圖像題（2021年高考物理真題按模型或題型分類匯編）

1（廣東卷8,6分）（多選）.賽龍舟是端午節(jié)的傳統(tǒng)活動(dòng)。下列v-f和s-r圖像描述了五

條相同的龍舟從同一起點(diǎn)線同時(shí)出發(fā)、沿長(zhǎng)直河道劃向同一終點(diǎn)線的運(yùn)動(dòng)全過(guò)程，其中能反

映龍舟甲與其它龍舟在途中出現(xiàn)船頭并齊的有（）

【答案】BD

【解析】

A.此圖是速度圖像，由圖可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出現(xiàn)甲乙船

頭并齊，故A錯(cuò)誤；

B.此圖是速度圖像，由圖可知，開始丙的速度大，后來(lái)甲的速度大，速度圖像中圖像與橫

軸圍成的面積表示位移，由圖可以判斷在中途甲、丙位移會(huì)相同，所以在中途甲丙船頭會(huì)并

齊，故B正確；

C.此圖是位移圖像，由圖可知，丁一直運(yùn)動(dòng)在甲的前面，所以中途不可能出現(xiàn)甲丁船頭并

齊，故c錯(cuò)誤；

D.此圖是位移圖像，交點(diǎn)表示相遇，所以甲戊在中途船頭會(huì)齊，故D正確。

故選BD

2.（湖南卷2,4分）.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用位置X和動(dòng)量。描述，稱為相，對(duì)應(yīng)〃-X圖像

中的一個(gè)點(diǎn)。物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化可用P-X圖像中的一條曲線來(lái)描述，稱為相軌跡。假如

一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則對(duì)應(yīng)的相軌跡可能是（）

【解析】

質(zhì)點(diǎn)沿X軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有丫2=2ax而動(dòng)量為。=加丫

聯(lián)立可得0=加］孤=相疝動(dòng)量。關(guān)于》為幕函數(shù)，且x>0,故正確的相軌跡圖像

為D。

故選D。

3.（湖南卷8,5分）.如圖（“），質(zhì)量分別為機(jī)A、，〃B的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一

個(gè)系統(tǒng)，外力尸作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時(shí)彈簧形變量為X。

撤去外力并開始計(jì)時(shí)，A、B兩物體運(yùn)動(dòng)的QT圖像如圖⑹所示，號(hào)表示0到6時(shí)間內(nèi)A

的。一/圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小，邑、S3分別表示4到弓時(shí)間內(nèi)A、B的。一/圖線與坐

標(biāo)軸所圍面積大小。A在彳時(shí)刻的速度為%。下列說(shuō)法正確的是（）

ka

圖（a）圖(b)

A.0到4時(shí)間內(nèi)，墻對(duì)B的沖量等于ZHAVOB.WA>ma

C.B運(yùn)動(dòng)后，彈簧最大形變量等于XD.5,-S2=S3

【答案】ABD

【解析】A.由于在0~fi時(shí)間內(nèi)，物體B靜止，則對(duì)B受力分析有產(chǎn)輸=尸地

則墻對(duì)B的沖量大小等于彈簧對(duì)B的沖量大小，而彈簧既作用于B也作用于A,則可將研

究對(duì)象轉(zhuǎn)為A,撤去尸后A只受彈力作用，則根據(jù)動(dòng)量定理有/=mAW（方向向右）

則墻對(duì)B的沖量與彈簧對(duì)A的沖量大小相等、方向相同，A正確；

B.由4—/圖可知“后彈簧被拉伸，在f2時(shí)刻彈簧的拉伸量達(dá)到最大，根據(jù)牛頓第二定律有

FW=M7AaA=WB<7B由圖可知做>。,\則正確：

C由圖可得，。時(shí)刻B開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)A速度為m,之后AB動(dòng)量守恒，AB和彈簧整個(gè)系

統(tǒng)能量守恒，則

啊%=mAvA+mAvB可得AB整體的動(dòng)能不等于0,即彈簧的彈性勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為AB系統(tǒng)的

動(dòng)能，彈簧的形變量小于X,C錯(cuò)誤；

D.由〃一f圖可知人后B脫離墻壁，且彈簧被拉伸，在?2時(shí)間內(nèi)AB組成的系統(tǒng)動(dòng)量守

恒，且在/2時(shí)刻彈簧的拉伸量達(dá)到最大，A、B共速，由a—r圖像的面積為△片在f2時(shí)刻

AB的速度分別為L(zhǎng)=51-52,vB=S3A>B共速，則S1—S2=S3D正確。

故選ABD。

4.（全國(guó)乙卷20,6分）.四個(gè)帶電粒子的電荷量和質(zhì)量分別（+4,加）、（+孫2加）、（+3切3機(jī)）、

（-4，〃?）它們先后以相同的速度從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸正方向射入一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與y

軸平行，不計(jì)重力，下列描繪這四個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圖像中，可能正確的是（）

【答案】AD

【解析】帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，加速度。=變

m

I

由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，帶電粒子的在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，=一

%

離開電場(chǎng)時(shí)，帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角的正切為tan6=乜=H=^

匕%mvo

因?yàn)樗膫€(gè)帶電的粒子的初速相同，電場(chǎng)強(qiáng)度相同，極板長(zhǎng)度相同,所以偏轉(zhuǎn)角只與比荷有關(guān)，

前面三個(gè)帶電粒子帶正電，一個(gè)帶電粒子帶負(fù)電，所以一個(gè)粒子與另外三個(gè)粒子的偏轉(zhuǎn)方向

不同；（+q,m）粒子與（+3q,3m）粒子的比荷相同，所以偏轉(zhuǎn)角相同，軌跡相同，且與

（-q,〃?）粒子的比荷也相同，所以（+<7,辦（+3q,3/n）、（一同，⑼三個(gè)粒子偏轉(zhuǎn)角相同，

但（F，附粒子與前兩個(gè)粒子的偏轉(zhuǎn)方向相反；（+切2〃?）粒子的比荷與（+q,加）、

（+3g,3㈤粒子的比荷小,所以（+4,2加）粒子比（+4,㈤、（+3g,3〃?）粒子的偏轉(zhuǎn)角小，但

都帶正電，偏轉(zhuǎn)方向相同。故選AD。

5.（浙江6月選考卷22,10分）.一種探測(cè)氣體放電過(guò)程的裝置如圖甲所示,充滿通氣（Ne）

的電離室中有兩電極與長(zhǎng)直導(dǎo)線連接，并通過(guò)兩水平長(zhǎng)導(dǎo)線與高壓電源相連。在與長(zhǎng)直導(dǎo)線

垂直的平面內(nèi)，以導(dǎo)線為對(duì)稱軸安裝一個(gè)用阻值％=1。。的細(xì)導(dǎo)線繞制、匝數(shù)N=5x10,

的圓環(huán)形螺線管，細(xì)導(dǎo)線的始末兩端c、d與阻值R=9（）。的電阻連接。螺線管的橫截面是

半徑。=1.0xl（）-2m的圓，其中心與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離/"nO.lm。氣體被電離后在長(zhǎng)直導(dǎo)線

回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,其/-/圖像如圖乙所示。為便于計(jì)算，螺線管內(nèi)各處的磁

kj

感應(yīng)強(qiáng)度大小均可視為B=——,其中％=2x10-7T.m/A。

（1）求0~6.0x10-3s內(nèi)通過(guò)長(zhǎng)直導(dǎo)線橫截面的電荷量Q；

（2）求3.0x10-35時(shí)，通過(guò)螺線管某一匝線圈的磁通量中；

（3）若規(guī)定cfRf4為電流的正方向，在不考慮線圈自感的情況下，通過(guò)計(jì)算，畫出

通過(guò)電阻R的&一，圖像；

（4）若規(guī)定cfd為電流的正方向，考慮線圈自感，定性畫出通過(guò)電阻R的圖

像。

【答案】（1）C=0.5C；（2）（D=6.28xl（r8Wb；（3）見解析；（4）見解析

【解析】

【分析】

【詳解】Q）由電量和電流的關(guān)系4=〃可知/-。圖像下方的面積表示電荷量，因此有

Q=Z&I+八鵬+I3N3

代入數(shù)據(jù)解得

Q=0.5C

（2）由磁通量的定義可得

①=胡=一kl/萬(wàn)。2,

代入數(shù)據(jù)可得

①=6.28x10-8Wb

（3）在0~1.Ox10%時(shí)間內(nèi)電流均勻增加，有楞次定律可知感應(yīng)電流的方向cfRfd,

產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

1

△①Nk兀aM

E=N—=---------------X—

ArrAr

由閉合回路歐姆定律可得

.E

“=孱^

代入數(shù)據(jù)解得

3

iR=3.14xl()-A

在1.()*1(尸$~5.()><1(尸$電流恒定，穿過(guò)圓形螺旋管的磁場(chǎng)恒定，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,

感應(yīng)電流為零，而在5.0xl()-3s~6.()xl(r3s時(shí)間內(nèi)電流隨時(shí)間均勻變化，斜率大小和

()~1.0xl()-3s大小相同，因此電流大小相同，由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)?/p>

d—Rfc,則圖像如圖所示

ZJ?/10'3A

M

3.14--------

I

0----1----1----1----1----1----?-----1?2

U1.02.03.04.05：06：07.0〃104

??

-3.14-------------------------------------------------

(4)考慮自感的情況下，線框會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加，因此電流是緩慢增加的，

過(guò)一段時(shí)間電路達(dá)到穩(wěn)定后自感消失，電流的峰值和之前大小相同，在

1.0xl0-3s~5.0x10-3s時(shí)間內(nèi)電路中的磁通量不變化電流要減小為零，因此自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)

阻礙電流的減小，使得電流緩慢減小為零，電流圖像如圖

6.(浙江6月選考卷5,3分).如圖所示，虛線是正弦交流電的圖像，實(shí)線是另一交流電的

圖像，它們的周期T和最大值相同，則實(shí)線所對(duì)應(yīng)的交流電的有效值U滿足()

2'?

u號(hào)

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】因虛線是正弦交流電的圖像，則該交流電的有效值為

U,.=叵U,

由圖可知，在任意時(shí)刻，實(shí)線所代表的交流電的瞬時(shí)值都不大于虛線表示的正弦交流電的瞬

時(shí)值，則實(shí)線所代表的交流電的有效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則

聞,“

2

故選D。

7.（河北卷15（1）,4分）.兩個(gè)內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B,汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕

熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如圖1所示，現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙，若A中細(xì)

沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量，重新平衡后，汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能（填“大于”“小

于”或“等于”）汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能，圖2為重新平衡后A、B汽缸中氣體分子速率分布

圖像，其中曲線（填圖像中曲線標(biāo)號(hào)）表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。

各速率區(qū)間的分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比

分子的

速率

圖1圖2

【答案】（1）.大于⑵.①

【解析】

[1]對(duì)活塞分析有p=整因?yàn)锳中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量，故穩(wěn)定后有PA>PB；

所以在達(dá)到平衡過(guò)程中外界對(duì)氣體做功有%>WH則根據(jù)AU=W+Q

因?yàn)闅飧缀突钊际墙^熱的，故有AUAAAUB

即重新平衡后A氣缸內(nèi)的氣體內(nèi)能大于B氣缸內(nèi)的氣體內(nèi)能；

[2]由圖中曲線可知曲線②中分子速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)百分比較大，即曲線②的溫度

較高，所以由前面分析可知B氣缸溫度較低，故曲線①表示氣缸B中氣體分子的速率分布。

8.（廣東16（1）,6分）如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)彈簧下端掛一小球，小球靜止?，F(xiàn)將小球向下

T

拉動(dòng)距離A后由靜止釋放，并開始計(jì)時(shí)，小球在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為兀經(jīng)三時(shí)

8

AT

間，小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離-（選填“大于”、“小于”或“等于"）;在一時(shí)

24

刻，小球的動(dòng)能（選填“最大”或“最小”）。

【答案】⑴.小于（2）.最大

【解析】

⑴根據(jù)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移公式y(tǒng)=-Acos

T.（2/rT）V2,

則nl￡=一時(shí)有y=-4sin——x—=-------A

8IT8J2

所以小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離為Ay=A-立A=立巫A<-A

-222

A

則小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離小于一。

2

⑵在，=工時(shí)，小球回到平衡位置，具有最大的振動(dòng)速度，所以小球的動(dòng)能最大。

4

9.（湖南卷16（I）,5分）.均勻介質(zhì)中，波源位于。點(diǎn)的簡(jiǎn)諧橫波在X。），水平面內(nèi)傳播,

波面為圓。f=0時(shí)刻，波面分布如圖（〃）所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷。

A處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖（6）所示，z軸正方向豎直向上。下列說(shuō)法正確的是（）

A.該波從4點(diǎn)傳播到B點(diǎn)，所需時(shí)間為4s

B.r=6s時(shí)，8處質(zhì)點(diǎn)位于波峰

C.f=8s時(shí)，C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度方向豎直向上

D.r=10s時(shí)，。處質(zhì)點(diǎn)所受回復(fù)力方向豎直向上

E.E處質(zhì)點(diǎn)起振后，12s內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程為12cm

【答案】ACE

【解析】

A.由圖。、人可看出，該波的波長(zhǎng)、周期分別為A=10m"=4s則根據(jù)波速公式u=Z=2.5m/s

T

x1（）

則該波從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn),所需時(shí)間為t=—=m/s=4m/sA正確;

v2.5

B.由選項(xiàng)A可知，則該波從A點(diǎn)傳播到3點(diǎn)，所需時(shí)間為4s,則在U6s時(shí)，5點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了

T

2s,即一,則B處質(zhì)點(diǎn)位于波谷，B錯(cuò)誤；

2

C.波從AE波面?zhèn)鞑サ紺的距離為x=（10世-10）m

X

則波從AE波面?zhèn)鞑サ紺的時(shí)間為/