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专题二　坐标图象题
命题分析　
广东省近五年中考物理命题分析
考点 2023 2022 2021 2020 2019
力学图象 省题18、23 省题14 省题5、14、23 省题15、19 省题13
电学图象 省题23 省题23 省题18、19 省题20、22、23 ___
光热图象 ___ ___ ___ 省题9、18 ___
坐标图象题是近几年物理中考的热门题型之一。考试内容、分值在增加，能力要求也越来越高。这类题型要明确图象的横、纵坐标轴的物理意义和图表中每行、每列数据的物理意义，然后根据题目要求提取有用的相关信息。
类型一　力学图象
例1　(2023·湛江赤坎区模拟)小娜同学从家中出发去超市，前25 min步行，后改为骑自行车，又经过5 min到达超市。全程运动可近似为如图所示的路程与时间图象，求：
(1)小娜同学到超市全程的平均速度；
(2)小娜同学骑行的速度；
(3)如果小娜同学骑车的速度保持不变，请计算她全程骑车返回需要多长时间。
解：(1)全程平均速度为v＝＝＝2 m/s；
(2)AB段的路程为sAB＝3 600 m－1 800 m＝1 800 m，
时间是tAB＝5 min＝300 s，
由题可知AB段为骑行，速度为v骑＝＝＝6 m/s；
(3)全程骑车返回需要时间t全＝＝＝600 s＝10 min。
答：(1)小娜同学到超市全程的平均速度是2 m/s；
(2)小娜同学骑行的速度是6 m/s；
(3)如果小娜同学骑车的速度保持不变，她全程骑车返回需要10 min。
例2　(2023·广元)气凝胶是一种在航天领域广泛使用的新材料，如图所示是某种气凝胶质量与体积的关系图象，则其密度为_____ kg/m3；假设建造一座宇宙空间站需使用气凝胶400 m3，则这些气凝胶的质量是________ kg。
答案　4　1 600
解析　由图象可知，当m＝20 kg时，V＝5 m3，该物质的密度ρ＝＝＝4 kg/m3；根据密度公式ρ＝得，气凝胶的质量为m＝ρV＝4 kg/m3×400 m3＝1 600 kg。
例3　(2023·汕头潮南区三模)如图所示，容器底面积为200 cm2，一根细线下吊着物体，容器开始是空的，现在往容器中以200 cm3/min的恒定速度注水，细线的拉力随注水时间变化如图乙所示，物体的质量为________ g，物体下表面离容器底部的距离________ cm，物体的密度为________ kg/m3。(g取10 N/kg)
答案　240　4　1.2×103
解析　(1)由题图乙可知，当容器中没有水时，细线的拉力等于物体的重力，即G＝F0＝2.4 N，
由G＝mg可知，物体的质量m＝＝＝0.24 kg＝240 g；
(2)由题图乙可知，当t＝4 min时，物体的下表面刚好接触到水面，
此时容器中水的体积V水＝200 cm3/min×4 min＝800 cm3，
由V＝Sh可知，此时物体的下表面到容器底部的距离h＝＝＝4 cm；
(3)由题图乙可知，物体浸没时细线的拉力为0.4 N，由力的平衡条件可知，物体浸没时的浮力
F浮′＝G－F1＝2.4 N－0.4 N＝2 N，
由F浮＝ρ液gV排可知，物体排开水的体积V排′＝＝＝2×10－4 m3，
因为此时物体浸没在水中，所以物体的体积V＝V排′＝2×10－4 m3，
因此物体的密度ρ＝＝＝1.2×103 kg/m3。
类型二　电学图象
例4　(2023·深圳南山区三模)如图所示是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图象。下列说法正确的是(　　)
A．电阻R的电阻值是10 Ω
B．当通过L的电流是0.2 A的时候，其消耗的电功率是0.8 W
C．仅把L、R并联在电压是2 V的电路中，干路中的电流是0.4 A
D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2 A时，它们两端总电压是4 V
答案　C
解析　R为定值电阻，电阻R的电阻值R＝＝＝20 Ω，故A错误；由题图知，当通过小灯泡L的电流为0.2 A时，对应的电压大小为1 V，它消耗的电功率为P＝UI＝1 V×0.2 A＝0.2 W，故B错误；定值电阻R和小灯泡L并联在电压为2 V电路中，由并联电路电压的规律，R和L两端的电压都为2 V，由题图知，通过R和L的电流分别为0.1 A和0.3 A，由并联电路电流的规律，电路干路中的电流I＝IR＋IL＝0.1 A＋0.3 A＝0.4 A，故C正确；R和L串联，电路各处的电流相等，由题图知，当电路的电流为0.2 A时，L两端的电压为1 V，R两端的电压为4 V，由串联电路电压的规律，电路的电压为1 V＋4 V＝5 V，即它们两端总电压是5 V，故D错误。
例5　(2023·珠海香洲区三模)如图甲所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关，当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，定值电阻R1的I－U关系图象是图乙中两条斜线中的________(选填“A”或“B”)；电压表V2的示数________(选填“变大”“不变”或“变小”)；可求得电源电压为________ V。
答案　B　变小　9
解析　由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。根据I＝知，定值电阻的电流与电压成正比，故定值电阻R1的I－U关系图象是B。当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中电阻变小，根据串联电阻规律知，电路总电阻变小，根据欧姆定律I＝知，电路中的电流变大，而定值电阻两端的电压U1＝IR1是变大的，根据串联电路的总电压等于各用电器电压之和，电压表V2的示数U2＝U－U1，电源电压不变，U1变大，则U2变小。由题图乙中的图线B知，当滑片P滑到滑动变阻器最左端时，R1两端电压为9 V，即电源电压为9 V。
类型三　光热图象
例6　某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示。下列判断正确的是(　　)
A．该凸透镜的焦距是20 cm
B．当u＝15 cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u＝25 cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D．把物体从距凸透镜15 cm处移动到40 cm处的过程中，像逐渐变小
答案　D
解析　由题图知，当物距为20 cm时，像距也为20 cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，此时像距与物距相等，所以2f＝20 cm，则f＝10 cm，故A错误；当u＝15 cm时，f＜u＜2f，此时成倒立、放大的实像，故B错误；当u＝25 cm时，u＞2f，此时成倒立、缩小的实像，照相机成像原理与之相同，故C错误；把物体从距凸透镜15 cm处移动到40 cm处的过程中，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。
例7　(2023·汕头潮南区三模)如图表示某晶体的物态变化过程，其中甲、乙、丙分别是固、液、气三种物态。下列分析正确的是(　　)
A．甲→乙的过程需要放热
B．乙→丙的过程是升华过程
C．BC段对应的状态是固液共存态
D．DE段对应的温度为该晶体的熔点
答案　C
解析　由图知，物态甲中分子相距最近，分子排列规则，分子间的作用力最大，既不易被压缩，也不容易被拉伸，所以是固态分子的排列方式；物态乙中分子相距较近，分子排列杂乱，分子间的作用力较弱，是液态分子的排列方式；物态丙中分子相距最远，分子无固定排列，分子间的作用力最弱，是气态分子的排列方式。甲→乙是固态变为液态的熔化过程，需要吸收热量；乙→丙是液态变成气态的汽化过程；BC段表示物体吸热(或放热)时温度保持不变、状态发生改变的晶体熔化(或凝固)过程，此时对应的状态为固液共存态；DE段对应的温度为该物质的沸点。故选C项。
例8　小欢用不同装置分别加热200 g的水和200 g的某种物质，水从50 ℃加热至98 ℃刚好消耗了4 g酒精(q酒精＝3×107 J/kg)，她根据实验数据绘制出水和该物质的温度随时间变化的图线。若单位时间内该物质吸收的热量与水吸收的热量相等，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，下列说法正确的是(　　)
A．10～25 min该物质的内能保持恒定不变
B．该物质0～10 min的比热容大于25～35 min的比热容
C．该物质0～10 min的比热容为1.68×103 J/(kg·℃)
D．加热水的酒精灯的加热效率为36.3%
答案　C
解析　在10～25 min内，加热该物质的温度不变，是晶体的熔化过程，该物质吸热，内能增加，A错误；由题图可知：物质在0～10 min内与25～35 min内，质量相同，吸收热量相同，0～10 min内温度变化大，根据Q＝cmΔt可知该物质在0～10 min内的比热容小于25～35 min内的比热容，B错误；水从50 ℃加热至98 ℃用时40 min，水吸收的热量为Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(98 ℃－50 ℃)＝40 320 J，则0～10 min该物质吸收的热量为Q′＝Q吸＝10 080 J，该物质的质量为m＝200 g＝0.2 kg，温度变化为Δt′＝80 ℃－50 ℃＝30 ℃，所以该物质的比热容为c＝＝＝1.68×103 J/(kg·℃)，C正确；4 g酒精完全燃烧释放的热量Q放＝mq＝4×10－3 kg×3×107 J/kg＝1.2×105 J，加热水的酒精灯的加热效率为η＝＝＝33.6%，D错误。
类型一　力学图象
1.(2023·深圳南山区三模)在物理图象中不但纵坐标和横坐标分别代表一定的物理意义，而且直线的斜率和面积也具有特定的物理意义。对图中的两个图象所包含的信息的理解，正确的是(　　)
A．图甲中的斜率越小，表示物质的密度越大
B．图甲中，密度与质量成正比，密度与体积成反比
C．图乙中表示匀速直线运动的路程越大，速度越大
D．图乙中阴影部分面积表示该物体在对应时间内通过的路程
答案　D
解析　图甲中纵坐标表示物质的质量m，横坐标表示物质的体积V，则图象的斜率表示物质的密度，斜率越大，表示物质的密度越大；图甲是质量随体积变化图象，体现了同种物质质量和体积成正比，并不是表明同种物质的密度与质量成正比，与体积成反比；图乙是v－t图象，图象是一条平行于时间轴的直线，表示物体做匀速直线运动；图乙中阴影部分的面积等于物体速度v与时间t的乘积，由s＝vt可知阴影部分面积表示物体通过的路程。故选D。
2．(2023·达州)如图所示，A、B两个粗糙程度相同的物体以甲、乙两种不同的方式叠放在同一水平地面上，分别用水平方向的拉力F甲和F乙使A、B一起向右运动，甲运动的s－t图象和乙运动的v－t图象分别如图丙、丁所示，已知F甲＝10 N，下列说法正确的是(　　)
A．F甲＜F乙 B．甲、乙两图中A、B之间的摩擦力均为10 N
C．拉力F甲与拉力F乙的功率相等 D．甲、乙两图中地面受到的摩擦力相等
答案　D
解析　由题图丙、丁可知，甲、乙中A、B整体在水平方向上做匀速直线运动，则整体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整体对水平地面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，所以受到的摩擦力大小相同，则拉力大小相同，即F甲＝F乙，故A错误，D正确；题图甲中A、B一起向右做匀速直线运动，A和B之间没有发生相对滑动，也没有发生相对滑动的趋势，所以A、B之间的摩擦力为0 N；题图乙中，B向右做匀速直线运动，B受到的摩擦力等于拉力，拉力为10 N，所以摩擦力为10 N，由于物体间力的作用是相互的，所以A、B之间的摩擦力为10 N，故B错误；根据题图丙可知，甲中物体运动的速度为v＝＝＝3 m/s；根据题图丁可知，乙中物体的运动速度为6 m/s；由于两种情况下的拉力相同，根据P＝＝＝Fv可知，拉力F甲与拉力F乙的功率不相等，故C错误。
3．(2023·潍坊)如图甲所示，工人用推力F将重为1 000 N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3 m、高1.5 m，F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析正确的是(　　)
A．0～10 s内，箱子做加速运动 B．0～10 s内，箱子所受摩擦力为300 N
C．10～20 s内，推力F的功率为160 W D．10～20 s内，箱子所受摩擦力为200 N
答案　D
解析　由题图乙可知，箱子在0～10 s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，故A错误；0～10 s内，由题图丙可知此时推力为600 N，总功为：W总＝Fs＝600 N×3 m＝1 800 J，有用功为：W有用＝Gh＝1 000 N×1.5 m＝1 500 J，额外功为：W额＝W总－W有＝1 800 J－1 500 J＝300 J，箱子所受摩擦力为：f＝＝＝100 N，故B错误；由题图乙可知，箱子在10～20 s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，速度为v＝＝＝0.5 m/s，由题图丙知10～20 s内，推力F的大小为200 N，推力的功率为：P＝＝＝F′v＝200 N×0.5 m/s＝100 W，故C错误；10～20 s内，箱子做匀速运动，此时推力等于摩擦力，由题图丙可知此时推力为200 N，所以摩擦力等于200 N，故D正确。
类型二　电学图象
4.(2023·济宁)如图是灯泡L的I－U图象。结合图象分析，下列选项正确的是(　　)
A．通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B．当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其实际功率为0.72 W
C．将两个完全相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端，电路的总功率为0.24 W
D．将灯泡L和18 Ω的定值电阻并联在3.6 V的电源两端，电路的总电阻为6 Ω
答案　D
解析　灯泡L的I－U图象是一条曲线，所以通过灯泡的电流与它两端所加电压不成正比，故A错误；由图象可知，通过灯泡L的电流为0.3 A时，灯泡两端的电压小于2.4 V，此时灯泡的实际功率：PL＝ULIL＜2.4 V×0.3 A＝0.72 W，故B错误；由串联电路的电压特点可知，两个完全相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端时每个灯泡两端的电压：UL串＝U串＝×2.4 V＝1.2 V，由图象可知，当灯泡两端的电压为1.2 V时，通过灯泡的电流为0.2 A，此时电路的总功率P串＝U串IL串＝2.4 V×0.2 A＝0.48 W，故C错误；由并联电路的电压特点可知，灯泡和定值电阻两端的电压：UL＝UR＝U并＝3.6 V，由图象可知，当灯泡两端的电压为3.6 V时，通过灯泡的电流为0.4 A，此时通过定值电阻的电流：IR＝＝＝0.2 A，由并联电路的电流特点可知，干路电流：I并＝IL并＋IR＝0.4 A＋0.2 A＝0.6 A，由欧姆定律可知，电路的总电阻：R并总＝＝＝6 Ω，故D正确。
5.(2023·广安)如图所示为灯泡L和定值电阻R的U－I图象，若将L和R并联在电源电压为6 V的电路中，则整个电路的总电流为_______ A；若将其串联在电源电压为4 V的电路中，则L与R的阻值之比为________。
答案　0.9　1∶3
解析　若将L和R并联在电源电压为6 V的电路中，并联电路各支路两端电压相等，由题图可知，当电源电压为6 V时，IL＝0.5 A，IR＝0.4 A，则整个电路的总电流为I＝IL＋IR＝0.5 A＋0.4 A＝0.9 A；若将其串联在电源电压为4 V的电路中，由题图可知，当I′＝0.2 A时，UL＝1 V，UR＝3 V，电源电压U＝UL＋UR＝1 V＋3 V＝4 V，符合要求；
根据I＝可得L与R的阻值之比为＝＝＝＝。
类型三　光热图象
6．小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，小明将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图象如图所示，则像距v与时间t的大致变化关系为图中的(　　)
答案　C
7.(2023·成都)小美在老师指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯各装100 g水，用酒精灯加热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯，测得消耗酒精4 g、煤油2.5 g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图象(如图)。若水沸腾前后质量不改变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，q酒精＝3.0×107 J/kg，q煤油＝4.6×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，则下列说法正确的是(　　)
A．整个过程，甲杯中的水吸收的热量更多
B．前3分钟，乙杯中的水吸收的热量为3.36×104 J
C．消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108 J
D．酒精灯加热的效率为28%
答案　B
解析　由题意知，甲、乙两烧杯装水的质量相等，水的初始温度相同，根据Q吸＝cm(t－t0)可知水沸腾前，两杯水吸收的热量相等，为Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(98－18) ℃＝3.36×104 J，且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，又已知杯内水沸腾后继续加热了1分钟，则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为Q甲＝Q吸＝×3.36×104 J＝4.032×104 J，Q乙＝Q吸＝×3.36×104 J＝4.48×104 J，所以整个过程，乙杯中的水吸收的热量更多，故A错误；由题图知乙杯中水沸腾恰好加热了3分钟，则前3分钟乙杯中的水吸收的热量为3.36×104 J，故B正确；整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量为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错误；在整个过程中，燃烧4 g酒精所释放的热量为Q酒精＝q酒精m酒精＝3.0×107 J/kg×4×10－3 kg＝1.2×105 J，可得酒精灯加热的效率为η＝＝＝33.6%，故D错误。
8.(2023·苏州)如图甲，R1阻值为20 Ω，图乙为小灯泡L的U－I图象。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4 A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6 A。求：
(1)电源电压；
(2)R2的阻值；
(3)若只闭合S,1 min内电阻R1产生的热量。
解：(1)闭合开关S、S1，断开S2，灯泡被短路，只有R1接入电路，电流表示数为0.4 A，
由I＝可得，电源电压U＝U1＝I1R1＝0.4 A×20 Ω＝8 V；
(2)再闭合开关S2，R1与R2并联，根据并联电路的电流规律知，通过R1的电流不变，通过R2的电流I2＝I－I1＝0.6 A－0.4 A＝0.2 A；
由I＝可得，R2的阻值R2＝＝＝＝40 Ω；
(3)若只闭合S，灯泡L与R1串联，根据串联电路电流处处相等，当通过R1的电流I′＝0.3 A时，R1两端的电压U＝IR1＝0.3 A×20 Ω＝6 V，由题图乙知灯泡两端的电压为2 V，恰好满足电源电压U＝2 V＋6 V＝8 V，
1 min内电阻R1产生的热量Q＝I2R1t＝(0.3 A)2×20 Ω×60 s＝108 J。
答：(1)电源电压为8 V；
(2)R2的阻值为40 Ω；
(3)若只闭合S,1 min内电阻R1产生的热量为108 J。
9．(2023·衡阳)近几年衡阳市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400 kg，配重质量为300 kg，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关S1，电梯没有超载时，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时(即控制电路中的电流I≥0.1 A)，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为9 V，定值电阻R1的阻值为30 Ω，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器R2的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。(g取10 N/kg)
(1)该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为________ N；超载时，图乙中触点将与________点接触(选填“A”或“B”)，电铃发出报警铃声。
(2)该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8 000 N，试通过计算判断电梯是否超载。
(3)如图丁所示是某次电梯上升时的v－t图象，若轿厢内人和货物总重为5 000 N，求电梯匀速上升运行阶段，电动机牵引轿厢的钢丝绳做功的功率。
答案　(1)3 000　A　(2)电梯超载　(3)12 000 W
解析　(1)该电梯空载静止时，配重和轿厢都处于静止状态，与轿厢相连的缆绳对轿厢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；
由题意知闭合控制开关S1，电梯没有超载时，再闭合运行开关S2，电动机正常工作，说明电动机与B触点接触；超载时，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作，说明电铃与A触点接触；
(2)电梯受到的压力等于人和货物的总重力，即F1＝G总＝8 000 N；
由题图乙可知，当压力F1＝8×103 N时，对应的电阻阻值R2＝30 Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则控制电路中的电流I＝＝＝0.15 A；
因0.15 A＞0.1 A，所以此时电梯超载；
(3)若轿厢内人和货物总重为G′＝5 000 N，
配重G配重＝m配重g＝300 kg×10 N/kg＝3 000 N，
轿厢重G轿厢＝m轿厢g＝400 kg×10 N/kg＝4 000 N，
电动机牵引力F＝4 000 N＋5 000 N－3 000 N＝6 000 N，
由题图丁可知，电梯匀速运行阶段时的速度v＝2 m/s，则电动机牵引轿厢的钢丝绳做功的功率
P＝＝＝Fv＝6 000 N×2 m/s＝12 000 W。
课时精练
一、选择题(本大题共5小题，每小题3分，共15分)
1.某同学利用光具座、透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律，记录物距u、像距v得到的图象如图所示，则(　　)
A．当u＝10 cm时，成倒立、等大的像
B．当u＝15 cm时，成倒立、放大的像
C．当u＝20 cm时，成倒立、放大的像
D．当u＝25 cm时，成正立、缩小的像
答案　B
2.(2023·佛山南海区三模)如图所示，甲、乙相同容器中分别装了质量相等的A、B两种液体，用相同的电加热器加热，忽略散热损失，得到如图丙所示的液体温度与加热时间的图象。下列说法正确的是(　　)
A．A液体的比热容与B液体的比热容之比为1∶3
B．A、B图象的交点处表示两种液体升高了相同温度
C．加热6 min时A的温度比B高，说明A吸收的热量更多
D．如果两者温度都升高1 ℃，它们将吸收相同的热量
答案　A
解析　由题图丙可知，加热4 min后，A升高的温度为15 ℃，B升高的温度为5 ℃，A和B的质量相同，吸收的热量也相同，根据Q吸＝cmΔt可知，比热容的大小与升高的温度成反比，则A、B液体的比热容之比为1∶3；由题图丙可知，A、B图象的交点处表示两种液体温度相同，但升高的温度是不同的；用相同电加热器加热6 min，加热器放出的热量相同，则A与B吸收的热量也是相同的；A、B两种液体质量相等，由Q吸＝cmΔt可知，当两者温度都升高1 ℃时，B的比热容大，故B吸收的热量多。故选A。
3.(2023·自贡)甲、乙、丙三种物质的质量与体积的关系如图所示，ρ甲、ρ乙、ρ丙、ρ水分别代表甲、乙、丙和水的密度，下列说法正确的是(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　由图象可知，当甲、乙、丙三种物质的体积相等时，它们的质量关系为m甲＞m乙＞m丙，由ρ＝可知它们的密度关系为ρ甲＞ρ乙＞ρ丙；当m乙＝10 g时，V乙＝10 cm3，则ρ乙＝＝＝1.0 g/cm3＝1×103 kg/m3＝ρ水，所以，ρ甲>ρ水，ρ丙＜ρ水。故选C。
4.(2023·云南)如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦，则(　　)
A．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
B．拉力F为800 N
C．拉力F的功率为360 W
D．动滑轮的机械效率为90%
答案　D
解析　由题图乙可知，货物上升的速度v物＝＝＝0.5 m/s，滑轮为动滑轮，绳子自由端移动的速度v＝2v物＝2×0.5 m/s＝1 m/s；不计绳重和摩擦，拉力F＝(G＋G动)＝×(720 N＋80 N)＝400 N；拉力F的功率P＝＝＝Fv＝400 N×1 m/s＝400 W；动滑轮的机械效率η＝＝＝＝＝＝90%，故选D。
5.(2023·重庆A)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处，并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端，闭合开关，移动滑片P，多次记录两电表示数；断开开关，只将定值电阻更换为小灯泡，再次获取数据并记录；将记录的数据绘制成如图乙所示的I－U图象。下列分析正确的是(　　)
A．电源电压为3.5 V
B．图象b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C．定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5 V时，灯泡的电阻较大
D．接入小灯泡后，将滑片P向右移动时，电压表的示数将变大
答案　C
解析　闭合开关，定值电阻(或灯泡)和滑动变阻器串联接入电路，根据U＝IR可知定值电阻(或灯泡)两端的电压随电流的增大而增大，串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压随电流的增大而减小，由题图乙可知电压表与滑动变阻器并联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，定值电阻的阻值不变，灯泡的电阻是变化的，所以a是接入定值电阻时记录的数据绘制得到的，b是接入灯泡时记录的数据绘制得到的；接入定值电阻时，当滑动变阻器两端的电压为0.5 V时，通过电路的电流为0.7 A，当滑动变阻器两端的电压为3.5 V时，通过电路的电流为0.1 A，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压U＝IR定＋UV，代入数据可得0.7 A×R定＋0.5 V＝0.1 A×R定＋3.5 V，解得R定＝5 Ω，则电源电压U＝IR定＋UV＝0.7 A×5 Ω＋0.5 V＝4 V；定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5 V时，根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为4 V－3.5 V＝0.5 V，由题图乙可知此时通过定值电阻的电流大于通过灯泡的电流，根据R＝可知灯泡的电阻较大；接入小灯泡后，将滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联分压原理可知电压表的示数将变小。故选C。
二、填空题
6.(2023·深圳节选)如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是________ J，对物体B做的额外功是________ J。
答案　2　0.5
解析　有用功与额外功的和叫总功。由题图乙知，WA有＝WA总－WA额＝3 J－1 J＝2 J，如题图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，做的有用功相等，即WA有＝WB有＝2 J，对物体B做的额外功是WB额＝WB总－WB有＝2.5 J－2 J＝0.5 J。
7.(2023·汕头潮南区三模)小明某天从早上8：00开始分别对室外工地的气温和公园人工湖的水温进行了测量，如图是他根据记录的数据绘成温度随时间变化的图线。据图可以判断：
(1)表示公园人工湖的水温变化的是图线________(选填“甲”或“乙”)；
(2)质量为10 kg的水在太阳光的照射下，温度升高了2 ℃，水吸收的热量为________ J，这是通过________的方式改变水的内能。[水的比热容为c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
答案　(1)乙　(2)8.4×104　热传递
解析　(1)因为水的比热容大，在其他条件相同时，水的温度变化小，所以温度变化较小的乙图线是水温的图线，温度变化较大的甲图线是气温的图线；
(2)水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×2 ℃＝8.4×104 J；
这是通过热传递的方式改变水的内能的。
8.(2023·湛江霞山区二模)两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系如图所示，则RA________RB(选填“＜”“＞”或“＝”)，若将两电阻串联在电压为3 V的电源两端，电路的总功率为________ W，通电一段时间后，RA和RB产生的热量之比是________。
答案　＜　0.6　1∶2
解析　由图象知，U＝3 V时，IA＝0.6 A，IB＝0.3 A，则RA＝＝＝5 Ω，RB＝＝＝10 Ω，RA＜RB。两电阻串联时，电路总电阻R＝RA＋RB＝5 Ω＋10 Ω＝15 Ω，电路总功率P＝＝＝0.6 W。A、B两电阻串联，流过它们的电流I相等，通电一段时间产生的热量之比＝＝＝＝。
三、计算题
9.(2023·珠海香洲区三模)运动员从高空竖直向下跳伞，人(包括装备)的质量为80 kg，只考虑人受到重力和空气阻力，下降时的速度－时间图线如图所示，求：(g取10 N/kg)
(1)人在前50 s内下落2 100 m，求这段时间内人的平均速度。
(2)人在第20～30 s时，所受空气阻力是多少？
(3)人在前30 s内下落了1 500 m，求这段时间内人所受重力做的功和功率。
解：(1)人在前50 s内的平均速度v＝＝＝42 m/s；
(2)人和装备的总重力G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N，
人在第20～30 s时，做匀速直线运动，处于平衡状态，所受空气阻力f＝G＝800 N；
(3)人在前30 s内所受重力做的功W＝Gh＝800 N×1 500 m＝1.2×106 J，
人在前30 s内所受重力做的功率P＝＝＝4×104 W。
答：(1)这段时间内的平均速度为42 m/s。
(2)所受空气阻力是800 N；
(3)这段时间内所受重力做的功和功率分别为1.2×106 J、4×104 W。
四、综合能力题
10．(2023·佛山顺德区三模)如图甲为某智能扫地机器人部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5 V，指示灯电阻为5 Ω，定值电阻R0＝12 Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E(单位：cd)的变化如图乙所示。表格数据为机器人部分工作参数。(注：电池总容量指工作电流与工作总时间的乘积，线圈电阻不计)
额定工作电压 12 V
额定功率 30 W
电池总容量 2.5 A·h(安时)
工作噪声 ＜50 dB(分贝)
(1)电动机的工作原理是_______________________________________________________。
(2)当清扫到一定程度时，地面灰尘减少，使照射到光敏电阻上的光照强度增强，则电磁铁磁性________(选填“增强”“不变”或“减弱”)，衔铁将与________(选填“A”或“B”)触头接触，电磁铁上端为________(选填“N”或“S”)极；电动机正常工作时，电流是______ A。
(3)若R0两端的电压U0≤3 V时电动机开始工作，则开始正常工作时，光照强度为________ cd。
(4)当剩余电量减为电池总容量的25%时，机器人会停止清扫并主动寻找充电器充电。那么在充满电后，该机器人能正常工作________ h。
答案　(1)通电导体在磁场中受到力的作用　(2)增强　B　N　2.5　(3)3　(4)0.75
解析　(1)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
(2)由题图乙知照射到光敏电阻上的光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，控制电路的总电阻减小，根据欧姆定律，电路中的电流变大，则电磁铁的磁性增强吸引衔铁，衔铁将与B触头接触，根据安培定则，电磁铁上端为N极；电动机正常工作时，电流是I＝＝＝2.5 A。
(3)此时电路中的电流为I0＝＝＝0.25 A；
根据串联电路的特点，此时光敏电阻的阻值为R光敏＝＝＝6 Ω；
根据题图乙可知，此时的光照强度为3 cd。
(4)当剩余电量减为电池总容量的25%时，机器人会停止清扫并主动寻找充电器充电。那么在充满电后，该机器人工作的时间为t＝＝＝0.75 h。

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