但磁感应强度是线性变小的，因此安培力也是线性变小的，A错误；在第6 s内，安培力是向右的，是负值，C错误，D正确。答案D题后感悟对于图像转换问题，应划分不同的时间段或者运动过程，逐过程画出与之对应的图像。针对训练7(2013山东高考)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面(纸面)内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是()解析：选B由法拉第电磁感应定律和楞次定律可知，0和T时间内，电流的大小相等，方向相反，ab边受到安培力的方向先向左后向右，大小不变，B正确。8如图甲所示为起重机沿竖直方向提起的过程中重物运动的速度时间图像，则该过程中起重机的输出功率最接近图乙中的()甲乙解析：选D由v t图像可知运动过程可划分为三个阶段，第一阶段F1mg，F1mgma1，F1m(ga1)，P1F1v1m(ga1)a1t1；第二阶段F2mg，P2mgvmm(ga1)vm，A、B错误；第三阶段F3mg，F3m(ga1)，P3m(ga1)vmmgvm，C错误，D正确。9一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中，如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。以i表示线圈中的感应电流，以图甲线圈上箭头所示方向的电流为正，图丙中的i t图像正确的是()甲乙ABCD丙解析：选A在01 s内，据ES可知感应电动势恒定，感应电流恒定，且电流为逆时针方向，在图像中为负，C、D错误；1 s2 s内，B不变，i0；2 s3 s内，由ES同理知电流恒定，方向为正，B错误，A正确。类型四图像的综合应用题目涉及的考点较多，跨度较大，需要较高的逻辑思维能力和运算能力(如电磁感应中图像问题，一道题可能涉及的知识有运动学公式、牛顿运动定律、功能关系、法拉第电磁感应定律、楞次定律等)。(2014通化二模)如图甲所示，质量为m1 kg的物体置于倾角为37的固定斜面上(斜面足够长)，对物体施一平行于斜面向上的拉力F，t2 s时撤去拉力，物体运动的部分v t图像如图乙所示(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)，求：(1)拉力F的大小；(2)4 s末物体速度的大小v。解析(1)物体在前2 s内沿斜面加速上升，根据牛顿第二定律得Fmgsin 37mgcos 37ma1由题图乙可知加速度a15 m/s2在第3 s内物体减速上升，根据牛顿第二定律得mgsin 37mgcos 37ma2由题图乙可知加速度a210 m/s2联立解得F15 N(2)在第4 s内物体沿斜面向下加速下滑，根据牛顿第二定律得mgsin37mgcos 37ma3解得加速度a32 m/s2根据速度公式可知4 s末物体速度大小va3t21 m/s2 m/s答案(1)15 N(2)2 m/s题后感悟此类问题属图像信息题，因此解题的关键是深入挖掘图像隐含信息，并且与物体的实际运动情况相结合，从而选择相应的物理规律作答。针对训练10(2014内江联考)如图甲所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图乙所示的交变电压。t0时，Q板比P板电势高U0，在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略不计)，已知电子在04t0时间内未与两板相碰。则电子速度方向向左且速度大小逐渐减小的时间是()甲 乙A0tt0 Bt0t2t0C2t0t3t0 D3t0t4t0解析：选D开始时Q板电势比P板高，电场线向左，负电荷受力向右，因此在0tt0内，电子向右加速运动，A错误；t0时刻电场反向，电子开始向右减速运动，到2t0时刻，速度恰好减小到零，B错误；在2t0tm，故P与斜面间的静摩擦力变大，D正确。答案BD针对训练4(2013北京高考)如图所示，倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是()A木块受到的摩擦力大小是mgcos B木块对斜面体的压力大小是 mgsin C桌面对斜面体的摩擦力大小是 mgsin cos D桌面对斜面体的支持力大小是 (Mm)g解析：选D 对m进行受力分析，由平衡方程得木块对斜面的压力Nmgcos ，木块受到的摩擦力fmgsin ，A、B错误；对M和m进行整体受力分析，可得桌面对斜面体的摩擦力大小是零，桌面对斜面体的支持力大小是(Mm)g，C错误，D正确。5(2013天津高考)如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力N以及绳对小球的拉力FT的变化情况是()AN保持不变，FT不断增大BN不断增大，FT不断减小CN保持不变，FT先增大后减小DN不断增大，FT先减小后增大解析：选D由于缓慢地推动斜面体，小球处于动态平衡，小球受到大小方向不变的重力，方向不变的斜面支持力，还有绳的拉力，三力构成封闭三角形，如图所示，开始时绳的拉力与支持力的夹角为锐角，随着绳的拉力FT按顺时针转动，其大小先减小后增大，而支持力N一直增大，D正确。6(2012浙江高考)如图所示，与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m1.0 kg的物体，细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N。关于物体受力的判断(取g9.8 m/s2)，下列说法正确的是()A斜面对物体的摩擦力大小为零B斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向竖直向上D斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上解析：选A物体受到重力、支持力和细绳的拉力作用，重力沿斜面向下的分力mgsin 4.9 N，其沿斜面方向所受的合力为零，所以物体没有沿斜面运动的趋势，摩擦力大小为零，A正确，B错误；斜面对物体的支持力大小mgcos 4.9 N，方向垂直斜面向上，C、D错误。模型三传送带模型(1)物块与传送带是高中力学中一个常见的模型，其特征是以摩擦力为纽带关联传送带和物块的相对运动，这类问题涉及滑动摩擦力和静摩擦力的转换、对地位移和二者间的相对位移的区别，综合牛顿运动定律、运动学公式、功和能等知识。该题型按传送带设置可分为水平与倾斜两种；按转向可分为顺时针和逆时针两种；按转速是否变化可分为匀速和匀变速两种。(2)解答本类问题的基本思路运动分析受力分析功能关系分析。受力分析的关键是判断f的方向，功能关系分析的关键是明确物体与传送带间的相对位移。(2014廊坊二模)水平传送带在电动机的带动下始终以速度v匀速运动。某时刻在传送带上A点处轻轻放上一个质量为m的小物体，经时间t小物体的速度与传送带相同，相对传送带的位移大小为x，A点未到右端，在这段时间内()A小物体相对地面的位移大小为xB传送带上的A点对地的位移大小为xC由于小物体与传送带相互作用产生的热量为mv2D由于小物体与传送带相互作用，电动机要多做的功为mv2解析在这段时间内，物体从静止做匀加速直线运动，其相对地面的位移为x1vt，传送带(或传送带上的A点)相对地面的位移为x2vt，物体相对传送带的位移大小xx2x1vt，显然x1x，x22x，A正确，B错误；物体与传送带间的滑动摩擦力做功，将系统的部分机械能转化为系统的内能，摩擦生热Qfx，对物体运用动能定理有fx1mv2，又x1x，故Qfxmv2，C错误；在这段时间内，电动机要多做功以克服滑动摩擦力做功，Wfx22fxmv2，D正确。答案AD题后感悟(1)当v物与v传同向时，只要传送带足够长，无论v物与v传大小关系如何，最终一定一起匀速运动。(2)当v物与v传反向时，只要传送带足够长，当v物v传时，物块返回到滑入端，速度大小为v传。(3)Qfx相对中x相对为全过程的相对路程，注意v物与v传同向和反向时的区别。针对训练7(2014自贡模拟)如图甲所示，以速度v逆时针匀速转动的足够长的传送带与水平面的夹角为。现将一个质量为m的小物体轻轻地放在传送带的上端，小物体与传送带间的动摩擦因数为(tan )，则图乙中能够正确地描述小物体的速度随时间变化关系的图线是()甲乙解析：选D开始时传送带的速度大于物体的速度，故滑动摩擦力沿斜面向下，故物体的加速度a1gsin gcos ，当物体的速度等于传送带的速度时物体的加速度为gsin ，此后物体的速度大于传送带的速度，物体所受的摩擦力沿斜面向上，根据tan 可得sin cos ，故mgsin mgcos ，即重力沿斜面方向的分力大于滑动摩擦力，所以物体的加速度a2gsin gcos ，故a1a2，速度图像的斜率等于物体的加速度，故速度相同后速度图像的斜率将减小，D正确。8(2014驻马店模拟)如图所示，足够长的水平传送带以速度v沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A点距离底部的高度h0.45 m。一小物体从A点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回曲面。g取10 m/s2，则下列说法正确的是()A若v1 m/s，则小物体能回到A点B若v2 m/s，则小物体能回到A点C若v5 m/s，则小物体能回到A点D无论v等于多少，小物体都不能回到A点解析：选C小物体从光滑曲面滑行过程由动能定理可知mghmv2，得v3 m/s，到达传送带后与传送带运动方向相反，受到向右的摩擦力，开始减速，向左减速到零后向右加速。根据机械能守恒，要返回A点，那么向右加速的末速度也必须为v3 m/s，根据运动的可逆性，小物体向左匀减速到零后向右匀加速到3 m/s，位移相等即一直加速，但加速的末速度等于传送带速度时就会变为匀速不再加速，所以传送带速度要大于3 m/s，C正确。9(2014眉山调研)如图所示，水平传送带的右端与竖直面内用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接，钢管内径很小。传送带的运行速度为v06 m/s，将质量m1.0 kg的可看做质点的滑块无初速度地放到传送带A端，传送带长度为L12.0 m，“9”形轨道全高H0.8 m，“9”形轨道上半部分圆弧半径为R0.2 m，滑块与传送带间的动摩擦因数为0.3，重力加速度g10 m/s2，试求：(1)滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间；(2)滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向；(3)若滑块从“9”形轨道D点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角45的斜面上P点，求P、D两点间的竖直高度h(保留两位有效数字)。解析：(1)滑块在传送带上加速运动时，由牛顿第二定律得mgma解得a3 m/s2加速到与传送带达到共同速度所需要的时间t12 s前2 s内的位移x1at6 m之后滑块做匀速运动的位移x2Lx16 m所用的时间t21 s滑块从A端运动到B端所用时间tt1t23 s(2)滑块从B到C的过程中由动能定理得mgHmvmv在C点，设轨道对滑块的弹力N方向竖直向下，由牛顿第二定律得Nmgm解得N90 N方向竖直向下。由牛顿第三定律得，滑块对轨道的压力大小为90 N，方向竖直向上。(3)滑块从B到D的过程中由动能定理得mg(H2R)mvmv在P点vyvDtan 45又h解得h1.4