資源簡介

專題二　坐標(biāo)圖象題
命題分析　
廣東省近五年中考物理命題分析
考點(diǎn) 2023 2022 2021 2020 2019
力學(xué)圖象 省題18、23 省題14 省題5、14、23 省題15、19 省題13
電學(xué)圖象 省題23 省題23 省題18、19 省題20、22、23 ___
光熱圖象 ___ ___ ___ 省題9、18 ___
坐標(biāo)圖象題是近幾年物理中考的熱門題型之一。考試內(nèi)容、分值在增加，能力要求也越來越高。這類題型要明確圖象的橫、縱坐標(biāo)軸的物理意義和圖表中每行、每列數(shù)據(jù)的物理意義，然后根據(jù)題目要求提取有用的相關(guān)信息。
類型一　力學(xué)圖象
例1　(2023·湛江赤坎區(qū)模擬)小娜同學(xué)從家中出發(fā)去超市，前25 min步行，后改為騎自行車，又經(jīng)過5 min到達(dá)超市。全程運(yùn)動(dòng)可近似為如圖所示的路程與時(shí)間圖象，求：
(1)小娜同學(xué)到超市全程的平均速度；
(2)小娜同學(xué)騎行的速度；
(3)如果小娜同學(xué)騎車的速度保持不變，請(qǐng)計(jì)算她全程騎車返回需要多長時(shí)間。
解：(1)全程平均速度為v＝＝＝2 m/s；
(2)AB段的路程為sAB＝3 600 m－1 800 m＝1 800 m，
時(shí)間是tAB＝5 min＝300 s，
由題可知AB段為騎行，速度為v騎＝＝＝6 m/s；
(3)全程騎車返回需要時(shí)間t全＝＝＝600 s＝10 min。
答：(1)小娜同學(xué)到超市全程的平均速度是2 m/s；
(2)小娜同學(xué)騎行的速度是6 m/s；
(3)如果小娜同學(xué)騎車的速度保持不變，她全程騎車返回需要10 min。
例2　(2023·廣元)氣凝膠是一種在航天領(lǐng)域廣泛使用的新材料，如圖所示是某種氣凝膠質(zhì)量與體積的關(guān)系圖象，則其密度為_____ kg/m3；假設(shè)建造一座宇宙空間站需使用氣凝膠400 m3，則這些氣凝膠的質(zhì)量是________ kg。
答案　4　1 600
解析　由圖象可知，當(dāng)m＝20 kg時(shí)，V＝5 m3，該物質(zhì)的密度ρ＝＝＝4 kg/m3；根據(jù)密度公式ρ＝得，氣凝膠的質(zhì)量為m＝ρV＝4 kg/m3×400 m3＝1 600 kg。
例3　(2023·汕頭潮南區(qū)三模)如圖所示，容器底面積為200 cm2，一根細(xì)線下吊著物體，容器開始是空的，現(xiàn)在往容器中以200 cm3/min的恒定速度注水，細(xì)線的拉力隨注水時(shí)間變化如圖乙所示，物體的質(zhì)量為________ g，物體下表面離容器底部的距離________ cm，物體的密度為________ kg/m3。(g取10 N/kg)
答案　240　4　1.2×103
解析　(1)由題圖乙可知，當(dāng)容器中沒有水時(shí)，細(xì)線的拉力等于物體的重力，即G＝F0＝2.4 N，
由G＝mg可知，物體的質(zhì)量m＝＝＝0.24 kg＝240 g；
(2)由題圖乙可知，當(dāng)t＝4 min時(shí)，物體的下表面剛好接觸到水面，
此時(shí)容器中水的體積V水＝200 cm3/min×4 min＝800 cm3，
由V＝Sh可知，此時(shí)物體的下表面到容器底部的距離h＝＝＝4 cm；
(3)由題圖乙可知，物體浸沒時(shí)細(xì)線的拉力為0.4 N，由力的平衡條件可知，物體浸沒時(shí)的浮力
F浮′＝G－F1＝2.4 N－0.4 N＝2 N，
由F浮＝ρ液gV排可知，物體排開水的體積V排′＝＝＝2×10－4 m3，
因?yàn)榇藭r(shí)物體浸沒在水中，所以物體的體積V＝V排′＝2×10－4 m3，
因此物體的密度ρ＝＝＝1.2×103 kg/m3。
類型二　電學(xué)圖象
例4　(2023·深圳南山區(qū)三模)如圖所示是小燈泡L和電阻R的電流與電壓關(guān)系的圖象。下列說法正確的是(　　)
A．電阻R的電阻值是10 Ω
B．當(dāng)通過L的電流是0.2 A的時(shí)候，其消耗的電功率是0.8 W
C．僅把L、R并聯(lián)在電壓是2 V的電路中，干路中的電流是0.4 A
D．僅把L、R串聯(lián)在電路中，當(dāng)電流是0.2 A時(shí)，它們兩端總電壓是4 V
答案　C
解析　R為定值電阻，電阻R的電阻值R＝＝＝20 Ω，故A錯(cuò)誤；由題圖知，當(dāng)通過小燈泡L的電流為0.2 A時(shí)，對(duì)應(yīng)的電壓大小為1 V，它消耗的電功率為P＝UI＝1 V×0.2 A＝0.2 W，故B錯(cuò)誤；定值電阻R和小燈泡L并聯(lián)在電壓為2 V電路中，由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，R和L兩端的電壓都為2 V，由題圖知，通過R和L的電流分別為0.1 A和0.3 A，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，電路干路中的電流I＝IR＋I(xiàn)L＝0.1 A＋0.3 A＝0.4 A，故C正確；R和L串聯(lián)，電路各處的電流相等，由題圖知，當(dāng)電路的電流為0.2 A時(shí)，L兩端的電壓為1 V，R兩端的電壓為4 V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電路的電壓為1 V＋4 V＝5 V，即它們兩端總電壓是5 V，故D錯(cuò)誤。
例5　(2023·珠海香洲區(qū)三模)如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從最右端滑到最左端的過程中，定值電阻R1的I－U關(guān)系圖象是圖乙中兩條斜線中的________(選填“A”或“B”)；電壓表V2的示數(shù)________(選填“變大”“不變”或“變小”)；可求得電源電壓為________ V。
答案　B　變小　9
解析　由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表V1測R1兩端的電壓，V2測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。根據(jù)I＝知，定值電阻的電流與電壓成正比，故定值電阻R1的I－U關(guān)系圖象是B。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從最右端滑到最左端的過程中電阻變小，根據(jù)串聯(lián)電阻規(guī)律知，電路總電阻變小，根據(jù)歐姆定律I＝知，電路中的電流變大，而定值電阻兩端的電壓U1＝IR1是變大的，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器電壓之和，電壓表V2的示數(shù)U2＝U－U1，電源電壓不變，U1變大，則U2變小。由題圖乙中的圖線B知，當(dāng)滑片P滑到滑動(dòng)變阻器最左端時(shí)，R1兩端電壓為9 V，即電源電壓為9 V。
類型三　光熱圖象
例6　某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關(guān)系的圖象，如圖所示。下列判斷正確的是(　　)
A．該凸透鏡的焦距是20 cm
B．當(dāng)u＝15 cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小的像
C．當(dāng)u＝25 cm時(shí)成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的
D．把物體從距凸透鏡15 cm處移動(dòng)到40 cm處的過程中，像逐漸變小
答案　D
解析　由題圖知，當(dāng)物距為20 cm時(shí)，像距也為20 cm，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，物距等于2倍焦距時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)像距與物距相等，所以2f＝20 cm，則f＝10 cm，故A錯(cuò)誤；當(dāng)u＝15 cm時(shí)，f＜u＜2f，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像，故B錯(cuò)誤；當(dāng)u＝25 cm時(shí)，u＞2f，此時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像，照相機(jī)成像原理與之相同，故C錯(cuò)誤；把物體從距凸透鏡15 cm處移動(dòng)到40 cm處的過程中，物距變大，像距變小，像變小，故D正確。
例7　(2023·汕頭潮南區(qū)三模)如圖表示某晶體的物態(tài)變化過程，其中甲、乙、丙分別是固、液、氣三種物態(tài)。下列分析正確的是(　　)
A．甲→乙的過程需要放熱
B．乙→丙的過程是升華過程
C．BC段對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是固液共存態(tài)
D．DE段對(duì)應(yīng)的溫度為該晶體的熔點(diǎn)
答案　C
解析　由圖知，物態(tài)甲中分子相距最近，分子排列規(guī)則，分子間的作用力最大，既不易被壓縮，也不容易被拉伸，所以是固態(tài)分子的排列方式；物態(tài)乙中分子相距較近，分子排列雜亂，分子間的作用力較弱，是液態(tài)分子的排列方式；物態(tài)丙中分子相距最遠(yuǎn)，分子無固定排列，分子間的作用力最弱，是氣態(tài)分子的排列方式。甲→乙是固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的熔化過程，需要吸收熱量；乙→丙是液態(tài)變成氣態(tài)的汽化過程；BC段表示物體吸熱(或放熱)時(shí)溫度保持不變、狀態(tài)發(fā)生改變的晶體熔化(或凝固)過程，此時(shí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為固液共存態(tài)；DE段對(duì)應(yīng)的溫度為該物質(zhì)的沸點(diǎn)。故選C項(xiàng)。
例8　小歡用不同裝置分別加熱200 g的水和200 g的某種物質(zhì)，水從50 ℃加熱至98 ℃剛好消耗了4 g酒精(q酒精＝3×107 J/kg)，她根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出水和該物質(zhì)的溫度隨時(shí)間變化的圖線。若單位時(shí)間內(nèi)該物質(zhì)吸收的熱量與水吸收的熱量相等，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，下列說法正確的是(　　)
A．10～25 min該物質(zhì)的內(nèi)能保持恒定不變
B．該物質(zhì)0～10 min的比熱容大于25～35 min的比熱容
C．該物質(zhì)0～10 min的比熱容為1.68×103 J/(kg·℃)
D．加熱水的酒精燈的加熱效率為36.3%
答案　C
解析　在10～25 min內(nèi)，加熱該物質(zhì)的溫度不變，是晶體的熔化過程，該物質(zhì)吸熱，內(nèi)能增加，A錯(cuò)誤；由題圖可知：物質(zhì)在0～10 min內(nèi)與25～35 min內(nèi)，質(zhì)量相同，吸收熱量相同，0～10 min內(nèi)溫度變化大，根據(jù)Q＝cmΔt可知該物質(zhì)在0～10 min內(nèi)的比熱容小于25～35 min內(nèi)的比熱容，B錯(cuò)誤；水從50 ℃加熱至98 ℃用時(shí)40 min，水吸收的熱量為Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(98 ℃－50 ℃)＝40 320 J，則0～10 min該物質(zhì)吸收的熱量為Q′＝Q吸＝10 080 J，該物質(zhì)的質(zhì)量為m＝200 g＝0.2 kg，溫度變化為Δt′＝80 ℃－50 ℃＝30 ℃，所以該物質(zhì)的比熱容為c＝＝＝1.68×103 J/(kg·℃)，C正確；4 g酒精完全燃燒釋放的熱量Q放＝mq＝4×10－3 kg×3×107 J/kg＝1.2×105 J，加熱水的酒精燈的加熱效率為η＝＝＝33.6%，D錯(cuò)誤。
類型一　力學(xué)圖象
1.(2023·深圳南山區(qū)三模)在物理圖象中不但縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別代表一定的物理意義，而且直線的斜率和面積也具有特定的物理意義。對(duì)圖中的兩個(gè)圖象所包含的信息的理解，正確的是(　　)
A．圖甲中的斜率越小，表示物質(zhì)的密度越大
B．圖甲中，密度與質(zhì)量成正比，密度與體積成反比
C．圖乙中表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的路程越大，速度越大
D．圖乙中陰影部分面積表示該物體在對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)通過的路程
答案　D
解析　圖甲中縱坐標(biāo)表示物質(zhì)的質(zhì)量m，橫坐標(biāo)表示物質(zhì)的體積V，則圖象的斜率表示物質(zhì)的密度，斜率越大，表示物質(zhì)的密度越大；圖甲是質(zhì)量隨體積變化圖象，體現(xiàn)了同種物質(zhì)質(zhì)量和體積成正比，并不是表明同種物質(zhì)的密度與質(zhì)量成正比，與體積成反比；圖乙是v－t圖象，圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線，表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；圖乙中陰影部分的面積等于物體速度v與時(shí)間t的乘積，由s＝vt可知陰影部分面積表示物體通過的路程。故選D。
2．(2023·達(dá)州)如圖所示，A、B兩個(gè)粗糙程度相同的物體以甲、乙兩種不同的方式疊放在同一水平地面上，分別用水平方向的拉力F甲和F乙使A、B一起向右運(yùn)動(dòng)，甲運(yùn)動(dòng)的s－t圖象和乙運(yùn)動(dòng)的v－t圖象分別如圖丙、丁所示，已知F甲＝10 N，下列說法正確的是(　　)
A．F甲＜F乙 B．甲、乙兩圖中A、B之間的摩擦力均為10 N
C．拉力F甲與拉力F乙的功率相等 D．甲、乙兩圖中地面受到的摩擦力相等
答案　D
解析　由題圖丙、丁可知，甲、乙中A、B整體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則整體在水平方向上受力平衡，受到的摩擦力等于拉力；甲、乙中A、B整體對(duì)水平地面的壓力相同，接觸面的粗糙程度相同，所以受到的摩擦力大小相同，則拉力大小相同，即F甲＝F乙，故A錯(cuò)誤，D正確；題圖甲中A、B一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A和B之間沒有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，也沒有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的趨勢，所以A、B之間的摩擦力為0 N；題圖乙中，B向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B受到的摩擦力等于拉力，拉力為10 N，所以摩擦力為10 N，由于物體間力的作用是相互的，所以A、B之間的摩擦力為10 N，故B錯(cuò)誤；根據(jù)題圖丙可知，甲中物體運(yùn)動(dòng)的速度為v＝＝＝3 m/s；根據(jù)題圖丁可知，乙中物體的運(yùn)動(dòng)速度為6 m/s；由于兩種情況下的拉力相同，根據(jù)P＝＝＝Fv可知，拉力F甲與拉力F乙的功率不相等，故C錯(cuò)誤。
3．(2023·濰坊)如圖甲所示，工人用推力F將重為1 000 N的箱子沿斜面推至水平車廂中，斜面長3 m、高1.5 m，F(xiàn)始終與箱子運(yùn)動(dòng)方向相同。箱子運(yùn)動(dòng)路程隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，推力F隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示。下列分析正確的是(　　)
A．0～10 s內(nèi)，箱子做加速運(yùn)動(dòng) B．0～10 s內(nèi)，箱子所受摩擦力為300 N
C．10～20 s內(nèi)，推力F的功率為160 W D．10～20 s內(nèi)，箱子所受摩擦力為200 N
答案　D
解析　由題圖乙可知，箱子在0～10 s內(nèi)路程和時(shí)間成正比，箱子做勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；0～10 s內(nèi)，由題圖丙可知此時(shí)推力為600 N，總功為：W總＝Fs＝600 N×3 m＝1 800 J，有用功為：W有用＝Gh＝1 000 N×1.5 m＝1 500 J，額外功為：W額＝W總－W有＝1 800 J－1 500 J＝300 J，箱子所受摩擦力為：f＝＝＝100 N，故B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，箱子在10～20 s內(nèi)路程和時(shí)間成正比，箱子做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v＝＝＝0.5 m/s，由題圖丙知10～20 s內(nèi)，推力F的大小為200 N，推力的功率為：P＝＝＝F′v＝200 N×0.5 m/s＝100 W，故C錯(cuò)誤；10～20 s內(nèi)，箱子做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)推力等于摩擦力，由題圖丙可知此時(shí)推力為200 N，所以摩擦力等于200 N，故D正確。
類型二　電學(xué)圖象
4.(2023·濟(jì)寧)如圖是燈泡L的I－U圖象。結(jié)合圖象分析，下列選項(xiàng)正確的是(　　)
A．通過燈泡L的電流與其兩端的電壓成正比
B．當(dāng)通過燈泡L的電流為0.3 A時(shí)，其實(shí)際功率為0.72 W
C．將兩個(gè)完全相同的燈泡L串聯(lián)在2.4 V的電源兩端，電路的總功率為0.24 W
D．將燈泡L和18 Ω的定值電阻并聯(lián)在3.6 V的電源兩端，電路的總電阻為6 Ω
答案　D
解析　燈泡L的I－U圖象是一條曲線，所以通過燈泡的電流與它兩端所加電壓不成正比，故A錯(cuò)誤；由圖象可知，通過燈泡L的電流為0.3 A時(shí)，燈泡兩端的電壓小于2.4 V，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率：PL＝ULIL＜2.4 V×0.3 A＝0.72 W，故B錯(cuò)誤；由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，兩個(gè)完全相同的燈泡L串聯(lián)在2.4 V的電源兩端時(shí)每個(gè)燈泡兩端的電壓：UL串＝U串＝×2.4 V＝1.2 V，由圖象可知，當(dāng)燈泡兩端的電壓為1.2 V時(shí)，通過燈泡的電流為0.2 A，此時(shí)電路的總功率P串＝U串IL串＝2.4 V×0.2 A＝0.48 W，故C錯(cuò)誤；由并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，燈泡和定值電阻兩端的電壓：UL＝UR＝U并＝3.6 V，由圖象可知，當(dāng)燈泡兩端的電壓為3.6 V時(shí)，通過燈泡的電流為0.4 A，此時(shí)通過定值電阻的電流：IR＝＝＝0.2 A，由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，干路電流：I并＝IL并＋I(xiàn)R＝0.4 A＋0.2 A＝0.6 A，由歐姆定律可知，電路的總電阻：R并總＝＝＝6 Ω，故D正確。
5.(2023·廣安)如圖所示為燈泡L和定值電阻R的U－I圖象，若將L和R并聯(lián)在電源電壓為6 V的電路中，則整個(gè)電路的總電流為_______ A；若將其串聯(lián)在電源電壓為4 V的電路中，則L與R的阻值之比為________。
答案　0.9　1∶3
解析　若將L和R并聯(lián)在電源電壓為6 V的電路中，并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，由題圖可知，當(dāng)電源電壓為6 V時(shí)，IL＝0.5 A，IR＝0.4 A，則整個(gè)電路的總電流為I＝IL＋I(xiàn)R＝0.5 A＋0.4 A＝0.9 A；若將其串聯(lián)在電源電壓為4 V的電路中，由題圖可知，當(dāng)I′＝0.2 A時(shí)，UL＝1 V，UR＝3 V，電源電壓U＝UL＋UR＝1 V＋3 V＝4 V，符合要求；
根據(jù)I＝可得L與R的阻值之比為＝＝＝＝。
類型三　光熱圖象
6．小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，小明將蠟燭從略大于一倍焦距處逐漸遠(yuǎn)離凸透鏡，物距u隨時(shí)間t的變化圖象如圖所示，則像距v與時(shí)間t的大致變化關(guān)系為圖中的(　　)
答案　C
7.(2023·成都)小美在老師指導(dǎo)下進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：甲、乙兩燒杯各裝100 g水，用酒精燈加熱甲燒杯，煤油燈加熱乙燒杯，直至杯內(nèi)水沸騰1分鐘即熄滅該燈，測得消耗酒精4 g、煤油2.5 g。她根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了水溫與加熱時(shí)間關(guān)系的圖象(如圖)。若水沸騰前后質(zhì)量不改變，同一杯水沸騰前后單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，q酒精＝3.0×107 J/kg，q煤油＝4.6×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，則下列說法正確的是(　　)
A．整個(gè)過程，甲杯中的水吸收的熱量更多
B．前3分鐘，乙杯中的水吸收的熱量為3.36×104 J
C．消耗的煤油完全燃燒放出的熱量為1.15×108 J
D．酒精燈加熱的效率為28%
答案　B
解析　由題意知，甲、乙兩燒杯裝水的質(zhì)量相等，水的初始溫度相同，根據(jù)Q吸＝cm(t－t0)可知水沸騰前，兩杯水吸收的熱量相等，為Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(98－18) ℃＝3.36×104 J，且同一杯水沸騰前后單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，又已知杯內(nèi)水沸騰后繼續(xù)加熱了1分鐘，則整個(gè)過程甲、乙兩杯水所吸收的熱量分別為Q甲＝Q吸＝×3.36×104 J＝4.032×104 J，Q乙＝Q吸＝×3.36×104 J＝4.48×104 J，所以整個(gè)過程，乙杯中的水吸收的熱量更多，故A錯(cuò)誤；由題圖知乙杯中水沸騰恰好加熱了3分鐘，則前3分鐘乙杯中的水吸收的熱量為3.36×104 J，故B正確；整個(gè)過程消耗的煤油完全燃燒放出的熱量為Q煤油＝q煤油m煤油＝4.6×107 J/kg×2.5×10－3 kg＝1.15×105 J，故C錯(cuò)誤；在整個(gè)過程中，燃燒4 g酒精所釋放的熱量為Q酒精＝q酒精m酒精＝3.0×107 J/kg×4×10－3 kg＝1.2×105 J，可得酒精燈加熱的效率為η＝＝＝33.6%，故D錯(cuò)誤。
8.(2023·蘇州)如圖甲，R1阻值為20 Ω，圖乙為小燈泡L的U－I圖象。閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，電流表示數(shù)為0.4 A，再閉合開關(guān)S2，電流表示數(shù)變?yōu)?.6 A。求：
(1)電源電壓；
(2)R2的阻值；
(3)若只閉合S,1 min內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量。
解：(1)閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，燈泡被短路，只有R1接入電路，電流表示數(shù)為0.4 A，
由I＝可得，電源電壓U＝U1＝I1R1＝0.4 A×20 Ω＝8 V；
(2)再閉合開關(guān)S2，R1與R2并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律知，通過R1的電流不變，通過R2的電流I2＝I－I1＝0.6 A－0.4 A＝0.2 A；
由I＝可得，R2的阻值R2＝＝＝＝40 Ω；
(3)若只閉合S，燈泡L與R1串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，當(dāng)通過R1的電流I′＝0.3 A時(shí)，R1兩端的電壓U＝IR1＝0.3 A×20 Ω＝6 V，由題圖乙知燈泡兩端的電壓為2 V，恰好滿足電源電壓U＝2 V＋6 V＝8 V，
1 min內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量Q＝I2R1t＝(0.3 A)2×20 Ω×60 s＝108 J。
答：(1)電源電壓為8 V；
(2)R2的阻值為40 Ω；
(3)若只閉合S,1 min內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量為108 J。
9．(2023·衡陽)近幾年衡陽市進(jìn)行老舊小區(qū)改造，不少多層樓房安裝了電梯。圖甲是某小區(qū)電梯的結(jié)構(gòu)示意圖，它由轎廂、配重、滑輪、纜繩、鋼絲繩和電動(dòng)機(jī)組成，轎廂質(zhì)量為400 kg，配重質(zhì)量為300 kg，繩重和摩擦忽略不計(jì)。為了安全，電梯設(shè)置了超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，如圖乙。閉合控制開關(guān)S1，電梯沒有超載時(shí)，再閉合運(yùn)行開關(guān)S2，電動(dòng)機(jī)正常工作；超載時(shí)(即控制電路中的電流I≥0.1 A)，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲，即使閉合S2，電動(dòng)機(jī)也不工作。控制電路電源電壓為9 V，定值電阻R1的阻值為30 Ω，電磁鐵線圈電阻不計(jì)，轎廂內(nèi)底面壓力傳感器R2的阻值與它所受壓力F的關(guān)系如圖丙所示。(g取10 N/kg)
(1)該電梯空載靜止時(shí)，與轎廂相連的纜繩對(duì)轎廂的拉力為________ N；超載時(shí)，圖乙中觸點(diǎn)將與________點(diǎn)接觸(選填“A”或“B”)，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲。
(2)該電梯某次轎廂內(nèi)載人和貨物的總重為8 000 N，試通過計(jì)算判斷電梯是否超載。
(3)如圖丁所示是某次電梯上升時(shí)的v－t圖象，若轎廂內(nèi)人和貨物總重為5 000 N，求電梯勻速上升運(yùn)行階段，電動(dòng)機(jī)牽引轎廂的鋼絲繩做功的功率。
答案　(1)3 000　A　(2)電梯超載　(3)12 000 W
解析　(1)該電梯空載靜止時(shí)，配重和轎廂都處于靜止?fàn)顟B(tài)，與轎廂相連的纜繩對(duì)轎廂的拉力大小等于配重的重力，即F＝G配重＝m配重g＝300 kg×10 N/kg＝3 000 N；
由題意知閉合控制開關(guān)S1，電梯沒有超載時(shí)，再閉合運(yùn)行開關(guān)S2，電動(dòng)機(jī)正常工作，說明電動(dòng)機(jī)與B觸點(diǎn)接觸；超載時(shí)，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲，即使閉合S2，電動(dòng)機(jī)也不工作，說明電鈴與A觸點(diǎn)接觸；
(2)電梯受到的壓力等于人和貨物的總重力，即F1＝G總＝8 000 N；
由題圖乙可知，當(dāng)壓力F1＝8×103 N時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻阻值R2＝30 Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，則控制電路中的電流I＝＝＝0.15 A；
因0.15 A＞0.1 A，所以此時(shí)電梯超載；
(3)若轎廂內(nèi)人和貨物總重為G′＝5 000 N，
配重G配重＝m配重g＝300 kg×10 N/kg＝3 000 N，
轎廂重G轎廂＝m轎廂g＝400 kg×10 N/kg＝4 000 N，
電動(dòng)機(jī)牽引力F＝4 000 N＋5 000 N－3 000 N＝6 000 N，
由題圖丁可知，電梯勻速運(yùn)行階段時(shí)的速度v＝2 m/s，則電動(dòng)機(jī)牽引轎廂的鋼絲繩做功的功率
P＝＝＝Fv＝6 000 N×2 m/s＝12 000 W。
課時(shí)精練
一、選擇題(本大題共5小題，每小題3分，共15分)
1.某同學(xué)利用光具座、透鏡、蠟燭、光屏探究凸透鏡成像規(guī)律，記錄物距u、像距v得到的圖象如圖所示，則(　　)
A．當(dāng)u＝10 cm時(shí)，成倒立、等大的像
B．當(dāng)u＝15 cm時(shí)，成倒立、放大的像
C．當(dāng)u＝20 cm時(shí)，成倒立、放大的像
D．當(dāng)u＝25 cm時(shí)，成正立、縮小的像
答案　B
2.(2023·佛山南海區(qū)三模)如圖所示，甲、乙相同容器中分別裝了質(zhì)量相等的A、B兩種液體，用相同的電加熱器加熱，忽略散熱損失，得到如圖丙所示的液體溫度與加熱時(shí)間的圖象。下列說法正確的是(　　)
A．A液體的比熱容與B液體的比熱容之比為1∶3
B．A、B圖象的交點(diǎn)處表示兩種液體升高了相同溫度
C．加熱6 min時(shí)A的溫度比B高，說明A吸收的熱量更多
D．如果兩者溫度都升高1 ℃，它們將吸收相同的熱量
答案　A
解析　由題圖丙可知，加熱4 min后，A升高的溫度為15 ℃，B升高的溫度為5 ℃，A和B的質(zhì)量相同，吸收的熱量也相同，根據(jù)Q吸＝cmΔt可知，比熱容的大小與升高的溫度成反比，則A、B液體的比熱容之比為1∶3；由題圖丙可知，A、B圖象的交點(diǎn)處表示兩種液體溫度相同，但升高的溫度是不同的；用相同電加熱器加熱6 min，加熱器放出的熱量相同，則A與B吸收的熱量也是相同的；A、B兩種液體質(zhì)量相等，由Q吸＝cmΔt可知，當(dāng)兩者溫度都升高1 ℃時(shí)，B的比熱容大，故B吸收的熱量多。故選A。
3.(2023·自貢)甲、乙、丙三種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系如圖所示，ρ甲、ρ乙、ρ丙、ρ水分別代表甲、乙、丙和水的密度，下列說法正確的是(ρ水＝1×103 kg/m3)(　　)
A．ρ丙＞ρ乙＞ρ甲且ρ甲＞ρ水 B．ρ甲＞ρ乙＞ρ丙且ρ丙＞ρ水
C．ρ甲＞ρ乙＞ρ丙且ρ乙＝ρ水 D．ρ乙＞ρ丙＞ρ甲且ρ甲＜ρ水
答案　C
解析　由圖象可知，當(dāng)甲、乙、丙三種物質(zhì)的體積相等時(shí)，它們的質(zhì)量關(guān)系為m甲＞m乙＞m丙，由ρ＝可知它們的密度關(guān)系為ρ甲＞ρ乙＞ρ丙；當(dāng)m乙＝10 g時(shí)，V乙＝10 cm3，則ρ乙＝＝＝1.0 g/cm3＝1×103 kg/m3＝ρ水，所以，ρ甲>ρ水，ρ丙＜ρ水。故選C。
4.(2023·云南)如圖甲所示，用拉力F豎直向上勻速提升重720 N的貨物，貨物移動(dòng)的距離與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。動(dòng)滑輪重80 N，不計(jì)繩重和摩擦，則(　　)
A．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5 m/s
B．拉力F為800 N
C．拉力F的功率為360 W
D．動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為90%
答案　D
解析　由題圖乙可知，貨物上升的速度v物＝＝＝0.5 m/s，滑輪為動(dòng)滑輪，繩子自由端移動(dòng)的速度v＝2v物＝2×0.5 m/s＝1 m/s；不計(jì)繩重和摩擦，拉力F＝(G＋G動(dòng))＝×(720 N＋80 N)＝400 N；拉力F的功率P＝＝＝Fv＝400 N×1 m/s＝400 W；動(dòng)滑輪的機(jī)械效率η＝＝＝＝＝＝90%，故選D。
5.(2023·重慶A)將一個(gè)定值電阻接入圖甲所示電路的虛線框處，并將一個(gè)電壓表(圖中未畫出)并聯(lián)在某段電路兩端，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，多次記錄兩電表示數(shù)；斷開開關(guān)，只將定值電阻更換為小燈泡，再次獲取數(shù)據(jù)并記錄；將記錄的數(shù)據(jù)繪制成如圖乙所示的I－U圖象。下列分析正確的是(　　)
A．電源電壓為3.5 V
B．圖象b是用接入定值電阻時(shí)記錄的數(shù)據(jù)繪制得到的
C．定值電阻和燈泡兩端的電壓各為3.5 V時(shí)，燈泡的電阻較大
D．接入小燈泡后，將滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)將變大
答案　C
解析　閉合開關(guān)，定值電阻(或燈泡)和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，根據(jù)U＝IR可知定值電阻(或燈泡)兩端的電壓隨電流的增大而增大，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓隨電流的增大而減小，由題圖乙可知電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)接入電路，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，定值電阻的阻值不變，燈泡的電阻是變化的，所以a是接入定值電阻時(shí)記錄的數(shù)據(jù)繪制得到的，b是接入燈泡時(shí)記錄的數(shù)據(jù)繪制得到的；接入定值電阻時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為0.5 V時(shí)，通過電路的電流為0.7 A，當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為3.5 V時(shí)，通過電路的電流為0.1 A，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓U＝IR定＋UV，代入數(shù)據(jù)可得0.7 A×R定＋0.5 V＝0.1 A×R定＋3.5 V，解得R定＝5 Ω，則電源電壓U＝IR定＋UV＝0.7 A×5 Ω＋0.5 V＝4 V；定值電阻和燈泡兩端的電壓各為3.5 V時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為4 V－3.5 V＝0.5 V，由題圖乙可知此時(shí)通過定值電阻的電流大于通過燈泡的電流，根據(jù)R＝可知燈泡的電阻較大；接入小燈泡后，將滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表的示數(shù)將變小。故選C。
二、填空題
6.(2023·深圳節(jié)選)如圖甲，A、B是兩個(gè)完全相同的物體，琴琴同學(xué)分別將A、B兩物體拉到斜面頂端，對(duì)物體做功情況如圖乙所示，請(qǐng)問對(duì)物體A做的有用功是________ J，對(duì)物體B做的額外功是________ J。
答案　2　0.5
解析　有用功與額外功的和叫總功。由題圖乙知，WA有＝WA總－WA額＝3 J－1 J＝2 J，如題圖甲，A、B是兩個(gè)完全相同的物體，琴琴同學(xué)分別將A、B兩物體拉到斜面頂端，做的有用功相等，即WA有＝WB有＝2 J，對(duì)物體B做的額外功是WB額＝WB總－WB有＝2.5 J－2 J＝0.5 J。
7.(2023·汕頭潮南區(qū)三模)小明某天從早上8：00開始分別對(duì)室外工地的氣溫和公園人工湖的水溫進(jìn)行了測量，如圖是他根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪成溫度隨時(shí)間變化的圖線。據(jù)圖可以判斷：
(1)表示公園人工湖的水溫變化的是圖線________(選填“甲”或“乙”)；
(2)質(zhì)量為10 kg的水在太陽光的照射下，溫度升高了2 ℃，水吸收的熱量為________ J，這是通過________的方式改變水的內(nèi)能。[水的比熱容為c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
答案　(1)乙　(2)8.4×104　熱傳遞
解析　(1)因?yàn)樗谋葻崛荽螅谄渌麠l件相同時(shí)，水的溫度變化小，所以溫度變化較小的乙圖線是水溫的圖線，溫度變化較大的甲圖線是氣溫的圖線；
(2)水吸收的熱量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×2 ℃＝8.4×104 J；
這是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能的。
8.(2023·湛江霞山區(qū)二模)兩定值電阻RA和RB中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示，則RA________RB(選填“＜”“＞”或“＝”)，若將兩電阻串聯(lián)在電壓為3 V的電源兩端，電路的總功率為________ W，通電一段時(shí)間后，RA和RB產(chǎn)生的熱量之比是________。
答案　＜　0.6　1∶2
解析　由圖象知，U＝3 V時(shí)，IA＝0.6 A，IB＝0.3 A，則RA＝＝＝5 Ω，RB＝＝＝10 Ω，RA＜RB。兩電阻串聯(lián)時(shí)，電路總電阻R＝RA＋RB＝5 Ω＋10 Ω＝15 Ω，電路總功率P＝＝＝0.6 W。A、B兩電阻串聯(lián)，流過它們的電流I相等，通電一段時(shí)間產(chǎn)生的熱量之比＝＝＝＝。
三、計(jì)算題
9.(2023·珠海香洲區(qū)三模)運(yùn)動(dòng)員從高空豎直向下跳傘，人(包括裝備)的質(zhì)量為80 kg，只考慮人受到重力和空氣阻力，下降時(shí)的速度－時(shí)間圖線如圖所示，求：(g取10 N/kg)
(1)人在前50 s內(nèi)下落2 100 m，求這段時(shí)間內(nèi)人的平均速度。
(2)人在第20～30 s時(shí)，所受空氣阻力是多少？
(3)人在前30 s內(nèi)下落了1 500 m，求這段時(shí)間內(nèi)人所受重力做的功和功率。
解：(1)人在前50 s內(nèi)的平均速度v＝＝＝42 m/s；
(2)人和裝備的總重力G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N，
人在第20～30 s時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，所受空氣阻力f＝G＝800 N；
(3)人在前30 s內(nèi)所受重力做的功W＝Gh＝800 N×1 500 m＝1.2×106 J，
人在前30 s內(nèi)所受重力做的功率P＝＝＝4×104 W。
答：(1)這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為42 m/s。
(2)所受空氣阻力是800 N；
(3)這段時(shí)間內(nèi)所受重力做的功和功率分別為1.2×106 J、4×104 W。
四、綜合能力題
10．(2023·佛山順德區(qū)三模)如圖甲為某智能掃地機(jī)器人部分工作原理圖，控制電路電源電壓U為4.5 V，指示燈電阻為5 Ω，定值電阻R0＝12 Ω，R為光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度E(單位：cd)的變化如圖乙所示。表格數(shù)據(jù)為機(jī)器人部分工作參數(shù)。(注：電池總?cè)萘恐腹ぷ麟娏髋c工作總時(shí)間的乘積，線圈電阻不計(jì))
額定工作電壓 12 V
額定功率 30 W
電池總?cè)萘?2.5 A·h(安時(shí))
工作噪聲 ＜50 dB(分貝)
(1)電動(dòng)機(jī)的工作原理是_______________________________________________________。
(2)當(dāng)清掃到一定程度時(shí)，地面灰塵減少，使照射到光敏電阻上的光照強(qiáng)度增強(qiáng)，則電磁鐵磁性________(選填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”)，銜鐵將與________(選填“A”或“B”)觸頭接觸，電磁鐵上端為________(選填“N”或“S”)極；電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電流是______ A。
(3)若R0兩端的電壓U0≤3 V時(shí)電動(dòng)機(jī)開始工作，則開始正常工作時(shí)，光照強(qiáng)度為________ cd。
(4)當(dāng)剩余電量減為電池總?cè)萘康?5%時(shí)，機(jī)器人會(huì)停止清掃并主動(dòng)尋找充電器充電。那么在充滿電后，該機(jī)器人能正常工作________ h。
答案　(1)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用　(2)增強(qiáng)　B　N　2.5　(3)3　(4)0.75
解析　(1)電動(dòng)機(jī)的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。
(2)由題圖乙知照射到光敏電阻上的光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光敏電阻的阻值減小，控制電路的總電阻減小，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流變大，則電磁鐵的磁性增強(qiáng)吸引銜鐵，銜鐵將與B觸頭接觸，根據(jù)安培定則，電磁鐵上端為N極；電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電流是I＝＝＝2.5 A。
(3)此時(shí)電路中的電流為I0＝＝＝0.25 A；
根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，此時(shí)光敏電阻的阻值為R光敏＝＝＝6 Ω；
根據(jù)題圖乙可知，此時(shí)的光照強(qiáng)度為3 cd。
(4)當(dāng)剩余電量減為電池總?cè)萘康?5%時(shí)，機(jī)器人會(huì)停止清掃并主動(dòng)尋找充電器充電。那么在充滿電后，該機(jī)器人工作的時(shí)間為t＝＝＝0.75 h。

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