内容正文:
重难18 图像与图表类题型突破(力学/电学/热学图像+数据提取与分析)
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析 精解核心要点,点拨解题技巧
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 基础图像类题型突破(单一模块图像解读)
考向01 力学基础图像解读
考向02 热学基础图像解读
考向03 电学基础图像解读
模块02 综合图表类题型突破(数据提取与综合分析)
考向01 跨模块综合图像解读
考向02 表格类数据提取与分析
考向03 图表类计算题突破
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01基础图像类题型突破(单一模块图像解读)
考向01力学基础图像解读
本模块考法以单一模块基础图像解读为主,题型涵盖选择题、填空题,难度偏低,侧重图像关键点识别、趋势分析及对应物理规律应用。核心聚焦力学、热学、电学三大模块基础图像,兼顾易错点规避。预测中考将延续基础导向,结合基础实验情景考查图像解读,侧重核心图像特征识记和易错点规避,强调图像与物理规律的精准衔接。
考向02热学基础图像解读
考向03电学基础图像解读
模块02综合图表类题型突破(数据提取与综合分析)
考向01跨模块综合图像解读
本模块考法以综合图表解读、数据提取与计算为主,题型涵盖填空题、计算题、实验探究题,难度中等偏上,侧重跨模块综合应用和数据处理能力。核心聚焦跨模块图像、表格数据提取、图表类计算三大考向。预测中考将增加情景化图表题,侧重数据提取、跨模块关联和计算规范,强调图表解读与物理规律、计算的综合运用,贴合中考压轴题命题趋势。
考向02表格类数据提取与分析
考向03图表类计算题突破
重●难●要●点●剖●析
模块01 基础图像类题型突破(单一模块图像解读)
考向01 力学基础图像解读
要点梳理
1. 核心图像:s-t图像(路程-时间)、v-t图像(速度-时间)、F-t图像(力-时间)、F浮-h图像(浮力-深度);2. 关键解读:明确横纵坐标含义,区分图像趋势(直线、曲线、水平段),抓住关键点(起点、终点、拐点);3. 对应规律:s-t图像中,直线表示匀速直线运动;v-t图像中,水平段表示匀速、倾斜直线表示变速;F浮-h图像中,水平段表示物体完全浸没;4. 易错点:混淆s-t与v-t图像的斜率、水平段含义,忽略图像坐标单位。
典例验知
1.有四个运动的物体A、B、C、D,物体A、B运动的s-t图像如图甲所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示。以下判断中正确的是( )
A.物体A和B均做匀速直线运动且A的速度比B的大
B.在0-3s的时间内,物体B运动的路程为15m
C.物体C和D均做匀速直线运动
D.时,物体C追上物体D
【答案】A
【详解】A.图甲是路程-时间(s-t)图像,物体A和B的图像都是过原点的倾斜直线,这表明它们的路程与时间成正比,因此A和B都做匀速直线运动;在s-t图像中,图线的斜率代表速度的大小,A图线的斜率比B图线的斜率大,所以A的速度比B的速度大,故A正确;
B.从图甲中可以直接读出,在时,物体B运动的路程为10m,故B错误;
C.图乙是速度-时间(v-t)图像;匀速直线运动的v-t图像是一条平行于时间轴的直线,图中C的速度随时间均匀增大,做的是加速直线运动;D的速度随时间均匀减小,做的是减速直线运动,因此C和D均不做匀速直线运动,故C错误;
D.时,从图乙可以看出,物体C和D的速度相等,均为10m/s;但“追上”意味着两者在同一时刻到达同一位置;由于两物体从同一地点出发,需要比较它们在3s内运动的路程。路程等于v-t图像中图线与时间轴所围成的面积。 在0-3s内,C运动的路程
在0-3s内,D运动的路程
所以在时,D在C的前方,C没有追上D,故D错误。
故选A。
技巧点拨
解读核心“先看轴,再看线,抓关键点,联规律”;牢记力学图像核心特征(如s-t图像匀速是直线,v-t图像匀速是水平段);遇到陌生图像,先标注横纵坐标物理意义,再结合力学规律逐步分析,避免机械记忆,同时规避坐标单位混淆等易错点。
类题夯基
2.在测量液体密度时,用相同的容器分别装入三种不同种类的液体,测量各自容器和液体的总质量()与液体体积(V),共测了四组数据,并画在坐标系中,如图所示。根据图像分析,下列说法正确的是( )
A.容器的质量为
B.A点对应的液体密度
C.A、B两点对应液体密度:
D.B点对应的液体密度是C点对应液体密度的3倍
【答案】B
【详解】本题中,总质量m、液体体积V、液体密度ρ和容器质量的关系为
由于是用相同的容器装三种不同的液体,进行了四次测量,说明其中一种液体测量了两次,其对应的两个数据点在同一条 m-V 直线上。我们来分析图像中的点: A点坐标为 (,) 、B点坐标为 (,) 、C点坐标为 (,) 、D点坐标为 (,)
假设C、D两点对应的是同一种液体,则它们的密度相同,容器质量也相同。 该液体的密度为
容器的质量
这个假设是成立的,我们用这个容器质量来计算A、B两点对应液体的密度。 A点对应液体的质量为
A点对应液体的密度为
B点对应液体的质量为
B点对应液体的密度为
我们得到了三种不同的密度,这与题干中“三种不同种类的液体”相符。
A.容器的质量为20 g,不是60g。故A错误;
B.A点对应的液体密度。故B正确;
C.A、B两点对应液体密度分别为,,两者不相等。故C错误;
D.B点对应的液体密度是,C点对应的液体密度是,B点密度是C点密度的2倍,不是3倍。故D错误。
故选B。
3.小洋研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系如图所示,由图像可知()
A.容器的质量20kg
B.甲液体密度是
C.乙液体密度
D.由图像可知物质的密度与体积成正比
【答案】C
【详解】A.当液体体积V=0 时,总质量 m=20g ,这表示容器的质量为 20g,故A不符合题意;
B.当 V甲=40cm3 时,总质量 m总=80g ,所以甲液体的质量m甲=80g−20g=60g
甲液体的密度为
故B不符合题意;
C.当V乙=60cm3 时,总质量m总=80g,则乙液体的质量 m乙=80g−20g=60g
乙液体的密度为
故C符合题意;
D.密度是物质的固有属性,与体积无关,故D不符合题意。
故选C。
考向02 热学基础图像解读
要点梳理
1. 核心图像:晶体/非晶体熔化/凝固图像、液体沸腾图像、Q-t图像(热量-时间);2. 关键解读:重点识别水平段(对应晶体熔化/凝固、液体沸腾,吸放热但温度不变),区分熔化与凝固图像(熔化上升、凝固下降);3. 对应规律:Q-t图像中,倾斜程度表示吸热/放热快慢,水平段表示温度不变;4. 易错点:误将非晶体图像当作晶体图像,忽略沸腾图像中气压对沸点的影响。
典例验知
4.缺水地区的冬季,当地有些居民靠取冰雪来获得生活用水。如图,是将一定质量的冰雪,从℃加热到沸腾过程温度随时间变化的图像(不考虑水中有杂质产生的影响),下列对图像分析正确的是( )
A.冰的熔点是0℃,水的沸点是100℃
B.冰熔化和水沸腾过程中都吸热且温度升高
C.在第5min时该物质为固态,冰熔化过程持续了8min
D.当地气压低于一个标准大气压
【答案】D
【详解】A.由图像可知,冰由-20℃加热到0℃,在BC段温度保持不变,即处于熔化过程,那么其熔点为0℃;在C点,冰完全熔化,继续加热,DE段温度又保持不变,即D点水开始沸腾,水的沸点为98℃,故A错误;
B.冰熔化和水沸腾过程中都吸热,但温度保持不变,故B错误;
C.第5min处于图像BC段,熔化过程中,物质以固液共存方式存在,但刚开始熔化时,只有固态冰,完全熔化时,只有液态的水,冰熔化过程从图像可知持续了6min,故C错误;
D.一个标准大气压下,水的沸点为100℃,水的沸点随大气压的降低而降低,由图像可知,水的沸点为98℃,低于100℃,所以当地气压低于标准大气压,故D正确。
故选D。
技巧点拨
热学图像优先找“水平段”,判断是否为晶体、是否沸腾;标注水平段对应的温度(熔点、沸点)和时间(熔化/凝固、沸腾时间);解读Q-t图像时,结合比热容知识,倾斜越陡,吸热/放热越快,贴合热传递规律,避免误判晶体与非晶体图像。
类题夯基
5.如图所示是加热某种物质使其熔化的过程中温度随时间变化的图像。下列分析正确的是( )
A.该物质是一种晶体 B.该物质没有固定的熔化温度
C.该物质完全熔化用了36min D.该物质熔化时要放热
【答案】A
【详解】A.从图像中可以看出,该物质在加热过程中,有一段时间温度保持在80℃不变,这个不变的温度就是该物质的熔点。有固定熔点的物质是晶体,因此该物质是一种晶体,故A正确;
B.由图像可知,该物质在熔化过程中的温度保持在80℃不变,说明该物质有固定的熔化温度,故B错误;
C.从图像中可以看出,该物质从第9min开始熔化,到第25min时完全熔化,熔化过程所用的时间为
故C错误;
D.该物质在熔化过程中,需要持续吸收热量才能从固态变为液态,故D错误。
故选A。
6.现代建筑装修中出现一种新材料,在墙体装饰材料中均匀混入这种固体材料,当室温超过某个温度时它开始熔化,当温度低于某个温度时它开始凝固,使建筑物室内温度基本保持不变,如图所示的四个图像中, 能表示该材料的熔化图像的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知,该材料有确定的熔化温度,即有熔点,是晶体,所以,该材料熔化前持续吸热,温度升高,熔化时持续吸热,但温度保持不变,熔化后吸收热量,温度继续升高,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
考向03 电学基础图像解读
要点梳理
1. 核心图像:I-U图像(电流-电压)、I-R图像(电流-电阻)、P-U图像(电功率-电压)、P-t图像(电功率-时间);2. 关键解读:明确图像对应的电路(串联/并联),抓住图像趋势(正比例、反比例、非线性),提取关键点坐标(如I-U图像原点、拐点);3. 对应规律:定值电阻I-U图像是过原点的直线,滑动变阻器串联电路中I-U图像为曲线;4. 易错点:混淆定值电阻与非定值电阻(如小灯泡)的I-U图像,忽略图像对应的电路状态
典例验知
7.如图所示为定值电阻R和小灯泡L的电流随两端电压变化的图像。下列说法正确的是( )
A.电阻R与小灯泡串联在某电路中,电流为时,电阻R的阻值是
B.电阻R与小灯泡串联在电源电压为的电路中,电阻R与小灯泡的实际功率之比为
C.电阻R与小灯泡并联在电源电压为的电路中,干路电流为
D.电阻R与小灯泡并联在某电路中,当小灯泡的功率为时,电阻R中的电流为
【答案】D
【详解】A.电阻R与小灯泡串联在某电路中,据图分析,当电流为0.1A时,电阻R的两端电压为1.5V,电阻,故A错误;
B.电阻R与小灯泡串联在电源电压为4.5V的电路中,据图分析可知,此时电路中的电流为0.2A,,,所以,电阻R与小灯泡的实际功率之比为,故B错误;
C.电阻R与小灯泡并联在电源电压为1.5V的电路中,
据图分析,当时,;当时,,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即为0.3A,故C错误;
D.电阻R与小灯泡并联在某电路中,当小灯泡的功率为0.9W时,根据和图分析可知,,并联电路中,各支路电压相等,,由图可知,电阻R中的电流为0.2A,故D正确。
故选D。
技巧点拨
电学图像先判断“电路类型+元件特性”(定值/非定值);定值电阻I-U图像遵循欧姆定律,是正比例直线,小灯泡I-U图像因温度影响为曲线;解读时结合欧姆定律、电功率公式,将图像坐标转化为具体电学量计算,规避元件特性混淆的易错点。
类题夯基
8.如图甲所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯泡正常发光为止,根据电流表和电压表的示数绘制I-U关系图像如图乙所示。下列有关说法正确的是( )
A.曲线b是灯泡的I-U图像
B.电源电压为12V
C.灯泡的额定功率为4.8W
D.灯泡正常发光时,通电1min,滑动变阻器产生的热量是10.8J
【答案】C
【详解】A.由图甲可知灯泡和滑动变阻器串联,滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯泡正常发光为止,由图甲可知滑动变阻器接入电路电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中电流增大,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端电压减小,则灯泡两端电压增大;曲线a显示电流和电压同时增大,所以是灯泡的I-U关系图像,则曲线b是滑动变阻器的I-U关系图像,故A错误;
B.由图乙可知,当电流为0.2A时,灯泡两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为9V,根据串联电路电压规律可知电源电压为
故B错误;
C.根据题意结合图乙可知,当电流为0.6A时,灯泡正常发光,此时滑动变阻器电压为3V,灯泡的额定电压等于电源电压减去滑动变阻器两端电压,即
灯泡正常发光时的电压为8V,电流为0.6A,灯泡的额定功率为
故C正确;
D.灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为3V,电路电流为0.6A, 通电, 滑动变阻器产生的热量为
故D错误。
故选C。
9.如图某额定电压为6V的小灯泡与的定值电阻串联,电路中电流为0.2A。如图所示是小灯泡的I-U图像,结合图像以下判断正确的是( )
A.小灯泡的实际功率是0.6W B.电源电压为10V
C.此时小灯泡的电阻是30Ω D.此时小灯泡两端电压大于定值电阻两端电压
【答案】A
【详解】A.将小灯泡与的定值电阻串联接入电路中,根据图像,当灯泡的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为3.0V,小灯泡的实际功率,故A正确;
BD.由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为
比较可知,此时小灯泡两端电压小于定值电阻两端电压,根据串联电路电压的规律可知,电源电压为,故BD错误;
C.根据欧姆定律可知此时灯泡电阻,故C错误。
故选A。
模块02 综合图表类题型突破(数据提取与综合分析)
考向01 跨模块综合图像解读
要点梳理
1. 核心图像:力学+电学、热学+电学、力学+热学跨模块图像(如F浮-h与I-t结合、Q-t与v-t结合);2. 解题核心:先拆分单一模块图像,分别解读每个模块的图像信息(趋势、关键点),再找到跨模块关联量(如电流变化与浮力变化、热量变化与速度变化),结合对应规律综合分析;3. 关键:关联量是解题突破口,明确不同模块物理量之间的内在联系(如浮力变化→滑片移动→电路电流变化)。
典例验知
10.如图甲所示是电子秤装置原理图,已知电源电压为6V且保持不变,为定值电阻,R是力敏电阻,其阻值随压力变化的图像如图乙所示。在电子秤托盘内放一足够高的薄壁直柱形容器(托盘的质量忽略不计),容器的重力为10N,底面积为。往容器中加入2N的水时,电压表的示数为3V。下列说法错误的是( )
A.力敏电阻的阻值随压力增大而增大
B.当电压表的示数为2V时,容器中加入的水的重力为24N
C.定值电阻的阻值为
D.当加入水的重力为50N时,电路中的总功率为
【答案】B
【详解】A.由图乙可知,力敏电阻受到的压力越大其阻值越大,故A正确,不符合题意;
BC.由图甲可知,力敏电阻和R0串联,电压表测R0两端电压;往容器中加入2N的水时,容器对力敏电阻的压力为
F压=G水+G容=2N+10N=12N
由图乙可知,力敏电阻的阻值为12Ω,电压表的示数为3V,根据串联电路电压规律,力敏电阻两端电压为
UR=U-U0=6V-3V=3V
根据分压原理可知
R0=R=12Ω
当电压表的示数为2V时,根据串联电路电压规律,力敏电阻两端电压为
UR'=U-U0'=6V-2V=4V
力敏电阻分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,力敏电阻的阻值为
R'=2R0=2×12Ω=24Ω
由图乙可知,此时力敏电阻受到的压力为24N,根据力的平衡关系可知,容器中加入的水的重力为
G水'=F压'-G容=24N-10N=14N
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.当加入水的重力为50N时,容器对力敏电阻的压力为
F压''=G水'+G容=50N+10N=60N
由图乙可知,力敏电阻的阻值为60Ω,电路中的总功率为
故D正确,不符合题意。
故选B。
技巧点拨
解题核心“拆分→解读→关联→综合”;先将跨模块图像拆分为熟悉的单一模块图像,分别提取信息;重点寻找不变量(如电源电压、物体重力)作为关联桥梁;避免孤立分析单一图像,忽略模块间的内在联系,分步解读、逐步推导,可结合表格数据辅助分析。
类题夯基
11.某工厂用如图甲所示装置电路对新材料承受的撞击力进行测试。将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,t=0时由静止自由释放重物,撞击过程样品材料无损,电源电压U=24V,电阻箱R0调为10Ω。电流表示数I随时间t变化的图像、压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图乙所示,以下结论中正确的是( )
①样品放上去时,压力传感器的电阻为120Ω
②由图像可估算:重物所受重力一定小于400N
③在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是600N
④若将重物开始下落的高度调高且最大电流不变,可以将R0适当调小
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【答案】C
【详解】①样品放上去时,在重物下落的过程中,没有撞击传感器,传感器的电阻不变,电路中电流不变,由图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A,根据可知电阻箱R0两端的电压
U0=IR0=0.2A×10Ω=2V
压力传感器两端的电压为
UN=U﹣U0=24V﹣2V=22V
根据欧姆定律可得,压力传感器的电阻
故①错误;
②由电流表示数I随时间t变化的图像可知重物撞击后停留在样品时,电流约为
I′=3I=3×0.2A=0.6A
此时电路的总电阻为
此时压敏电阻的阻值为
R压=R总﹣R0=40Ω﹣10Ω=30Ω
由压力传感器的电阻R随压力F变化的图像可知,此时压力在200N~400N之间,此时的压力等于重力,因此重物所受重力一定小于400N,故②正确;
③由图丙可知,撞击力最大时,电阻最小,电流最大,又由图乙可知,最大的电流为Im=1.2A,根据欧姆定律和串联电路电压规律可知,电源电压
U=Im(R0+R)
此时压力传感器的电阻
由图丙可知,样品受到的最大撞击力:F=600N,故③正确;
④若将重物开始下落的高度调高,最大撞击力增大,压敏电阻的最小值变小,电源电压一定,由知要使最大电流不变,应适当增大R0,故④错误。
故选C。
12.图甲是某酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器的电阻,酒精气体传感器的电阻随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变,则闭合开关,当酒精气体传感器周围的酒精浓度增加时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值变小 D.酒精气体传感器的电阻变大
【答案】C
【详解】AB.由甲图可知,闭合开关,是并联电路的,电压表测电源电压,电流表测干路电流,据乙图可知,当酒精浓度增大时,R的阻值会变小,R支路的电流会变大,由于R0支路的电阻不变,则电流不变,由并联电流规律可知,干路电流会变大,即电流表的示数会变大;电压表测电源电压,因此电压表的示数不变,故AB错误;
C.电压表与电流表示数的比值为电路中的总电阻,由于R的阻值会变小,则总电阻变小,即电压表与电流表示数的比值变小,故C正确;
D.据乙图可知,当酒精气体浓度变大时,R的阻值会变小,故D错误。
故选C。
考向02 表格类数据提取与分析
要点梳理
1. 核心类型:实验数据表格、情景数据表格(如力学实验数据、电学测量数据、热学探究数据);2. 解题核心:先明确表格表头含义(物理量及单位),筛选有效数据,剔除异常值,再分析数据变化规律(正比例、反比例、不变),结合物理规律推导结论或计算未知量;3. 关键:表格数据往往对应控制变量法实验,需明确控制的变量、改变的变量和测量的变量。典例验知
13.某智能电热水壶调温电路如图所示,电源电压恒为220V,R1为热敏电阻(阻值随水温升高而减小),R2为定值电阻(44Ω)。当水温从25℃升至95℃时,R1阻值变化如下表格。下列说法正确的是( )
水温/℃
25
60
95
R1阻值/Ω
110
66
44
A.电流表示数逐渐减小 B.电压表示数始终为电源电压的一半
C.电路总功率先增大后减小 D.水温升高时,R2的实际功率增大
【答案】D
【详解】由电路图可知,热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量定值电阻R2两端的电压,电流表测量电路电流。
A.当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,因此电路中的总电阻减小,已知电源电压不变,由知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故A错误;
B.由串联分压规律可知,要使电压表示数始终为电源电压的一半,则两电阻阻值必须相等,且都等于44Ω,但由题意可知,R1阻值会随温度而变化,故B错误;
C.根据公式P=UI可知,电源电压不变,电流变大,电路消耗的总功率变大,故C错误;
D.水温升高时,热敏电阻的阻值减小,因此电路中的总电阻减小,电流增大,根据公式,的阻值不变,则R2的实际功率增大,故D正确。
故选D。
技巧点拨
数据提取先圈画表头(明确物理量),再对比行/列数据,找变化规律(如电压增大,电流随之增大);异常值需结合实验情景判断(如测量误差导致),可忽略或分析误差原因;控制变量法表格,重点看“控制量不变,变量如何变化”,匹配对应物理规律,可结合图像转化数据辅助解读。
类题夯基
14.榆林市位于陕西北部,冬季较为寒冷,故不少家庭都有一款具有加热功能的足浴盆。某款足浴盆可以将水加热到设定的温度,其简化电路如图,其中所有电源电压恒定,为滑动变阻器,表格为温控电阻的阻值随温度变化的关系,置于温度检测区域。工作电路接通时,通过断开或闭合,可使足浴盆处于单加热状态或红外理疗状态。已知电热丝的电阻是55Ω,红外理疗装置的电功率是20W,水温达到设定温度时衔铁弹起。下列说法正确的是( )
/Ω
145
120
98
80
67
58
50
43
37
33
30
28
温度/℃
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
A.电磁继电器的原理是电流磁效应,该原理由法拉第发现
B.在不变的情况下,温度升高,两端的电压随之降低
C.足浴盆处于红外理疗状态时,工作电路5min消耗的电能为
D.电阻阻值越小,足浴盆的设定温度越低
【答案】C
【详解】A. 电磁继电器的原理是电流的磁效应,电流的磁效应是由奥斯特发现的,并非法拉第,故A错误;
B. 在控制电路中,与串联,由表格可知,温度升高时,的阻值变大,阻值不变,电源电压恒定,根据串联电路的分压定律,此时两端的电压会随着阻值的增大而增大,故B错误;
C. 闭合,足浴盆处于红外理疗状态时,与理疗装置并联,工作电路电压为220V,电热丝的电阻是55Ω,红外理疗装置的电功率是20W,根据,可得电热丝工作时的电功率
根据并联电路电功率的特点和功的计算公式,可得工作电路5min消耗的电能为
故C正确;
D.在控制电路中,与串联,当电磁铁电流达到某一定值时,衔铁弹起停止加热,如果电阻的阻值变小,则需要达到停止加热时的电流值,就需要的阻值变大, 由表格可知,随着温控电阻的阻值越大,温度越高,所以足浴盆的设定温度越高,故D错误。
故选C。
15.根据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
比热容
水
煤油
砂石
A.水的温度升高1℃需吸收的热量
B.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
C.1kg煤油温度降低1℃需要放出的热量
D.使1kg的水和煤油都升高1℃,水吸收的热量较少
【答案】C
【详解】A.水的比热容为,表示1kg的水温度升高1℃需吸收4.2×103J的热量,表述中无水的质量,且热量的单位错误,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,大小与物质的种类和状态有关,与质量大小无关。一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变,故B错误;
C.煤油的比热容为,1kg的煤油温度降低1℃放出的热量,故C正确;
D.水的比热容比煤油比热容大,使1kg的水和煤油都升高1℃,水吸收的热量较多,故D错误。
故选C。
考向03 图表类计算题突破
要点梳理
1. 核心类型:结合图像/表格数据,进行力学、电学、热学计算(如结合I-U图像求电阻、电功率,结合表格数据求比热容、浮力);2. 解题核心:从图像/表格中提取有效数据(如关键点坐标、表格中的已知物理量),明确对应的物理公式,统一单位后代入计算,结合图像/表格趋势验证计算结果;3. 关键:数据提取准确,公式选择合理,兼顾图像/表格对应的物理情景(如是否为匀速、是否完全浸没、是否为定值电阻)。
典例验知
16.如图甲所示是具有烹饪和取暖两种功能的家用电炉,其部分参数如下表所示,为保证使用安全,两种功能同时使用时,无论如何调节,整机最大功率不高于3100W。电炉的简化电路图如图乙所示,烹饪发热电阻为,取暖发热电阻为(和均为可变电阻),请结合表格中的参数计算下列问题:
型号
XXX
额定电压
220V
烹饪最大功率
2000W
取暖最大功率
1800W
整机最大功率
3100W
(1)现有甲、乙两种插座,其规格分别是“220V;10A”和“220V;16A”,从安全用电的角度通过计算说明该电炉应连接哪一插座?
(2)若仅使用取暖功能,且在其最大功率下工作10min,可向外放出的热量是多少?
(3)电炉在烹饪最大功率下工作时,的阻值是多少?
(4)已知该电炉烹饪功能有5个挡位,第1至第5挡分别是400W、800W、1200W……取暖功能有6个挡位,第1至第6挡分别是300W、600W、900W、1200W……若电路在烹饪最大功率下工作时,取暖功能最多可调至第几挡位?此时通过电源线的电流是多少?(结果保留一位小数)
【答案】(1)选择乙插座
(2)
(3)
(4)调至第3挡;
【详解】(1)电炉的整机最大功率为
电炉正常工作时的最大电流为
因为,所以不能选用“220V;10A”的甲插座,应选用“220V;16A”的乙插座。
(2)仅使用取暖功能,且在其最大功率下工作时,电炉为纯电阻用电器,放出的热量等于消耗的电能。取暖最大功率
工作时间
电炉放出的热量为
(3)电炉在烹饪最大功率下工作时,烹饪功率
R1的阻值为
(4)当烹饪功能处于最大功率时,为保证不超过整机最大功率,取暖功能的最大可用功率为
取暖功能的挡位功率分别是300W、600W、900W、1200W……因为 900W < 1100W,而 1200W > 1100W,所以取暖功能最多可调至第3挡(900W)。
此时电路的总功率为
此时通过电源线的总电流为
技巧点拨
计算题优先从图像/表格中提取“直接数据”(如坐标值、表格中的已知量),再结合规律推导“间接数据”;公式选择遵循“已知量匹配原则”(如已知I、U,优先用R=U/I);计算后结合图像/表格趋势验证(如计算出的电阻,需符合I-U图像的正比例规律),避免计算错误,规范步骤书写。
类题夯基
17.商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座(如图甲所示)计费,某摊位使用空气炸锅(如图乙所示)烹制食物,如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图,其额定电压为220 V,定值电阻和为发热体,其中。通过开关、的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(不会同时闭合),只闭合时为中温挡,额定功率为440 W。求:
(1)的电阻;
(2)高温挡正常工作1 min,电流通过产生的电热;
(3)只有某空气炸锅单独工作,表盘示数使用前后如图甲和表格所示,通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率[已知商用电费单价为0.6元]。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据电路图可知,在电源电压一定时,由电功率公式可知,电路电阻越大,电功率越小。
①当开关S1、S3闭合时,R1与R2并联,电路总电阻最小,电功率最大,为高温挡;
②当只闭合开关S2时,R1与R2串联,电路总电阻最大,电功率最小,为低温挡;
③只闭合S3时,只有R2接入电路,为中温挡。
根据题意,只闭合S3时为中温挡,此时电路为R2的简单电路,额定功率为440 W,根据可得,电阻R2的阻值为
(2)根据题意,当开关S1、S3都闭合时,电阻R1与R2并联,为高温挡。在高温挡工作时,根据并联电路电压特点可知,R1两端的电压为220V,电流通过R1产生的电热为
(3)由表盘示数使用前后图甲和表格可知,空气炸锅工作的时间为
在此时间内消耗的电费为0.06元,已知商用电费单价为0.6元/(kW·h),则空气炸锅消耗的电能为
该空气炸锅消耗的电功率为
18.北京气象台2025年9月17日18时15分发布黄色预警信号,局部有7-9级雷雨阵风,疯狂物理兴趣小组为检测风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。均匀电阻丝AB长为25cm,阻值为25Ω,电源电压U0恒为6V,保护电阻R0为5Ω,电压表量程0~3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量L的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A端,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数。查阅资料可计算得出不同风级对应挡板所受的压力,如下表格所示。
风级
1级
2级
3级
4级
5级
6级
7级
8级
9级
10级
11级
挡风板压力
0.01~0.03
0.03~1.4
1.4~3.7
3.7~8
8~14
14~24
24~37
37~54
54~75
75~100
10~133
求:
(1)无风时,通过R0的电流;
(2)在保证电路安全的情况下,求出风速仪所测最大风级为几级;
(3)小组成员在原有电路元件的基础上改进电路,同时新增一个电流表,如图丙所示,电流表量程为0~0.6A。无风时,滑片P仍在A处,请你计算出改进后的电路能测的最大风级为几级。
【答案】(1)0.2A
(2)7级
(3)8级
【详解】(1)无风时,滑片在端,与串联,总电阻
电路电流
(2)电压表量程0~3V,最大示数
此时段电阻
因长25cm对应25Ω,故长度:
由图乙,弹簧长度改变量时,弹力
查表可知,30N对应的风级是7级。
(3)电流表量程0~0.6A,最大电流,此时总电阻
段电阻
段电阻
长度
由图乙,时弹力,对应风级为8级。
重●难●提●分●必●刷
一、单选题
1.小沙和小凤两同学从同一地点沿平直路面同向运动,她们运动的路程随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.10~15s内,小沙相对于小凤是运动的 B.5~10s内,小凤同学做匀速直线运动
C.0~15s内,小凤的平均速度为2m/s D.小沙从出发一直做加速直线运动
【答案】C
【详解】A.10~15s内,小沙和小凤的s-t图像的倾斜程度相同,说明二人的运动速度相同,且二人的运动方向相同,所以小沙相对于小凤是静止的,故A错误;
B.5~10s内,小凤的s-t图像是一条平行于时间轴的直线,此时小凤是静止的,故B错误;
C.0~15s内,小凤运动的路程为30m,运动时间为15s,平均速度为,故C正确;
D.小沙的s-t图像是一条倾斜的直线,所以小沙从出发一直做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
2.小明到某古镇旅游时发现,某店铺用竹筒量取米酒、酱油等。如图甲所示,两竹筒内径相等,一个用来量取米酒,另一个用来量取酱油。当盛满时,竹筒A和竹筒B中米酒或酱油的质量相等。如图乙所示是米酒和酱油的质量与体积的关系图像。已知米酒酱油。下列分析正确的是( )
A.竹筒A用来量取米酒,图像I是米酒
B.竹筒B用来量取米酒,图像II是米酒
C.竹筒A用来量取酱油,图像II是酱油
D.竹筒B用来量取酱油,图像I是酱油
【答案】D
【详解】质量—体积(m−V)图像的斜率表示密度,斜率越大,密度越大;斜率越小,密度越小。已知,因此图乙中斜率大的Ⅰ图线对应酱油,斜率小的图线Ⅱ对应米酒。两竹筒内径相等,则底面积相同,盛满时质量相等,即。根据变形得。在质量一定时,密度越小,体积越大,需更大容积的竹筒;密度越大,体积越小,需更小容积的竹筒。图甲中竹筒A的容积大于竹筒B,容积大的竹筒A需装密度小的米酒,容积小的竹筒B需装密度大的酱油。综上,故D正确,ABC错误。
故选D。
3.如图为甲、乙两种物质的m-V图像,以下说法正确的是( )
A.甲的密度是
B.乙物质的密度比甲大
C.当时,
D.当时,
【答案】D
【详解】AB.由图像可知,甲的密度为
乙的密度为
则甲的密度大于乙的密度,故AB错误;
C.由图像可知,当(如)时,、,则
即,故C错误;
D.由图像可知,当(如)时,、,则
即,故D正确。
故选D。
4.张家界武陵源景区内,甲、乙两辆观光环保车从百龙天梯下站同时出发,沿平直的观光公路向西行驶前往袁家界景点,其路程-时间()图像如图所示。下列判断正确的是( )
A.0~50s内甲、乙两车均做匀速直线运动
B.两车在第20s时相距的距离为50m
C.0~30s内,乙车的平均速度为
D.30~40s内,以乙车为参照物,甲车向东运动
【答案】C
【详解】A.在s−t图像中,匀速直线运动的图像是一条倾斜的直线。由图可知,乙车在10~30s内,路程没有变化,处于静止状态,不是一直做匀速直线运动,故A错误;
B.两车是同时同地向西行驶,由图可知,在第20s时,两车相遇,所以两车在第20s时相距的距离为0,故B错误;
C.由图可知,0~30s内,乙车行驶的路程200m,根据速度公式,可得乙车的平均速度,故C正确;
D.由图可知,30~40s内,甲车行驶的路程为
乙车行驶的路程为
两车行驶时间均为10s,所以两车的速度相同,且两车都向西行驶。以乙车为参照物,甲车相对于乙车的位置没有变化,所以甲车是静止的,故D错误。
故选C。
5.如图甲所示,质量相等的冰和某物质分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热,绘制出温度随时间变化的图像如乙图所示。下列说法正确的是( )
A.甲图中采用水浴法加热的目的是使固体吸热更快
B.仅凭借乙图B图线,不能说明对应物质一定是非晶体
C.乙图A图线对应物质,熔化过程持续时间为
D.乙图A图线对应物质是冰,时物质处于液态
【答案】B
【详解】A.甲图中采用水浴法加热的目的是使固体受热均匀,且升温较慢,便于记录加热时间,故A错误;
B.乙图中B图线没有显示熔化的水平段(熔点),可能是该物质是非晶体,还有可能该物质是晶体,但实验过程中温度还未达到其熔点,故仅凭借乙图B图线,不能说明对应物质一定是非晶体,故B正确;
C.由图乙可知,A图线对应的物质有熔点,一定是晶体,且熔化过程持续的时间为
故C错误;
D.A图线表示其对应的物质有固定的熔化温度(即熔点),故A图线对应的物质是冰,第4min时,冰正在熔化,故冰此时处于固液共存状态,故D错误。
故选B。
6.如图所示,打铁花、做糖画是巫山地区极具特色的民俗文化,表演者将熔化的铁水泼向空中,形成璀璨的“铁花”;做糖画时,艺人将加热后的糖浆淋在石板上,快速勾勒出各种图案。结合甲乙两个图像,下列说法正确的是( )
A.铁水是铁熔化形成的,铁属于非晶体,其熔化图像与乙一致
B.糖浆熔化时温度持续升高,属于晶体,熔化过程需要吸热,图像与甲一致
C.冰、海波的熔化规律与铁相同,对应的图像为甲;玻璃、沥青的熔化规律与糖浆相同,对应的图像为乙
D.晶体熔化时需要吸热但温度不变,非晶体熔化时不需要吸热,温度持续升高
【答案】C
【详解】A.铁是金属,属于晶体,有固定的熔点,在熔化过程中温度保持不变,其熔化图像应为甲,故A错误;
B.糖浆是糖熔化形成的,糖属于非晶体,没有固定的熔点,在熔化过程中温度持续升高,其熔化图像应为乙,故B错误;
C.冰、海波、铁都是晶体,熔化时有固定的熔点,温度保持不变,其熔化规律与甲图相符;玻璃、沥青、糖浆都是非晶体,熔化时没有固定的熔点,温度不断升高,其熔化规律与乙图相符,故C正确;
D.晶体和非晶体在熔化过程中都需要吸收热量。晶体熔化时吸热但温度不变,非晶体熔化时吸热且温度持续升高,故D错误。
故选C。
7.小明同学对冰加热,他将冰熔化成水直到沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图像,下列分析正确的是( )
A.水的沸点是100℃
B.图像中的BCDE段是冰的熔化过程
C.0~2min物质在吸热,2~8min物质没有吸热
D.DE段物质的温度保持不变,不需要吸热
【答案】A
【详解】A.由图像可知,DE段是水的沸腾过程,此过程中温度保持在100℃不变,所以水的沸点是100℃,故A正确;
B.图像中的BC段是冰的熔化过程,此过程温度保持0℃不变;CD段是水吸热升温过程;DE段是水的沸腾过程,故B错误;
C.0~2min,冰的温度升高,需要吸热,2~8min是冰的熔化过程,物质也在吸热,故C错误;
D.DE段是水的沸腾过程,沸腾需要持续吸热,但温度保持不变,故D错误。
故选A。
8.如图甲是“研究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。在0~35min内对物质加热,得到如图乙所示的温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.该物质是非晶体,熔点是80℃
B.该物质熔化过程持续了大约25min,在第20min时物质处于“固液共存态”
C.采用“水浴法”对试管内物质加热,是为了缩短实验时间
D.该物质在15~20min内,温度不变,但需要不断吸热
【答案】D
【详解】A.从图乙可以看出,该物质在熔化过程中温度保持在80℃不变,这是晶体的熔化温度,说明该物质是晶体,其熔点是80℃,故A错误;
B.从图乙可以看出,该物质从第10min开始熔化,到第25min完全熔化,熔化过程持续的时间为15min。第20min时,物质正处于熔化过程中,是固液共存态,故B错误;
C.采用“水浴法”对试管内物质加热,可以使物质受热均匀,便于观察和记录温度变化,但会延长加热时间,而不是缩短实验时间,故C错误;
D.从图乙可以看出,该物质在10min到25min之间是熔化过程,此过程中温度保持80℃不变。15~20min处于熔化过程中,因此温度不变,但需要不断吸收热量才能继续熔化,故D正确。
故选D。
9.如图甲所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯泡正常发光为止,根据电流表和电压表的示数绘制I-U关系图像如图乙所示。下列有关说法正确的是( )
A.曲线b是灯泡的I-U图像
B.电源电压为12V
C.灯泡的额定功率为4.8W
D.灯泡正常发光时,通电1min,滑动变阻器产生的热量是10.8J
【答案】C
【详解】A.由图甲可知灯泡和滑动变阻器串联,滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯泡正常发光为止,由图甲可知滑动变阻器接入电路电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中电流增大,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端电压减小,则灯泡两端电压增大;曲线a显示电流和电压同时增大,所以是灯泡的I-U关系图像,则曲线b是滑动变阻器的I-U关系图像,故A错误;
B.由图乙可知,当电流为0.2A时,灯泡两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为9V,根据串联电路电压规律可知电源电压为
故B错误;
C.根据题意结合图乙可知,当电流为0.6A时,灯泡正常发光,此时滑动变阻器电压为3V,灯泡的额定电压等于电源电压减去滑动变阻器两端电压,即
灯泡正常发光时的电压为8V,电流为0.6A,灯泡的额定功率为
故C正确;
D.灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为3V,电路电流为0.6A, 通电, 滑动变阻器产生的热量为
故D错误。
故选C。
10.如图甲所示电路,电源电压恒定。闭合开关S,滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中,分别记录了灯泡两端电压、滑动变阻器两端电压和电流表的示数。依据实验数据,绘出灯泡和滑动变阻器的I-U图像,如图乙所示。请结合图像信息,判断下列说法正确的是( )
A.图线b描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化
B.电源两端输出的电压大小是3V
C.滑动变阻器的铭牌可能是“20Ω,1A”
D.通过图像可知,灯泡L的电阻逐渐变小
【答案】B
【详解】A.当滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,灯泡两端电压变大,滑动变阻器两端电压变小。所以图线a是灯泡的I - U图像,图线b是滑动变阻器的I - U图像,故A错误;
B.由图乙知,当电流为0.2A时,灯泡和滑动变阻器两端的电压均为1.5V,根据串联电路电压的规律,电源电压,故B正确;
C.由图乙知,滑动变阻器两端的最大电压为2.5V,此时电路中的电流最小为0.1A,根据欧姆定律,此时滑动变阻器的阻值,所以滑动变阻器的最大阻值一定大于25Ω,铭牌不可能是“20Ω,1A”,故C错误;
D.由图线a可知,灯泡的I - U图像偏向电压一侧,所以灯泡两端的电压增加值大于电流增加值,根据,可知灯泡的电阻逐渐变大,故D错误。
故选B。
11.图甲是某酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器的电阻,酒精气体传感器的电阻随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变,则闭合开关,当酒精气体传感器周围的酒精浓度增加时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值变小 D.酒精气体传感器的电阻变大
【答案】C
【详解】AB.由甲图可知,闭合开关,是并联电路的,电压表测电源电压,电流表测干路电流,据乙图可知,当酒精浓度增大时,R的阻值会变小,R支路的电流会变大,由于R0支路的电阻不变,则电流不变,由并联电流规律可知,干路电流会变大,即电流表的示数会变大;电压表测电源电压,因此电压表的示数不变,故AB错误;
C.电压表与电流表示数的比值为电路中的总电阻,由于R的阻值会变小,则总电阻变小,即电压表与电流表示数的比值变小,故C正确;
D.据乙图可知,当酒精气体浓度变大时,R的阻值会变小,故D错误。
故选C。
12.在“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻R和小灯泡L为测量对象,处理实验数据时,分别画出了对应的的图像,对于图像的分析,下列说法错误的是( )
A.甲是小灯泡的图像,可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
B.乙是定值电阻的图像,定值电阻的阻值为10Ω
C.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,电路中的电流是0.4A
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
【答案】D
【详解】AB.灯泡的电阻不是定值,随电压的增大,灯丝的温度升高,电阻逐渐增大,故灯泡的I-U图像是过原点的曲线,定值电阻的阻值是定值,其I-U图像是过原点的直线,故甲是小灯泡的I-U图像,乙是定值电阻的I-U图像,定值电阻的阻值为,故AB正确,不符合题意;
C.定值电阻R和小灯泡L串联时,通过它们的电流相等,由图像可知,当电流为0.4A时,定值电阻R和小灯泡L两端的电压分别为、,由串联电路电压特点可知,电源电压为,故C正确,不符合题意;
D.小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不是定值,不能用多次测量的方法求小灯泡电阻的平均值,故D错误,符合题意。
故选D。
二、实验题
13.小明用天平、弹簧测力计、几个相同的钩码和几个相同的小沙袋,研究物体所受的重力与物体质量的关系,并根据所测量的质量m和重力G分别画出钩码和小沙袋的图像,如图所示。
(1)通过分析图像的特点可归纳出初步的结论:物体所受的重力与它的质量成 ;
(2)根据图像可知,不同物体所受的重力G与其质量m之比约为 ;
(3)进一步综合分析和比较甲、乙两图像的特点可知,如果把钩码和小沙袋的图像画在同一个坐标系中,则两条斜线是 (选填“重合”或“不重合”)的。
【答案】(1)正比
(2)
(3)重合
【详解】(1)钩码和小沙袋的图像均为正比例函数图像,据此可得:物体所受的重力与它的质量成正比。
(2)由图甲则有,由图乙则有,所以不同物体所受的重力G与其质量m之比约为。
(3)由上述分析可知,不同物体所受的重力G与其质量m成正比,且不同物体所受的重力G与其质量m之比相同,均为,所以如果把钩码和小沙袋的图像画在同一个坐标系中,则两条斜线是重合的。
14.图甲所示是“研究气泡的运动速度”的实验装置,先将玻璃管右端抬高,使气泡处在右端,再将右端放到桌面上,观察气泡的运动情况。
(1)实验中气泡经过O点开始计时,测出气泡从O点运动到20cm处、40cm处、60cm处、80cm处所用时间分别为:10.0s、20.0s、30.0s、40.1s;根据测量结果,在图乙中画出气泡运动的s-t图像 ;由图像可知,气泡运动的路程s和时间t近似成 比,气泡的运动可看作 运动。
(2)如果不小心让气泡过了O点才开始计时,则所测气泡从O点到80cm刻度线处的平均速度偏 。
(3)小华测量气泡从O点运动到15cm、35cm、50cm和80cm处所用时间,她 (选填“能”或“不能”)研究出气泡的运动特点。
【答案】(1) 正 匀速直线
(2)大
(3)能
【详解】(1)[1]在坐标系中,依次描出“10.0s、20cm”“20.0s、40cm”“30.0s、60cm”“40.1s、80cm”,然后用平滑的线把各点连接起来,得到气泡运动的s-t图像,如图所示:
[2]由绘制的图像可知,图线是一条过原点的直线,这说明气泡运动的路程s和时间t近似成正比,即气泡的运动速度近似不变。
[3]气泡运动的速度保持不变,且气泡运动路线是直线,故气泡运动可看作是匀速直线运动。
(2)如果不小心让气泡过了O点才开始计时,则所测得气泡的运动时间偏小,运动路程准确,由可知,气泡从O点到80cm刻度线处的平均速度偏大。
(3)虽然间隔的路程不相等,但可以通过计算不同路程的平均速度,比较各段的速度大小,也能研究气泡的运动特点。
15.小明用实验器材,“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,如图所示:
(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动时,根据二力平衡原理可知木块所受的滑动摩擦力大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力大小;
(2)由 两图可知:当接触面之间的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)小明比较乙、丙两图探究滑动摩擦力与压力的关系时得出压力增大时,滑动摩擦力却减小了的错误结论,错误的原因是 ,这里用到的研究方法主要是 ;
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是长木板 (选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动;在拉动木板过程中,长木板B对A的摩擦力方向为水平向 (选填“左”或“右”);
(5)接着他们又做了以下探究:如下图甲所示,放在水平地面上的物体C受到水平向右的拉力F的作用,F-t和v-t图像分别如下图乙、丙所示;则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 N。
【答案】(1) 匀速直线 等于
(2)甲、乙
(3) 没有控制接触面的粗糙程度相同 控制变量法
(4) 不需要 左
(5)4
【详解】(1)[1][2]实验中,用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动时,木块在水平方向受拉力和滑动摩擦力,根据二力平衡原理,滑动摩擦力大小等于拉力大小。
(2)探究“压力一定时,滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系”,需控制压力相同、改变接触面粗糙程度,对应甲、乙两图。
(3)[1]比较乙、丙两图时,既改变了压力,又改变了接触面的粗糙程度(乙是毛巾、丙是木板),没有控制接触面的粗糙程度相同,因此得出了错误结论。
[2]这里主要用到的研究方法是控制变量法。
(4)[1]丁图装置中,木块A始终相对地面静止,受力平衡,弹簧测力计示数始终等于滑动摩擦力,因此长木板B不需要做匀速直线运动。
[2]拉动木板B时,B向左运动,A相对于B向右滑动,所以B对A的摩擦力方向为水平左。
(5)由图丙知,6~9s物体做匀速直线运动,受到的拉力与摩擦力为一对平衡力,大小相等,由图乙知,此时拉力为4N,所以6~9s物体C受到的摩擦力大小等于4N,因3~6s物体C受到的摩擦力也是滑动摩擦力,由于压力大小和接触面粗糙程度不变,则受到摩擦力大小不变,故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
16.小王利用如图甲所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
(1)小王使用的器材包括相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及 (填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油;
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较 来比较物质吸收热量的多少;
(3)实验中选取初温、 相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热,当它们吸收相同的热量时,通过比较 来比较不同物质吸热能力的强弱;
(4)图乙是小王根据实验数据绘制的图像,从中可知a是 (选填“水”或“煤油”);
(5)乐昌地处山区,比沿海地区昼夜温差大,一个重要的原因是水域面积小,而水的比热容比砂石更 。
【答案】(1)计时器(或其他合理答案)
(2)加热时间
(3) 质量 升高的温度
(4)煤油
(5)大
【详解】(1)在“比较不同物质吸热的情况”实验中,需要测量质量、温度和加热时间,所以需要的测量仪器有托盘天平、温度计和计时器,故还需要的测量工具是计时器。
(2)选取相同规格的电加热器,是因为相同时间内它们放出的热量相同,则相同时间内液体吸收的热量相同,因此可以通过加热时间来反映液体吸收热量的多少,加热时间越长,液体吸收的热量越多。
(3)[1]由于物体的质量会影响吸收热量的多少,因此探究不同物质的吸热能力时,需要控制不同物质的质量相同,即实验中选取初温和质量都相同的水和煤油。
[2]当吸收相同热量时,不同物质的吸热能力不同,升高的温度也不同,所以通过比较升高的温度来判断吸热能力强弱,升高温度越小,吸热能力越强。
(4)图乙中,相同时间内(吸收相同热量),a的温度升高得比b快。因为煤油的比热容比水小,根据,在Q和m相同时,比热容c越小,升温越大,所以升温更快的a是煤油。
(5)水的比热容比砂石大,根据,在吸收或放出相同热量时,比热容大的物质温度变化小。沿海地区水多,昼夜温差小;乐昌是山区,砂石多,昼夜温差大。
17.图甲是小南同学探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置图。
(1)安装实验器材时,应按照 (选填“从上到下”或“从下到上”)的顺序进行;图乙所示温度计的示数为 ℃。
(2)当试管中的冰全部熔化成水后,继续用酒精灯加热,根据实验记录绘制温度随时间变化的图像,如图丙。分析图像可知,冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),BC段的物质处于 状态,图像中该物质在B点的内能 C点的内能。
(3)通过实验,小南还发现水沸腾过程中继续加热,温度 ;他明白了妈妈用炉火炖骨头汤时,沸腾后,将炉火 (选填“保持大火”或“调为小火”)的道理。
【答案】(1) 从下到上 -4
(2) 晶体 固液共存 小于
(3) 不变 调为小火
【详解】(1)[1]安装实验器材需要从下到上,只要根据酒精灯外焰确定石棉网的位置,再确定温度计的位置;
[2]由图可知,分度值为1℃,从零刻度线往下读,故是零下温度,读数为-4℃。
(2)[1]如图丙所示,冰熔化时有固定的熔化温度,故是晶体;
[2]由图可知,A点是冰,AB段吸热,从B点开始熔化,C点熔化结束,故BC段物质处于固液共存状态;
[3]物质在B点不断吸热开始熔化,到C点熔化结束变为液体,期间温度不变,但是不断吸热,故物体内能增大。
(3)[1]由图可知,CD为液态,继续吸热,到D点沸腾,沸腾后温度不变;
[2]妈妈用炉火炖骨头汤时,在沸腾后温度保持不变,故不论是大火还是小火,温度都不会升高,选用小火更节约燃料。
18.实验小组探究“冰熔化时温度变化的特点”和“水在沸腾前后温度变化的特点”。
(1)组装完成的实验装置如图甲所示,其错误之处是 。
(2)改正错误后,重新点燃酒精灯继续实验,一边观察实验现象,一边记录加热时间和温度计示数。图乙是试管中的温度计在某时刻的示数,为 ℃。
(3)根据实验数据绘制的试管中的物质的温度随时间变化的图像如图丙所示,烧杯中的水的温度随时间的变化图像如图丁所示。分析图像可知:①冰在熔化时及水在沸腾时温度 ;②图丙中段比段升温更快,说明冰的比热容比水的比热容 (选填“大”或“小”)。
(4)对比图丙、丁图像发现,碎冰完全熔化成水,继续加热,时刻以后的图像与水沸腾时的图像相同,所以判断时刻以后试管中的水沸腾了。你认为该结论是否正确?并简要说明你的判断依据: 。
【答案】(1)大烧杯中的温度计接触到烧杯底
(2)-3
(3) 不变 小
(4)见解析
【详解】(1)温度计测量液体温度时要注意,温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁。由图甲可知,大烧杯中的温度计接触到烧杯底了。
(2)乙图中温度计的分度值是1℃,且液面处于零下,读数为-3℃。
(3)[1]由图丙中BC段可知,冰在熔化过程中继续吸热,温度保持不变;由图丁可知,水沸腾时继续吸热,温度保持不变,因此可得冰在熔化时及水在沸腾时温度保持不变。
[2]图丙中段是冰,段冰已经熔化完成是水,段比段升温更快,说明冰的比热容比水的比热容小,水的吸热能力强,温度变化小。
(4)该结论不正确,因为水沸腾的条件是温度达到沸点,继续吸热。小试管在大烧杯中,大烧杯中的水沸腾后,温度保持不变。小试管中的水的温度达到沸点后和大烧杯中的水的温度相同,不能继续吸热,所以小试管中的水不能沸腾。
19.小明“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中,其中电源电压为4.5V保持不变,实验中的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)连接电路前,开关断开,滑片移至最大阻值处。小明将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,控制电压不变。
(2)当用10Ω电阻代替5Ω电阻,闭合开关,发现电压表示数比之前的 (填“大”或“小”),向 (选填“左”或“右”)端移动变阻器的滑片,控制电压不变。
(3)图乙是通过多次实验数据绘制的的图像,通过图像可以知道控制定值电阻两端的电压为 V;得出结论是: ;
【答案】 大 左 2.5 电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比
【详解】(2)[1][2]当用10Ω电阻代替5Ω电阻,闭合开关,电路电阻变大,电路电流变小,由欧姆定律得,滑动变阻器的电压变小,由串联电路电压特点得,电阻的电压变大,电压表测量电阻的电压,则发现电压表示数比之前的大,为了控制电阻的电压不变,应向左端移动变阻器的滑片,增大变阻器接入电路中电阻,减小电路中电流,直到电压表的示数达到原来的示数。
(3)[3]由图乙的数据结合欧姆定律可得,定值电阻的电压控制为
[4]根据图像可得,当电压一定时,电阻的电流与电阻阻值的乘积为定值,由此可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
20.为探究电流与电压的关系,小海和小珠设计了如图甲的实验电路。
(1)经过讨论,他们把图甲中的小灯泡换为图乙的定值电阻,原因是 ;
(2)按图乙连接好电路,闭合开关前,发现电流表指针指在零刻度线右侧,接下来应该对电流表 ;
(3)排除故障后,他们通过增减串联干电池的节数,来改变电阻的 进行实验,根据实验数据绘制出电阻R的图像如图丁,由图像可得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(4)实验后,他们经过交流评估又重新设计了如图丙的电路图,与改变电池数量的方法相比,使用滑动变阻器进行实验的优点是 ;
(5)他们又按图丙连接电路探究“电流与电阻的关系”,用的电阻进行实验后,断开开关,将的电阻更换为的电阻,保持滑片位置不变,闭合开关,电压表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”),为了完成实验,应将滑片适当向 (选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)实验中需要保持电阻不变,灯泡电阻会随温度变化而变化
(2)调零
(3) 电压 正比
(4)可以方便的连续改变导体两端的电压
(5) 变大 左
【详解】(1)小灯泡的电阻随温度变化,无法保持恒定,而探究电流与电压关系需控制电阻不变,故应换为定值电阻。
(2)闭合开关前发现电流表指针指在零刻度线右侧。这说明电流表未调零,应将电流表指针调至零刻度线处。
(3)[1]实验中通过增减串联干电池的节数来改变电阻两端的电压。
[2]根据图丁的I-U图像,图像是一条过原点的直线,可以发现电流与电压成正比关系,这表明在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)实验中接入滑动变阻器的优点是:可以连续调节电阻两端的电压,操作更方便,且能避免频繁更换电池带来的不便。此外,滑动变阻器还能起到保护电路的作用。
(5)[1]当将5Ω电阻更换为10Ω电阻后,根据串联分压原理,定值电阻阻值增大,其两端电压会随之增大,即电压表示数变大。
[2]为了使电压表示数恢复到原来值,需要增大滑动变阻器的分压,即增大滑动变阻器接入电路的阻值。根据图丙,滑片应向左移动,以增加滑动变阻器的阻值,从而减小定值电阻两端的电压。
21.雨天乘车时,小华发现小车前挡风玻璃上的刮水器刮动的速度会随雨水量大小发生变化。小华查阅相关资料后,发现它的工作电路中安装有“雨水检测金属网”装置,小华想,该装置究竟在刮水器工作中起到了什么作用,于是他自制了如图甲所示的雨水检测金属网(以下简称检测网),并设计了如图乙所示模拟电路进行探究
【进行实验与收集证据】
(1)小华按照电路图连接电路,检测网未放入雨水中,电路处于断路状态,再将检测网放入雨水中,电路接通,表明雨水是 。
(2)通过观察模拟电路,小华在电路中加了一个电流表,它的作用是 。
(3)将电路补充完整后,小华将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录如下数据。请结合上述实验将表格中的数据补充完整。
检测网浸入雨水中的深度
0
h
2h
3h
电流表的示数/A
0.16
0.20
0.32
在丙图中画出图像 。
【分析与论证】
(4)分析图像可知,a、b间接入电路的电阻在 。根据影响导体电阻大小的因素可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的 变化引起的。
【拓展】
(5)小聪注意到,小华设计的电路在水量较少时,电路无法接通。为了使该装置对水的感应更灵敏,小聪找了一个水量传感器替换检测网。安装好后,效果明显,清洗车窗的少量水也能触发电路的工作。加装的水量传感器特点是 。
【答案】(1)导体
(2)测量电流大小
(3) 0
(4) 变小 横截面积
(5)电阻随水量的增大而减小得更显著
【详解】(1)检测网未放入雨水时,电路断开;放入雨水后,电路接通。这说明雨水能够导电,属于导体。
(2)在图乙中,检测网与电动机串联,电流表测量电路中的电流,电流表的作用是测量电路电流大小,通过观察电路中电流表示数的变化,来判断电动机转速的变化。
(3)[1]根据上述实验可知,检测网未浸入水中时,电路没有接通,因此电流表示数为0。
[2]根据表格中的数据在图像中描点连线,如图所示:
(4)[1]分析表中数据可知,检测网浸入雨水中深度越深,电流表示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在变小。
[2]根据影响导体电阻大小的因素可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的。检测网浸入雨水中深度越深,导体横截面积越大,电阻越小。
(5)水量传感器替换检测网,少量水也能触发电路的工作,这个传感器的特点是灵敏度高,电阻随水量的增大而减小得更显著,在微量水情况下也能导通。
三、计算题
22.为了保障潜水安全,潜水员在潜水时会佩戴水压表和深度表。图(a)是一款深度表的简化电路图,定值电阻为10Ω,是压敏电阻。图(b)是压敏电阻阻值随海水深度变化的图像。当深度表在海面上时,电压表的示数为1.2V。通过计算回答:
(1)当深度表在海面上时,通过的电流为多少?
(2)当深度表在海面上时,压敏电阻电压为多少?
(3)当深度表在海面上时,压敏电阻的电功率为多少?
(4)设图(a)所示电路中的电源电压为,电路中的电流为,定值电阻的阻值为,写出压敏电阻电功率的表达式(用、、表示),并结合数学知识分析:当深度为多少时,压敏电阻的电功率最大。(只写表达式和深度值,不需要写过程)。
【答案】(1)0.12A
(2)4.8V
(3)0.576W
(4),60m
【详解】(1)分析电路可知,和串联,电压表测电压。当深度表在海面上时,即海水深度时,由图(b)可知,阻值为,此时通过的电流为
(2)当深度表在海面上时,压敏电阻电压为
(3)当深度表在海面上时,压敏电阻的电功率为
(4)压敏电阻的电功率为
由数学一元二次函数知识可知,当电流时,压敏电阻的电功率最大。由于电流,则有此时压敏电阻,由图(b)可知,此时海水深度,即当深度为60m时,压敏电阻的电功率最大。
23.科技小组设计制作了一款老人康复加热腰带,其简化电路如图所示(电源电压为220V、加热电阻是某PTC热敏电阻),该PTC热敏电阻阻值R分别对应环境温度t0为:20~29℃时的大小如下表所示;加热后,PTC热敏电阻阻值R随电阻表面温度t的变化关系图像如图所示。
环境温度:t0/°C
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
电阻R/
238
239
240
240
241
242
243
245
247
250
(1)当环境温度t0=25℃时,闭合开关S,启动该PTC热敏电阻工作,此时PTC热敏电阻通过的电流I启是多少?
(2)当PTC热敏电阻表面温度加热到55℃时,该加热腰带会恒温工作,若在此温度下工作5min,PTC热敏电阻产生的热量是多少?
(3)在相同条件下,对比测试该PTC热敏电阻与968的定值电阻分别作为发热元件在腰带电路中的加热情况。发现PTC热敏电阻的最终温度有稳定在65oC(设为人体和设备安全可承受的最高温度)的特性。已知环境温度为25oC,加热时,电阻向周围的散热功率与温差成正比,即为(其中k为散热系数,Δt为电阻表面温度与环境温度的差值),且发热功率等于散热功率时电阻表面温度达到稳定值。则:
①PTC热敏电阻加热到表面温度稳定为65℃时,散热系数k是多少?
②设散热系数k不变,968的定值电阻持续工作的最终稳定表面温度是多少?
③根据计算结果,并结合图像简述PTC热敏电阻温度特性的安全优势。
【答案】(1)0.91A
(2)
(3)①;②;③见解析
【详解】(1)启动时,PTC热敏电阻的温度等于环境温度。由表格可知,当环境温度时,PTC热敏电阻的阻值,根据欧姆定律,此时通过PTC热敏电阻的电流为
(2)由图像可知,当PTC热敏电阻表面温度时,其阻值,根据焦耳定律,PTC热敏电阻产生的热量为
(3)①当PTC热敏电阻表面温度稳定在时,其发热功率等于散热功率。由图像可知,此时PTC热敏电阻的阻值,其发热功率为
此时电阻表面温度与环境温度的差值为
散热功率为,因为,所以
②当使用的定值电阻时,其发热功率为
当其表面温度达到稳定值t定时,发热功率等于散热功率,散热系数k不变。可得,
解得,
③根据计算结果,定值电阻的稳定工作温度为150℃,远高于人体和设备可承受的最高安全温度65℃,存在烫伤和火灾等安全隐患。结合图像可知,PTC热敏电阻的阻值会随着温度的升高而急剧增大。根据电功率公式,在电源电压U不变的情况下,当温度升高时,电阻R增大,发热功率P会减小。这样,当温度达到设定值(如65℃)后,发热功率会显著下降,使其与散热功率达到平衡,从而实现温度的自动调节和控制,防止温度过高,确保了使用的安全性。这就是PTC热敏电阻作为发热元件的安全优势。
四、科普阅读题
24.阅读短文回答问题。
智能电加热眼罩
近几年,近视眼成为影响青少年身体健康的重要因素,为有效保护眼睛,降低近视率,目前市场上推出一款电加热眼罩(如图甲),对缓解眼疲劳有一定效果。电加热眼罩是在绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的具有发热、控温双重功能PTC加热丝,PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成。电加热眼罩内部结构如图乙所示,PTC加热丝两端与金属导线形成网状结构,由6V的锂电池供电。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示,当温度达到40℃时,PTC加热丝的发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等),温度保持不变,实现智能控温。
(1)该眼罩是利用电流的 效应工作的;
(2)如图乙所示的加热电路,PTC加热丝的连接方式是 联,正常工作时金属导线中A、B处电流分别为和,则 (选填“<”“=”或“>”);
(3)将眼罩加热电路开关闭合,其功率随时间变化的图像最可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)热
(2) 并 >
(3)C
【详解】(1)该眼罩是利用电流的热效应工作的,工作时将电能转化为内能。
(2)[1]如图乙所示的加热电路,PTC加热丝的连接方式是并联,上端相连接,下端相连接。
[2]因为PTC加热丝是并联的,并联的PTC加热丝越多,由并联电路电流的规律可知电流越大,故A、B处电流。
(3)由图丙得,PTC加热丝的电阻随温度的升高,先变小后变大,由题意得,当温度达到40℃时,温度保持不变,则将眼罩加热电路开关闭合,PTC加热丝的电阻先减小再增大后不变,电源电压不变,由得,其功率先增大再减小后不变,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
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重难18 图像与图表类题型突破(力学/电学/热学图像+数据提取与分析)
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析 精解核心要点,点拨解题技巧
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 基础图像类题型突破(单一模块图像解读)
考向01 力学基础图像解读
考向02 热学基础图像解读
考向03 电学基础图像解读
模块02 综合图表类题型突破(数据提取与综合分析)
考向01 跨模块综合图像解读
考向02 表格类数据提取与分析
考向03 图表类计算题突破
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01基础图像类题型突破(单一模块图像解读)
考向01力学基础图像解读
本模块考法以单一模块基础图像解读为主,题型涵盖选择题、填空题,难度偏低,侧重图像关键点识别、趋势分析及对应物理规律应用。核心聚焦力学、热学、电学三大模块基础图像,兼顾易错点规避。预测中考将延续基础导向,结合基础实验情景考查图像解读,侧重核心图像特征识记和易错点规避,强调图像与物理规律的精准衔接。
考向02热学基础图像解读
考向03电学基础图像解读
模块02综合图表类题型突破(数据提取与综合分析)
考向01跨模块综合图像解读
本模块考法以综合图表解读、数据提取与计算为主,题型涵盖填空题、计算题、实验探究题,难度中等偏上,侧重跨模块综合应用和数据处理能力。核心聚焦跨模块图像、表格数据提取、图表类计算三大考向。预测中考将增加情景化图表题,侧重数据提取、跨模块关联和计算规范,强调图表解读与物理规律、计算的综合运用,贴合中考压轴题命题趋势。
考向02表格类数据提取与分析
考向03图表类计算题突破
重●难●要●点●剖●析
模块01 基础图像类题型突破(单一模块图像解读)
考向01 力学基础图像解读
要点梳理
1. 核心图像:s-t图像(路程-时间)、v-t图像(速度-时间)、F-t图像(力-时间)、F浮-h图像(浮力-深度);2. 关键解读:明确横纵坐标含义,区分图像趋势(直线、曲线、水平段),抓住关键点(起点、终点、拐点);3. 对应规律:s-t图像中,直线表示匀速直线运动;v-t图像中,水平段表示匀速、倾斜直线表示变速;F浮-h图像中,水平段表示物体完全浸没;4. 易错点:混淆s-t与v-t图像的斜率、水平段含义,忽略图像坐标单位。
典例验知
1.有四个运动的物体A、B、C、D,物体A、B运动的s-t图像如图甲所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示。以下判断中正确的是( )
A.物体A和B均做匀速直线运动且A的速度比B的大
B.在0-3s的时间内,物体B运动的路程为15m
C.物体C和D均做匀速直线运动
D.时,物体C追上物体D
技巧点拨
解读核心“先看轴,再看线,抓关键点,联规律”;牢记力学图像核心特征(如s-t图像匀速是直线,v-t图像匀速是水平段);遇到陌生图像,先标注横纵坐标物理意义,再结合力学规律逐步分析,避免机械记忆,同时规避坐标单位混淆等易错点。
类题夯基
2.在测量液体密度时,用相同的容器分别装入三种不同种类的液体,测量各自容器和液体的总质量()与液体体积(V),共测了四组数据,并画在坐标系中,如图所示。根据图像分析,下列说法正确的是( )
A.容器的质量为
B.A点对应的液体密度
C.A、B两点对应液体密度:
D.B点对应的液体密度是C点对应液体密度的3倍
3.小洋研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系如图所示,由图像可知()
A.容器的质量20kg
B.甲液体密度是
C.乙液体密度
D.由图像可知物质的密度与体积成正比
考向02 热学基础图像解读
要点梳理
1. 核心图像:晶体/非晶体熔化/凝固图像、液体沸腾图像、Q-t图像(热量-时间);2. 关键解读:重点识别水平段(对应晶体熔化/凝固、液体沸腾,吸放热但温度不变),区分熔化与凝固图像(熔化上升、凝固下降);3. 对应规律:Q-t图像中,倾斜程度表示吸热/放热快慢,水平段表示温度不变;4. 易错点:误将非晶体图像当作晶体图像,忽略沸腾图像中气压对沸点的影响。
典例验知
4.缺水地区的冬季,当地有些居民靠取冰雪来获得生活用水。如图,是将一定质量的冰雪,从℃加热到沸腾过程温度随时间变化的图像(不考虑水中有杂质产生的影响),下列对图像分析正确的是( )
A.冰的熔点是0℃,水的沸点是100℃
B.冰熔化和水沸腾过程中都吸热且温度升高
C.在第5min时该物质为固态,冰熔化过程持续了8min
D.当地气压低于一个标准大气压
技巧点拨
热学图像优先找“水平段”,判断是否为晶体、是否沸腾;标注水平段对应的温度(熔点、沸点)和时间(熔化/凝固、沸腾时间);解读Q-t图像时,结合比热容知识,倾斜越陡,吸热/放热越快,贴合热传递规律,避免误判晶体与非晶体图像。
类题夯基
5.如图所示是加热某种物质使其熔化的过程中温度随时间变化的图像。下列分析正确的是( )
A.该物质是一种晶体 B.该物质没有固定的熔化温度
C.该物质完全熔化用了36min D.该物质熔化时要放热
6.现代建筑装修中出现一种新材料,在墙体装饰材料中均匀混入这种固体材料,当室温超过某个温度时它开始熔化,当温度低于某个温度时它开始凝固,使建筑物室内温度基本保持不变,如图所示的四个图像中, 能表示该材料的熔化图像的是( )
A. B.
C. D.
考向03 电学基础图像解读
要点梳理
1. 核心图像:I-U图像(电流-电压)、I-R图像(电流-电阻)、P-U图像(电功率-电压)、P-t图像(电功率-时间);2. 关键解读:明确图像对应的电路(串联/并联),抓住图像趋势(正比例、反比例、非线性),提取关键点坐标(如I-U图像原点、拐点);3. 对应规律:定值电阻I-U图像是过原点的直线,滑动变阻器串联电路中I-U图像为曲线;4. 易错点:混淆定值电阻与非定值电阻(如小灯泡)的I-U图像,忽略图像对应的电路状态
典例验知
7.如图所示为定值电阻R和小灯泡L的电流随两端电压变化的图像。下列说法正确的是( )
A.电阻R与小灯泡串联在某电路中,电流为时,电阻R的阻值是
B.电阻R与小灯泡串联在电源电压为的电路中,电阻R与小灯泡的实际功率之比为
C.电阻R与小灯泡并联在电源电压为的电路中,干路电流为
D.电阻R与小灯泡并联在某电路中,当小灯泡的功率为时,电阻R中的电流为
技巧点拨
电学图像先判断“电路类型+元件特性”(定值/非定值);定值电阻I-U图像遵循欧姆定律,是正比例直线,小灯泡I-U图像因温度影响为曲线;解读时结合欧姆定律、电功率公式,将图像坐标转化为具体电学量计算,规避元件特性混淆的易错点。
类题夯基
8.如图甲所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯泡正常发光为止,根据电流表和电压表的示数绘制I-U关系图像如图乙所示。下列有关说法正确的是( )
A.曲线b是灯泡的I-U图像
B.电源电压为12V
C.灯泡的额定功率为4.8W
D.灯泡正常发光时,通电1min,滑动变阻器产生的热量是10.8J
9.如图某额定电压为6V的小灯泡与的定值电阻串联,电路中电流为0.2A。如图所示是小灯泡的I-U图像,结合图像以下判断正确的是( )
A.小灯泡的实际功率是0.6W B.电源电压为10V
C.此时小灯泡的电阻是30Ω D.此时小灯泡两端电压大于定值电阻两端电压
模块02 综合图表类题型突破(数据提取与综合分析)
考向01 跨模块综合图像解读
要点梳理
1. 核心图像:力学+电学、热学+电学、力学+热学跨模块图像(如F浮-h与I-t结合、Q-t与v-t结合);2. 解题核心:先拆分单一模块图像,分别解读每个模块的图像信息(趋势、关键点),再找到跨模块关联量(如电流变化与浮力变化、热量变化与速度变化),结合对应规律综合分析;3. 关键:关联量是解题突破口,明确不同模块物理量之间的内在联系(如浮力变化→滑片移动→电路电流变化)。
典例验知
10.如图甲所示是电子秤装置原理图,已知电源电压为6V且保持不变,为定值电阻,R是力敏电阻,其阻值随压力变化的图像如图乙所示。在电子秤托盘内放一足够高的薄壁直柱形容器(托盘的质量忽略不计),容器的重力为10N,底面积为。往容器中加入2N的水时,电压表的示数为3V。下列说法错误的是( )
A.力敏电阻的阻值随压力增大而增大
B.当电压表的示数为2V时,容器中加入的水的重力为24N
C.定值电阻的阻值为
D.当加入水的重力为50N时,电路中的总功率为
技巧点拨
解题核心“拆分→解读→关联→综合”;先将跨模块图像拆分为熟悉的单一模块图像,分别提取信息;重点寻找不变量(如电源电压、物体重力)作为关联桥梁;避免孤立分析单一图像,忽略模块间的内在联系,分步解读、逐步推导,可结合表格数据辅助分析。
类题夯基
11.某工厂用如图甲所示装置电路对新材料承受的撞击力进行测试。将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,t=0时由静止自由释放重物,撞击过程样品材料无损,电源电压U=24V,电阻箱R0调为10Ω。电流表示数I随时间t变化的图像、压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图乙所示,以下结论中正确的是( )
①样品放上去时,压力传感器的电阻为120Ω
②由图像可估算:重物所受重力一定小于400N
③在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是600N
④若将重物开始下落的高度调高且最大电流不变,可以将R0适当调小
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
12.图甲是某酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器的电阻,酒精气体传感器的电阻随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变,则闭合开关,当酒精气体传感器周围的酒精浓度增加时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值变小 D.酒精气体传感器的电阻变大
考向02 表格类数据提取与分析
要点梳理
1. 核心类型:实验数据表格、情景数据表格(如力学实验数据、电学测量数据、热学探究数据);2. 解题核心:先明确表格表头含义(物理量及单位),筛选有效数据,剔除异常值,再分析数据变化规律(正比例、反比例、不变),结合物理规律推导结论或计算未知量;3. 关键:表格数据往往对应控制变量法实验,需明确控制的变量、改变的变量和测量的变量。典例验知
13.某智能电热水壶调温电路如图所示,电源电压恒为220V,R1为热敏电阻(阻值随水温升高而减小),R2为定值电阻(44Ω)。当水温从25℃升至95℃时,R1阻值变化如下表格。下列说法正确的是( )
水温/℃
25
60
95
R1阻值/Ω
110
66
44
A.电流表示数逐渐减小 B.电压表示数始终为电源电压的一半
C.电路总功率先增大后减小 D.水温升高时,R2的实际功率增大
技巧点拨
数据提取先圈画表头(明确物理量),再对比行/列数据,找变化规律(如电压增大,电流随之增大);异常值需结合实验情景判断(如测量误差导致),可忽略或分析误差原因;控制变量法表格,重点看“控制量不变,变量如何变化”,匹配对应物理规律,可结合图像转化数据辅助解读。
类题夯基
14.榆林市位于陕西北部,冬季较为寒冷,故不少家庭都有一款具有加热功能的足浴盆。某款足浴盆可以将水加热到设定的温度,其简化电路如图,其中所有电源电压恒定,为滑动变阻器,表格为温控电阻的阻值随温度变化的关系,置于温度检测区域。工作电路接通时,通过断开或闭合,可使足浴盆处于单加热状态或红外理疗状态。已知电热丝的电阻是55Ω,红外理疗装置的电功率是20W,水温达到设定温度时衔铁弹起。下列说法正确的是( )
/Ω
145
120
98
80
67
58
50
43
37
33
30
28
温度/℃
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
A.电磁继电器的原理是电流磁效应,该原理由法拉第发现
B.在不变的情况下,温度升高,两端的电压随之降低
C.足浴盆处于红外理疗状态时,工作电路5min消耗的电能为
D.电阻阻值越小,足浴盆的设定温度越低
15.根据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
比热容
水
煤油
砂石
A.水的温度升高1℃需吸收的热量
B.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
C.1kg煤油温度降低1℃需要放出的热量
D.使1kg的水和煤油都升高1℃,水吸收的热量较少
考向03 图表类计算题突破
要点梳理
1. 核心类型:结合图像/表格数据,进行力学、电学、热学计算(如结合I-U图像求电阻、电功率,结合表格数据求比热容、浮力);2. 解题核心:从图像/表格中提取有效数据(如关键点坐标、表格中的已知物理量),明确对应的物理公式,统一单位后代入计算,结合图像/表格趋势验证计算结果;3. 关键:数据提取准确,公式选择合理,兼顾图像/表格对应的物理情景(如是否为匀速、是否完全浸没、是否为定值电阻)。
典例验知
16.如图甲所示是具有烹饪和取暖两种功能的家用电炉,其部分参数如下表所示,为保证使用安全,两种功能同时使用时,无论如何调节,整机最大功率不高于3100W。电炉的简化电路图如图乙所示,烹饪发热电阻为,取暖发热电阻为(和均为可变电阻),请结合表格中的参数计算下列问题:
型号
XXX
额定电压
220V
烹饪最大功率
2000W
取暖最大功率
1800W
整机最大功率
3100W
(1)现有甲、乙两种插座,其规格分别是“220V;10A”和“220V;16A”,从安全用电的角度通过计算说明该电炉应连接哪一插座?
(2)若仅使用取暖功能,且在其最大功率下工作10min,可向外放出的热量是多少?
(3)电炉在烹饪最大功率下工作时,的阻值是多少?
(4)已知该电炉烹饪功能有5个挡位,第1至第5挡分别是400W、800W、1200W……取暖功能有6个挡位,第1至第6挡分别是300W、600W、900W、1200W……若电路在烹饪最大功率下工作时,取暖功能最多可调至第几挡位?此时通过电源线的电流是多少?(结果保留一位小数)
技巧点拨
计算题优先从图像/表格中提取“直接数据”(如坐标值、表格中的已知量),再结合规律推导“间接数据”;公式选择遵循“已知量匹配原则”(如已知I、U,优先用R=U/I);计算后结合图像/表格趋势验证(如计算出的电阻,需符合I-U图像的正比例规律),避免计算错误,规范步骤书写。
类题夯基
17.商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座(如图甲所示)计费,某摊位使用空气炸锅(如图乙所示)烹制食物,如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图,其额定电压为220 V,定值电阻和为发热体,其中。通过开关、的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(不会同时闭合),只闭合时为中温挡,额定功率为440 W。求:
(1)的电阻;
(2)高温挡正常工作1 min,电流通过产生的电热;
(3)只有某空气炸锅单独工作,表盘示数使用前后如图甲和表格所示,通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率[已知商用电费单价为0.6元]。
18.北京气象台2025年9月17日18时15分发布黄色预警信号,局部有7-9级雷雨阵风,疯狂物理兴趣小组为检测风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。均匀电阻丝AB长为25cm,阻值为25Ω,电源电压U0恒为6V,保护电阻R0为5Ω,电压表量程0~3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量L的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A端,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数。查阅资料可计算得出不同风级对应挡板所受的压力,如下表格所示。
风级
1级
2级
3级
4级
5级
6级
7级
8级
9级
10级
11级
挡风板压力
0.01~0.03
0.03~1.4
1.4~3.7
3.7~8
8~14
14~24
24~37
37~54
54~75
75~100
10~133
求:
(1)无风时,通过R0的电流;
(2)在保证电路安全的情况下,求出风速仪所测最大风级为几级;
(3)小组成员在原有电路元件的基础上改进电路,同时新增一个电流表,如图丙所示,电流表量程为0~0.6A。无风时,滑片P仍在A处,请你计算出改进后的电路能测的最大风级为几级。
重●难●提●分●必●刷
一、单选题
1.小沙和小凤两同学从同一地点沿平直路面同向运动,她们运动的路程随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.10~15s内,小沙相对于小凤是运动的 B.5~10s内,小凤同学做匀速直线运动
C.0~15s内,小凤的平均速度为2m/s D.小沙从出发一直做加速直线运动
2.小明到某古镇旅游时发现,某店铺用竹筒量取米酒、酱油等。如图甲所示,两竹筒内径相等,一个用来量取米酒,另一个用来量取酱油。当盛满时,竹筒A和竹筒B中米酒或酱油的质量相等。如图乙所示是米酒和酱油的质量与体积的关系图像。已知米酒酱油。下列分析正确的是( )
A.竹筒A用来量取米酒,图像I是米酒
B.竹筒B用来量取米酒,图像II是米酒
C.竹筒A用来量取酱油,图像II是酱油
D.竹筒B用来量取酱油,图像I是酱油
3.如图为甲、乙两种物质的m-V图像,以下说法正确的是( )
A.甲的密度是
B.乙物质的密度比甲大
C.当时,
D.当时,
4.张家界武陵源景区内,甲、乙两辆观光环保车从百龙天梯下站同时出发,沿平直的观光公路向西行驶前往袁家界景点,其路程-时间()图像如图所示。下列判断正确的是( )
A.0~50s内甲、乙两车均做匀速直线运动
B.两车在第20s时相距的距离为50m
C.0~30s内,乙车的平均速度为
D.30~40s内,以乙车为参照物,甲车向东运动
5.如图甲所示,质量相等的冰和某物质分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热,绘制出温度随时间变化的图像如乙图所示。下列说法正确的是( )
A.甲图中采用水浴法加热的目的是使固体吸热更快
B.仅凭借乙图B图线,不能说明对应物质一定是非晶体
C.乙图A图线对应物质,熔化过程持续时间为
D.乙图A图线对应物质是冰,时物质处于液态
6.如图所示,打铁花、做糖画是巫山地区极具特色的民俗文化,表演者将熔化的铁水泼向空中,形成璀璨的“铁花”;做糖画时,艺人将加热后的糖浆淋在石板上,快速勾勒出各种图案。结合甲乙两个图像,下列说法正确的是( )
A.铁水是铁熔化形成的,铁属于非晶体,其熔化图像与乙一致
B.糖浆熔化时温度持续升高,属于晶体,熔化过程需要吸热,图像与甲一致
C.冰、海波的熔化规律与铁相同,对应的图像为甲;玻璃、沥青的熔化规律与糖浆相同,对应的图像为乙
D.晶体熔化时需要吸热但温度不变,非晶体熔化时不需要吸热,温度持续升高
7.小明同学对冰加热,他将冰熔化成水直到沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图像,下列分析正确的是( )
A.水的沸点是100℃
B.图像中的BCDE段是冰的熔化过程
C.0~2min物质在吸热,2~8min物质没有吸热
D.DE段物质的温度保持不变,不需要吸热
8.如图甲是“研究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。在0~35min内对物质加热,得到如图乙所示的温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.该物质是非晶体,熔点是80℃
B.该物质熔化过程持续了大约25min,在第20min时物质处于“固液共存态”
C.采用“水浴法”对试管内物质加热,是为了缩短实验时间
D.该物质在15~20min内,温度不变,但需要不断吸热
9.如图甲所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端开始移动至灯泡正常发光为止,根据电流表和电压表的示数绘制I-U关系图像如图乙所示。下列有关说法正确的是( )
A.曲线b是灯泡的I-U图像
B.电源电压为12V
C.灯泡的额定功率为4.8W
D.灯泡正常发光时,通电1min,滑动变阻器产生的热量是10.8J
10.如图甲所示电路,电源电压恒定。闭合开关S,滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中,分别记录了灯泡两端电压、滑动变阻器两端电压和电流表的示数。依据实验数据,绘出灯泡和滑动变阻器的I-U图像,如图乙所示。请结合图像信息,判断下列说法正确的是( )
A.图线b描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化
B.电源两端输出的电压大小是3V
C.滑动变阻器的铭牌可能是“20Ω,1A”
D.通过图像可知,灯泡L的电阻逐渐变小
11.图甲是某酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器的电阻,酒精气体传感器的电阻随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变,则闭合开关,当酒精气体传感器周围的酒精浓度增加时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值变小 D.酒精气体传感器的电阻变大
12.在“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻R和小灯泡L为测量对象,处理实验数据时,分别画出了对应的的图像,对于图像的分析,下列说法错误的是( )
A.甲是小灯泡的图像,可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
B.乙是定值电阻的图像,定值电阻的阻值为10Ω
C.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,电路中的电流是0.4A
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
二、实验题
13.小明用天平、弹簧测力计、几个相同的钩码和几个相同的小沙袋,研究物体所受的重力与物体质量的关系,并根据所测量的质量m和重力G分别画出钩码和小沙袋的图像,如图所示。
(1)通过分析图像的特点可归纳出初步的结论:物体所受的重力与它的质量成 ;
(2)根据图像可知,不同物体所受的重力G与其质量m之比约为 ;
(3)进一步综合分析和比较甲、乙两图像的特点可知,如果把钩码和小沙袋的图像画在同一个坐标系中,则两条斜线是 (选填“重合”或“不重合”)的。
14.图甲所示是“研究气泡的运动速度”的实验装置,先将玻璃管右端抬高,使气泡处在右端,再将右端放到桌面上,观察气泡的运动情况。
(1)实验中气泡经过O点开始计时,测出气泡从O点运动到20cm处、40cm处、60cm处、80cm处所用时间分别为:10.0s、20.0s、30.0s、40.1s;根据测量结果,在图乙中画出气泡运动的s-t图像 ;由图像可知,气泡运动的路程s和时间t近似成 比,气泡的运动可看作 运动。
(2)如果不小心让气泡过了O点才开始计时,则所测气泡从O点到80cm刻度线处的平均速度偏 。
(3)小华测量气泡从O点运动到15cm、35cm、50cm和80cm处所用时间,她 (选填“能”或“不能”)研究出气泡的运动特点。
15.小明用实验器材,“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,如图所示:
(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动时,根据二力平衡原理可知木块所受的滑动摩擦力大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力大小;
(2)由 两图可知:当接触面之间的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)小明比较乙、丙两图探究滑动摩擦力与压力的关系时得出压力增大时,滑动摩擦力却减小了的错误结论,错误的原因是 ,这里用到的研究方法主要是 ;
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是长木板 (选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动;在拉动木板过程中,长木板B对A的摩擦力方向为水平向 (选填“左”或“右”);
(5)接着他们又做了以下探究:如下图甲所示,放在水平地面上的物体C受到水平向右的拉力F的作用,F-t和v-t图像分别如下图乙、丙所示;则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 N。
16.小王利用如图甲所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
(1)小王使用的器材包括相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及 (填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油;
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较 来比较物质吸收热量的多少;
(3)实验中选取初温、 相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热,当它们吸收相同的热量时,通过比较 来比较不同物质吸热能力的强弱;
(4)图乙是小王根据实验数据绘制的图像,从中可知a是 (选填“水”或“煤油”);
(5)乐昌地处山区,比沿海地区昼夜温差大,一个重要的原因是水域面积小,而水的比热容比砂石更 。
17.图甲是小南同学探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置图。
(1)安装实验器材时,应按照 (选填“从上到下”或“从下到上”)的顺序进行;图乙所示温度计的示数为 ℃。
(2)当试管中的冰全部熔化成水后,继续用酒精灯加热,根据实验记录绘制温度随时间变化的图像,如图丙。分析图像可知,冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),BC段的物质处于 状态,图像中该物质在B点的内能 C点的内能。
(3)通过实验,小南还发现水沸腾过程中继续加热,温度 ;他明白了妈妈用炉火炖骨头汤时,沸腾后,将炉火 (选填“保持大火”或“调为小火”)的道理。
18.实验小组探究“冰熔化时温度变化的特点”和“水在沸腾前后温度变化的特点”。
(1)组装完成的实验装置如图甲所示,其错误之处是 。
(2)改正错误后,重新点燃酒精灯继续实验,一边观察实验现象,一边记录加热时间和温度计示数。图乙是试管中的温度计在某时刻的示数,为 ℃。
(3)根据实验数据绘制的试管中的物质的温度随时间变化的图像如图丙所示,烧杯中的水的温度随时间的变化图像如图丁所示。分析图像可知:①冰在熔化时及水在沸腾时温度 ;②图丙中段比段升温更快,说明冰的比热容比水的比热容 (选填“大”或“小”)。
(4)对比图丙、丁图像发现,碎冰完全熔化成水,继续加热,时刻以后的图像与水沸腾时的图像相同,所以判断时刻以后试管中的水沸腾了。你认为该结论是否正确?并简要说明你的判断依据: 。
19.小明“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中,其中电源电压为4.5V保持不变,实验中的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)连接电路前,开关断开,滑片移至最大阻值处。小明将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,控制电压不变。
(2)当用10Ω电阻代替5Ω电阻,闭合开关,发现电压表示数比之前的 (填“大”或“小”),向 (选填“左”或“右”)端移动变阻器的滑片,控制电压不变。
(3)图乙是通过多次实验数据绘制的的图像,通过图像可以知道控制定值电阻两端的电压为 V;得出结论是: ;
20.为探究电流与电压的关系,小海和小珠设计了如图甲的实验电路。
(1)经过讨论,他们把图甲中的小灯泡换为图乙的定值电阻,原因是 ;
(2)按图乙连接好电路,闭合开关前,发现电流表指针指在零刻度线右侧,接下来应该对电流表 ;
(3)排除故障后,他们通过增减串联干电池的节数,来改变电阻的 进行实验,根据实验数据绘制出电阻R的图像如图丁,由图像可得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(4)实验后,他们经过交流评估又重新设计了如图丙的电路图,与改变电池数量的方法相比,使用滑动变阻器进行实验的优点是 ;
(5)他们又按图丙连接电路探究“电流与电阻的关系”,用的电阻进行实验后,断开开关,将的电阻更换为的电阻,保持滑片位置不变,闭合开关,电压表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”),为了完成实验,应将滑片适当向 (选填“左”或“右”)移动。
21.雨天乘车时,小华发现小车前挡风玻璃上的刮水器刮动的速度会随雨水量大小发生变化。小华查阅相关资料后,发现它的工作电路中安装有“雨水检测金属网”装置,小华想,该装置究竟在刮水器工作中起到了什么作用,于是他自制了如图甲所示的雨水检测金属网(以下简称检测网),并设计了如图乙所示模拟电路进行探究
【进行实验与收集证据】
(1)小华按照电路图连接电路,检测网未放入雨水中,电路处于断路状态,再将检测网放入雨水中,电路接通,表明雨水是 。
(2)通过观察模拟电路,小华在电路中加了一个电流表,它的作用是 。
(3)将电路补充完整后,小华将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录如下数据。请结合上述实验将表格中的数据补充完整。
检测网浸入雨水中的深度
0
h
2h
3h
电流表的示数/A
0.16
0.20
0.32
在丙图中画出图像 。
【分析与论证】
(4)分析图像可知,a、b间接入电路的电阻在 。根据影响导体电阻大小的因素可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的 变化引起的。
【拓展】
(5)小聪注意到,小华设计的电路在水量较少时,电路无法接通。为了使该装置对水的感应更灵敏,小聪找了一个水量传感器替换检测网。安装好后,效果明显,清洗车窗的少量水也能触发电路的工作。加装的水量传感器特点是 。
三、计算题
22.为了保障潜水安全,潜水员在潜水时会佩戴水压表和深度表。图(a)是一款深度表的简化电路图,定值电阻为10Ω,是压敏电阻。图(b)是压敏电阻阻值随海水深度变化的图像。当深度表在海面上时,电压表的示数为1.2V。通过计算回答:
(1)当深度表在海面上时,通过的电流为多少?
(2)当深度表在海面上时,压敏电阻电压为多少?
(3)当深度表在海面上时,压敏电阻的电功率为多少?
(4)设图(a)所示电路中的电源电压为,电路中的电流为,定值电阻的阻值为,写出压敏电阻电功率的表达式(用、、表示),并结合数学知识分析:当深度为多少时,压敏电阻的电功率最大。(只写表达式和深度值,不需要写过程)。
23.科技小组设计制作了一款老人康复加热腰带,其简化电路如图所示(电源电压为220V、加热电阻是某PTC热敏电阻),该PTC热敏电阻阻值R分别对应环境温度t0为:20~29℃时的大小如下表所示;加热后,PTC热敏电阻阻值R随电阻表面温度t的变化关系图像如图所示。
环境温度:t0/°C
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
电阻R/
238
239
240
240
241
242
243
245
247
250
(1)当环境温度t0=25℃时,闭合开关S,启动该PTC热敏电阻工作,此时PTC热敏电阻通过的电流I启是多少?
(2)当PTC热敏电阻表面温度加热到55℃时,该加热腰带会恒温工作,若在此温度下工作5min,PTC热敏电阻产生的热量是多少?
(3)在相同条件下,对比测试该PTC热敏电阻与968的定值电阻分别作为发热元件在腰带电路中的加热情况。发现PTC热敏电阻的最终温度有稳定在65oC(设为人体和设备安全可承受的最高温度)的特性。已知环境温度为25oC,加热时,电阻向周围的散热功率与温差成正比,即为(其中k为散热系数,Δt为电阻表面温度与环境温度的差值),且发热功率等于散热功率时电阻表面温度达到稳定值。则:
①PTC热敏电阻加热到表面温度稳定为65℃时,散热系数k是多少?
②设散热系数k不变,968的定值电阻持续工作的最终稳定表面温度是多少?
③根据计算结果,并结合图像简述PTC热敏电阻温度特性的安全优势。
四、科普阅读题
24.阅读短文回答问题。
智能电加热眼罩
近几年,近视眼成为影响青少年身体健康的重要因素,为有效保护眼睛,降低近视率,目前市场上推出一款电加热眼罩(如图甲),对缓解眼疲劳有一定效果。电加热眼罩是在绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的具有发热、控温双重功能PTC加热丝,PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成。电加热眼罩内部结构如图乙所示,PTC加热丝两端与金属导线形成网状结构,由6V的锂电池供电。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示,当温度达到40℃时,PTC加热丝的发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等),温度保持不变,实现智能控温。
(1)该眼罩是利用电流的 效应工作的;
(2)如图乙所示的加热电路,PTC加热丝的连接方式是 联,正常工作时金属导线中A、B处电流分别为和,则 (选填“<”“=”或“>”);
(3)将眼罩加热电路开关闭合,其功率随时间变化的图像最可能是( )
A. B.
C. D.
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