人教高中物理专题10 力学与电磁学中的图像问题 【练】（解析版）.docx

专题10力学与电磁学中的图像问题
一、单选题
1．（2022·福建漳州·一模）赛龙舟是我国端午节的传统活动。以下两速度随时间变化的v-t图像，描述了三条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，下列说法正确的是（　　）
A．乙比甲先到达终点 B．甲的速度始终比丙大
C．出发后甲和乙船头会出现并齐的情况 D．出发后甲和丙船头会出现并齐的情况
【答案】D
【详解】A．图像的面积等于位移，由甲乙的速度-时间图可知，甲比乙先到达终点，A错误；
B．根据甲丙的速度时间图像可知，在开始有一段时间内，丙的速度大于甲，B错误；
C．由甲乙的速度-时间图可知，出发后甲的速度始终大于乙，则甲和乙船头不会出现并齐的情况，选项C错误；
D．甲丙的速度-时间图线围成的面积表示位移，由图可知，在两图线交点对应的时刻前，丙的位移比甲大，即丙在前，在交点对应的时刻后有一个时刻，两图线围成的面积相等，即位移相等，可知龙舟甲和龙舟乙在途中会出现船头并齐，D正确。
故选D。
2．（2022·浙江绍兴·模拟预测）如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接，下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，下图中正确的是（　　）
A． B．
C．
D．
【答案】C
【详解】A．物体在下滑过程和水平面运动过程中始终受到恒定的作用力，下滑过程做匀加速直线运动，在水平面上做匀减速直线运动，其v-t图为倾斜直线，故A错误；
B．根据牛顿第二定律，斜面上有
水平面上有
由此可知，加速度为一定值，所以a-t图应为与时间轴平行的直线，故B错误；
C．下滑过程摩擦力为
水平面滑行的摩擦力为
由此可知，物体下滑过程中的摩擦力小于水平面滑动过程中的摩擦力，且两段过程均为定值，故C正确；
D．物体在下滑过程中是匀加速直线运动，路程时间图线应为曲线，故D错误。
故选C。
3．（2022·青海西宁·二模）2020年4月28日，中国首列商用磁浮2.0版列车在长沙磁浮快线跑出了160千米的时速，完成了最高设计速度的达速测试。相比1.0版，2.0版悬浮能力、牵引功率、速度均得到了较大幅度的提升。如图甲所示，磁浮列车在水平牵引力作用下运动，其加速度-时间图像如图乙，已知时刻，质量为的列车，速度沿正方向且初速度大小为，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．列车在内先做匀加速直线运动后做匀速直线运动
B．列车在末运动方向发生改变
C．在内列车的牵引力的功率不变
D．列车在第一个内速度增量比内速度增量大
【答案】D
【详解】A．根据图像可知，内列车的加速度先均匀增加，之后加速度反向并保持不变，可知列车先做加速度增大的加速运动，后做匀变速直线运动，A错误；
BD．在图像中，图线与横轴围成的面积大小等于速度变化量的大小，由图乙可知，在内的速度变化量为
内的速度变化量为
可知在内的速度变化量为
故列车在时刻的速度等于初速度，运动方向未发生改变，列车在第一个内速度增量比内速度增量大，B错误，D正确；
C．在内，列车做加速度增大的加速运动，可知牵引力逐渐增大，速度逐渐增大，故列车牵引力的功率逐渐增大，C错误；
故选D。
4．（2022·上海徐汇·三模）很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（　　）
A．手机在时刻运动到最高点
B．手机在时刻改变运动方向
C．手机在时间内，受到的支持力先减小再增大
D．手机在时间内，支持力对手机始终做正功
【答案】D
【详解】A．由图像可知，时刻之后手机的加速度依然是正值，手机还将继续加速上升，可知手机在时刻不是运动到最高点，A错误；
B．由图像可知，时刻之后手机的加速度反向，但此时手机向上的速度最大，手机将减速上升一段时间，可知手机在时刻没有改变运动方向，B错误；
C．手机在时间内，向上的加速度大小逐渐减小，根据牛顿第二定律可得
可知在时间内，手机受到的支持力逐渐减小，手机在时间内，向下的加速度大小逐渐增大，根据牛顿第二定律可得
可知在时间内，手机受到的支持力继续减小，C错误；
D．根据图像与横轴围成面积表示速度变化量，可知时刻手机的运动方向依然向上，在时间内，手机受到的支持力方向一直向上，手机的运动方向一直向上，支持力对手机始终做正功，D正确；
故选D