重难点24 力学、压强、功与机械能、电学、电磁学图像（原卷版）

专项十二图像专题重难点24力学、压强、功与机械能、电学、电磁学图像考点一、力学图像注意理解弹力与形变量的关系及其应用注意理解力与运动的关系，注意理解v-t图的含义，能结合图像、结合受力分析描述物体运动考点二、压强与浮力图像注意液体压强与液面高度的关系，分析什么时候物体完全浸没注意结合题意理解图像的含义，尤其分析出什么时候物体开始进入液体中，什么时候物体完全浸没等信息考点三、简单机械与功及机械能相关图像注意理解功及功率的含义，注意理解v-t图的含义，能结合图像、结合受力分析描述物体运动并计算功与功率注意理解力与运动的关系及能量转化关系考点四、欧姆定律图像图甲，R1<R2,简记为：越靠近U轴，电阻越大。隐含条件：①“串联”：电流相等，作U轴平行线，对应电压之和等于电源电压；②“并联”：电压相等，作I轴平行线，电流之和等于干路电流。图中任何一点的坐标之比等于R,即R考点五、电功率图像看清纵坐标随横坐标的变化趋势，比如U-I图像如果是直线，电阻是定值；如果是曲线，电阻是可变的利用图像的已知坐标点，运用欧姆定律的公式进行推理和计算，比如I-U图像可以计算电阻，I-R图像可以计算出U动态电路U-I或者U-R图像上每一个点对应一种电路状态，解题时可以取多个点（一般取横纵坐标都为整数的点），画出每个点对应状态的电路图，再在没一个状态电路图中标明对应的数据，列出方程，最后根据多个方程求解。（即方程思想）考点六、电磁学图像注意理解灵敏电阻的含义，并能理解并分析电磁继电器的控制逻辑考点一：力学图像【探究重点】注意理解弹力与形变量的关系及其应用注意理解力与运动的关系，注意理解v-t图的含义，能结合图像、结合受力分析描述物体运动【真题精讲】（2022·江苏无锡·一模）立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程．图为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化的关系．据图可知，该运动员受到的重力为_____N；他在_____（填“t1”“t2”或“t3”）时刻获得向上的最大速度．【巩固训练】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F的作用，其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示，由图像可知，当t=1s时，物体受到的摩擦力是_____N，物体在1s处于_____（“静止”、“加速”、“匀速”）状态，当t=3s时，物体受到的摩擦力是_____N。考点二：浮力及压强图像【探究重点】注意液体压强与液面高度的关系，分析什么时候物体完全浸没注意结合题意理解图像的含义，尤其分析出什么时候物体开始进入液体中，什么时候物体完全浸没等信息【真题精讲】（2022•娄底）如图甲所示，一个棱长为10cm、重为9N的正方体物块M，水平放置在一个方形容器中，M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示，当t＝100s时，物块M在水中处于（选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”）状态，图乙中a的值为cm（g＝10N/kg）。【巩固训练】如图甲所示的容器放置在水平地面上，该容器上、下两部分都是圆柱形，其横截面积分别为S1、S2，容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8103kg/m3的液体，液体通过控制阀门匀速排出的过程中，容器底部受到液体的压强P随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=_______cm，上、下两部分横截面积之比S1：S2=_______。(g取10N/kg)考点三：简单机械与功及机械能相关图像【探究重点】注意理解功及功率的含义，注意理解v-t图的含义，能结合图像、结合受力分析描述物体运动并计算功与功率【真题精讲】（2022江苏镇江）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止，已知OA=AB=BC，则F为___________N。保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，F的力臂记为l，则F的大小变___________，F与()的关系图线为图2中的①；将M从A移至B，再重复上述步骤，F与()的关系图线为图2中的___________(选填数字序号)。【巩固训练】(2020西宁)如图甲所示，用弹簧测力计水平拉一木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的两段图象，下列说法正确的是(  )A．图甲中木块受到的拉力为3.8NB．木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1∶2C．AB段和BC段拉力做功的功率之比为2∶1D．AB段和BC段木块速度之比为1∶2考点四：欧姆定律图像【探究重点】看清纵坐标随横坐标的变化趋势，比如U-I图像如果是直线，电阻是定值；如果是曲线，电阻是可变的利用图像的已知坐标点，运用欧姆定律的公式进行推理和计算，比如I-U图像可以计算电阻，I-R图像可以计算出U【真题精讲】(2022·广西贵港·统考中考真题)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列选项对图像信息判断错误的是()A．甲是一个定值电阻，阻值为5ΩB．当乙两端的电压为2.5V时，其阻值为5ΩC．将甲和乙串联，若电路中电流为0.3A．则电路的总功率为0.6WD．将甲和乙并联，若电源电压为1V，则干路中的电流为0.3A【巩固训练】某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路，如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示；R0为定值电阻，电源电压恒定不变。闭合开关，当有害尾气浓度β增大时，气敏电阻R的阻值、电流表和电压表的示数变化是()A．气敏电阻R的阻值增大 B．电压表示数变大，电流表示数变小C．电压表示数变小，电流表示数变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小考点五：电功率与电热图像【探究重点】动态电路U-I或者U-R图像上每一个点对应一种电路状态，解题时可以取多个点（一般取横纵坐标都为整数的点），画出每个点对应状态的电路图，再在没一个状态电路图中标明对应的数据，列出方程，最后根据多个方程求解。（即方程思想）对于电功率P-t图像，别忘了W=pt公式的应用【真题精讲】（2022·陕西省）如图-1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图-2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为___________V。小灯泡正常工作时的电流为___________A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω，电路的总功率为___________W。【巩固训练】PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示：（1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡；（2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是______℃。考点六：电磁学图像【探究重点】注意理解灵敏电阻的含义，并能理解并分析电磁继电器的控制逻辑【真题精讲】（2022八下·杭州月考）小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接通，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接通，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。（1）由图乙可知，当环境温度升高时，电磁铁的磁性将(填“增大”“减小”或“不变”)。（2）根据设计意图，图甲中接线柱D应与接线柱(填A或B)相连。（3）请计算说明，环境温度在什么范围内时警铃报警。【巩固训练】超市的自动扶梯，有人乘梯时运行较快，无人乘梯时运行较慢。某同学想利用电磁继电器设计这样的电路。（1）力敏电阻R0的阻值与所受压力的关系如图甲所示，则由图甲可得出结论：。（2）根据要求请将图乙的工作电路连接完整。（3）控制电路电源电压为24V，当电流达到20mA时电磁铁将衔铁吸下。现在要求一个质量为40kg的小朋友站在电梯上，就能使电梯较快运行，则滑动变阻器R1接入电路的阻值为多大？(g取10N/kg)（4）如果要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行，应该如何改动控制电路？(写出两种方法)如图甲，小林用水平推力F推动水平地面上的木箱。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙，木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙，则()A．0~1s，推力做的功为100JB．3s~5s，推力克服摩擦做功200JC．3s~5s，推力做功的功率为200WD．1s~3s，木箱受到的摩擦力小于5s~6s木箱受到的摩擦力(2020咸宁)用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示｡不计摩擦，下列分析正确的是()A．动滑轮的重力为5NB．该滑轮组的机械效率可以达到100%C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J（2022江苏苏州）手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A.每次发声的时间间隔相等B.整个过程中乒乓球的机械能不变C.乒乓球每次弹起时的动能依次减小D.乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同(2020·青海西宁·统考中考真题)下列选项中是某科技小组的几位同学设计的天然气泄漏检测电路。R为气敏电阻，R的阻值随天然气浓度变化曲线如图所示；R0为定值电阻，电源两端的电压恒定不变。电路设计要求当天然气浓度增大时，电路中电表示数增大，则下列电路图符合设计要求的是()A．B．C．D．（2022江苏苏州）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是()A.电源电压为5V B.R的最大阻值为20ΩC.R=10Ω时，其功率最大 D.R=15Ω时，电路消耗的功率为1.8W（2022·江苏南通·模拟预测）如图所示电路，电源电压保持6V不变，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R2为5Ω，电压表示数为U1，R2的电功率为P2，电流表示数为I，闭合开关后，移动滑片P，下列图像可能正确的是（）A．B．C．D．（2022四川南充）一个底面积S1=0.01m2的不吸水的圆柱体用细线拴在容器底部，长方体容器内部底面积为S2=0.1m2，水面与圆柱体上表面恰好相平，如图甲所示，现将水缓慢放出，圆柱体底部受到的液体压强p随着容器中水的深度h变化的图像如图乙所示，水的密度ρ水=1.0×l03kg/m3，g=10N/kg。（1）由图像分析，水的深度为h1、h2、h3中哪一个时，绳子的拉力恰好变为0？（2）求圆柱体的重力G和密度ρ物；（3）若不将水放出，只剪断细线，圆柱体静止后，与剪断细线前相比，液体对容器底部压强减少了多少？（2022•枣庄）如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图象，如图乙所示。求：（1）滑动变阻器的最大阻值；（2）R0的阻值和电源电压；（3）整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短。从a至c处的过程中，小球在b处速度最大。小球的速度v和弹簧压缩的长度ΔL之间的关系如乙图所示。不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是()甲乙A.小球所受重力始终大于弹簧的弹力B.小球的重力势能先减小后增大C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能D.小球的动能一直减小额定电压为12V的小灯泡L电阻会随温度变化，其I–U图像如图甲所示。根据图乙中电路，若电流表接0~3A量程：当S1、S2闭合，S3断开时，电压表示数为12V，电流表示数为1.2A；S1闭合，S2、S3断开时，将滑动变阻器R2的滑片移到中点，电压表示数为2V。则下列说法正确的是()A．电压表示数为2V时，灯泡的电压为4VB．滑动变阻器的最大电阻值为40ΩC．当开关都闭合时，整个电路的最小功率是23.4WD．当开关都闭合时，为了电路安全，滑动变阻器的最小值为7.5Ω（2022·江苏南京·模拟预测）一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图所示．已知在4s～8s内小车受到的牵引力恒为10N，则在4s～8s内小车受到的合力为______N，运动的路程为______m；在0～4s内小车受到的摩擦力______10N（选填“大于”“等于”或“小于”）．(2020温州)某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是______；(2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是______；(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功______。如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为电阻箱。闭合开关后，在调节电阻箱R阻值的过程中，电流表的示数I与R的关系如图乙所示，电压表的示数U与R的关系如图丙所示，则R0为______Ω，电源电压为_______V。超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示，限流电阻R2＝12Ω，灯泡L上标有“6V3W”字样。当电源电压为6V时，灯泡(选填“能”或“不能”)正常发光；若电源电压仍为6V，当灯泡发生短路时，电流表的示数为A。(2020鄂尔多斯)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。汽车(包括司乘人员)的质量为1.2t，接收太阳能电池板的面积为8m2，在水平路面上以恒定功率做直线运动的v-t图象如图乙(取g=10N/kg)。(1)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，则汽车牵引力为多大?(2)求汽车在0~20s内牵引力做的功。(3)若汽车吸收的太阳能转化为机械能的效率为40%，则太阳光照射到地面单位面积上的辐射功率为多少?(2022·四川省泸州市·中考真题)在物理课外拓展活动中，力学兴趣小组的同学进行了如图甲的探究。用细线P将A、B两个不吸水的长方体连接起来，再用细线Q将A、B两物体悬挂放入圆柱形容器中，初始时B物体对容器底的压力恰好为零。从t=0时开始向容器内匀速注水(水始终未溢出)，细线Q的拉力FQ随时间t的变化关系如图乙所示。已知A、B两物体的底面积SA=SB=100cm2，细线P、Q不可伸长，细线P长l=8cm，取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3。求：

(1)t=10s时，（2022·江苏扬州·二模）如图甲所示，小理同学在光滑的水平面上叠放了A、B两个长方体木块，B木块用一个弹簧测力计固定在左边墙壁上，A木块足够长，在0～10s内B木块下表面始终在A木块上，现在用水平向右的力F把A木块从右端抽出来，所用的力F与时间t的关系图像如图乙所示，拉动A木块时它的速度v与时间t的关系图像如图丙所示，则下列说法中正确的是（）A．0-2s内，A木块静止，不受摩擦力B．4-8s内，A木块受到拉力F做功8JC．2-10s内，B木块受到静摩擦力的方向始终向右D．4-10s内，A木块运动状态改变，弹簧测力计的示数不变(2021·内蒙古通辽·中考真题)如图甲所示，电源电压不变，小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合、，将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端，第二次只闭合开关，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时，电压表的示数为1.5V，滑到最上端时，小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压表、示数关系图象，下列说法正确的是()A．小灯泡的额定功率为0.75WB．定值电阻的阻值为C．滑动变阻器R的最大阻值为D．两次实验中，电路最小功率为0.36W（2022·江苏扬州·一模）如图所示，一物体在水平压力F作用下，静止在竖直的墙上，物体静止一段时间后，开始向下运动，从静止到下滑的整个过程中，物体所