专题06 图像、图表信息题——力学与电磁学(题型专练)(上海专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-03-10
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2份
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68页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 力学,电磁学 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 39.05 MB |
| 发布时间 | 2026-03-10 |
| 更新时间 | 2026-03-10 |
| 作者 | 悟理物理 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56743025.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题06 图像、图表信息题——力学与电磁学
内●容●导●航
第一部分 题型解码
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 力学
考向02 电磁学
第三部分 题型训练
题●型●解●码
题型
概述
中考物理中的图像、图表信息题是中考高频考点,具有直观性、综合性、应用性强的特点,主要考查学生从图像或表格中提取物理规律、分析变量关系、结合公式推理的能力。
考向
分类
考向01 力学;
考向02 电磁学。
技巧
点拨
图表信息题的主要特征与解题策略
1. 数据驱动,考查归纳能力:表格题通常列出多组实验数据,要求学生通过对比、找变量、控制变量法得出结论,如探究凸透镜成像的规律、探究质量与体积的关系等。
2. 强调信息提取与迁移应用:需从图表中识别“不变量”与“变化量”,结合物理公式进行推理,例如利用W=Gh判断功随高度的变化趋势。
3. 常与实验探究结合:多出现在实验题中,要求根据图表数据归纳或补全结论、设计实验方案或判断误差来源等。
4. 解题策略:一是找关键项,锁定与问题相关的数据行或列;二是归纳规律,总结物理量间的定量或定性关系;三是验证结论,用其他数据反向验证是否成立。
图像信息题的主要特征与解题策略
1. 直线型图像:例如导体中的电流与电压的关系就是一条过原点的倾斜的直线,表示通过导体的电流与两端的电压成正比。
直线型图像 折线型图像
2. 折线型图像。
3. 曲线型图像
例如,在电压一定时,通过电阻的电流与电阻的关系图像,表明:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
4. 解题策略:
(1) 看轴:看直角坐标系上横轴、纵轴各表示什么物理量,以便了解物理图像反映的是哪两个物理量之间的相互变化关系。
(2)看点:看图像上的端点、顶点及拐点等各代表什么物理含义。物理图像中每一个点都对应着一个物理状态,其中拐点又具有特殊的物理意义,它是两种不同情况的交界,是物理量发生突变的点。
(3)看线:看图像中的直线、折线及曲线各表达什么物理过程和规律。
(4)看斜率:看在物理图像中斜率表示的是哪个物理量,斜率越大(斜线段的倾斜角度越大),其表示的物理量就越大。
(5)看面积:看某物理量的图像与横、纵坐标轴围成图形的面积,它常表示一个新的物理量。如:
①v-t 图像中围成图形的面积表示在对应时间内通过的路程;
②P-t图像中围成图形的面积表示物体在对应时间内所做的功;
③I-R图像中围成图形的面积表示定值电阻两端的电压。
考●向●破●译
考向01 力学
典例引领
【典例01】(25-26八年级上·松江·期末)图像是物理学中不可或缺的“可视化语言”,它能将抽象的物理概念、规律以直观、简洁的形式呈现。
(1)P、Q是同一直线上相距6米的两点,甲、乙两辆电动小车分别从P、Q两点同时出发沿同一直线运动,如图(a)、(b)所示分别是甲、乙两辆电动小车的图像,可知( )
A.甲车的速度等于乙车的速度 B.经过,两车一定相距
C.经过,两车可能相距 D.经过,两车可能相距
(2)某同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的图像如图,若两次物体运动的速度分别为和,两次物体所受的拉力分别为和,两次物体所受合力分别为和,根据图像可知( )
A. B. C. D.
方法透视
核心知识总结
s-t与
v-t图像
(1)s-t图像是过原点的倾斜直线,说明做匀速直线运动的物体通过的路程与时间成正比,即s/t的值不变。
(2)v-t图像是一条与t轴平行的直线,说明做匀速直线运动的速度不变。在同一坐标图中,截距越大,速度越大。
m-V图像
m-V图像是一条过原点的倾斜直线,表明同种物质的质量跟体积成正比,其比值(密度)是一个定值。
G-m图象
G-m图像图像是一条过原点的倾斜直线,说明物体所受的重力跟它的质量成正比,其比值约为9.8Nkg。
弹簧的伸长量与拉力的关系ΔL-F图象
在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
其他:浮力与深度的关系、功与时间的关系、力与时间的关系等
变式演练
【变式01】(25-26八年级上·虹口·期末)机器狗凭借模块化设计和较强负载能力,可携带侦察探测、灭火、救援保障等多类适配救援场景的设备,以此实现多元化救援任务。
(1)机器狗静止在水平地面上如图所示,下列说法中正确的是______。
①机器狗对地面施力的同时,地面对机器狗也施加了力
②地面对机器狗的支持力与机器狗对地面的压力是一对平衡力
③机器狗对地面的压力与机器狗所受的重力是一对平衡力
④若机器狗受到的力全部消失,机器狗将做匀速直线运动
(2)工程师测试机器狗搭载监测模块后的竖直升降性能,机器狗带动模块竖直向上运动,模块进入稳定上升阶段后开始计时,测得模块所受支持力F随时间t变化的F-t图像、路程s随时间t变化的s-t图像如图所示。
(a)稳定上升阶段,模块做______运动,速度为______m/s;
(b)监测模块所受的重力为______N;
(c)当机器狗带动模块以0.1m/s的速度匀速竖直下降时,机器狗对模块的支持力F______模块的重力G(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【变式02】(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,物体的重力为100牛,在拉力作用下在水平面上做匀速直线运动,物体的图像如下所示,已知弹簧测力计的示数为20牛。若不计滑轮重力及各种摩擦、阻力,求:
(1)物体运动的速度的大小;
(2)物体所受摩擦力与拉力的大小;
(3)拉力在10秒内所做的功。
题●型●训●练
1. 甲、乙两小车沿同一直线相向而行,其s-t图像如图(a)、(b)所示。当甲经过P点时,乙刚好经过Q点,再过3秒,甲、乙两车相距4米,则P、Q两点间的距离( )
A.可能为8米 B.可能为12米 C.一定为16米 D.一定为20米
2. 两周后,我们就要挥手告别2025年,满怀憧憬地拥抱崭新的2026年。小明一家计划2026年元旦前往南汇嘴观海公园看日出,迎接新年第一缕阳光。整个行程中有一段平直高速公路,P、Q是这一段平直高速公路上相距6000米的两点,甲、乙两小车分别经过P点向Q点做直线运动,它们的s-t图像分别如图(a)、(b)所示。甲、乙在距Q点2000米处相遇,则( )
A.甲可能比乙早2.5分钟通过Q点 B.乙一定比甲早2.5分钟通过Q点
C.甲一定比乙晚5分钟通过P点 D.乙可能比甲早5分钟通过P点
3. 今年夏天,第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎举办。
(1)巴黎奥运会开幕式上,1200个中国无人机上演灯光秀震撼人心。下列对无人机的估测较为符合实际的是 ( )
A.一架小型无人机的质量约为2g B.无人机的飞行高度约为100mm
C.无人机的飞行速度约为5米/秒 D.无人机的飞行时间约为1s
(2)如图所示是某物体做直线运动时的路程随时间变化的图像,由图像判断下列说法正确的是( )
A.5s 时,物体通过的路程为2.5m
B.物体在20s 内都做匀速直线运动
C.整个20s 时间内,物体的平均速度为0.2m/s
D.物体在0~5s 时间内的速度比10~20s内的速度大
(3)14岁的小明的身高为1.6m, 质量为68kg, 请你利用公式,计算他的BMI数值(公式中质量以kg为单位,身高以m为单位)为 kg/m²(保留1位小数),并对照以下标准(如图)判断他的BMI (选填“偏低”、“正常”、“超重”或“肥胖”)。如果小明的BMI 数值超重,为了保持健康的BMI 值,你的建议是: 。
4. 小明同学在“探究液体的质量与体积的关系”时,为了得到可靠的普遍结论,他应选择 (选填“一种”或“多种”)液体进行实验。在实验中,他应用 测出液体的质量,并用 测出液体的体积,根据如图所示的m-V图像可知,甲、乙、丙三种物质中 物质的密度最大。
5. 在做“探究密度概念的建构”实验时,得到如下数据:
实验次数
物体
m/g
V/cm3
m /V(g/cm3)
1
铝块1
54
20
2.7
2
铝块2
108
40
2.7
3
松木1
108
216
0.5
4
松木2
10
20
0.5
(1)比较 、 (填实验次数编号)两次实验数据,可得出结论:同种物质的质量与体积的比值是 (填“相同”或“不同”)的;比较2、3两次实验数据,可得出结论:不同物质的质量与体积的比值一般是 (填“相同”或“不同”)的;
(2)由上述实验我们引入了密度的概念。可见,密度是物质本身的一种特性,与物质的质量和体积 (“无关”或“有关”);
(3)实验中注意到铝块1有一部分磨损了,那么磨损掉的一部分的铝块与完整的铝块相比,它的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)上述实验图像如图所示,图像中的 图线反映了铝块的实验情况。
6. 明在学习重力知识后,分别探究了“重力的方向”和“重力的大小跟质量的关系”。
(1)在实验过程中,需要的测量工具是 和 ;
(2)将支架按图甲、乙、丙缓慢倾斜,支持“重力的方向总是竖直向下”的这一结论的现象是 ;
(3)小明利用钩码探究重力与质量的关系,数据如表所示,请在图丁所示坐标系中画出G-m关系图像 (请自主标出横坐标和纵坐标所表示的物理量及标度);
实验次序
1
2
3
4
5
物体质量m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
所受重力G/N
0.5
1
1.5
2
2.5
分析数据能够得到的结论是:在同一地方, ,得到这个结论的依据是 ;
(4)利用弹簧测力计测量物体的重力时,使测力计内弹簧伸长的力是_______(填入序号);
A.物体的重力 B.物体和测力计的总重力
C.物体对弹簧的拉力 D.弹簧对物体的拉力
(5)老师又给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸,随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像可能是图戊中的_______图,以此判断重力是否与物质种类有关。(已知)
A. B. C.
7. 为了探究重力的大小与质量的关系。小明用塑料袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,如图甲、乙所示,实验数据记录如表:(塑料袋质量忽略不计)
实验次数
1
2
3
4
5
电子秤示数/g
100
200
300
400
500
拉力器示数/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
(1)如图乙所示利用弹簧测力计测量这袋米所受重力,使测力计内弹簧伸长的力是( )
A.米的重力 B.米和测力计的总重力
C.弹簧对米袋的拉力 D.米袋对弹簧的拉力
(2)分析表中数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成 。
(3)分析表中数据可知:若米的质量为0.7kg,它受到的重力是 N。
(4)某同学通过查阅资料发现不同城市的g值有所不同,如下所示。试猜想引起g值有所不同的原因可能是 。
地点
赤道
广州
上海
北京
莫斯科
北极
g值大小
9.780
9.788
9.794
9.803
9.816
9.832
地理纬度
0°
23°06′N
31°12′N
39°56′N
55°45′N
90°N
8. 某同学在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中:
(1)实验中,需用弹簧测力计 拉动木块,使木块在水平木板上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)下表是该同学记录的实验数据:
实验次数
接触面材料
压力大小/N
滑动摩擦力/N
1
木板
2
0.4
2
木板
4
0.8
3
毛巾
4
1.2
分析实验数据,可得出结论:
① 当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与 成正比;
② 当压力大小相同时,滑动摩擦力的大小与 有关。
(3)实验中,若将木板换成铁板,其他条件不变,则木块所受滑动摩擦力的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力的作用,其和图像分别如图乙、丙所示。以下说法正确的是( )
A.当时,物体静止不受摩擦力 B.当时,物体所受合力为0N
C.2∼4s内,物体所受摩擦力为7N D.4∼6s内,克服摩擦力的功率为10W
10. 如图,小明做“探究液体压强与什么因素有关”的实验。
(1)如图(a)所示是实验用的 (填器材名称),通过两边管中液面的高度差来反映 的大小。
(2)如表是小明用图示装置探究液体压强规律时测得的部分数据。
序号
深度
h/cm
橡皮膜在水
中的朝向
U形管左右液面高
度差∆h/小格数
1
3
向上
3.0
2
6
向上
5.5
3
6
向右
5.5
4
6
向下
5.5
5
6
向左
5.5
6
9
向上
8.0
①比较实验序号2、3、4、5的实验数据,可得:同种液体内,同一深度处,液体向 的压强 。
②比较实验序号1与2与6(或1与3与6,或1与4与6,或1与5与6)的实验数据,可得到的结论是: 。
③完成上述实验后,老师又要求小明将桌面上两杯没有标签的清水和盐水区分开。于是,小明将器材的金属盒先后浸入两杯液体,如图(b)和(c)所示。他发现图(c)中的U形管左右液面高度差较大,于是判断图(c)杯中装有盐水。请分析小明的结论是否可靠,并说明理由 。
11. 在弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没在水中后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部刚好接触为止。图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计示数F随圆柱体下降高度h变化的图像。
(1)圆柱体受到的重力是 N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)分析图像BC段,可得出结论:物体完全浸入液体前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越 (选填“大”或“小”);
(4)分析图像CD段,由此可以判断潜水艇浸没在水中的深度增大时,受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。由上述结论推测:潜水艇是如何实现上浮和下沉的?并简述理由 。
12. 某实验小组同学想探究漂浮在液面上的实心物体浸入液体的体积与什么因素有关。他们选用了若干不同的实心圆柱体和不同液体进行实验(实验时物体均能漂浮在液面),并将物体的密度ρ物、物体的体积V物、液体的密度ρ液,以及物体浸入液体的体积V浸记录在下表中。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
物(103千克/米3)
0.4
0.4
0.4
0.6
0.6
0.6
0.8
0.8
V物(10-6米3)
10
15
20
15
15
15
15
24
液(103千克/米3)
0.8
1.0
1.0
1.0
1.2
1.5
1.0
1.2
V浸(10-6米3)
5
6
8
9
7.5
6
12
(1)分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出漂浮在液体中的实心物体,V浸与V物 (选填“有关”或“无关”)。
(2)分析比较实验序号4与5与6的数据及相关条件,可得出的初步结论是:漂浮在不同液体中的同一实心物体, 。
(3)分析比较实验序号2与4与7的数据及相关条件,可得出的初步结论是: ,V浸与ρ物成正比。
(4)实验小组同学又进一步分析了表中物体密度与液体密度的比值、物体体积与浸入液体体积的比值,由此他们推断表中空缺的数据应该是 。
13.《中华人民共和国民法典》把“高空坠物”纳入了违法行为。小明猜想高空坠物的破坏力可能与物体的质量、所处的高度有关。他用质量不同的小球从同一高度自由下落到沙坑,通过小球落入沙坑的深度来反映高空坠物的破坏力,实验数据如表所示。
实验序号
1
2
3
4
质量m(克)
20
40
60
80
落入沙坑的深度d(厘米)
1.2
1.4
1.6
1.7
(1)分析上述实验数据及相关条件,可以得出的结论是: ;
(2)小明查阅资料后得知:撞击时动能越大,破坏力越强。请从机械能及其转化的角度阐述重物从高处下落比从低处下落时造成破坏力更大的原因。
14.某兴趣小组在“斜拉桥的原理与模型制作”跨学科实践中。
(1)在研究斜拉索对桥面拉力F的大小与斜拉索和桥面夹角α的关系时,该小组同学利用硬卡纸和细线制作出如图(a)所示桥面的模型,桥面与桥柱间的连接点为O,用力传感器测出斜拉索顶端悬点在不同位置A、B、C时拉力F的大小,整个过程中桥面始终水平,相关数据见表1。
表1
斜拉索顶端悬点位置
A
B
C
拉力F的大小/N
1.55
1.73
2.12
a. 分析表1数据,可得拉力F的大小与夹角α的关系是:同一桥面水平静止时, 。
b. 该小组同学分别画出了三个位置时O点到斜拉索的距离lA、lB、lC,如图(b)所示。请根据简单机械的相关知识,分析并解释拉力F变大的原因 。
(2)为进一步研究桥面稳固性与桥面截面形状和桥墩间距的关系,该小组同学用相同纸张制作了不同截面形状的桥面,如图所示,将桥面放在两桥墩之间,在纸桥中央放上硬币,直到纸桥塌陷,记录下此时硬币的个数,相关数据见表2。
表2
序号
桥面
截面形状
桥墩间距(cm)
硬币个数(个)
1
a
○○○○
15
36
2
b
△△△△
15
16
3
c
□□□□
18
19
4
c
□□□□
12
28
根据表2数据,是否能选出稳固性最强的截面形状,请简要说明理由: 。
15. 小红想探究杠杆平衡的条件:
(1)实验前,她将杠杆的 支在支架上,当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡状态”或“非平衡状态”)。小红为了使杠杆在位置平衡,她可以将左侧的平衡螺母向 (选填“右”或“左”)调,这么做是为了 。
(2)小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个,杠杆会 (选填“右侧下降”、“左侧下降”或“保持水平平衡”)。
(3)用弹簧测力计代替某一侧钩码,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,仍使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力与其力臂的图像如图所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 (选填“相等”或“不等”),其原因是 。
考向02 电磁学
典例引领
【典例01】(25-26九年级上·上海·月考)小明想用伏安法测量某定值电阻的阻值。
(1)图甲是小兰连接的部分电路,请用笔画线代替导线,帮她将电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到最_____(“A.左”“B.右”)端,目的是:_____。
(3)小兰移动滑动变阻器的滑片,进行多次实验,目的是_____。小兰记录的实验数据如下表所示,她和小海根据实验数据各自画出了定值电阻的-图像,如图乙、丙所示,其中,图像_____(选填“A.乙”或“B.丙”)是正确的,理由是:_____。
实验序号
1
2
3
4
5
电压
1.1
1.5
1.9
2.3
2.5
电流I/A
0.22
0.30
0.28
0.44
0.50
(4)计算定值电阻的阻值为_____。(结果保留1位小数)
(5)小兰发现,只去掉图甲中的电压表,保持其他电路连接不变,也能测出的阻值。请将下列实验步骤补充完整:(滑动变阻器的最大阻值为)
①将滑动变阻器的滑片移至最左端,闭合开关,记录此时电流表的示数;
②_____,记录此时电流表的示数;
③则_____。(用字母、和表示)
方法透视
核心知识总结
I-U与
I-R图像
(1)I-U图像:通过同一导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)I-R图像:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
I-R图像 I- 图象
(3)小灯泡的I-U图像:小灯两端的电压与电流之比(电阻)不是一个定值;当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。原因是当灯两端电压变大时,灯丝温度升高。
热敏电阻与温度关系图像(R-t)
有的热敏电阻阻值随着温度的升高而升高,有的热敏电阻阻值随着温度的升高而减小。
力敏电阻与力关系图象(R-F)
有的力敏电阻阻值随着力的增大而增大,有的力敏电阻阻值随着力的增大而减小。
热敏电阻与光照关系图像
变式演练
【变式01】(25-26九年级上·黄浦·期中)实验小组在探究“通过导体的电流与导体电阻关系”的实验时,选用的器材:电源电压为6V保持不变、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图补充完整________。要求:滑片P位于d端时,变阻器连入电路阻值最大;
(2)先将5Ω的定值电阻接入ab间,闭合开关,移动滑片P使电压表示数为U0;保持滑片位置不动,断开开关后,将5Ω的定值电阻换成10Ω接入ab间,为了完成该实验,闭合开关后应进行的操作是:______________;完成实验后,同学们根据实验数据绘制出了I-R图像,如图乙所示。根据图像得出实验结论:__________;
(3)本实验所用滑动变阻器规格可能是_____(选填字母),并说明理由。
A.“10Ω 2A” B.“20Ω 2A” C.“50Ω 1A”
【变式02】(2026·徐汇·一模)小华和小明做“探究电流与电阻的关系”实验,现有电源(电压为6V且保持不变)、电流表、电压表、开关和定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω和30Ω),两种规格的滑动变阻器(分别标有“10Ω 2A”“50Ω 1A”字样),以及导线若干。电路图如(a)所示。
(1)在图(b)中,有一根导线尚未连接,用笔画线代替导线,将实物图连接完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)小华选用“50Ω 1A”的变阻器进行实验,他先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω。闭合开关后,移动变阻器的滑片,保持电阻R两端电压不变,实验数据见表。当他将15Ω的电阻替换为30Ω的电阻后,变阻器接入电路的电阻相应需要______(A.变大 B.变小),使得电阻R两端电压不变,此时电流表的示数如图(c)所示,电流表的示数为______A。
实验序号
电阻(Ω)
电流表示数(A)
1
5
0.60
2
10
0.30
3
15
0.20
4
30
①请在坐标纸中把未标出的点用“×”描出来,并画出I-R图像____。
②计算表中电流与电阻的乘积,可以发现:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比。(A.正 B.反)
(3)实验中,小明选用“10Ω 2A”的变阻器进行实验,先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、30Ω。在移动变阻器滑片的过程中,发现无法保持电阻R两端电压为4V,请通过计算说明他应保持电阻R两端的电压U的取值范围。
题●型●训●练
1. 如图所示为两个电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻比乙的电阻小
B.乙的阻值为10Ω
C.当乙两端的电压为2V时,乙的电功率为0.6W
D.当通过甲的电流为0.2A时,10s内甲产生的焦耳热为40J
2. 如图所示是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图像。现将它们并联后接在电压为的电源两端,下列说法正确的是( )
A.干路中的电流是0.8A B.小灯泡L的灯丝电阻为0.2Ω
C.定值电阻R的电功率为1.6W D.整个电路在20s内消耗的电能为192J
3. 图甲为探究“不同物质吸热能力”的实验装置,两个烧瓶内分别装有A、B两种液体。图乙为这两种液体温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.两烧瓶中液体的体积相等
B.两烧瓶中的电阻丝阻值不相等
C.分析图像可知A的吸热能力更强
D.该实验采用了控制变量法和转换法
4. 在“探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:两节新干电池、电流表、电压表、标有“10Ω 1A”的滑动变阻器R'、开关、定值电阻R和导线若干。
(1)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(2)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为
A,根据实验数据绘制出定值电阻R的I-U图像如图丙所示。由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(3)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为 V不变。老师指出其第 (填序号)组数据是拼凑的,理由是实验所用的滑动变阻器最大值太 了(选填“大”或“小”)。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
(4)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取______的措施(选填字母符号),完成这组记录数据所对应的实验测量。
A.选用更大的定值电阻 B.升高电源电压 C.降低电源电压
(5)排除拼凑的数据后分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
5. 图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小)。
(2)连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片调至 (选填“C”或“D”)端。
(3)闭合开关,当电压表示数为1V时,电流表示数如图乙所示,电流表示数为 A。
(4)根据实验记录的多组电流表和电压表示数绘制了图丙所示的图像,分析图像可以得出结论:当电阻一定时,电流与电压成 比。
(5)同组的小华对丙图提出了疑问,她认为图线不应该过坐标零点,你认为小华的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
6. 在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中,提供的器材如下:电压恒为6V的电源一个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)按如图甲所示电路图连接电路后,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;闭合开关S后,发现只有一个电表的指针明显偏转,若电路故障只出现在R或R1上,则电路的故障可能是 被短路或 断路。
(2)排除故障后,将阻值为5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A时,读出电压表示数。
(3)断开开关S,将阻值为5Ω的定值电阻换成阻值为10Ω的定值电阻,接下来闭合开关S,此时电流表示数如图乙所示,为 A,然后将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数与(2)中的电压表示数相同。
(4)分别用其他定值电阻依次替换R,重复(3)中的实验,根据所测数据绘制出如图丙所示的I-R图像,并得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(5)要完成本次实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
(6)若不添加其他器材,利用如图甲所示电路还可完成的电学实验有 。(写出一个即可)
7. 小阳采用如图甲所示的方法将两个相同的小灯泡连接在两节新干电池上,两个灯泡都能发光。已知通过小灯泡的电流随两端电压的变化关系如图乙所示,由图可知两个小灯泡是 联的,通过导线的电流为 A,通电10s整个电路中的消耗的电能是 J。
8.生活中各种材料的导电性能不尽相同,我们根据其不同的导电性能,在工业生产、生活中加以合理应用。
(1)发光二极管(俗称LED)的图像如图所示,它是由______(选填“半导体”、“绝缘体”或“导体”)材料制成的;
(2)LED正常发光时,用手触摸几乎不发热,减少了能量的损失,它在工作时主要将______能转化成光能;
(3)在家庭电路中,LED灯与控制它的开关之间的连接方式是________。
9.如图(a)所示是风力发电装置的简易原理图,风通过叶片,带动叶片转动,经过齿轮箱增速后,发电机转子高速旋转发电。
(1)在风力发电机发电过程中,能量转化的顺序是:风能→_________能→_________能;
(2)如图(b)所示是某型号的风力发电机的发电功率与风速的关系图像,根据图像可得初步结论:当风速大于v1且小于v2时,___________;当风速大于v3且小于v4时,_________;
(3)我国风能资源呈现“由沿海向内陆迅速减弱,到内陆后又有所增强”的特点;相同的风速而言,在海拔越高的地方,风机叶片转动得越慢。如图(c)所示是选址于上海东海大桥海上风电场,请从生产电能角度,分析该风电场选址于海上的理由:___________。
10. 物理兴趣小组设计了一个乙图所示电路,通过实验绘制的小灯泡的I-U图像如图甲所示,只闭合开关S1,电流表的示数为0.2 A;再闭合开关S2时,电流表的示数为0.25 A。则电源电压为 V;只闭合开关S1时,电阻两端的电压为 V,工作5 min,电阻产生的电热为 J。
11. 下表所示为酒驾类型标准。如图(a)所示为检测酒驾所用酒精测试仪的原理图,其中R2是阻值为20Ω的定值电阻;R1是酒精气敏电阻,其阻值随血液中酒精含量变化关系的图像如图(b)所示。
酒驾类型标准
血液中酒精含量
无酒驾行为
小于0.2mg/mL
酒后驾车
0.2~0.8mg/mL
醉酒驾车
0.8mg/mL以上
(1)结合图(b)中阻值随血液中酒精含量变化关系的图像,当测试仪所检测的酒精含量为0时,电路中酒精气敏电阻R1阻值为________Ω。
(2)经测量发现,当测试仪所检测的酒精含量为0时,电压表示数为9V,求电源电压U。
(3)当电流表的示数为0.24A时,请通过计算判断被检测者属于酒后驾车还是醉酒驾车。
12. 亮亮设计了一个用电压表的示数反映环境温度变化的电路,其电路原理如甲图所示,电源电压为4V保持不变,定值电阻R0阻值为15Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如乙图所示。闭合开关S后,当环境温度为20℃时,此时电压表的示数为1.5V。求:
(1)当环境温度为20℃时,电流表示数为多少?
(2)当环境温度为20℃时,热敏电阻R1两端的电压为多少?
(3)当电压表示数为2.4V时,环境温度是多少?
13. 飞船发射前,通常要检验舱体的气密性。某科技小组设计的检测电路如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R0=50Ω,压力传感器的阻值随环境气压的变化规律如图乙所示。进行气密性监测时,将压力传感器置于舱体内,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa,此时电压表示数为10V。求:
(1)舱体不漏气时通过R0的电流。
(2)电源电压。
(3)舱体内气压为0.6×105Pa时电路中的电流。
14. 实践课上,同学们在老师的帮助下设计了一个能测量体重的装置,其电路原理图如图甲所示。定值电阻R0的阻值为20Ω,R是压敏电阻,其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,电压表测量范围为0~3V;踏板的质量忽略不计,质量60kg的某同学站在踏板上时,电压表的示数为1.2V,g取10N/kg。
(1)体重越重,压敏电阻的阻值 (填“越大”或“越小”)。
(2)求电源电压。
(3)在保证电路安全的前提下,该装置能称量的最大质量为多少?
(4)若把电压表改装成可以实时显示体重的刻度表盘,则其刻度线分布 (填“均匀”或“不均匀”)。
15.如图所示的是某波的传播图像。根据图像可知:波的振幅是______cm,周期是______s,频率是______Hz。
16.如下表是某型号手机快充充电器的部分参数。利用“USB充电电流电压显示计”来测量该快速充电器将某一手机电池从零电量到充满电的过程中输出的电流和电压,并绘制如图甲、乙所示图像。下列有关说法错误的是( )
额定输入电压
输出
A.该快充充电器的最大输出功率为
B.充电器为手机充电时,手机电池相当于用电器
C.充电器为手机充电时,电流通过手机电池,把电能转化为化学能
D.若不计电能损耗,前充电消耗的电能为
17.如图甲是某新型太阳能汽车,该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。某次试车过程中,该车在水平路面上沿直线行驶,已知汽车(包括司乘人员)的总重为4800N,汽车行驶过程中所受阻力大小恒为汽车总重的0.02倍(假设汽车运动过程中太阳光照射情况不变)。
(1)太阳能汽车电池板收集的太阳能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)若汽车轮胎与地面的接触总面积为0.16m2,求试车时汽车启动前对地面的压强。
(3)试车过程中,汽车行驶的速度—时间图像如图乙所示,若太阳光照射到地面每平方米上的辐射功率为800W,电池板吸收太阳能的20%供给汽车牵引力做功。求:
①汽车在10~15s内运动的距离__________。
②电池板在10~15s内吸收的太阳能__________。
③太阳能汽车电池板的最小面积__________。
18.为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器,其电路图如图甲所示。控制电路中,电压U1=3V,定值电阻,热敏电阻R的阻值随温度变化的图像如图乙所示;工作电路中,电压U=220V,,。已知恒温调奶器容量为2kg,水温达到80℃时衔铁会跳起。[]
(1)电磁继电器本质上是________(选填开关或用电器)其工作原理是________。
(2)求衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流。
(3)当调奶器加满温度为25℃的水,加热元件工作500s后衔铁跳起,求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
(4)如果要求水温达到90℃时衔铁跳起,请你给出一种改进措施________(不要求精确计算)。
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专题06 图像、图表信息题——力学与电磁学
内●容●导●航
第一部分 题型解码
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 力学
考向02 电磁学
第三部分 题型训练
题●型●解●码
题型
概述
中考物理中的图像、图表信息题是中考高频考点,具有直观性、综合性、应用性强的特点,主要考查学生从图像或表格中提取物理规律、分析变量关系、结合公式推理的能力。
考向
分类
考向01 力学;
考向02 电磁学。
技巧
点拨
图表信息题的主要特征与解题策略
1. 数据驱动,考查归纳能力:表格题通常列出多组实验数据,要求学生通过对比、找变量、控制变量法得出结论,如探究凸透镜成像的规律、探究质量与体积的关系等。
2. 强调信息提取与迁移应用:需从图表中识别“不变量”与“变化量”,结合物理公式进行推理,例如利用W=Gh判断功随高度的变化趋势。
3. 常与实验探究结合:多出现在实验题中,要求根据图表数据归纳或补全结论、设计实验方案或判断误差来源等。
4. 解题策略:一是找关键项,锁定与问题相关的数据行或列;二是归纳规律,总结物理量间的定量或定性关系;三是验证结论,用其他数据反向验证是否成立。
图像信息题的主要特征与解题策略
1. 直线型图像:例如导体中的电流与电压的关系就是一条过原点的倾斜的直线,表示通过导体的电流与两端的电压成正比。
直线型图像 折线型图像
2. 折线型图像。
3. 曲线型图像
例如,在电压一定时,通过电阻的电流与电阻的关系图像,表明:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
4. 解题策略:
(1) 看轴:看直角坐标系上横轴、纵轴各表示什么物理量,以便了解物理图像反映的是哪两个物理量之间的相互变化关系。
(2)看点:看图像上的端点、顶点及拐点等各代表什么物理含义。物理图像中每一个点都对应着一个物理状态,其中拐点又具有特殊的物理意义,它是两种不同情况的交界,是物理量发生突变的点。
(3)看线:看图像中的直线、折线及曲线各表达什么物理过程和规律。
(4)看斜率:看在物理图像中斜率表示的是哪个物理量,斜率越大(斜线段的倾斜角度越大),其表示的物理量就越大。
(5)看面积:看某物理量的图像与横、纵坐标轴围成图形的面积,它常表示一个新的物理量。如:
①v-t 图像中围成图形的面积表示在对应时间内通过的路程;
②P-t图像中围成图形的面积表示物体在对应时间内所做的功;
③I-R图像中围成图形的面积表示定值电阻两端的电压。
考●向●破●译
考向01 力学
典例引领
【典例01】(25-26八年级上·松江·期末)图像是物理学中不可或缺的“可视化语言”,它能将抽象的物理概念、规律以直观、简洁的形式呈现。
(1)P、Q是同一直线上相距6米的两点,甲、乙两辆电动小车分别从P、Q两点同时出发沿同一直线运动,如图(a)、(b)所示分别是甲、乙两辆电动小车的图像,可知( )
A.甲车的速度等于乙车的速度 B.经过,两车一定相距
C.经过,两车可能相距 D.经过,两车可能相距
(2)某同学两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的图像如图,若两次物体运动的速度分别为和,两次物体所受的拉力分别为和,两次物体所受合力分别为和,根据图像可知( )
A. B. C. D.
【答案】(1)C;(2)ACD
【详解】(1)A.由图(a)(b)可知,甲、乙的速度分别为
故A不符合题意;
B.由图像可知,经过3s,甲运动的距离为1.2m,乙运动的距离为0.3m,若甲乙两车向相反的方向运动,则两车之间的距离为
故B不符合题意;
C.由图像可知,经过6s,甲运动的距离为2.4m,乙运动的距离为0.6m,若甲乙两车向相反的方向运动,则两车之间的距离为,故C符合题意;
D.由图像可知,经过12s,甲运动的距离为4.8m,乙运动的距离为1.2m,若甲乙两车向相反的方向运动,则两车之间的距离为
若甲乙两车同向运动,且甲车在前,则两车之间的距离为
若甲乙两车同向运动,且乙车在前,则两车之间的距离为
若甲乙两车相向运动,则两车之间的距离为
故D不符合题意。故选C。
(2)A.由图可知,物体1的速度为
物体2的速度为,故A正确;
BCD.由于两次运动是同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,处于平衡状态,所受合力均为0,摩擦力相等,根据二力平衡可知,两次的拉力也相等,故CD正确,B错误。故选ACD。
方法透视
核心知识总结
s-t与
v-t图像
(1)s-t图像是过原点的倾斜直线,说明做匀速直线运动的物体通过的路程与时间成正比,即s/t的值不变。
(2)v-t图像是一条与t轴平行的直线,说明做匀速直线运动的速度不变。在同一坐标图中,截距越大,速度越大。
m-V图像
m-V图像是一条过原点的倾斜直线,表明同种物质的质量跟体积成正比,其比值(密度)是一个定值。
G-m图象
G-m图像图像是一条过原点的倾斜直线,说明物体所受的重力跟它的质量成正比,其比值约为9.8Nkg。
弹簧的伸长量与拉力的关系ΔL-F图象
在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
其他:浮力与深度的关系、功与时间的关系、力与时间的关系等
变式演练
【变式01】(25-26八年级上·虹口·期末)机器狗凭借模块化设计和较强负载能力,可携带侦察探测、灭火、救援保障等多类适配救援场景的设备,以此实现多元化救援任务。
(1)机器狗静止在水平地面上如图所示,下列说法中正确的是______。
①机器狗对地面施力的同时,地面对机器狗也施加了力
②地面对机器狗的支持力与机器狗对地面的压力是一对平衡力
③机器狗对地面的压力与机器狗所受的重力是一对平衡力
④若机器狗受到的力全部消失,机器狗将做匀速直线运动
(2)工程师测试机器狗搭载监测模块后的竖直升降性能,机器狗带动模块竖直向上运动,模块进入稳定上升阶段后开始计时,测得模块所受支持力F随时间t变化的F-t图像、路程s随时间t变化的s-t图像如图所示。
(a)稳定上升阶段,模块做______运动,速度为______m/s;
(b)监测模块所受的重力为______N;
(c)当机器狗带动模块以0.1m/s的速度匀速竖直下降时,机器狗对模块的支持力F______模块的重力G(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)①;(2)匀速直线 0.05 50 等于
【详解】(1)①机器狗对地面施力的同时,根据物体间力的作用是相互的可知,地面对机器狗也施加了力,故①正确;
②地面对机器狗的支持力与机器狗对地面的压力作用在两个物体上,满足大小相等,方向相反,在同一直线上,它们是相互作用,而不是一对平衡力,故②错误;
③机器狗对地面的压力与机器狗所受的重力作用在两个物体上,满足大小相等,在同一直线上,但方向相同,不是一对平衡力,故③错误;
④机器狗静止在水平地面上,若机器狗受到的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,机器狗仍然静止,故④错误。 故选①。
(2)机器狗带动模块竖直向上运动,模块进入稳定上升阶段,受力平衡,所以模块做匀速直线运动,其速度大小为
模块稳定上升阶段,受力平衡,模块所受重力与机器狗对模块的支持力是平衡力,根据图像可知
G=F=50N
当机器狗带动模块以0.1m/s的速度匀速竖直下降时,受力平衡,所以机器狗对模块的支持力F等于模块的重力G。
【变式02】(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,物体的重力为100牛,在拉力作用下在水平面上做匀速直线运动,物体的图像如下所示,已知弹簧测力计的示数为20牛。若不计滑轮重力及各种摩擦、阻力,求:
(1)物体运动的速度的大小;
(2)物体所受摩擦力与拉力的大小;
(3)拉力在10秒内所做的功。
【答案】(1);(2),;(3)
【详解】(1)由图像可知,当时,物体A运动的距离,则物体运动的速度
(2)物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,其在水平方向上受到绳子的拉力和地面的摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,图中使用的是动滑轮,不计滑轮重力及各种摩擦、阻力,绳子对物体的拉力与弹簧测力计的示数大小相等,则物体所受的摩擦力
图中滑轮为动滑轮,承担物体A所受摩擦力的绳子的段数n=2,拉力F为
(3)10秒内物体A运动的距离为
拉力F移动的距离为
拉力F在10秒内所做的功为
题●型●训●练
1. 甲、乙两小车沿同一直线相向而行,其s-t图像如图(a)、(b)所示。当甲经过P点时,乙刚好经过Q点,再过3秒,甲、乙两车相距4米,则P、Q两点间的距离( )
A.可能为8米 B.可能为12米 C.一定为16米 D.一定为20米
【答案】B
【详解】甲、乙两小车沿同一直线相向而行,如图所示:
由图可知,经过3s,甲乙通过的路程分别为s甲=6m,s乙=10m。
A.如果P、Q两点间的距离为8m,经过3s,甲车和P点的距离是6m,乙车经过P点,乙和P点的距离是10m-8m=2m
甲、乙两车相距6m+2m=8m,故A不符合题意;
B.如果P、Q两点间的距离为12m,经过3s,甲车和P点的距离是6m,乙车和P点的距离是
12m-10m=2m
甲、乙两车相距6m-2m=4m,故B符合题意;
C.如果P、Q两点间的距离为16m,经过3s,甲车和P点的距离是6m,乙车和P点的距离是
16m-10m=6m
乙两车相距6m-6m=0m。故C不符合题意;
D.如果P、Q两点间的距离为20m,经过3s,甲车和P点的距离是6m,乙车和P点的距离是
20m-10m=10m
乙两车相距10m-6m=4m
由选项B可知,P、Q两点间的距离可能是12m,不一定是20m,故D不符合题意。
故选B。
2. 两周后,我们就要挥手告别2025年,满怀憧憬地拥抱崭新的2026年。小明一家计划2026年元旦前往南汇嘴观海公园看日出,迎接新年第一缕阳光。整个行程中有一段平直高速公路,P、Q是这一段平直高速公路上相距6000米的两点,甲、乙两小车分别经过P点向Q点做直线运动,它们的s-t图像分别如图(a)、(b)所示。甲、乙在距Q点2000米处相遇,则( )
A.甲可能比乙早2.5分钟通过Q点 B.乙一定比甲早2.5分钟通过Q点
C.甲一定比乙晚5分钟通过P点 D.乙可能比甲早5分钟通过P点
【答案】D
【详解】根据s-t图像可得
甲、乙在距Q点2000米处相遇有两种情况:
情况一:
此时,甲、乙相遇时运动的时间分别为
则乙比甲早2.5分钟通过P点。
甲、乙相遇后运动到Q点时运动的路程相同
相遇后甲运动到Q点的时间为
相遇后乙运动到Q点的时间为
则甲比乙早1.25min到Q点。
情况二:
此时甲、乙相遇时运动的时间分别为
则乙比甲早5分钟通过P点。
甲、乙相遇前运动到Q点时运动的路程相同
相遇前甲从P点运动到Q点的时间为
相遇前乙从P点运动到Q点的时间为
因为乙比甲早5 min= 300s通过P点,则450s-300s=150s
故乙比甲早1.25min通过Q点。
故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
3. 今年夏天,第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎举办。
(1)巴黎奥运会开幕式上,1200个中国无人机上演灯光秀震撼人心。下列对无人机的估测较为符合实际的是 ( )
A.一架小型无人机的质量约为2g B.无人机的飞行高度约为100mm
C.无人机的飞行速度约为5米/秒 D.无人机的飞行时间约为1s
(2)如图所示是某物体做直线运动时的路程随时间变化的图像,由图像判断下列说法正确的是( )
A.5s 时,物体通过的路程为2.5m
B.物体在20s 内都做匀速直线运动
C.整个20s 时间内,物体的平均速度为0.2m/s
D.物体在0~5s 时间内的速度比10~20s内的速度大
(3)14岁的小明的身高为1.6m, 质量为68kg, 请你利用公式,计算他的BMI数值(公式中质量以kg为单位,身高以m为单位)为 kg/m²(保留1位小数),并对照以下标准(如图)判断他的BMI (选填“偏低”、“正常”、“超重”或“肥胖”)。如果小明的BMI 数值超重,为了保持健康的BMI 值,你的建议是: 。
【答案】(1)C;(2)C;(3)26.6,超重,饮食不要过饱,多锻炼身体
【详解】(1)A.一架小型无人机的质量约为2kg,故A不符合题意;
B.无人机的飞行高度约为100m,故B不符合题意;
C.凭借生活经验知道,无人机的飞行速度约为5米/秒,故C符合题意;
D.无人机的飞行时间约为1h,故D不符合题意。故选C。
(2)A.由图像知道,物体运动5s时对应的路程是2.5m,所以5s通过的路程是2.5m,故A错误;
B.由图像知道,物体在0~5s时间内做匀速直线运动,在5~10s处于静止状态,在10~20s内也是做匀速直线运动,所以物体在20s内不是都做匀速直线运动,故B错误;
C.由图像知道,整个20s时间内,物体通过的路程为4m,则物体的平均速度为
v=s/t=4m/20s=0.02m/s,故C正确;
D.由图像知道,物体在0~5s时间内通过的路程为2.5m,则速度为
此过程中物体做的是匀速直线运动;
物体在10~20s内也是做匀速直线运动,10~20s内物体通过的路程为4m-2.5m=1.5m
其速度为
所以物体在0~5s时间内的速度比10~20s内的速度大,故D错误。故选C。
(3)已知m=68kg,h=1.6m,则
由参照标准知大于24kg/m2小于28kg/m2属于超重,可知他的BMI偏高。
如果小明的BMI数值为26.6kg/m2,由上图知道,为超重,为了保持健康的BMI值,你的建议是:饮食不要过饱,多锻炼身体。
4. 小明同学在“探究液体的质量与体积的关系”时,为了得到可靠的普遍结论,他应选择 (选填“一种”或“多种”)液体进行实验。在实验中,他应用 测出液体的质量,并用 测出液体的体积,根据如图所示的m-V图像可知,甲、乙、丙三种物质中 物质的密度最大。
【答案】 多种 天平 量筒 甲
【详解】为了得到可靠的普遍结论,避免偶然性,应选择多种液体进行实验。
在测定液体密度时,可用量筒测量液体的体积,用天平测液体的质量。由图可知,甲、乙、丙三种物质体积相同时,甲的质量最大,由ρ=m/V得到甲物质的密度最大。
5. 在做“探究密度概念的建构”实验时,得到如下数据:
实验次数
物体
m/g
V/cm3
m /V(g/cm3)
1
铝块1
54
20
2.7
2
铝块2
108
40
2.7
3
松木1
108
216
0.5
4
松木2
10
20
0.5
(1)比较 、 (填实验次数编号)两次实验数据,可得出结论:同种物质的质量与体积的比值是 (填“相同”或“不同”)的;比较2、3两次实验数据,可得出结论:不同物质的质量与体积的比值一般是 (填“相同”或“不同”)的;
(2)由上述实验我们引入了密度的概念。可见,密度是物质本身的一种特性,与物质的质量和体积 (“无关”或“有关”);
(3)实验中注意到铝块1有一部分磨损了,那么磨损掉的一部分的铝块与完整的铝块相比,它的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)上述实验图像如图所示,图像中的 图线反映了铝块的实验情况。
【答案】 1 2 相同 不同 无关 不变 a
【详解】(1)由表中数据可知,1、2(3、4)两次数据中,物质种类相同,质量、体积不同,但质量与体积的比值相同,可得出结论:同种物质的质量与体积的比值是相同的。
由1、4两组实验数据可知,物质种类不同,体积相同,质量不同,质量与体积的比值不同,可得出结论:不同物质的质量与体积的比值一般是不同的。
(2)我们把质量与体积的比值叫密度,由表中数据可知,密度与物体的质量和体积无关,与物质种类有关。
(3)磨损掉的一部分的铝块与完整的铝块都是由铝这种物质组成的,铝的密度与质量、体积无关,所以磨损掉的一部分的铝块与完整的铝块相比,密度不变。
(4)由1、4两组实验数据可知,铝块和松木体积相同时,铝块质量较大,为图中的a图线。
6. 明在学习重力知识后,分别探究了“重力的方向”和“重力的大小跟质量的关系”。
(1)在实验过程中,需要的测量工具是 和 ;
(2)将支架按图甲、乙、丙缓慢倾斜,支持“重力的方向总是竖直向下”的这一结论的现象是 ;
(3)小明利用钩码探究重力与质量的关系,数据如表所示,请在图丁所示坐标系中画出G-m关系图像 (请自主标出横坐标和纵坐标所表示的物理量及标度);
实验次序
1
2
3
4
5
物体质量m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
所受重力G/N
0.5
1
1.5
2
2.5
分析数据能够得到的结论是:在同一地方, ,得到这个结论的依据是 ;
(4)利用弹簧测力计测量物体的重力时,使测力计内弹簧伸长的力是_______(填入序号);
A.物体的重力 B.物体和测力计的总重力
C.物体对弹簧的拉力 D.弹簧对物体的拉力
(5)老师又给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸,随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像可能是图戊中的_______图,以此判断重力是否与物质种类有关。(已知)
A. B. C.
【答案】(1)天平,弹簧测力计;(2)悬线方向始终与水平面垂直;(3)见下图,物体的重力与质量成正比;重力与质量之比为一定值;(4)C;(5)C
【详解】(1)在探究“重力的大小跟质量的关系”时,需要测量物体的质量和受到的重力大小,故需要的测量工具是天平和弹簧测力计。
(2)在甲、乙、丙三图中,可以观察到悬线的方向始终保持竖直向下,且悬挂的重物会自然下垂,即悬线始终与水平面垂直,即支持“重力的方向总是竖直向下”的这一结论。
(3)在坐标系中,横坐标标注“质量m/kg”,纵坐标标注“重力G/N”,将表格中的对应数据依次描出,再用线连接这些点,即可得到G-m关系图像,如图所示:
根据表格中数据可知,物体的重力与其质量之比始终为一定值,故可得出结论:在同一地方,物体的重力与质量成正比。
(4)在利用弹簧测力计测量物体的重力时,弹簧受到物体对弹簧的拉力,这个力改变了弹簧的形状,使弹簧伸长,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
(5)重力的大小与质量成正比,这个比值是一个定值,绿豆和黄豆的质量相同时,重力也相同,即两组数据的图像应该是重叠在一起的,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
7. 为了探究重力的大小与质量的关系。小明用塑料袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,如图甲、乙所示,实验数据记录如表:(塑料袋质量忽略不计)
实验次数
1
2
3
4
5
电子秤示数/g
100
200
300
400
500
拉力器示数/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
(1)如图乙所示利用弹簧测力计测量这袋米所受重力,使测力计内弹簧伸长的力是( )
A.米的重力 B.米和测力计的总重力
C.弹簧对米袋的拉力 D.米袋对弹簧的拉力
(2)分析表中数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成 。
(3)分析表中数据可知:若米的质量为0.7kg,它受到的重力是 N。
(4)某同学通过查阅资料发现不同城市的g值有所不同,如下所示。试猜想引起g值有所不同的原因可能是 。
地点
赤道
广州
上海
北京
莫斯科
北极
g值大小
9.780
9.788
9.794
9.803
9.816
9.832
地理纬度
0°
23°06′N
31°12′N
39°56′N
55°45′N
90°N
【答案】(1)D;(2)正比;(3)6.86;(4)g值随地理纬度的变化而变化,地理纬度越高,g值越大
【详解】(1)弹簧测力计的工作原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。当用弹簧测力计测量米袋所受重力时,米袋对弹簧有向下的拉力,这个拉力使弹簧伸长,所以使测力计内弹簧伸长的力是米袋对弹簧的拉力,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
(2)分析表格中的数据,计算重力与质量的比值:
第1次:0.98N/0.1kg=9.8N/kg; 第2次:1.96N/0.2kg=9.8N/kg;
第3次:2.94N/0.3kg=9.8N/kg; 第4次:3.92N/0.4kg=9.8N/kg;
第5次:4.90N/0.5kg=9.8N/kg。
可知重力与质量的比值是一个定值,根据正比例函数的性质,当两个量的比值一定时,这两个量成正比例关系,所以物体所受重力的大小与它的质量成正比。
(3)由前面计算可知,重力与质量的比值为9.8N/kg。则米受到的重力
(4)观察表格中不同地点的g值和地理纬度,赤道的地理纬度为0°,g值最小;北极的地理纬度为90°N,g值最大。随着地理纬度的增大,g值也逐渐增大,所以猜想引起g值有所不同的原因可能是g值随地理纬度的变化而变化,地理纬度越高,g值越大。
8. 某同学在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中:
(1)实验中,需用弹簧测力计 拉动木块,使木块在水平木板上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)下表是该同学记录的实验数据:
实验次数
接触面材料
压力大小/N
滑动摩擦力/N
1
木板
2
0.4
2
木板
4
0.8
3
毛巾
4
1.2
分析实验数据,可得出结论:
① 当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与 成正比;
② 当压力大小相同时,滑动摩擦力的大小与 有关。
(3)实验中,若将木板换成铁板,其他条件不变,则木块所受滑动摩擦力的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)水平匀速;(2)压力大小;接触面的粗糙程度;(3)变小。
【详解】(1)当木块在水平木板上做匀速直线运动时,处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,所以实验中,需用弹簧测力计水平匀速拉动木块。
(2)分析1、2两次实验,接触面都是木板,摩擦力大小与压力大小的比值相同,可得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力成正比。
分析2、3两次实验,压力大小都是4N,当接触面是木板时,滑动摩擦力为0.8N,当接触面是毛巾时,滑动摩擦力为1.2N,据此可得:当压力大小相同时,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)若将木板换成铁板,则接触面的粗糙程度减小,其他条件不变,则木块所受滑动摩擦力的大小将变小。
9. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力的作用,其和图像分别如图乙、丙所示。以下说法正确的是( )
A.当时,物体静止不受摩擦力 B.当时,物体所受合力为0N
C.2∼4s内,物体所受摩擦力为7N D.4∼6s内,克服摩擦力的功率为10W
【答案】D
【详解】A.当t=1s时,由乙图可知,物体受到3N的拉力,由丙图可知此时物体静止,说明处于平衡状态,所以物体一定受到和拉力相反的静摩擦力,故A错误;
B.当t=3s时,由丙图可知,物体做加速直线运动,说明物体处于非平衡状态,所受合力不为0,故B错误;
C.4~6s内,由丙图可知,物体做匀速直线运动,此时物体所受的滑动摩擦力等于拉力等于5N,2~4s内,物体做加速直线运动,此时所受的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力和接触面粗糙程度以及接触面所受的压力有关,物体整个运动过程中接触面所受的压力以及接触面的粗糙程度都不变,所以滑动摩擦力不变,即2~4s内所受的滑动摩擦力为5N,故C错误;
D.4∼6s内,克服摩擦力的功率为P=fv=5N×2m/s=10W,故D正确。
故选D。
10. 如图,小明做“探究液体压强与什么因素有关”的实验。
(1)如图(a)所示是实验用的 (填器材名称),通过两边管中液面的高度差来反映 的大小。
(2)如表是小明用图示装置探究液体压强规律时测得的部分数据。
序号
深度
h/cm
橡皮膜在水
中的朝向
U形管左右液面高
度差∆h/小格数
1
3
向上
3.0
2
6
向上
5.5
3
6
向右
5.5
4
6
向下
5.5
5
6
向左
5.5
6
9
向上
8.0
①比较实验序号2、3、4、5的实验数据,可得:同种液体内,同一深度处,液体向 的压强 。
②比较实验序号1与2与6(或1与3与6,或1与4与6,或1与5与6)的实验数据,可得到的结论是: 。
③完成上述实验后,老师又要求小明将桌面上两杯没有标签的清水和盐水区分开。于是,小明将器材的金属盒先后浸入两杯液体,如图(b)和(c)所示。他发现图(c)中的U形管左右液面高度差较大,于是判断图(c)杯中装有盐水。请分析小明的结论是否可靠,并说明理由 。
【答案】(1) U形管压强计;液体压强;(2)各个方向;相等;同种液体内,深度越深,液体压强越大;不可靠理由:没有控制金属盒浸入液体的深度相同
【详解】(1)如图(a)所示是实验用的U形管压强计;液体压强的大小不能直接观察,可以通过U形管两侧液面大的高度差来反映液体压强的大小,压强越大,高度差越大。
(2)①在实验序号2、3、4、5中,液体密度一定,探头所处的深度一定,液体压强应该相同,U形管两侧液面的高度差相等,说明探头橡皮膜受到的压强相等;可得:同种液体内,同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
②在实验序号1、2、6中,水的密度一定,探头所处的深度不同,深度增大,U形管两侧液面的高度差增大,金属盒的橡皮膜所受压强增大;实验结论为:液体密度一定时,液体压强随深度的增加而增大。
③要探究液体压强的大小与液体密度的关系,应选用不同密度的液体,同时控制探头在液体中的深度相同;由(b)、(c)两图知,两种液体的密度不同,但探头在液体中的深度不同,由此得到压强与密度的关系结论是不可靠的;原因是没有控制金属盒在液体中的深度相同。
11. 在弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没在水中后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部刚好接触为止。图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计示数F随圆柱体下降高度h变化的图像。
(1)圆柱体受到的重力是 N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)分析图像BC段,可得出结论:物体完全浸入液体前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越 (选填“大”或“小”);
(4)分析图像CD段,由此可以判断潜水艇浸没在水中的深度增大时,受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。由上述结论推测:潜水艇是如何实现上浮和下沉的?并简述理由 。
【答案】(1)12;(2)8;(3)大;(4)不变,见解析
【详解】(1)由图像可知,当圆柱体还未浸入水中(h=0)时,弹簧测力计示数为12N,此时弹簧测力计的示数等于圆柱体的重力,即G=12N。
(2)当圆柱体完全浸没在水中时(h⩾7cm),弹簧测力计示数F = 4N。圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N
(3)观察图像BC段,在物体完全浸入液体前,随着浸入深度的增加,弹簧测力计示数逐渐减小。由F浮=G-F知,F减小则F浮增大,即物体完全浸入液体前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越大。
(4)观察图像CD段,圆柱体继续下降,排开水的体积不变,弹簧测力计示数不变,说明圆柱体受到的浮力不变。潜水艇浸没在水中后排开水的体积不变,由此可以判断潜水艇浸没在水中的深度增大时,受到的浮力不变。
由以上分析知,潜水艇浸没在水中后,排开水的体积不变,受到浮力不变,根据物体浮沉条件可知,它是靠改变自身重力来实现上浮和下沉的。当潜水艇要上浮时,通过排出水舱中的水,减小自身重力,使浮力大于重力而上浮;当潜水艇要下沉时,向水舱中充水,增大自身重力,使重力大于浮力而下沉。
12. 某实验小组同学想探究漂浮在液面上的实心物体浸入液体的体积与什么因素有关。他们选用了若干不同的实心圆柱体和不同液体进行实验(实验时物体均能漂浮在液面),并将物体的密度ρ物、物体的体积V物、液体的密度ρ液,以及物体浸入液体的体积V浸记录在下表中。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
物(103千克/米3)
0.4
0.4
0.4
0.6
0.6
0.6
0.8
0.8
V物(10-6米3)
10
15
20
15
15
15
15
24
液(103千克/米3)
0.8
1.0
1.0
1.0
1.2
1.5
1.0
1.2
V浸(10-6米3)
5
6
8
9
7.5
6
12
(1)分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出漂浮在液体中的实心物体,V浸与V物 (选填“有关”或“无关”)。
(2)分析比较实验序号4与5与6的数据及相关条件,可得出的初步结论是:漂浮在不同液体中的同一实心物体, 。
(3)分析比较实验序号2与4与7的数据及相关条件,可得出的初步结论是: ,V浸与ρ物成正比。
(4)实验小组同学又进一步分析了表中物体密度与液体密度的比值、物体体积与浸入液体体积的比值,由此他们推断表中空缺的数据应该是 。
【答案】(1)2与3,有关;(2)V浸与ρ液成反比;(3)漂浮在同一液体中体积相同的不同实心物体;(4)16
【详解】(1)[1][2]要探究V浸与V物的关系,应控制物体的密度ρ物和液体的密度ρ液相同,改变物体的体积V物,所以分析比较实验序号2、3的数据及相关条件。由数据可知,V物变化时,V浸也变化,可得出漂浮在液体中的实心物体,V浸与V物有关。
(2)实验序号4、5、6中,物体的密度ρ物和体积V物相同,液体的密度ρ液不同,V浸也不同,且ρ液与V浸的乘积是一个定值,可得出的初步结论是:漂浮在不同液体中的同一实心物体,V浸与ρ液成反比。
(3)实验序号2、4、7中,物体的体积V物和液体的密度ρ液相同,物体的密度ρ物不同,且V浸与ρ物的比值是一个定值,可得出的初步结论是:漂浮在同一液体中体积相同的不同实心物体,V浸与ρ物成正比。
(4)根据物体漂浮时,,即,可得,对于实验序号8,
13.《中华人民共和国民法典》把“高空坠物”纳入了违法行为。小明猜想高空坠物的破坏力可能与物体的质量、所处的高度有关。他用质量不同的小球从同一高度自由下落到沙坑,通过小球落入沙坑的深度来反映高空坠物的破坏力,实验数据如表所示。
实验序号
1
2
3
4
质量m(克)
20
40
60
80
落入沙坑的深度d(厘米)
1.2
1.4
1.6
1.7
(1)分析上述实验数据及相关条件,可以得出的结论是: ;
(2)小明查阅资料后得知:撞击时动能越大,破坏力越强。请从机械能及其转化的角度阐述重物从高处下落比从低处下落时造成破坏力更大的原因。
【答案】见解析
【详解】(1)由上述实验数据及相关条件可知,小球下落高度相同,质量越大,沙坑的深度越大,说明高空坠物的破坏力与物体的质量有关,质量越大、空坠物的破坏力越大。
(2)物体在下落的过程中,重力势能转化为动能,质量相同的物体,高度越大,重力势能越大,则撞击时动能越大,即重物从高处下落比从低处下落撞击时动能大,则造成破坏力更大。
14.某兴趣小组在“斜拉桥的原理与模型制作”跨学科实践中。
(1)在研究斜拉索对桥面拉力F的大小与斜拉索和桥面夹角α的关系时,该小组同学利用硬卡纸和细线制作出如图(a)所示桥面的模型,桥面与桥柱间的连接点为O,用力传感器测出斜拉索顶端悬点在不同位置A、B、C时拉力F的大小,整个过程中桥面始终水平,相关数据见表1。
表1
斜拉索顶端悬点位置
A
B
C
拉力F的大小/N
1.55
1.73
2.12
a. 分析表1数据,可得拉力F的大小与夹角α的关系是:同一桥面水平静止时, 。
b. 该小组同学分别画出了三个位置时O点到斜拉索的距离lA、lB、lC,如图(b)所示。请根据简单机械的相关知识,分析并解释拉力F变大的原因 。
(2)为进一步研究桥面稳固性与桥面截面形状和桥墩间距的关系,该小组同学用相同纸张制作了不同截面形状的桥面,如图所示,将桥面放在两桥墩之间,在纸桥中央放上硬币,直到纸桥塌陷,记录下此时硬币的个数,相关数据见表2。
表2
序号
桥面
截面形状
桥墩间距(cm)
硬币个数(个)
1
a
○○○○
15
36
2
b
△△△△
15
16
3
c
□□□□
18
19
4
c
□□□□
12
28
根据表2数据,是否能选出稳固性最强的截面形状,请简要说明理由: 。
【答案】(1)夹角α越小,拉力F越大;见解析;(2)见解析
【详解】(1)由表1数据,悬点从A到C,夹角α逐渐减小,拉力F从1.55N增大到2.12N,可直接得出该结论:同一桥面水平静止时,夹角α越小,拉力F越大。
将桥面近似看作一根杠杆,O点为支点,斜拉索对桥面施加的拉力F为动力,桥面所受重力G为阻力;根据杠杆平衡条件可知则
其中G、l2不变,根据图(b)可知,角度α变小时,动力臂变小,因此拉力F变大。
(2)根据序号3和4数据,桥截面形状相同时,桥墩间距越小,桥面c稳固性越强,可推理出桥墩间距在15cm时,桥面c承载的硬币数量在19~28个之间,小于36个,且大于16个;再结合序号1和2的数据,可知桥墩间距相等时,桥面a比b能承载更多的硬币,因此桥面a截面形状的稳固性最强。据此可知,根据表2数据,能选出稳固性最强的截面形状。
15. 小红想探究杠杆平衡的条件:
(1)实验前,她将杠杆的 支在支架上,当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡状态”或“非平衡状态”)。小红为了使杠杆在位置平衡,她可以将左侧的平衡螺母向 (选填“右”或“左”)调,这么做是为了 。
(2)小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个,杠杆会 (选填“右侧下降”、“左侧下降”或“保持水平平衡”)。
(3)用弹簧测力计代替某一侧钩码,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,仍使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力与其力臂的图像如图所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 (选填“相等”或“不等”),其原因是 。
【答案】(1)中点,平衡状态,右,便于力臂的测量;(2)右侧下降;(3)相等,见解析;
【详解】(1)由图得,实验前,她将杠杆的中心在支架上。
杠杆平衡状态有匀速转动或者静止,甲图中杠杆静止时是处于杠杆平衡状态。
由图甲得,杠杆的左端下沉,小红为了使杠杆在位置平衡,她可以将左侧的平衡螺母向右调,使杠杆在水平位置平衡。
杠杆在水平平衡,力臂落在杠杆上,便于力臂的测量。
(2)小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个,杠杆左端的力与力臂的乘积为
杠杆右端的力与力臂的乘积为
则杠杆会右侧下降。
(3)由图得,图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等。
实验中阻力与阻力臂的乘积不变,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,由杠杆平衡条件得,动力与动力臂的乘积不变,则图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积为动力与动力臂的乘积,因此图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等。
考向02 电磁学
典例引领
【典例01】(25-26九年级上·上海·月考)小明想用伏安法测量某定值电阻的阻值。
(1)图甲是小兰连接的部分电路,请用笔画线代替导线,帮她将电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到最_____(“A.左”“B.右”)端,目的是:_____。
(3)小兰移动滑动变阻器的滑片,进行多次实验,目的是_____。小兰记录的实验数据如下表所示,她和小海根据实验数据各自画出了定值电阻的-图像,如图乙、丙所示,其中,图像_____(选填“A.乙”或“B.丙”)是正确的,理由是:_____。
实验序号
1
2
3
4
5
电压
1.1
1.5
1.9
2.3
2.5
电流I/A
0.22
0.30
0.28
0.44
0.50
(4)计算定值电阻的阻值为_____。(结果保留1位小数)
(5)小兰发现,只去掉图甲中的电压表,保持其他电路连接不变,也能测出的阻值。请将下列实验步骤补充完整:(滑动变阻器的最大阻值为)
①将滑动变阻器的滑片移至最左端,闭合开关,记录此时电流表的示数;
②_____,记录此时电流表的示数;
③则_____。(用字母、和表示)
【答案】(1)见下图;(2)A;保护电路;(3)减小误差;A;见解析;(4)5.1;(5)将滑动变阻器的滑片P移至最右端;
【详解】(1)一节新干电池是1.5V,由图可知,电源为两节干电池串联,电源电压是3V,故电压表选用小量程并联在Rx两端;在用伏安法测量电阻时,需要将电流表与被测电路串联,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,滑动变阻器滑片应移到最左端。
(3)实验中移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验得出多组数据计算待测电阻的平均值,从而减小误差。
由实验数据可知,U与I的比值是一个定值,所以I-U图像是一条过原点的直线,即图乙是正确的。
(4)由图乙可知,第4次实验数据不在图像附近,偏离图像较多,是错误数据应去掉,由表格数据可知,第1次实验中定值电阻的阻值
第2次实验中定值电阻的阻值
第4次实验中定值电阻的阻值
第5次实验中定值电阻的阻值
定值电阻的平均值为
(5)步骤②将滑动变阻器的滑片P移至最右端,此时电流表的示数为I2,滑动变阻器接入电路的阻值为0,为Rx简单电路,电源电压为②
]图甲中定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,步骤①将滑动变阻器的滑片P移至最左端,闭合开关,记录此时电流表的示数I1,此时滑动变阻器的最大阻值R0与Rx串联,电源电压为
②
由①②可知Rx的阻值为
方法透视
核心知识总结
I-U与
I-R图像
(1)I-U图像:通过同一导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)I-R图像:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
I-R图像 I- 图象
(3)小灯泡的I-U图像:小灯两端的电压与电流之比(电阻)不是一个定值;当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。原因是当灯两端电压变大时,灯丝温度升高。
热敏电阻与温度关系图像(R-t)
有的热敏电阻阻值随着温度的升高而升高,有的热敏电阻阻值随着温度的升高而减小。
力敏电阻与力关系图象(R-F)
有的力敏电阻阻值随着力的增大而增大,有的力敏电阻阻值随着力的增大而减小。
热敏电阻与光照关系图像
变式演练
【变式01】(25-26九年级上·黄浦·期中)实验小组在探究“通过导体的电流与导体电阻关系”的实验时,选用的器材:电源电压为6V保持不变、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图补充完整________。要求:滑片P位于d端时,变阻器连入电路阻值最大;
(2)先将5Ω的定值电阻接入ab间,闭合开关,移动滑片P使电压表示数为U0;保持滑片位置不动,断开开关后,将5Ω的定值电阻换成10Ω接入ab间,为了完成该实验,闭合开关后应进行的操作是:______________;完成实验后,同学们根据实验数据绘制出了I-R图像,如图乙所示。根据图像得出实验结论:__________;
(3)本实验所用滑动变阻器规格可能是_____(选填字母),并说明理由。
A.“10Ω 2A” B.“20Ω 2A” C.“50Ω 1A”
【答案】(1)见下图;(2)向d端移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U0;在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(3)C
【详解】(1)根据实验电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流,根据题意,滑片P位于d端时,变阻器连入电路阻值最大,则应将接线柱c接入电路,如下图所示:
(2)将5Ω电阻换成10Ω的电阻后,根据串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,为保持电阻两端电压不变,应将滑动变阻器两端电压变大,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,应向d端移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值增大,直到电压表示数为U0。
由图乙中的图像可知,当电压一定时,得到的电流与电阻的关系是一条反比例函数的曲线,所以可以得到结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)由图乙可知,定值电阻两端的电压控制为
滑动变阻器分担的电压为
当接入20Ω的定值电阻时,根据串联分压原理可知
即 解得,
故本实验所用滑动变阻器规格可能是“50Ω 1A”,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
【变式02】(2026·徐汇·一模)小华和小明做“探究电流与电阻的关系”实验,现有电源(电压为6V且保持不变)、电流表、电压表、开关和定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω和30Ω),两种规格的滑动变阻器(分别标有“10Ω 2A”“50Ω 1A”字样),以及导线若干。电路图如(a)所示。
(1)在图(b)中,有一根导线尚未连接,用笔画线代替导线,将实物图连接完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)小华选用“50Ω 1A”的变阻器进行实验,他先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω。闭合开关后,移动变阻器的滑片,保持电阻R两端电压不变,实验数据见表。当他将15Ω的电阻替换为30Ω的电阻后,变阻器接入电路的电阻相应需要______(A.变大 B.变小),使得电阻R两端电压不变,此时电流表的示数如图(c)所示,电流表的示数为______A。
实验序号
电阻(Ω)
电流表示数(A)
1
5
0.60
2
10
0.30
3
15
0.20
4
30
①请在坐标纸中把未标出的点用“×”描出来,并画出I-R图像____。
②计算表中电流与电阻的乘积,可以发现:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比。(A.正 B.反)
(3)实验中,小明选用“10Ω 2A”的变阻器进行实验,先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、30Ω。在移动变阻器滑片的过程中,发现无法保持电阻R两端电压为4V,请通过计算说明他应保持电阻R两端的电压U的取值范围。
【答案】(1)见下图;(2) A;0.10;见下图; B;(3)4.5V≤≤6.0V
【详解】(1)要使滑动变阻器接入电路的阻值最大,滑片此时在最右端,则滑动变阻器的下端A应该与定值电阻的b端连接,如图所示:
(2)将15Ω的电阻替换为30Ω的电阻后,由串联分压原理可知,电阻R两端电压变大,而实验中需要保持R两端电压不变,则需使滑动变阻器两端电压变大,滑动变阻器接入电路中的阻值变大。
如表格所示随着电阻的增大,电流表的示数应该减小,换成30Ω的电阻后,如图(c)所示,电流表应接小量程,分度值是0.02A,电流表的示数应该是0.1A。
把电阻为30Ω,电流为0.1A标在坐标纸中,并用平滑的曲线将各个点连接起来,如图所示:
计算表中电流与电阻的乘积,都为3V,可以发现,当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω,定值电阻为30Ω时,电路中电流的最小值
此时电阻R两端的电压最小为
在移动滑动变阻器的过程中,电阻R两端的电压会变大,但不会大于电源电压,则电阻R两端的电压U的取值范围
题●型●训●练
1. 如图所示为两个电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻比乙的电阻小
B.乙的阻值为10Ω
C.当乙两端的电压为2V时,乙的电功率为0.6W
D.当通过甲的电流为0.2A时,10s内甲产生的焦耳热为40J
【答案】B
【详解】AB.由图像可知,当电流为0.2A时,甲两端的电压为4V,乙两端的电压为2V。根据欧姆定律可知,甲、乙的电阻分别为
因为,所以甲的电阻比乙的电阻大,故A错误,B正确;
C.由图像可知,当乙两端的电压为2V时,通过乙的电流为0.2A。此时乙的电功率为
故C错误;
D.由图像可知,当通过甲的电流为0.2A时,甲两端的电压为4V。在10s内甲产生的焦耳热为
故D错误。故选B。
2. 如图所示是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图像。现将它们并联后接在电压为的电源两端,下列说法正确的是( )
A.干路中的电流是0.8A B.小灯泡L的灯丝电阻为0.2Ω
C.定值电阻R的电功率为1.6W D.整个电路在20s内消耗的电能为192J
【答案】C
【详解】 将小灯泡L和定值电阻R并联后接在电压为4V的电源两端,根据并联电路的电压特点,小灯泡L和定值电阻R两端的电压均为4V,即
A.由图像可知,当电源电压为4V时,通过小灯泡L的电流0.8A,通过定值电阻R的电流0.4A;根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路中的电流
,故A错误;
B.当小灯泡L两端电压为4V时,通过它的电流为0.8A,此时小灯泡L的灯丝电阻
故B错误;
C.定值电阻R两端的电压为4V,通过它的电流为0.4A,定值电阻R的电功率
,故C正确;
D.整个电路的总功率
整个电路在20s内消耗的电能
故D错误。故选C
3. 图甲为探究“不同物质吸热能力”的实验装置,两个烧瓶内分别装有A、B两种液体。图乙为这两种液体温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.两烧瓶中液体的体积相等
B.两烧瓶中的电阻丝阻值不相等
C.分析图像可知A的吸热能力更强
D.该实验采用了控制变量法和转换法
【答案】D
【详解】A.探究“不同物质吸热能力”的实验,应控制两烧瓶中液体的质量相等,而不是体积相等,因为不同液体密度不同,体积相等时质量不同,故A错误;
B.根据,在电流和通电时间相同的情况下,为保证相同时间内两电阻丝产生热量相同,两烧瓶中的电阻丝阻值应该相等,故B错误;
C.由图乙可知,质量、初温相等的不同物质,加热相同时间,即吸收相同热量,A的温度变化大,根据Q=cmΔt,在Q、m相同的情况下, Δt越大,比热容c越小,吸热能力越弱,所以A的吸热能力弱,故C错误;
D.探究“不同物质吸热能力”的实验,改变烧瓶内液体的种类不同,控制其他因素相同,利用了控制变量法;质量相等的不同物质,加热相同时间,通过温度计示数的变化反映吸热能力强弱,应用了转换法,故D正确。
故选D。
4. 在“探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:两节新干电池、电流表、电压表、标有“10Ω 1A”的滑动变阻器R'、开关、定值电阻R和导线若干。
(1)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(2)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为
A,根据实验数据绘制出定值电阻R的I-U图像如图丙所示。由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(3)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为 V不变。老师指出其第 (填序号)组数据是拼凑的,理由是实验所用的滑动变阻器最大值太 了(选填“大”或“小”)。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
(4)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取______的措施(选填字母符号),完成这组记录数据所对应的实验测量。
A.选用更大的定值电阻 B.升高电源电压 C.降低电源电压
(5)排除拼凑的数据后分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【答案】(1)断路;(2)0.30,正比;(3)2.0,5,小;(4)C;(5)反比
【详解】(1)电流表无示数、电压表示数接近电源电压,说明电路断路,且电压表与电源连通,因此原因是定值电阻R断路。
(2)图乙中电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.30A;图丙中I-U图像是过原点的直线,说明导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)由表格数据,U=IR=5Ω×0.40A=2V,故保持电压表的示数为2V不变;
电源电压
滑动变阻器需分担的电压
根据串联分压规律
当R=25Ω时,
但滑动变阻器最大阻值仅10Ω,无法满足,因此第5组数据是拼凑的;理由是滑动变阻器最大值太小了。
(4)A.若选用更大的定值电阻,根据,R增大时,所需R滑会更大,现有滑动变阻器更无法满足,因此该措施不能解决问题,A不符合题意。
B.升高电源电压后,U总增大,也会增大,根据,所需R滑会进一步增大,现有滑动变阻器更无法满足,因此该措施不能解决问题,B不符合题意。
C.降低电源电压后,U总减小,也会减小,所需R滑会减小。因此该措施能解决问题,C符合题意。
故选C。
(5)分析表格数据可得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
5. 图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小)。
(2)连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片调至 (选填“C”或“D”)端。
(3)闭合开关,当电压表示数为1V时,电流表示数如图乙所示,电流表示数为 A。
(4)根据实验记录的多组电流表和电压表示数绘制了图丙所示的图像,分析图像可以得出结论:当电阻一定时,电流与电压成 比。
(5)同组的小华对丙图提出了疑问,她认为图线不应该过坐标零点,你认为小华的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【答案】(1)见下图;(2)C;(3)0.1;(4)正;(5)错误;电压是产生电流的原因,电压为0,电流也为0(当电阻两端电压为零时,电流也为零)
【详解】(1)电源为两节干电池,电压为3V,所以电压表应选择小量程接入电路,并且要使滑动变阻器的滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,所以应选择D端接线柱,如图所示:
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的阻值调到最大,即调至C端。
(3)由图乙可知,电流表选择0~0.6A量程接入电路,由指针位置可知读数为0.1A。
(4)根据实验记录的多组电流表和电压表示数绘制了图丙所示的图像,图像为过原点的倾斜直线,分析图像可以得出结论:当电阻一定时,电流与电压成正比。
(5)电压是产生电流的原因,电压为0,电流也为0,所以图线应该过原点,小华的观点是错误的。
6. 在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中,提供的器材如下:电压恒为6V的电源一个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)按如图甲所示电路图连接电路后,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;闭合开关S后,发现只有一个电表的指针明显偏转,若电路故障只出现在R或R1上,则电路的故障可能是 被短路或 断路。
(2)排除故障后,将阻值为5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A时,读出电压表示数。
(3)断开开关S,将阻值为5Ω的定值电阻换成阻值为10Ω的定值电阻,接下来闭合开关S,此时电流表示数如图乙所示,为 A,然后将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数与(2)中的电压表示数相同。
(4)分别用其他定值电阻依次替换R,重复(3)中的实验,根据所测数据绘制出如图丙所示的I-R图像,并得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(5)要完成本次实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
(6)若不添加其他器材,利用如图甲所示电路还可完成的电学实验有 。(写出一个即可)
【答案】右 R R 0.28 右 反比 50 探究电阻一定时电流与电压的关系
【详解】(1)闭合开关S前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的最右端。
由图甲得,R与R1串联,电压表测量R的电压,电流表测量电路电流。闭合开关S后,发现只有一个电表的指针明显偏转,若电路故障只出现在R或R1上:若R或R1断路,则电路中没有电流,电流表没有示数,电压表有示数,则故障一定R断路;若R或R1短路,则电路中有电流,电流表有示数,则电压表没有示数,则故障一定R短路,故电路的故障可能是R被短路或R断路。
(3)由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,电流表的分度值为0.02A,示数为0.28A。
实验中要控制定值电阻的电压不变,断开开关S,将阻值为5Ω的定值电阻换成阻值为10Ω的定值电阻,为了控制定值电阻的电压不变,应将滑动变阻器的滑片向右移动,增大滑动变阻器接入电路中电阻,直到电压表示数与(2)中的电压表示数相同。
(4)由图丙所示的I-R图像得:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻的乘积不变,说明导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)由图像与由欧姆定律得,R的电压为
由串联电路电压特点得,滑动变阻器的电压为
串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
则定值电阻的电阻越大,滑动变阻器接入电路中的电阻越大;当接入25Ω定值电阻时,滑动变阻器接入电路中的电阻为RP=2R=2×25Ω=50Ω,实验中所用滑动变阻器的最大阻值不低于50Ω。
(6)探究电阻一定时电流与电压的关系,要控制定值电阻的阻值不变,改变定值电阻的电压与电流进行探究。若不添加其他器材,利用如图甲所示电路还可完成的电学实验有探究电阻一定时电流与电压的关系。
7. 小阳采用如图甲所示的方法将两个相同的小灯泡连接在两节新干电池上,两个灯泡都能发光。已知通过小灯泡的电流随两端电压的变化关系如图乙所示,由图可知两个小灯泡是 联的,通过导线的电流为 A,通电10s整个电路中的消耗的电能是 J。
【答案】 串 0.5 15
【详解】从图甲能看到,两个小灯泡依次连接,电流只有一条路径,因此两个小灯泡是串联。
两节新干电池的总电压U=3V,串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和,且两个小灯泡相同,所以每个小灯泡两端的电压
由图乙的I-U图像可知,电压为1.5 V时对应的电流为0.5A,串联电路中电流处处相等,因此通过导线的电流为I=0.5A
通电10s整个电路中的消耗的电能W=UIt=3V×0.5A×10s=15J
8.生活中各种材料的导电性能不尽相同,我们根据其不同的导电性能,在工业生产、生活中加以合理应用。
(1)发光二极管(俗称LED)的图像如图所示,它是由______(选填“半导体”、“绝缘体”或“导体”)材料制成的;
(2)LED正常发光时,用手触摸几乎不发热,减少了能量的损失,它在工作时主要将______能转化成光能;
(3)在家庭电路中,LED灯与控制它的开关之间的连接方式是________。
【答案】(1)半导体;(2)电;(3)串联
【详解】(1)发光二极管是由半导体材料制成的,具有单向导电性。
(2)LED正常发光时,消耗电能,产生光能,用手触摸几乎不发热,说明没有产生过多的内能,所以LED灯在工作过程中主要将电能转化为光能。
(3)开关与用电器串联时,才能起到控制作用,所以LED灯与控制它的开关之间的连接方式是串联。
9.如图(a)所示是风力发电装置的简易原理图,风通过叶片,带动叶片转动,经过齿轮箱增速后,发电机转子高速旋转发电。
(1)在风力发电机发电过程中,能量转化的顺序是:风能→_________能→_________能;
(2)如图(b)所示是某型号的风力发电机的发电功率与风速的关系图像,根据图像可得初步结论:当风速大于v1且小于v2时,___________;当风速大于v3且小于v4时,_________;
(3)我国风能资源呈现“由沿海向内陆迅速减弱,到内陆后又有所增强”的特点;相同的风速而言,在海拔越高的地方,风机叶片转动得越慢。如图(c)所示是选址于上海东海大桥海上风电场,请从生产电能角度,分析该风电场选址于海上的理由:___________。
【答案】机械;电;发电功率随风速的增大而增大;发电功率几乎不受风速影响;见解析
【详解】(1)在风力发电机发电过程中,能量先由风能转化为叶片转动的机械能,再由叶片带动发电机工作,将机械能转化为电能。
(2)由图象可知,风速大于0且小于v1时,发电功率为0,大于v1且小于v2时,发电功率随风速的增大而增大,当风速大于v2且小于v3时,发电功率略微下降,而当风速大于v3且小于v4时,发电功率保持不变,即发电功率几乎不受风速影响。
(3)由题意可知,沿海的风能大,且海上海拔低,风扇转动快;而内陆虽然风能有所增强,但海拔高,风扇转动慢,故该风电场选址于海上。
10. 物理兴趣小组设计了一个乙图所示电路,通过实验绘制的小灯泡的I-U图像如图甲所示,只闭合开关S1,电流表的示数为0.2 A;再闭合开关S2时,电流表的示数为0.25 A。则电源电压为 V;只闭合开关S1时,电阻两端的电压为 V,工作5 min,电阻产生的电热为 J。
【答案】 2.5 1 60
【详解】只闭合开关S1,R与L串联,电流表测量电路中的电流,再闭合开关S2时,R被短路,只有L工作,此时小灯泡L两端的电压等于电源电压,根据电流为0.25 A,从图像知,电压为2.5 V,即电源电压U=2.5V;当只闭合开关S1,灯泡的电流为0.2 A,电压为1.5 V,根据串联电路的特点知,电阻R两端的电压
工作5 min,电阻R产生的电热为
11. 下表所示为酒驾类型标准。如图(a)所示为检测酒驾所用酒精测试仪的原理图,其中R2是阻值为20Ω的定值电阻;R1是酒精气敏电阻,其阻值随血液中酒精含量变化关系的图像如图(b)所示。
酒驾类型标准
血液中酒精含量
无酒驾行为
小于0.2mg/mL
酒后驾车
0.2~0.8mg/mL
醉酒驾车
0.8mg/mL以上
(1)结合图(b)中阻值随血液中酒精含量变化关系的图像,当测试仪所检测的酒精含量为0时,电路中酒精气敏电阻R1阻值为________Ω。
(2)经测量发现,当测试仪所检测的酒精含量为0时,电压表示数为9V,求电源电压U。
(3)当电流表的示数为0.24A时,请通过计算判断被检测者属于酒后驾车还是醉酒驾车。
【答案】(1)60;(2)12V;(3)见解析
【详解】(1)根据图(b)所示的酒精气敏电阻R1阻值随血液中酒精含量变化的图像可知,当血液中酒精含量为0mg/mL时,对应的纵坐标值为60,因此酒精气敏电阻R1的阻值为60Ω。
(2)由电路图(a)可知,酒精气敏电阻R1与定值电阻R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流。当酒精含量为0时,由第(1)问可知,R1的阻值为60Ω,此时电压表示数U1=9V。
根据欧姆定律,电路中的电流为
定值电阻R₂两端的电压为U2= IR2=0.15A×20Ω=3V
根据串联电路中总电压等于各分电压之和的规律,电源电压为U=U1+U2=9V+3V=12V
(3)当电流表的示数为0.24A时,电路的总电阻为
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和的规律,此时酒精气敏电阻的阻值为
查阅图(b)知,当R1为30Ω时,对应的血液中酒精含量为0.2mg/mL。根据题干中的酒驾类型标准表,血液中酒精含量在0.2mg/mL至0.8mg/mL之间属于酒后驾车。因此,该被检测者属于酒后驾车。
12. 亮亮设计了一个用电压表的示数反映环境温度变化的电路,其电路原理如甲图所示,电源电压为4V保持不变,定值电阻R0阻值为15Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如乙图所示。闭合开关S后,当环境温度为20℃时,此时电压表的示数为1.5V。求:
(1)当环境温度为20℃时,电流表示数为多少?
(2)当环境温度为20℃时,热敏电阻R1两端的电压为多少?
(3)当电压表示数为2.4V时,环境温度是多少?
【答案】(1)0.1A;(2)2.5V;(3)80℃
【详解】(1)当环境温度为20℃时,电压表测得R0两端的电压U0=1.5V
根据欧姆定律,电路中的电流为
所以,电流表示数为0.1A。
(2)因为R0和R1串联,根据串联电路电压的特点,热敏电阻R1两端的电压为
(3)当电压表示数为时,电路中的电流为
此时,热敏电阻R1两端的电压为
此时,热敏电阻R1的阻值为
查阅图乙可知,当热敏电阻的阻值为10Ω时,对应的环境温度是80℃。
13. 飞船发射前,通常要检验舱体的气密性。某科技小组设计的检测电路如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R0=50Ω,压力传感器的阻值随环境气压的变化规律如图乙所示。进行气密性监测时,将压力传感器置于舱体内,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa,此时电压表示数为10V。求:
(1)舱体不漏气时通过R0的电流。
(2)电源电压。
(3)舱体内气压为0.6×105Pa时电路中的电流。
【答案】(1)0.2A;(2)12V;(3)0.17A
【详解】(1)由电路图可知,定值电阻R0与压力传感器R串联,电压表测量R0两端的电压。已知舱体不漏气时,R0两端的电压U0=10V,R0的阻值为50Ω。根据欧姆定律,通过R0的电流为
(2)当舱体不漏气时,舱体内气压为p=1.0×105Pa
由图乙可知,此时,压力传感器R的阻值R=10Ω,电路的总电阻为
电源电压为
(3)当舱体内气压为时,由图乙可知,压力传感器R的阻值,此时电路的总电阻为
此时电路中的电流为
14. 实践课上,同学们在老师的帮助下设计了一个能测量体重的装置,其电路原理图如图甲所示。定值电阻R0的阻值为20Ω,R是压敏电阻,其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,电压表测量范围为0~3V;踏板的质量忽略不计,质量60kg的某同学站在踏板上时,电压表的示数为1.2V,g取10N/kg。
(1)体重越重,压敏电阻的阻值 (填“越大”或“越小”)。
(2)求电源电压。
(3)在保证电路安全的前提下,该装置能称量的最大质量为多少?
(4)若把电压表改装成可以实时显示体重的刻度表盘,则其刻度线分布 (填“均匀”或“不均匀”)。
【答案】(1)越小;(2)6V;(3)120kg;(4)不均匀
【详解】(1)由图乙可知,体重越重,压力F越大,压敏电阻的阻值越小。
(2)由图甲可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压U0=1.2V,电路中的电流
该同学对踏板的压力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N
由图乙可知,此时压敏电阻的阻值为80Ω,可知电源电压
(3)电压表的最大示数为3V,此时电路中的电流最大,压敏电阻的阻值最小,所测的体重也最大,故此时的电流
压敏电阻R的阻值
由图乙可知此时压力为1200N,能称量的最大质量
(4)电压表的示数可表示为
两电阻串联接入电路,电阻R0的阻值不变,由欧姆定律可知通过电路的电流为,随压敏电阻R的阻值的改变而改变,压敏电阻的阻值与所受的压力不成正比,所以将电压表改为体重计,改装后的体重计刻度是不均匀的。
15.如图所示的是某波的传播图像。根据图像可知:波的振幅是______cm,周期是______s,频率是______Hz。
【答案】 2 0.8 1.25
【详解】[1]振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离。从图像中可以看出,波偏离平衡位置的最大距离为2cm,所以波的振幅是2cm。
[2]周期是完成一次振动所需的时间。在图像中,从0s时刻到0.8s时刻,波完成了一次完整的振动,所以波的周期T=0.8s
[3]频率是指每秒振动的次数,频率与周期的关系为f=1/T,所以它的频率
16.如下表是某型号手机快充充电器的部分参数。利用“USB充电电流电压显示计”来测量该快速充电器将某一手机电池从零电量到充满电的过程中输出的电流和电压,并绘制如图甲、乙所示图像。下列有关说法错误的是( )
额定输入电压
输出
A.该快充充电器的最大输出功率为
B.充电器为手机充电时,手机电池相当于用电器
C.充电器为手机充电时,电流通过手机电池,把电能转化为化学能
D.若不计电能损耗,前充电消耗的电能为
【答案】D
【详解】A.由图可知,充电时的最大电压为10V,最大充电电流为5A,则最大输出功率为,故A正确,不符合题意;
B.用充电器给手机充电时,手机电池消耗电能,手机电池相当于用电器,故B正确,不符合题意;
C.用充电器给手机充电时,手机电池将电能转化为化学能存储起来,故C正确,不符合题意;
D.若不计能量损耗,0~5min时,电压为U=10V,电流为,通电时间为,消耗的电能为
5~10min时,电压U=10V,电流为,通电时间,消耗的电能为
则0~10min消耗的电能为,故D错误,符合题意。
故选D。
17.如图甲是某新型太阳能汽车,该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。某次试车过程中,该车在水平路面上沿直线行驶,已知汽车(包括司乘人员)的总重为4800N,汽车行驶过程中所受阻力大小恒为汽车总重的0.02倍(假设汽车运动过程中太阳光照射情况不变)。
(1)太阳能汽车电池板收集的太阳能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)若汽车轮胎与地面的接触总面积为0.16m2,求试车时汽车启动前对地面的压强。
(3)试车过程中,汽车行驶的速度—时间图像如图乙所示,若太阳光照射到地面每平方米上的辐射功率为800W,电池板吸收太阳能的20%供给汽车牵引力做功。求:
①汽车在10~15s内运动的距离__________。
②电池板在10~15s内吸收的太阳能__________。
③太阳能汽车电池板的最小面积__________。
【答案】(1)可再生;(2)3×104Pa;(3)50m;24000J;6m2
【详解】(1)太阳能可以源源不断获取,属于可再生能源。
(2)试车时汽车启动前为静止状态,受力平衡,地面对汽车的支持力F支=G=4800N
汽车对地面的压力
则试车时汽车启动前对地面的压强
(3)由图乙知,10~15s内,汽车做匀速直线运动,运动距离。
汽车匀速直线行驶时,受到的牵引力
牵引力做的功
电池板在10~15s内吸收的太阳能
10~15s内电池板吸收太阳能的总辐射功率
由太阳光照射到地面每平方米上的辐射功率为800W知,太阳能汽车电池板的最小面积
18.为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器,其电路图如图甲所示。控制电路中,电压U1=3V,定值电阻,热敏电阻R的阻值随温度变化的图像如图乙所示;工作电路中,电压U=220V,,。已知恒温调奶器容量为2kg,水温达到80℃时衔铁会跳起。[]
(1)电磁继电器本质上是________(选填开关或用电器)其工作原理是________。
(2)求衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流。
(3)当调奶器加满温度为25℃的水,加热元件工作500s后衔铁跳起,求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
(4)如果要求水温达到90℃时衔铁跳起,请你给出一种改进措施________(不要求精确计算)。
【答案】(1)开关;电流的磁效应;(1)0.02A;(3),84%;(4)减小定值电阻R0的阻值/提高控制电路的电源电压
【详解】(1)电磁继电器本质上是一个开关,它的工作原理是利用电流的磁效应,给电磁铁通电时,电磁铁会产生磁性,吸引衔铁,从而接通或断开工作电路;断电后,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的作用下复位,恢复原来的电路状态。
(2)如图乙所示,温度为80℃时,电阻R的阻值为100Ω,则此时通过电磁铁线圈的电流为
(3)已知水的质量m=2kg,初温25℃,末温80℃,比热容,吸收的热量
工作电路在加热过程中,只有在工作,则加热500s消耗的电能
加热效率
(4)从图乙能看到,水温升到90℃时,热敏电阻的阻值会变大,控制电路的电流会变小。如果想让衔铁在90℃时才跳起,需要让控制电路的电流保持原来的大小,所以可以减小定值电阻R0的阻值,或者提高控制电路的电源电压。
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