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高三第二轮复习专题复习POWERPOINT课件15图象专题(可直接用于上课)


图像法在物理中 的应用

1

物理图像不仅可以使抽象的概念直观形象,动态 变化过程清晰,物理量之间的函数关系明确,还可以 恰当地表示用语言难以表达的内涵。用图像法解物理 题不但迅速、直观、还可以避免复杂的运算过程。 图像法在物理中的应用很广,在图像的学习中 1.要了解 常见的图线, 2.注意理解图像的 物理意义; 3.搞清楚横、纵轴的物理意义;图像的斜率、截距、 所围面积、极值点、起始点各有什么 意义; 4.明确图像描述的是什么函数关系;对应的物理情景; 能够应用图像判断出相应的 物理过程; 5.或者根据运动过程的分析画出图像, 2 6.并且借助图像解决有关物理问题。

v/ms-1
8 10

v/ms-1
8

v/ms-1

常 见 的 图 象

4

0

4

1
0

2

t/s
0

t/s a
5 10

-10

t/s a
5 10

a
8 8

8

4

4

4

F
0

m
0

1/m
0

5

10

5

10

5

10

U/V
8 8

I/A
8

U/V

4

4

6

0

I/A
5 10

U/V
0

5

10

4

3

I/A

0

5

10

T/s
4 16 12 2 8

T2/s2

斜率 k= T2 / L= 4π2 /g g=4π2 L/T2=π 2 =9.87m/s2
L/m

L/m
0

4 0

1

2

3 4 5

1 2 3 4

Ek/10-19 J
4 2 0 -2
5 10

ν/×1014Hz

斜率 k=h=6.6×10-34 J· s W= - 2.5 × 10-19 J ν0=4.0 ×1014Hz

4 返回

分子力和共振曲线

5

电源的输出功率 E2R 4 Rr E2 E2 P? ? ? ? 2 2 ?R ? r ? ? R ? r ? 4 r 4 r
可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示,
P出 Pm 而当内外电阻相等时, 电源的输出功率最大为

E Pm ? 4r

2

O

r

R
6

从高h处自由下落的物体,它的机械能随高度变化的关 系是图3中的哪一个? ( D )

如图为一轻质弹簧的长度L和弹力f 大小的关系,试由图线确定 : (1)弹簧的原长. (2)弹簧的倔强系数. (3)弹簧伸长2.5cm时,弹力的大小.

答: 10cm; 200牛/米; 5牛
7 返回

爱因斯坦光电效应方程 作出方程的图线如图示:

Ekm= hν – W

横轴——入射光子的频率
纵轴——打出光电子的最大初动能 横轴截距——极限频率 纵轴截距——逸出功 斜率——普朗克恒量
-W
8

Ekm

ν
0

ν0

闭合电路的U-I 图象
右图中a 为电源的U-I 图象;b 为外电阻的U-I图象; 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流 和路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表示输出 功率;a 的斜率的绝对值表示内阻大小; b 的斜率的 绝对值表示外电阻的大小; 当两个斜率相等时(即内、外电阻 相等时)图中矩形面积最大,即输 出功率最大(可以看出当时路端电 压是电动势的一半,电流是最大电 流的一半)。
E U

u

N M(I,U) b a

β

α I Im
9

O

i

如图所示的图线,A是某电源的U-I图线,B是 电阻R的U-I 图线,这个电源的电动势等于______, 3.0V 内电阻等于 0.50Ω ,电阻R的阻值等于 1.0Ω , 用这个电源和这个电阻R串联成闭合电路,电源输出 的电功率等于______,电源的效率是 67% 。 4.0W
U/V

虚线和坐标轴所包围的面积 等于输出功率, P出=4W η= P出 / P总=4/6=67%

B A

3 2 1 0

I/A

0

2

4

6
10

在测定玻璃砖的折射率的实验中,根据测得的入 射角和折射角的正弦值画出如图所示的图线,已知直 线OA与横轴的夹角θ,光线是由空气射入玻璃砖的, 由图可知 ( C ) A.入射角为α1,玻璃砖的折射率为tgθ B.入射角为α2,玻璃砖的折射率为tgθ C.入射角为α1,玻璃砖的折射率为ctgθ D.入射角为α2,玻璃砖的折射率为ctgθ
sinα2
0.4

A

0.2

θ
0

sinα1
0.4 0.6 0.8
11 返回

0

0.2

2001年春 将 物 体 以 一 定 的 初 速 度 竖 直 上 抛.若不计空气阻力,从抛出到落回原地的 整个过程中,下列四个图线中正确的是 ( BC )
势 能 动 量 大 小 动 能 动 量 大 小

时间

时间

高度

高度

mgh=mg (v0 t - 1/2 gt2 )
p=mv=︱ m(v0 -gt) ︳

Ek= Ek0 - mgh

12

蹦床有“空中芭蕾”之称。在2001年11月广 东举行的第九届全运会上,蹦床首次被列入正式

比赛项目,下列图中能反映运动员从高处落到蹦
床后又被弹回过程中,加速度随时间变化情况的



C (



13

物体在受到与其初速度方向一致的合外力 作用下作直线运动,合外力的大小随时间t 的变化情 F 况如图示,则物体的速度 ( D )

A. 先变大后变小 C. 一直变小

B. 先变小后变大 D. 一直变大

t

0 如图示的四个图象中,能够正确反映一种 元素的同位素原子核的质量数M与其中子数N之间 的关系的是 ( B ) M 0 N M M N 0 M

N

0

0

N
14

正弦交变电流图象如图6所示,其感应电动 势的最大值为__50 V,当线圈转速变为原来 ___ 的 2 倍时,所产生交变电动势的有效值 ______V.周期为 0.056 s. 50

15 返回

一辆汽车在起动过程中,当速度达到5m/s时 保持功率不变,从此时起以0.5min钟时间内行驶 了300m,则在这0.5min末,汽车的速度( B ) v/ms-1 A. 可能等于20 m/s B. 小于15 m/s C. 等于15 m/s t/s 5 D. 大于15 m/s 0 30 解:汽车功率保持不变,速度逐渐增大,加速 度逐渐减小,画出汽车的速度图线,
若为匀变速运动,如图虚线示,则 v=15m/s, 可见应选B
16

如图示是甲、乙两物体从同一地点同一方向运 动的v-t 图像,其中 t2=2t1,则下列结论中正确的是 ( ) BD A. 在t 1 时刻乙物体在前,甲物体在后
B. 甲的加速度比乙大 C. 在t 1时刻甲、乙两物体相遇 D. 在t2 时刻甲、乙两物体相遇 v/ms-1
甲 乙

t/s
17

0

t1

t2

雨滴从高中由静止落下,若雨滴下落时空 气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,

下列图象可能正确反映雨滴下落运动情况的 是( C )
v t 0 A 0 B v v a

t

t
0 C

t
0 D

18

起重机提起重物时,重物运动的v-t 图线如图示, 请定性作出起重机的输入功率随时间变化的图象。 v 解:0—t1内 F1=m(g+a1) v t P1= F1 v1 = F1 a1t 0 t1 t 2 t3 t=t P ′= F a t > mg v
1 1 1 1 1

t1—t2内 t2—t3内

F2=mg F3=m(g-a2)

P2= F2 v = mgv P
mg v

P3= F3 v3 =m (g-a2)(v- a2t)
t=t2 P2′ = mgv > m (g-a2)v

t
0

画出图象如图示

t1

t2 t3
19 返回

如图是额定电压为100伏的灯泡由实验得到的图线,则此 灯泡的额定功率为多大?若将规格是“100V、100W”的定值电 阻与此灯泡串联接在100V 的电压上,设定值电阻的阻值不随 温度而变化,则此灯泡消耗的实际功率为多大? I/A 解: 由图线可知:当U=100V I=0.32A P=UI=100×0.32==32W 0.3 UL +100I =100V UL+UR =100V

即I =1.00 - UL /100
作该方程的图线,
0.2

它跟原图线的交点的坐标为
I1 =0.28A UL1 =72V
0.1

PL1=I1 UL1 =20W
0 50
20

U/V
100

例: 图1为两个不同闭合电路中两个不同电源的 U-I图像,下列判断正确的是 [ AD ] A.电动势E1=E2,发生短路时的电流 I1> I2 B. 电动势E1=E2,内阻 r1>r2 C.电动势E1>E2,内阻 r1< r2 D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路 端电压变化大 U 解: 容易看出,电动势 E1=E2, 发生短路时的电流 I1> I2 选A 2 1 直线2的斜率大, r2 > r1 , B C错 对选项 D,分析如下:……

I

可见D正确

21

解:v1=k/d1 k=d1 v1 1/v1= d1 / k v1 v2=k/d2= d1v1 / d2 1/v2= d2 / d1 v1 作出v—d图线,见图线, v2 将v—d图线转化为1/v--d图线, 0 取一小段位移d,可看作匀速运动,
t= d/v= d×1/v即为小窄条的面积。 同理可得梯形总面积即 为所求时间 t =1/2×(1/v2+1/v1)(d2-d1) =(d2-d1)2 /2d1v1

一只老鼠从洞口爬出后沿一直线运动,其速度大小与其 离开洞口的距离成反比,当其到达距洞口为d 1 的A点时速 度为v 1,若B点离洞口的距离为d 2 (d 2 > d 1 ),求老鼠由 A 运动到B 所需的时间 v

d
d1 1/v d2

1/v2 1/v 1/v1 0
22

d

d1 d

d2

电热灭蚊器

家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC,PTC 元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电用器,其电阻 率与温度的关系如图所示,由于这种特性,因此, PTC元件具有发热、控温双重功能,对此.以下判断 中正确的是 ( A、D ) A. 通电后,其电功率先增大后减小 ρ B. 通电后,其电功率先减小后增大 C. 当其产生的热量与散发的热量 相等时,温度保持在t1或t2不变 D. 当其产生的热量与散发 t/ ℃ 的热量相等时,温度保持 t1 t 2 在tl—t2的某一值不变.
23

下图为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒 温箱原理图,箱内的电阻 R1=20k,R2=10k,R3=40k.Rt 为 热敏电阻,它的电阻随温度变化的曲线如图乙所示。 当a、b端电压Uab<0时,电压鉴别器会令开关接通, 恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度提高;当Uab>0 时,电压监别器使K断开,停止加热,恒温箱内的温 35 度恒定在 ℃。
Rt /10KΩ
5

R1

R
2

4

a
b

3 2 1 0

R3

Rt

10 20 30 40 50 60
24

t/ ℃

一质量为M=1kg 的小车上固定有一质量为m = 0.2 kg , 高 l = 0.05m、电阻 R=100Ω的100匝矩形线圈,一起静止在光 滑水平面上,现有一质量为m0 的子弹以v0=110m/s 的水平速度 射入小车中,并随小车线圈一起进入一与线圈平面垂直,磁感 强度 B=1.0T 的水平匀强磁场中如图甲所地, 小车运动过程的 v-s 图象如图乙所示。求: (1)子弹的质量m0为 。 (2)图乙中s =10cm时线圈中的电流强度I为 。 (3在进入过程中通过线圈某一截面的电量为 。 (4)求出线圈小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量为 V/ms-1 。
10

8

v0

5 l

2
25

s/cm
0
10 20 30 40 50

解: ⑴由图象可知:进入磁场时 ,v1=10m/s 由动量守恒定律m0v0 =(M+m+m0)v1 m0 =0.12kg

⑵由图象可知:s=10cm v2 =8m/s
E=nBLv2=100×1×0.05×8=40V I=E/R=0.4A

⑶由图象可知:线圈宽度为 d=10cm
q=I Δ t=n Δ Ф/R=100×1×0.1×0.05/100=5×10-3 C ⑷由图象可知:出磁场时 ,vt=2m/s 思考:为什么v-s图象是三段折线?
参见课件《能量转化和守恒定律》例4 的备注。
26

Q=1/2×(M+m+m0)(v12 –vt2)=1/2×1.32×(100-4)=63.4J

2001年高考/20 如图示,一对平行光滑轨道放置在 水平面上,两轨道间距 l=0.20m,电阻R=1.0Ω,有一 导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道 的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度 B=0.50T 的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下, 现用一外力F 沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动, 测得力F与时间t 的关系如图示,求杆的质量m 和加速 度a . F/N
4 × × × × × B × × × × 3 2 1 0 15 30 × × × × × ×

R

F

t/s
27

解:

导体杆在轨道上做匀加速运动,则有 v=at 杆切割磁感应线,产生感应电动势 E=BLv 回路中产生感应电流 I=E/R=BLv/R

杆受到安培力为
根据牛顿第二定律

f = BIL=B2 L2v/R
F - f =ma

联立解以上各式 得 F=ma+ B2 L2at / R 由图线上取两点: t=0 F=1N t=30s F=4N 代入上式 ma=1 4=ma+0.01×30a m=0.1kg
F/N
4 3 2 1

f

解得a=10m/s2 v
× F

B

0

t/s
15
28

30
返回

例、如图示,两个光滑斜面的总长度相等、高度也 相等,两小球分别由静止从顶端下滑,若小球在图中 转折点无能量损耗,则 ( B ) a b A. 两球同时落地 B. b球先落地 C. a球先落地 D.无法确定

解:若用公式求解此题很繁琐,应用v-t图分析较简单。 b球下滑的加速度开始大于a球,后来的加速度小于a球. 因为下落高度相等,所以最终速度相等; v ba vt 因为路程相等, 所以图线所围的面积相等。 v-t图线如图示: t 不难看出, tb < ta 0 t t 29 b a 所以b球先落地


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