图像法高考真题解析

3. 某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，得到的I-U图像如图所示。从图中状态a到状态b，小灯泡电阻的变化量和电功率的变化量分别为（）

7. 如图(a)，水平面上一质量为m的物块在拉力F作用下，以初速度 $\nu _ { 0 }$ 由原点Q出发，沿x轴依次经过

M、N、Q三点。已知 $\overline { { O M } } = \overline { { M N } } = \overline { { N Q } } = x _ { 0 }$ ，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，$\nu _ { \mathrm { 0 } } = \sqrt { 2 \mu g x _ { \mathrm { 0 } } }$ ，F随位置x的变化如图（b）所示。设物块经过N、Q两点时F的瞬时功率分别为 $P _ { \scriptscriptstyle { N } }$ 1$P _ { \varrho }$ ，经过OM、MN、NQ段F的平均功率分别为 $\overline { { P } } o _ { M }$ $\overline { { P } } _ { M N }$ $\overline { { P } } _ { N Q }$ ，则（）

图(a)

图(b)

15. 某些材料的激发态可视为准粒子的集合，激发态寿命可由“时间分辨-能量分析仪”测量，简化原理如图（a）所示，电子源释放初速度可忽略的电子，经电压为 $U _ { \mathfrak { r } }$ 的加速电场加速，穿过处于激发态的样品时，部分电子与准粒子作用后动能发生变化，相互作用时间不计。为筛选出动能变化为特定值的电子，调节匀强磁场的磁感应强度为 $B _ { 0 }$ ，使筛选出的电子沿半径为R的圆弧形中心线运动，从狭缝出射后，沿电场中心线且平行于极板方向进入偏转电场，偏转后打在荧光屏上形成光斑。

已知电子电荷量大小为e，质量为m；偏转电场可视为匀强电场，M、N极板长度为L、间距为 $^ { d }$ ；荧光屏到极板边缘的距离为5L。忽略电子间相互作用及电、磁场边缘效应。

图(a)
图(c)

（1）求筛选出的电子通过样品前后的动能变化量 $\Delta E _ { \mathrm { k } }$ 0

(2)求M、N间电压为 $U _ { \scriptscriptstyle 2 }$ 时，电子到达荧光屏上的偏移距离 $x _ { 0 }$ 。

（3）样品被激发时，电子源开始每隔相同时间发射持续时间极短、电子数目相近的脉冲，同时M、N间电压随时间线性变化，变化率为 $\beta \ ( \beta < 0 )$ ，使先后到达荧光屏上的电子脉冲形成间距为 $\Delta x$ 的光斑，如图（b）所示。每个脉冲经过偏转电场时间极短，在此时间内电子所受电场力可视为恒定。样品被激发后，筛选出的电子数随激发态准粒子数的衰减成比例减少，导致光斑相对强度也相应成比例减弱，相对强度与各个光斑中心位置x的关系如图（c）所示。若样品的激发态寿命 $\boldsymbol { \tau } _ { \ u { x } }$ 定义为准粒子数衰减一半所需的时间，求τ。

9. 一列简谐横波在均匀介质中沿直线传播，a、b为介质中平衡位置相距0.5 m的两个质点。$t = 0$时刻的波形图如图，0.5s时a振动至波谷，1.2s时b第一次回到波峰，则（）

6. 如图所示，质量为 m的滑块（视为质点）与水平面上MN段的动摩擦因数为 $\mu _ { \mathrm { 1 } }$ ，与其余部分的动摩擦因数为 $\mu _ { 2 }$ ，且 $\mu _ { 1 } > \mu _ { 2 }$ 。第一次，滑块从 I位置以速度 $\nu _ { 0 }$ 向右滑动，通过MN段后停在水平面上的某一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为 $X _ { 1 }$ ，所用时间为 $t _ { 1 }$ ；第二次，滑块从Ⅱ位置以相同速度 $\nu _ { 0 }$ 向右滑动，通过MN段后停在水平面上的另一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为 $x _ { 2 }$ ，所用时间为 $t _ { 2 }$ 。忽略空气阻力，则（ ）

7. 如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。t  0时刻，波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。t 1.5s和t  2.5s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则（ ）

11. 某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数的实验，所用器材如下：钉有橡胶皮的长木板、质量为 $2 5 0 \mathrm { g }$ 的木质滑块（含挂钩）、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。

甲

乙
实验步骤如下：
①将长木板放置在水平台面上，滑块平放在橡胶面上；
②调节定滑轮高度，使细线与长木板平行（此时定滑轮高度与挂钩高度一致）；

③用电机缓慢拉动长木板，当长木板相对滑块匀速运动时，记录弹簧测力计的示数F；
④在滑块上分别放置50g、100g和150g的砝码，重复步骤③；
⑤处理实验数据（重力加速度 $g$ 取 $9 . 8 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 } )$
实验数据如下表所示：
<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>滑块和砝码的总质量M/g</td><td rowspan=1 colspan=1>弹簧测力计示数F/N</td><td rowspan=1 colspan=1>动摩擦因数μ</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>250</td><td rowspan=1 colspan=1>1.12</td><td rowspan=1 colspan=1>0 457</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>300</td><td rowspan=1 colspan=1>1.35</td><td rowspan=1 colspan=1>a</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>350</td><td rowspan=1 colspan=1>1.57</td><td rowspan=1 colspan=1>0.458</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>400</td><td rowspan=1 colspan=1>1.79</td><td rowspan=1 colspan=1>0.457</td></tr></table>

完成下列填空：

（1）表格中 a 处的数据为 （保留 3 位有效数字）；

（2）其它条件不变时，在实验误差允许的范围内，滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小 \_\_，与接触面上压力的大小 （以上两空填“成正比”“成反比”或“无关”）；

（3）若在实验过程中未进行步骤②，实验装置如图乙所示，挂钩高于定滑轮，则的测量结果将（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

12. 基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt1000型号铂电阻、电源E（电动势5V，内阻不计）、电流表 $\mathbf { A } _ { 1 }$ 。（量程100μA ，内阻4.5k）、电流表$\mathbf { A } _ { 2 }$ （量程 $5 0 0 \mu \mathrm { A }$ ，内阻约1k）、定值电阻 $R _ { \parallel }$ （阻值15k）、定值电阻 $R _ { 2 }$ （阻值1.5k）、开关 S和导线若干。

查阅技术手册可知，Pt1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1\~ 0.3mA 之间，在 $0 \sim 1 0 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ 范围内，铂电阻的阻值 $R _ { \mathrm { t } }$ 随温度 t的变化视为线性关系，如图（a）所示。

图(a)
完成下列填空：

（1）由图（a）可知，在 $0 \sim 1 0 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ 范围内，温度每升高 $1 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ，该铂电阻的阻值增加 ；

（2）兴趣小组设计了如图（b）所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是（填“甲”或“乙”），保护电阻R 应选 $( \ddagger \hslash ^ { \ldots } R _ { 1 } ^ { \ldots } \xrightarrow [ \hslash ] { \vartriangle } \cdots R _ { 2 } ^ { \vartriangle } )$

图(b)

（3）用（2）问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得 $\mathbf { A } _ { 2 }$ 示数为 $2 9 5 \mu \mathrm { A }$ $\mathbf { A } _ { 1 }$ 示数如图（c）所示，该示数为 $\mu \mathrm { A }$ ，则所测温度为 $^ \circ \mathrm { C }$ （计算结果保留 2 位有效数字）。

图(c)

2．如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块 P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量 $m$ ，并测量 P 的加速度大小 $a$ ，得到$a-m$ 图像。重力加速度大小为 $g$ 。在下列 $a-m$ 图像中，可能正确的是

7．蹦床运动中，体重为 60kg 的运动员在 $t=0$ 时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小 $F$ 与时间 $t$ 的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持坚直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ 。下列说法正确的是

A． $t=0.15 \mathrm{~s}$ 时，运动员的重力势能最大
B． $t=0.30 \mathrm{~s}$ 时，运动员的速度大小为 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
C $t=1.00 \mathrm{~s}$ 时，运动员恰好运动到最大高度处
D． 运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为 4600 N

10．电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流 1mA）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为1％、5％、10％、15％、20％）。

图（a）

（1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整 $\_\_\_\_$，使其能对传感器定标；
（2）连接好实验器材，把氧气含量为 $1 \%$ 的气瓶接到气体入口；
（3）把滑动变阻器的滑片滑到 $\_\_\_\_$端（填＂$a$＂或＂$b$＂），闭合开关；
（4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为 1 mA ，记录电压表的示数 $U$ ；
（5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和④；
（6）获得的氧气含量分别为 $1 \% , 5 \% , 10 \%$ 和 $15 \%$ 的数据已标在图（b）中；氧气含量为 $20 \%$ 时电压表的示数如图（c），该示数为 $\_\_\_\_$V（结果保留2位小数）。
现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1 mA ，此时电压表的示数为 1.50 V ，则此瓶气体的氧气含量为 $\_\_\_\_$％（结果保留整数）。

图（b）

图（c）

15．一列简谐横波沿 $x$ 轴传播，周期为2s，$t=0$ 时刻的波形曲线如图所示，此时介质中质点 $b$ 向 $y$ 轴负方向运动，下列说法正确的是

1．一质点做直线运动，下列描述其位移 $x$ 或速度 $v$ 随时间 $t$ 变化的图像中，可能正确的是

6．位于坐标原点 $O$ 的波源在 $t=0$ 时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿 $x$ 轴正方向传播。平衡位置在 $x=3.5 \mathrm{~m}$ 处的质点 $P$ 开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则

10．学生实验小组要测量量程为3V 的电压表 V 的内阻 $R_{\mathrm{V}}$ 。可选用的器材有：多用电表，电源 E（电动势5V），电压表 $\mathrm{V}_{1}$（量程5V），内阻约 $3 \mathrm{k} \Omega$ ），定值电阻 $R_{0}$（阻值为 $800 \Omega$ ），滑动变阻器 $R_{1}$（最大阻值$50 \Omega$ ），滑动变阻器 $R_{2}$（最大阻值 $5 \mathrm{k} \Omega$ ），开关 S ，导线若干。

完成下列填空：

（1） 利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 $\_\_\_\_$（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列）；
A． 将红、黑表笔短接
B． 调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C． 将多用电表选择开关置于欧姆挡＂$\times 10$＂位置

再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 $\_\_\_\_$填＂正极、负极＂或＂负极、正极＂）相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线I所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡 $\_\_\_\_$（填＂$\times 1$＂＂$\times 100$＂或＂$\times 1 \mathrm{k}$＂）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线II所示，则组测得到的该电压表内阻为 $\_\_\_\_$$\mathrm{k} \Omega$（结果保留 1 位小数）；

图（a）

图（b）

（2） 为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选 $\_\_\_\_$（填＂$R_{1}$＂或＂$R_{2}$＂），闭合开关 S 前，滑动变阻器的滑片应置于 $\_\_\_\_$（填＂a＂或＂b＂）端；
（3） 闭合开关 S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表 $\mathrm{V}_{1}$ ，待测电压表的示数分别为 $U_{1}$ 、 $U$ ，则待测电压表内阻 $R_{V}=$ $\_\_\_\_$（用 $U_{1} , U$ 和 $R_{0}$ 表示）；
（4） 测量得到 $U_{1}=4.20 \mathrm{~V}, U=2.78 \mathrm{~V}$ ，则待测电压表内阻 $R_{V}=$ $\_\_\_\_$$\mathrm{k} \Omega$（结果保留 3 位有效数字）。

4. 位于坐标原点处的波源发出一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波。$t = 0$ 时波源开始振动，其位移y 随时间 t
变化的关系式为 $2sin( )y A tTp=$，则 $t = T$ 时的波形图为（ ）

$8. 0=t$时刻，质点 P 从原点由静止开始做直线运动，其加速度 a 随时间 t 按图示的正弦曲线变化，周期
为 02t。在 00 ~ 3t时间内，下列说法正确的是（ ）

11.

某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图（a）所示，轻质弹簧上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁，其正下方放置智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如下：

图（a）

（1）测出钩码和小磁铁的总质量 $m$ ；
（2）在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁，使弹簧振子在坚直方向做简谐运动，打开手机的磁传感器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期；
（3）某次采集到的磁感应强度 $B$ 的大小随时间 $t$ 变化的图像如图（b）所示，从图中可以算出弹簧振子振动周期 $T=$ $\_\_\_\_$（用＂$t_{0}$＂表示）；

图（b）

（4）改变钩码质量，重复上述步骤；
（5）实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是 $\_\_\_\_$（填＂线性的＂或＂非线性的＂）；

（6）设弹簧的劲度系数为 $k$ ，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧振子振动周期的表达式可能是 $\_\_\_\_$（填正确答案标号）；

12.
某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，$R_{1} , R_{2} , R_{3}$ 为电阻箱，$R_{F}$ 为半导体薄膜压力传感器，$C , D$ 间连接电压传感器（内阻无穷大）．

图（a）

图（b）

（1）先用欧姆表＂$\times 100$＂挡粗测 $R_{F}$ 的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是 $\_\_\_\_$$\Omega$ ；
（2）适当调节 $R_{1} , R_{2} , R_{3}$ ，使电压传感器示数为 0 ，此时，$R_{F}$ 的阻值为 $\_\_\_\_$（用 $R_{1} , R_{2} , R_{3}$ 表示）；
（3）依次将 0．5g 的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数 $U$ ，所测数据如下表所示：

根据表中数据在图（c）上描点，绘制 $U-m$ 关系图线 $\_\_\_\_$；

（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力 $F_{0}$ ，电压传感器示数为 200 mV ，则 $F_{0}$ 大小是 $\_\_\_\_$N（重力加速度取 $9.8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ ，保留2位有效数字）；

（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量 $C , D$ 间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力$F_{1}$ ，此时非理想毫伏表读数为 200 mV ，则 $F_{1}$ $\_\_\_\_$$F_{0}$（填＂＞＂＂＝＂或＂＜＂）。

1．电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯加速上升的时段是

3． 如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态 $A$ 变化到状态 $B$ 。该过程中

5．地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是

A．

C．

B．

6．用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的

（甲）

17． （40分）导热性能良好，内壁光滑的气缸开口朝上水平放在桌面上，开口面积为S，轻
质活塞封闭了一定质量的气体，活塞上放置了一个质量为m的砝码，稳定时活塞距离气
缸底高度为h，以m为纵轴，
1
ℎ为横轴，图线为一条直线，斜率为k，纵轴截距为b，重
力加速度为g，大气压为 　 　，当m＝0kg时，h
＝　 　。
三、综合题（共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理及回答问题过程中，要
求给出必要的图示，文字说明、公式、演算等。

7．一质量为 1kg 的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿 $x$ 轴运动，出发点为 $x$ 轴零点，拉力做的功 $W$ 与物体坐标 $x$ 的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为 0.4 ，重力加速度大小取$10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ 。下列说法正确的是

8． （3分）两质点由静止开始做直线运动，它们的位移x与时间t的图像均为抛物线。t0 时
刻它们的速度分别为v Ⅰ和v Ⅱ，加速度分别为a Ⅰ和a Ⅱ。则（　　）

9． （3分）简谐横波沿x轴正方向传播，题图为某时刻波形图。波源位于x＝0处，其位移
随时间变化的关系为y＝sin（2πt）cm，则（　　）

5． （3分）一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止。
下列速度v和位移x的关系图象中，能描述该过程的是（　　）

8．（6分）一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，振幅为A．当坐标为$x=0$处
质元的位移为 且向y轴负方向运动时．坐标为$x=0.4m$处质元的位移为
．当坐标为$x=0.2m$处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，$x=0.4$
m处质元的位移和运动方向分别为（　　）