2024年中考物理突破题培优专题压轴培优专题17 电学中的图像问题（教师卷）

压轴培优专题17电学中的图像问题2024年中考物理【高分·突破】压轴题培优专题精练一、单选题1．小明利用如图所示的电路测小灯泡的电功率，其中小灯泡灯丝阻值会随着温度的变化而变化。小灯泡上标有“2.5V；0.5W”字样，电源电压恒为3V，实验获得系列数据绘制出了电路总功率P总、小灯泡功率PL、电压表示数U1和U2随电路电流变化的图像。其中正确的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】C【详解】A．小灯泡上标有“2.5V；0.5W”，则灯泡的额定电流为为了保护电路，电路中的最大电流为0.2A，则电路的最大总功率为P总＝UI＝3V×0.2A＝0.6W故A错误。B．其中小灯泡灯丝阻值会随着温度的变化而变化，根据P＝I2R可知，小灯泡功率与电流的图像不是一条直线，故B错误；C．当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大；由于电流越大，灯泡的实际功率越大，灯丝的温度越高，灯泡的电阻越大，根据U＝IR可知，灯泡两端的电压随着电路中电流的增大而增大，电流越大，电压表示数U1增加量越大，故C正确；D．根据串联电路的电压规律可知，随着电流的增大，灯两端的电压增大，滑动变阻器两端的电压减小，故D错误。故选C。2．如题图甲所示为定值电阻R和小灯泡L的I﹣U图像，小灯泡标有“2.5V”的字样，把小灯泡和电阻R串联起来接入如题图乙所示电路中，闭合开关，电流表示数为0.2A，下列说法不正确的是（）A．此时小灯泡的亮度比正常发光时暗B．图甲中曲线b是小灯泡的I﹣U图像C．此电路电源电压为3VD．此时小灯泡的灯丝电阻为5Ω【答案】D【详解】AB．因灯泡的电阻受温度影响很大，所以图甲中曲线b是小灯泡的I﹣U图像，直线a是电阻的I﹣U图像；闭合开关，灯泡和电阻串联接入电路，电流表示数为0.2A，串联电路各处电流相等，所以通过灯泡的电流为0.2A，由甲图可知此时灯泡两端的电压为2V，灯泡两端的电压小于灯泡的额定电压，则灯泡的实际功率小于额定功率，所以此时小灯泡的亮度比正常发光时暗，故AB正确，不符合题意；C．由甲图可知，当通过电路的电流为0.2A时，定值电阻两端的电压为1V，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电源电压为U＝UL+UR＝2V+1V＝3V故C正确，不符合题意；D．由欧姆定律可得此时小灯泡的灯丝电阻为故D错误，符合题意。故选D。3．小明利用电压恒为的电源和额定电压为的小灯泡设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，调节滑动变阻器，测得相关数据绘制了图像乙。分析实验过程及图像，下列说法中正确的是（）①灯泡两端的电压越大，灯泡的电阻越大②灯泡电压由调为时，灯泡变亮，滑动变阻器的功率变大③灯泡电压由调为时，滑动变阻器功率的变化量小于小灯泡功率的变化量④将小灯泡两端电压调为时，则灯的功率可能为

A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④【答案】A【详解】①由图乙可知，小灯泡的U-I图像为一条曲线，随着电压的增大，电压与电流的比值也增大，故可知灯泡两端的电压越大，灯泡的电阻越大，故①正确；②由图乙可知，当小灯泡两端电压为2V时，小灯泡的电流为0.2A，小灯泡的功率滑动变阻器的功率当小灯泡两端电压为2.5V时，小灯泡的电流为0.24A，此时小灯泡的功率滑动变阻器的功率故灯泡电压由调为时，灯泡实际功率变大，灯泡变亮，滑动变阻器的功率变大，故②正确；③当小灯泡两端电压为3V时，小灯泡的电流为0.26A，此时小灯泡的功率滑动变阻器的功率滑动变阻器功率的变化量小灯泡功率的变化量则故③正确；④由图乙可知，随着电压表的增大，电流表示数增大，电压表示数从2.0V增大到2.5V、3.0V，电流表示数增大0.04A、0.02A；由此推理可知，当电压表示数为1.5V时，电流表的示数要小于I=0.20A-0.04A=0.16A则灯泡的实际功率要小于P=UI=1.5V×0.16A=0.24W故④错误。综上分析：故A正确，BCD错误。故选A。4．一小灯泡的额定电压为2.5V，它的I-U图像如图，把它接在某电源两端，电源电压不变。为了调节灯泡亮度，把一滑动变阻器接入电路。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的一端移到中点时，通过小灯泡的电流变化了0.1A，在中点时，小灯泡恰好正常发光。假如小灯泡两端电压不能超过额定电压，下列分析正确的是（）

A．移动滑片过程中滑动变阻器接入电路电阻逐渐变小B．电源电压为6VC．滑动变阻器的最大电阻是20ΩD．电路的最大功率是0.9W【答案】A【详解】A．由题意可知，小灯泡两端电压不能超过额定电压，因此灯泡正常发光时，灯泡两端的电压最大，电路中电流最大，由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压最小，由串联电路的分压原理可知，此时滑动变阻器滑动变阻器接入电路的电阻最小，则开始时滑动变阻器的滑片在阻值最大位置，因此移动滑片过程中滑动变阻器接入电路电阻逐渐变小，故A正确；BC．灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为，由图像可知，此时电路中的电流为，由题意可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻为，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压为------①灯泡正常发光时，电路中的电流最大，由题意可知，滑片在一端时电路中的电流为由图像可知，此时灯泡两端的电压为1V，则电源电压为------②由①②解得，故BC错误；D．因为电路中的最大电流为，所以电路的最大功率为故D错误。故选A。5．图像法是利用图像这种特殊且形象的工具，表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法。下列关于图像的解释，正确的是（）A．甲图是某物体的熔化图像，其固态的比热容大于液态的比热容B．乙图是电阻和通电时间一定时，电热Q与电流I的关系图C．丙图说明，当电阻一定时，电压与电流成正比D．丁图是灯丝电阻的U﹣I图像，说明灯丝电阻随温度的升高而增大【答案】D【详解】A．非晶体在熔化过程中温度逐渐升高，而图像中有一段温度是不变的，所以这是晶体的熔化图像，由图像可知，此物质固态时在2min温度升高40℃，而液态时4min温度升高12℃，由此可知单位时间内固体时温度变化大，比热容就小，故A错误；B．根据Q＝I2Rt知，电阻和通电时间一定时，产生的热量与电流的平方成正比，而不是和电流成正比，其图像为过原点的直线，故B错误；C．由图像可得出的结论是：当电阻一定时，电流随着电压的增大而增大，并且电流与电压成正比，但不能说电压与电流成正比，故C错误；D．当小灯泡灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大，故D正确。故选D。6．如图甲所示电路中，电阻R1=2Ω，R3是0~10Ω的滑动变阻器，电源电压恒为6V。已知滑片每滑动1cm时，R3接入电路的阻值变化1Ω，滑片距离a端的长度设为x；闭合开关，R3的滑片滑动过程中，电压表V1示数U与x的图像如图乙所示。下列说法中正确的是（）A．R2=12ΩB．当x=2cm时，电阻R1的功率为0.5WC．当x=10cm时，电压表V2的读数为5.4VD．移动滑片的过程中，电阻R2功率的最大值为0.72W【答案】B【详解】A．由乙图可知，当x=0时，R3=0，电阻R2两端的电压U2=4.8V，电源电压为6V，所以R1两端电压为U1=U-U2=6V-4.8V=1.2V所以电路中的电流为所以R2的阻值为故A错误；B．当x=2时，，此时电路中的电流为所以电阻R1的功率为故B正确；C．当x=10时，，此时电路中的电流为所以电压表V2的示数，即电阻R3两端的电压为故C错误；D．当R3电阻为0时，电路中的电流最大，此时电阻R2的电功率最大，由A可知，电路中的最大电流为0.6A，电阻R2两端的电压为4.8V，所以电阻R2功率的最大值为P2=U2I=4.8V×0.6A=2.88W故D错误。故选B。7．如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I—U图像。小灯泡L的额定电压为2V，若将L和R以某种方式连接到电源两端，下列说法中正确的有（）①将L和R并联，当电路中总电流为0.7A时，灯L正常发光②将L和R串联时电路的最大总功率与L和R并联时电路的最大总功率之比为5∶2③将L和R串联在电压为1.4V的电源两端时，此时R两端电压为1V④将L和R串联在电压为4V的电源两端时，电路中的电流约0.3AA．②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④【答案】C【详解】①将L和R并联，L和R两端的电压相同，当电路中总电流为0.7A时，由图可知，此时灯泡两端的电压为2V，小灯泡正常发光，故①正确；②将L和R串联时，灯泡两端的最大电压为2V，此时通过灯泡的电流为0.5A；R的电阻为串联电路中电流处处相等，此时电阻R两端的电压为电源电压为电路的最大功率为将L和R并联，灯泡两端的最大电压为2V，电源电压为2V；L和R两端的电压相同，由图可知，电路中总电流为时，电路的最大功率为L和R串联时电路的最大总功率与L和R并联时电路的最大总功率之比为P∶P'＝3.5W∶1.4W＝5∶2故②正确；③由图可知，当灯泡两端的电压为2V时，通过灯泡的电流为0.5A，此时灯泡的电阻为将L和R串联在电源两端时，若R两端电压为1V，此时电路中的电流为由于灯丝的电阻受温度的影响，电压越低，灯丝的温度越低，灯丝的电阻越大，所以电路中电流为0.1A时，灯泡的电阻要大于通过灯泡电流为0.5A时的电阻，所以此时灯泡两端的电压要大于即电源电压要大于故③错误；④将L和R串联在电压为4V的电源两端时，由图像可知，此时L两端的电压为1V，R两端的电压为3V，此时电路中的电流约0.3A，故④正确；综合上所述，C符合题意，ABD不符合题意。故选C。二、填空题8．如图甲是非接触式红外线测温枪，它是通过接收人体辐射的红外线来显示被测人的体温。人体辐射的红外线电磁波（选填“是”或“不是”）；图乙是它的工作原理图，R是定值电阻，R0是热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图像如图丙，当人体温度升高时，电压表示数将。【答案】是变小【详解】[1]红外线、可见光、紫外线、微波、无线电波等都是电磁波。[2]由电路图可知，R与R0串联接入电路，电压表测量R0两端电压，由图丙可知，当人体的温度升高时，R0的阻值减小，根据串联电路分压的特点，R0两端的电压减小，即电压表的示数变小。9．如图为一只额定电压为12V小灯泡的电流随电压变化的关系图像。由图像可知，小灯泡正常发光时，电阻为；把这样的两只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，每只灯泡的实际功率为W。【答案】301.8【详解】[1]由图可知，小灯泡正常发光时，电压为12V，此时的电流为0.4A，故电阻为[2]两个同样的小灯泡串联，根据串联电路电压特点可知，每个小灯泡的电压为6V，由图可知，此时的电流为0.3A，故小灯泡的实际功率为10．如图甲所示的电路中，电源电压为6V不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。乙图是定值电阻R1的I-U图像，则电阻R1=Ω；闭合开关后，求在两个电表都不超量程的情况下，电路消耗的总功率最大为W【答案】101.8【详解】[1]由图乙可知，当R1的两端电压为1V时，通过其的电流为0.1A，根据欧姆定律可得，R1的阻值为[2]由电路图可知，滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表测量定值电阻R1两端的电压，电流表测量电路的电流，当电流表示数为I大=0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，此时R1的两端电压为因为电压表量程为0~3V，所以R1两端电压超过电压表量程，电路中的电流不能达到0.6A；当电压表示数最大为U大=3V时，此时R1两端电压为U大=3V，电路电流最大为则电路消耗的总功率最大，为11．某种金属温度降低时，电阻变小。如图所示为该金属的电阻随时间变化的图像，则t1时刻的温度比t2时刻（选填“高”或“低”），当其温度降得足够低时，它的电阻将变为，这种现象叫做现象。【答案】高0超导【详解】[1]由电阻随时间变化的图像可知：t2时刻的电阻比tl时刻的电阻小，根据某种金属温度降低时电阻变小的特点可知：t2时刻的温度比tl时刻低。[2][3]根据图像，温度降低时电阻减小，当其温度降得足够低时，它的电阻将无限接近于0，最终电阻将变为0。这种现象叫做超导现象。12．如图所示是某定值电阻R0和小灯泡L的电流与电压关系的图像。将它们串联后接在电压恒为3V的电源两端，则小灯泡L消耗的功率为W；在保证两元件安全的情况下，将它们并联后仍接在该电源两端，则相同时间内（选填“R0”或“L”）消耗的电能多。

【答案】0.2R0【详解】[1]由图知把定值电阻和小灯泡L串联在电源电压为3V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以由图象可知，当电路中的电流，，时，符合要求，此时小灯泡L消耗的功率[2]由图像知把定值电阻和小灯泡L并联后接在电压为3V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以两元件两端的电压由图象可知，通过的电流大于通过L的电流，根据可知，相同时间内消耗的电能多。13．科技小组的同学在做用伏安法测量小灯泡电阻的实验后，根据实验得到的数据绘制了如图所示的函数图像，分析图像：随着电流的增大，灯丝的电阻（选填“变大”、“变小”或“不变”），这是因为灯丝的电阻受影响。【答案】变大温度【详解】[1]由U﹣I图像可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，由欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电流增大而变大。[2]由P=UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，温度升高，说明小灯泡的电阻随温度的升高而变大；14．如图甲所示为某高、低温两挡位电烤箱的内部简化电路图，S为手动开关，S1为自动控制开关。R1和R2均为电热丝且阻值不变，图乙是电烤箱正常工作时干路电流随时间变化的图像。则电烤箱在高温挡正常工作时R1与R2的功率之比为，电热丝R2的阻值为。

【答案】55Ω【详解】[1][2]由图甲知道，闭合开关S和S1，两个电阻并联，电路中总电阻较小，由知道，此时电功率最大，是高温挡。只闭合开关S，是只有R1的简单电路，是低温挡。由图乙可知，低温挡时的电流是6A，通过R1的电流是6A，高温挡时的总电流是10A，高温挡两个电阻并联，由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律可知，通过R2的电流为电热丝R2的阻值为电热丝R1的阻值为由于电路是并联电路，所以则R1的电功率为R2的电功率为此时R1与R2的功率之比为三、多选题15．图甲是测量小灯泡电功率的电路图，灯泡L的额定电压为6V，电源电压保持8V不变。根据实验数据，绘制了电流表与电压表示数关系的图像，如图乙所示。以下解答正确的是（）

A．L的额定功率为3WB．L正常发光时，RP接入电路中的阻值为C．电压表示数为2V时，L与RP消耗的电功率之比为D．若将图甲中的换成和L一样的灯泡，通电时整个电路的电功率为3.6W【答案】ABD【详解】A．由图乙可知，当灯泡L两端的电压等于额定电压6V时，通过灯泡L的电流为0.5A，则灯泡L的额定功率P额=U额I额=6V×0.5A=3W故A正确；B．灯泡L正常发光时，灯泡L两端的电压UL=U额=6V由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压UP=U-UL=8V-6V=2V由串联电路的电流特点可知，此时通过滑动变阻器的电流IP=IL=I额=0.5A由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻故B正确；C．由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压UP'=U-UL'=8V-2V=6V由串联电路的电流特点可知，通过灯泡L和滑动变阻器的电流相等，由P=UI可知，L与Rp消耗的电功率之比故C错误；D．将图甲中的Rp换成和L一样的灯泡时，两个规格相同的灯泡串联，由串联电路的电流特点和欧姆定律可知，两灯泡两端的电压相等，由串联电路的电压特点可知，此时每只灯泡两端的电压UL''=U=8V=4V由图乙可知，此时电路中的电流为0.45A，则整个电路的电功率P=UI''=8V×0.45A=3.6W故D正确。故选ABD。16．某兴趣小组用“伏安法”对小灯泡和定值电阻的阻值进行了测量，根据实验数据作出它们的U-I图像，如图所示。以下是小组成员的交流内容，其中正确的是（）A．图甲是定值电阻的图像B．对R1、R2的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确C．将R1和R2并联时，R1、R2的电功率可能相等D．将R1和R2串联接在5V的电源两端，R1、R2的电阻之比为3：2【答案】ACD【详解】A．由图甲可知，通过电阻的电流与导体两端的电压成正比图甲是定值电阻R1的图像，故A正确；B．图甲是定值电阻的图像，对R1的电阻值取平均值可以使测量结果更准确；由图乙可知，R2两端的电压为1V时，电阻值为R2两端的电压为2V时，电阻值为R2两端的电压为4V时，电阻值为R2的阻值随两端所加电压的变化而变化，不是定值电阻，对R2的电阻值取平均值没有意义，故B错误；C．通过图像可知，将R1和R2并联接在4V的电源上时，通过R1、R2的电流相等，根据可知，通过两个电阻的电功率相等，故C正确；D．将R1和R2串联接在5V的电源两端，由图像可知，R1两端的电压为3V，R2两端的电压为2V，此时通过R1、R2的电流均为0.15A，由计算可知，电阻R1的阻值电阻R1的阻值电阻之比为故D正确。故选ACD。17．某实验小组用如图甲所示的电路进行实验，根据获得的数据画出了电流表示数I随电压表示数U变化的图像，如图乙所示。已知电源两端的电压保持5V不变，下列说法中正确的是（）A．电压表的示数为3V时，电流表的示数为0.25AB．随着小灯泡两端电压的减小，通过小灯泡的电流增大C．当电流表的示数为0.3A时，小灯泡的电功率为1.5WD．小灯泡两端的电压为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω【答案】CD【详解】由图，灯泡和变阻器串联，电流表测电流，电压表测变阻器电压；A．由图，电压表的示数为3V时，电流表的示数为0.2A，故A错误；B．由图，变阻器电阻增大，变阻器分压增大，根据串联电路分压规律，灯泡分压减小，同时电路电流减小，故B错误；C．当电流表的示数为0.3A时，变阻器不分压，灯泡电压5V，小灯泡的电功率为P=UI=5V×0.3A=1.5W故C正确；D．小灯泡两端的电压为3V时，变阻器分压此时电路电流为0.25A，所以滑动变阻器接入电路的阻值为故D正确。故选CD。18．如图所示，仔细分析下列物理量之间的关系图像的信息，下列有关叙述正确的是（）A．a、b两台功率一定的机器做功时所得出的功与时间的关系图像如甲所示，由图可知a机器的功率较大B．I、II两车在水平公路上行驶时，由图乙所示的速度随时间变化的关系图像可知，0~t1这段时间内II车的平均速度大C．在探究“导体的电流与电阻关系”时，得到电流I随电阻R变化的图像，如图丙所示，阴影部分的面积表示定值电阻两端的电压D．定值电阻R0和滑动变阻器R串联，它们两端的电压U保持不变，得到滑动变阻器电功率与电流关系的图像，如图丁所示，当电流为时，滑动变阻器的功率最大【答案】ACD【详解】A．由图可知，在相同的时间内，a做的功比b做的功多，根据可知，a的功率大，故A正确；B．由图可知，0～t1这段时间内，Ⅱ车的速度始终要小于Ⅰ车的速度，所以0～t1这段时间内Ⅱ车的平均速度小，故B错误；C．在探究“导体的电流与电阻关系”时，阴影部分的面积为IR，根据U=IR可知，面积表示定值电阻两端的电压，故C正确；D．当变阻器接入电路的电阻为R时，其消耗的电功率最大当R=R0