高考物理图示法图像法解决物理试题专题训练答案
一、图示法图像法解决物理试题
1.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Ql和Q2。电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示(+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.Q1、Q2均为正电荷 B.Q1、Q2带电荷量之比为9:1 C.在x=6处电势为0
D.该试探电荷向x轴正方向运动时,电势能一直减小 【答案】AB 【解析】 【详解】
由图可知,若两个电荷是负电荷则x=2处场强方向为负方向,故两个电荷同为正电荷,A正确;因在x=6处场强为0,则kQ1Q2?k,解得:Q1:Q2?9:1,B正确;根据同种正2262电荷连线的中垂线电势分布特点,可知从x=6向无穷远运动时电势在降低,则x=6处电势大于0,C错误;由图可知,0-6之间电场为正,沿x轴的正方向,所以从0到6之间电势逐渐降低;而6-8之间的电场为负,沿x轴的负方向,所以从6到8之间电势升高,因此将一个正点电荷沿x轴运动时,该电荷的电势能先减小后增大,D错误。
2.如图所示,将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点,小球静止在M点,N为O点正下方一点,ON间的距离等于橡皮筋原长,在N点固定一铁钉,铁钉位于橡皮筋右侧。现对小球施加拉力F,使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动,P为圆弧上的点,角PNM为60°。橡皮筋始终在弹性限度内,不计一切摩擦,重力加速度为g,则
A.在P点橡皮筋弹力大小为B.在P点时拉力F大小为
C.小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直
D.小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小 【答案】AC
【解析】A、设圆的半径为R,则时小球二力平衡有
,ON为橡皮筋的原长,设劲度系数为k,开始
;当小球到达P点时,由几何知识可得
,则橡皮筋的弹力为
,联立解得
,故A正确。B、
小球缓慢移动,即运动到任意位置均平衡,小球所受三个力平衡满足相似三角形,即
,
,因
,可得
,故B错误。C、同理在缓慢
运动过程中由相似三角形原理可知错误。则选AC。
,则拉力F始终垂直于橡皮筋的弹力,C正
确。D、在两相似三角形中,代表F大小的边MP的长度一直增大,故F一直增大,故D【点睛】三力平衡可以运用合成法、作用效果分解法和正交分解法,而三力的动态平衡就要用图解法或相似三角形法,若有直角的还可以选择正交分解法。
3.如图所示,a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点,分别在a、c两个点处放等量异种电荷+Q和-Q。下列说法正确的是( )
A.b、f两点电场强度大小相等,方向不同 B.e、d两点电势相同
C.b、f两点电场强度大小相等,方向相同 D.e、d两点电势不同 【答案】BC 【解析】
A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的,由等量异号电荷的电场的特点,结合题目的图可知,图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面,所以该平面上各点的电势都是相等的,各点的电场强度的方向都与该平面垂直。由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的,结合该电场的特点可知,b、c、d、e各点的场强大小也相等。由以上的分析可知,b、c、d、e各点的电势相等,电场强度大小相等,方向相同。故A、D错误;故选BC。
【点睛】解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况,知道场强是矢量,只有大小和方向都相同时,场强才相同,同时掌握好电场强度的叠加方法。
4.如图所示,半径为R的硬橡胶圆环,其上带有均匀分布的负电荷,总电荷量为Q,若在
圆环上切去一小段l(l远小于R),则圆心O处产生的电场方向和场强大小应为( )
A.方向指向AB B.方向背离AB C.场强大小为【答案】BD 【解析】 【详解】 AB段的电量
,则AB段在O点产生的电场强度为:
,方向指向AB,所
D.场强大小为
以剩余部分在O点产生的场强大小等于【点睛】
,方向背离AB.故B,D正确;A,C错误.故选BD.
解决本题的关键掌握点电荷的场强公式,以及知道AB段与剩余部分在O点产生的场强大小相等,方向相反.
5.如图所示,水平光滑长杆上套有一物块Q,跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q,另一端悬挂一物块P.设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ,初始时θ很小.现将P、Q由静止同时释放.关于P、Q以后的运动下列说法正确的是
A.当θ =60o时,P、Q的速度之比1:2 B.当θ =90o时,Q的速度最大 C.当θ =90o时,Q的速度为零
D.当θ向90o增大的过程中Q的合力一直增大 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】
A、则Q物块沿水平杆的速度为合速度对其按沿绳方向和垂直绳方向分解,P、Q用同一根