2022届高考物理热点问题专题练 专题12图像信息

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 热点12  图像信息1. （2022北京西城期末）质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是（　　）A. 碰后两物体的运动方向相同 B. 碰后的速度大小为C. 两物体的质量之比 D. 两物体的碰撞是弹性碰撞 2.(2022广东江门模拟) “再生制动”是一些汽电混动车辆的常用制动方式。所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电，将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆汽电混动汽车的质量为m，该汽车设定为前阶段在速度大于时选择再生制动，后阶段速度小于等于时选择机械制动。当它以速度在平直路面上做匀速行驶时，某一时刻开始刹车，前阶段阻力的大小与速度的大小成正比，即，后阶段阻力恒为车重的倍，汽车做匀减速运动，重力加速度为g。求：（1）如果此次刹车的过程中汽电混动汽车动能减小量的倍被转化为电能，那么此次刹车储存多少电能；（2）汽电混动汽车从刹车到停止的位移多大；（3）在一次性能检测中，检测机构让汽电混动汽车在平直的路面上匀速行驶（速度小于）一段距离后关闭发动机，测绘了汽车只开启“机械制动”和“机械制动”“再生制动”同时开启两种设定下汽车的动能与位移关系的图线①和②，如图密所示。若检测时忽略测试路面的阻力差异和空气阻力，求“机械制动”“再生制动”同时开启测试中汽车被回收的动能是多少？
 
3．（2022上海长宁一模）图（a）是一个电动竹蜻蜓，质量为m，下方的圆球里有电动机、电池、红外线发射器等，打开电源后叶片转动时会产生一个与叶片转动平面垂直的推进力F，使玩具在空中飞行。该玩具有如下特性：（ⅰ）如图（b）所示，玩具后方射出与推进力F方向相反的红外线，由此可判定玩具与沿红外线后方物体的距离h；（ⅱ）①当h＞0.8m时，推进力F1=0.8mg；②当h≤0.8m时，推进力F2=1.25mg；（ⅲ）忽略空气阻力，玩具可视为质点。       （1）若将玩具从距离地面h＜0.8m处静止释放，在竖直方向形成机械振动，请通过分析、判断，说明该运动是不是简谐运动？（2）若将玩具从距离地面h＞0.8m处静止释放，保持在竖直方向运动，为使其不撞击到地面，h应满足什么条件？（3）某同学将此玩具装置进行了改进，将玩具从离地面高度为4h0处静止释放，使玩具在竖直方向运动，此时推进力F随离地面高度hx变化的关系如图（c）所示。求玩具离地面多高处动能最大？从释放点到动能最大处，推进力做了多少功？【解析】.（1）不是简谐运动       由题意：h≤0.8m时，升力F2=1.25mg升力是固定值，与重力的合力作为回复力也定值，其大小不可能与位移大小成正比，或者写：满足F=-kx这一简谐振动条件。（2分）（2）以玩具为研究对象h＞0.8m时，由牛顿第二定律 mg -F1=ma1a1=0.2g，方向竖直向下      （1分）
h＜0.8m时，由牛顿第二定律 F2-mg=ma2a2=0.25g，方向竖直向上     （1分）为使玩具不撞击地面，临界条件是减速到地面前瞬时速度为零。设玩具下落至h0=0.8m时，速度为v由匀变速运动规律v2=2 a1 (h-h0)= 2 a2 h0     （2分）得h=1.8m。所以，释放高度应小于1.8m。   （1分）（3）玩具从高处静止释放后，先做变加速运动，后做变减速运动，当推进力等于重力时，速度最大，动能最大。      （1分）由图（c）知，直线的斜率      斜线方程为          （2分）①由斜线方程知，当F=mg时，hx=3h0             玩具离地面3h0处动能最大          （2分）②由图（c）可得从释放点到动能最大处，推进力做负功，大小为        （3分）4.（2022北京四中期中改编）我国已经在一些大中城市使用超级电容储能式现代电车，如图1所示．这种电车没有传统无轨电车的“长辫子”和空中供电网，没有尾气排放，乘客上下车的几十秒内可充满电并行驶几公里，刹车和下坡时可把部分动能转化成电能回收储存再使用．          图1                    图2                  图3（1）图2所示为超级电容器充电过程简化电路图，已知充电电源的电动势为E，电路中的电阻为R．图3是某次充电时电流随时间变化的i-t图像，其中I0、T0均为已知量．
a．类比是一种常用研究方法，对于直线运动，我们学习了用v-t图像求位移的方法．请你借鉴此方法，根据图3所示的i-t图像，定性说明如何求电容器充电所获得的电荷量；并求出该次充电结束时电容器所获得的电荷量Q；b．请你说明在电容器充电的过程中，通过电阻R的电流为什么会逐渐减小；并求出电容器的电容C．（2）研究发现，电容器储存的能量表达式为，其中U为电容器两端所加电压，C为电容器的电容．设在某一次紧急停车中，在汽车速度迅速减为0的过程中，超级电容器两极间电势差由U1迅速增大到U2．已知电车及乘客总质量为m，超级电容器的电容为C0，动能转化为电容器储存的电能的效率为η．求电车刹车前瞬间的速度v0．【解析】(1)a．根据电流的定义，i=q/t，可知电容器充电所获得的电荷量等于i-t图线和横、纵轴所围的面积．图3每一小格的面积为图线下约22小格，面积为S = 22S0所以电容器所获得的电量；b．电容器充电时，通过R的电流,U为电容器两端的电压，随着电容器上电荷量增大，U也增大，所以电流i减小．充电结束时，电容器两端电压等于电源的电动势，即E = U解得电容；(2)据能量守恒定律解得电车刹车前瞬间的速度．5（2022吉林一模改编）港珠澳大桥是目前世界上最长的桥梁，为香港、澳门、珠海三地提供了一条快捷通道。图甲是港珠澳大桥中的一段，一辆小汽车在长度为L＝21m的平直桥面上提速，图乙是该车在该段的车速的二次方（v2）与位移（x）的关系图像。则关于小汽车通过该段平直桥面的加速度和时间分别为
A．4m/s2  6s B．2m/s2  3s C．2m/s2  5s D．2m/s2  s6 (2022四川乐山重点高中质检)在某地客车和货车在同一时刻，从同一地点沿同一方向做直线运动。客车做初速度为零、加速度大小为a1的匀加速直线运动；货车做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动，至速度减小为零后保持静止。客车和货车在运动过程中的x—v（位移——速度）图像如图所示。其中，虚线与对应的坐标轴垂直。在两车从开始运动，至货车停止运动过程中，下列说法正确的是A。货车运动的位移为18mB。两车同时到达6m处C。两车最大间距为18mD。两车最大间距为6m 7. （2022河南重点高中联考）小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况而绘制的-图像（如图）。已知机动车的运动轨迹是直线，但是不知机动车是处于加速还是刹车状态，请你帮助他判定以下合理的说法是
A. 机动车处于匀加速运动状态B. 机动车的初速度为零C. 机动车的加速度大小为8m/s2。D. 机动车在前3s时间内的位移是24m 8. (2022河北唐山一模) “质量为1kg的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑，其重力势能和动能随上滑距离s的变化如图中直线I、Ⅱ所示，以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面，重力加速度取。则（　　）
 A. 物块上滑过程中机械能守恒 B. 物块与斜面间的滑动摩擦力大小为4NC. 物块下滑时加速度的大小为 D. 物块返回到斜面底端时的动能为10J