3.3物理量的变化分析【讲】（解析版）

2024年中考物理核心素养提升3.5物理量的变化分析【解法综述】物理量随着影响它的因素的变化而变化。例如：滑动摩擦力的大小，影响它的因素有“压力”和“接触面的粗糙程度”，而且只与这两个因素有关。所以我们在分析它的变化的时候，最关键的是要分析这两个因素是否发生了变化，若果这两个因素没有改变，则滑动摩擦力大小就没有改变。我们就很容易排出“物体运动的方向”、“物体运动的速度”、“所受拉力的大小”、“接触面积”等因素的干扰。因此，分析物理量的变化，关键是要理解该物理量的决定因素，以及它与这些因素间的数量关系。对于有明确数量关系（初中阶段，有的关系没有上升到理论高度，事实上是有的），即有计算公式的物理量，最佳的方法是利用公式来分析。例如分析浮力大小的变化，我们利用公式：F浮=ρ液gV排来分析，直接明确：g是一个常量，不变化，只要ρ液和V排不变，物体所受的浮力就不变。当液体的种类不变，即ρ液不变，V排变大，浮力就变大。但是，有一些反映物质属性的量，即定义公式，是不随公式中的物理量的变化而变化的，这一点特别要注意。如：物体做匀速直线运动时，速度计算公式v=st，这里V与路程S和时间t无关，是一个常量，所以就不要认为路程变化了，或者时间变化了，速度就随之变化了。类似的如密度公式：ρ=mv;电阻的计算公式：R=UI【常见物理量的影响因素】物理量影响因素基本结论滑动摩擦力1.压力的大小；2.接触面的粗糙程度1.当接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；2.当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大压力的作用效果1.压力；2.受力面积1.当受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显；2.当压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显液体压强1.密度；2.深度1.当液体深度相同时，密度越大的液体，产生的压强越大；2.相同的液体，深度越大，产生的压强越大。p=ρ液gh浮力1.液体密度；2.物体排开液体的体积1.当物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大；2.物体在同种液体中，排开液体的体积越大，受到的浮力越大F浮=ρ液gv排利用滑轮组提升重物时的机械效率1.动滑轮自重；2.绳与滑轮的摩擦、绳的自重；3.提起物体的重力当不考虑绳子自重和绳与滑轮之间的摩擦时：1.当提起的物重一定时，动滑轮自重越小，机械效率越高；2.同一滑轮组提起不同的重物，物重越大，机械效率越高η=W有用W总×100%=G物动能1.质量；2.速度1.当物体的质量一定时，物体的速度越大，动能越大；2.当物体的速度一定时，物体的质量越大，动能越大重力势能1.质量；2.高度1.当物体所处的高度相同时，质量越大的物体，重力势能越大；2.当物体的质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大内能1.种类；2.温度；3.物态；4.结构；5.分子数量（质量）1.同一物体，温度越高，内能越大；当同时有多个因素发生变化时，无法判断物体的内能变化情况比热容1.种类；2.物态导体的电阻1.材料；2.横截面积；3.长度；4.温度1.横截面积和材料相同的导体，长度越长，电阻越大；2.当横截面积和长度相同时，不同材料的导体，电阻不同；3.相同材料和长度的导体，横截面积越大，电阻越小；4.一般情况下，导体的电阻随温度的升高而增大电热1.电流；2.电阻；3.通电时间1.当导体的电阻和通电时间一定时，电路中的电流越大，产生的热量越多；2.当导体中的电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多；3.当电流和电阻一定时，通电时间越长，产生的热量越多Q=I2Rt电磁铁磁性1.线圈的匝数；2.电流的大小；3.铁芯1.当电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强；2.当线圈的匝数一定时，线圈中的电流越大，电磁铁的磁性越强；3.有铁芯时比无铁芯时磁性强感应电流大小1.磁场强弱；2.线圈匝数；3.运动快慢1.当线圈匝数和切割磁感线的速度一定时，磁场越强，感应电流越大；2.当磁场强弱和切割磁感线的速度一定时，线圈的匝数越多，感应电流越大；3.当线圈匝数和磁场强弱一定时，导体切割磁感线的速度越快，产生的感应电流越大感应电流方向1.磁场方向；2.导体运动放向只改变其中一个时，电流方向改变；二者同时改变时，电流方向不变电动机转动方向1.磁场方向；2.电流方向只改变其中一个时，力的方向改变；二者同时改变时，力的方向不变【中考题赏析】【例1】【2023常德】如图是将一个气球压入水中的过程（气球不会漏气且不会爆裂），球内气体的质量和密度变化情况是（）A.质量变大，密度变大 B.质量不变，密度变小C.质量变小，密度不变 D.质量不变，密度变大【分析与解答】气球被压入水中的过程中，只是位置的改变，因为气球不会漏气且不会爆裂，所以球内气体的质量不变，由于其下压过程中气球受到水的压强增大，所以气球体积会减小，由ρ=m/V可知：质量不变，体积减小，密度会增大，D正确。【答案】D【例2】【2023郴州】如图所示，水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中，静止时两容器中的液面保持相平，则（）A．物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力B．甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度C．甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等D．甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力【分析与解答】A．甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体，将实心物体A、B分别放入两容器中，静止时液面等高，则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和。由图可知：A漂浮，排开液体的体积小于物体的体积，B悬浮，排开液体的体积等于物体的体积，所以A的体积大于B的体积，实心物体A、B由同种材料制作，则密度相等，根据m=ρv可知:A的质量大于B的质量，根据G=mg可知，A的重力大于B的重力。根据物体的浮沉条件可知：物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力，A正确。BCD．由图可知：A漂浮，根据物体的浮沉条件知，A的密度小于甲液体的密度；B悬浮，B的密度等于乙液体的密度，实心物体A、B由同种材料制作，则密度相等，所以，甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度。静止时液面等高，根据p=ρ液gh可知：甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强，容器粗细均匀，所以甲容器和液体总重大于乙容器的，甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力，BCD错。【答案】A【例3】【2023常德】有ABC三根完全相同的导线，将A导线剪去一半，电阻变为R1；将B导线均匀的拉伸到原来长度的两倍，电阻变为R2；将C导线从中间对折，电阻变为R3。下列大小关系正确的是（）A.R1＞R2＞R3 B.R2＞R1＞R3 C.R2＞R3＞R1 D.R3＞R1＞R2【分析与解答】有ABC三根完全相同的导线，将A导线剪去一半，电阻变为原来的一半，即R1比原来小，将B导线均匀的拉伸到原来长度的两倍，长度增加，横截面积减小，电阻变大，R2比原来的电阻大；将C导线从中间对折，长度变为原来的一半，电阻变小，但与减去一半比，长度相同，横截面积更大，电阻更小，说明电阻R3小于R1，则三个电阻的关系：R2＞R1＞R3。【答案】B【中考真题精选精练】1.【2023丹东】用吸管喝酸奶，吸管有一端很尖，更容易将吸管插入包装盒中，这是通过减小_________来增大压强的；用吸管把酸奶“吸”入口中，这是利用了________的作用。【答案】受力面积大气压

【解析】增大压强的方法有两种：增大压力和减小受力面积。用吸管喝酸奶，吸管有一端很尖，是在压力一定的情况下，减小受力面积，增大压强。用吸管把酸奶“吸”入口中，是吸管内部压强减小，小于外界大气压，大气压将酸奶“压”入口中的，这是利用了大气压的原理。2．【2023宜昌】如图重为0.5N的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中，鸡蛋受到的浮力是N，若再往玻璃杯中加盐，鸡蛋受到的浮力将（选填“变大”、“不变”或“变小”）。【答案】0.5不变【解析】鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中，鸡蛋受到的浮力F浮=G=0.5N。若再往玻璃杯中加盐，盐水的密度变大，鸡蛋仍然处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，鸡蛋的重力不变，浮力不变。3.【2023广州】物体A重5N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从Р匀速直线运动到Q用时2s。（1）在MN，PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1___________v2，f1___________f2；（均选填“>”“=”“<”）（2）A从M运动到N，F1做的功为___________J、功率为___________W，A所受重力做的功为___________J。【答案】（1）＜＞（2）0.30.10【解析】（1）在MN段，A的速度为：v1=s1t1=0.3m3s=0.1m/s；在PQ段，A的速度为：v2=s2t2=0.4m2s=0.2m/s。所以v1＜v2。A在水平拉力F1作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知：f1=F1=1N；A在水平拉力F2作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知：f（2）F1做的功为：W1=F1s1=1N×0.3m=0.3J；F1的功率为：P1=F1×v1=1N×0.1m/s=0.1W。A只在水平方向运动发生距离，竖直方向没有发生距离，所以A所受重力做的功为0J。4.【2023邵阳】如图所示，用动滑轮将物体匀速提升0.2m，绳子自由端的拉力F为6N，则拉力F所做的功为______J。如果使用该滑轮提升更重的物体，机械效率会______（选填“增大”或“减小”）。【答案】2.4增大【解析】如图示数，动滑轮上有2条绳，故n=2，物体匀速提升0.2m，则绳子自由端移动的距离为：S=nh=2×0.2m=0.4m；拉力F所做的功为：W=Fs=6N×0.4m=2.4J。如果使用该滑轮提升更重的物体，有用功增大，额外功不变，则有用功占总功的比例增大，根据η=W有用W总×100%=W5.【2023常德】如图所示，水平桌面上的甲、乙两容器用一细管相连，细管中间有一开关K，先把K关上，在两容器中装入不同质量的水后，甲中水面比乙中水面高，然后将甲上口密封，此装置_______连通器（选填“是”或“不是”）。打开开关K待液面稳定后，甲中的液面高度_______乙中的液面（选填“大于”“等于”“小于”）。【答案】不是大于【解析】甲上口密封，此时该容器的两端不都是开口的，不是连通器。开关K打开前，甲中水面比乙中水面高，根据p=ρgh可知：甲中水产生的压强大于乙，打开K之后，甲中的水将向乙中流动；但由于甲的上口密封，水面下降后，水面上方密封的气体随着体积的增大产生的压强将减小，即小于大气压p0；当甲、乙两容器中的水不流动时，开关处左右两边压强相等，即p甲=p乙。因为p甲=p空+ρ水gh甲，p乙=p0+ρ水gh乙，所以p空+ρ水gh甲=p0+ρ水gh乙。因为p空<p0，所以ρ水gh甲>ρ水gh乙，可得h甲>h乙，说明甲中的水能往乙中流一些，但最终甲的水面一定比乙高。6.【2023湘潭】旅行中，汽车在公路上快速行驶时，窗外的空气流速大，压强________，窗帘受到向外的力，飘向窗外。车行驶到高山上时，发现密封的零食包装袋鼓起了，这是因为高山上的大气压比山脚下的_________（两空均选填“大”或“小”）造成的。【答案】小小【解析】根据流体压强和流速的关系可知，窗外的空气流速大，压强小，窗帘受到向外的力，飘向窗外。气压与海拔高度有关，高度越大，气压越小，所以外界的气压变小，因此密封的零食包装袋鼓起了。7.【2023南充】如图所示，在水平桌面上，有质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中，水对容器底部的压力F甲，F乙，F丙大小关系是_______，三个容器对桌面的压强p甲，p乙，p丙大小关系是________。【答案】F甲>F丙>F乙p甲=p乙=p丙【解析】由图可知：容器中水的深度关系为：h甲>h丙>h乙。根据p=ρgh可知容器底部所受水的压强关系为：p甲′>p丙′>p乙′。因三个容器底面积相同，则根据F=pS可知水对容器底部的压力关系为：F甲>F丙>F乙。三个容器的质量相同、所装水的质量也相同，所以容器和水的总质量相同，由G=mg可知它们的总重力相同，因为容器对水平面的压力等于容器和水的总重力，所以三个容器对水平面的压力相等，已知三个容器的底面积相同，由p=FS可知三个容器对水平面的压强相等，即:p甲=p乙=p丙8.【2023荆州】2023年5月28日，中国东方航空使用中国商飞全球首架交付的C919大型客机，从上海虹桥机场飞往北京首都机场，开启了国产大飞机C919的全球首次商业载客飞行，如图所示。飞机在升空过程中，乘客行李箱的惯性______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；乘客相对于座椅是______（选填“静止”或“运动”）的；此时机翼______方（选填“上”或“下”）的空气流速快，压强小；随着海拔高度的升高，外界大气压强______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】不变静止上变小【解析】惯性是物体的一种属性，只与物体的质量有关。飞机在升空过程中，乘客行李箱的质量不变，惯性不变。乘客相对于座椅没有发生位置的改变，因此以座椅为参照物，乘客是静止的。根据流体压强的特点流速快的位置压强小，机翼上方的流速快，压强小。大气压强与高度有关，海拔越高，大气压强越小。所以随着海拔高度的升高，外界大气压强变小。9.【2023连云港】两个电阻R1、R2串联在电路中，已知R1＞R2。通过两个电阻的电流I1、I2的大小关系是I1______I2（选填“>”“=”或“<”），加在两个电阻两端的电压U1、U2的大小关系是U1_______U2（选填“>”“=”或“<”）。【答案】=>【解析】因为串联电路电流处处相等，所以:I1=I2。由题可知R1＞R2，而且I1=I2，由U=IR可：R1两端的电压大于R2两端的电压，即：U1＞U2。10.【2023自贡】为了保护同学们的视力，很多学校教室里的日光灯全部更换成如图所示的LED护眼灯，每间教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是______联的。如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，则教室电路中的总电流会______（选填“增大”或“减小”）。【答案】并增大【解析】如图所示的LED护眼灯，每个教室里的这9盏LED护眼灯是互不影响的，所以它们之间一定是并联的。如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，护眼灯、多媒体设备是并联，独立工作，互不影响，多开了多媒体设备，多了一条支路，则教室电路中的总电流会增大。11.【2023无锡】如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为，电热丝R阻值为。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的效应实现高温封口，内产生的热量为J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。【答案】热75增大【解析】塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝能发出热量，所以利用电流的热效应实现高温封口的。电源电压为5V，电热丝R阻值为1Ω，则3s内产生的热量：Q=U2tR=（5V）2×3s1Ω=75J。12．【2023枣庄】如图所示，将一把钢尺紧按在桌面边缘。先将尺的一半伸出桌面，用力拨动钢尺，听它振动发出的声音；再增加尺伸出桌边的长度，用相同的力拨动钢尺，听到的声音（）A.响度变大B.响度变小C.音调变高D.音调变低【答案】D【解析】将一把钢尺紧按在桌面边缘，先将尺的一半伸出桌面，用力拨动钢尺，听它振动发出的声音，再增加尺伸出桌边的长度，用相同的力拨动钢尺，钢尺振动的频率会变慢，钢尺振动发出声音的频率变慢，音调会变低。13.【2023广州】以下过程不发生物态变化，初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低，那么初温相同的甲、乙放出相同热量（）A.甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大B.甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大C.甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大D.无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大【答案】B【解析】依题意初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低，说明吸收相同的热量，甲温度变化比乙温度变化慢，由此可知，初温相同的甲、乙放出相同热量，甲乙温度都降低，由于甲温度变化比乙温度变化慢，所以甲的末温比乙的末温高，但由于不知道甲乙两块金属的质量关系，所以无法判断甲、乙比热容哪一个大。14.【2023益阳】荡秋千是人们平时喜爱的一项运动。如图所示，秋千在摆荡的过程中，A为最低点，B是摆荡到右边时的最高点。下列说法正确的是（）A.人从A点运动到B点是利用了人具有惯性B.人在A点时惯性最大，在B点时的惯性最小C.人由A点运动到B点的过程中，重力势能不变，机械能增大D.人从B点运动到A点的过程中，重力势能增大，动能增大【答案】A【解析】A．秋千在摆荡的过程中，人从最低点A点，由于人具有惯性，能够运动到最高点B点，故A正确；B．惯性的大小与质量有关，人在A点和B点时，质量不变，惯性不变，B错。C．人由A点运动到B点过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，克服摩擦做功，机械能减小，C错。D．人从B点运动到A点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，D错。15.【2023邵阳】劳动课上，同学们在老师的带领下挖坑植苗、挥锹培土、脚踩夯实、提桶浇水……校园农场里一片热火朝天的忙碌景象。关于劳动中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（）A.挥锹培土时，铁锹是省力杠杆B.人提着水桶水平前进，人对水桶做了功C.脚踩夯实，用力踩土是采用减小压力的方法减小压强D.锄头的刀口很锋利，是采用减小受力面积的方法增大压强【答案】D【解析】A．挥锹培土时，手拿铁锹尾端处是支点，手拿铁锹中间处是动力作用点，铁锹尖端培土处是阻力作用点。动力臂小于阻力臂，则动力大于阻力，铁锹是费力杠杆，A错。B．人提着水桶水平前进，人对桶施加的力方向竖直向上，但在力的方向上桶没有移动距离，所以人没有在竖直方向上对水桶做功；在水平方向上桶移动了距离，但人没有在水平方向上给桶施加力的作用，所以人没有对桶做功，B错。C．用力踩土是采用增大压力的方法增大压强的，C错。D．锄头的刀口做的很薄，所以很锋利，这是采用减小受力面积的方法增大压强的，D正确。16.【2023武汉】同学们可能做过这样的实验：在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b，注入水，水从两个小圆孔喷出。在某一时刻，从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处，其中d离塑料瓶远些，如图所示。下列说法正确的是（）A.图中d是从a孔喷出水的落点B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多【答案】B【解析】ABD．a、b在同一竖直线上，b孔的深度更大，从b孔喷出的水比从a孔喷出的水急而远，这说明水内部的压强随深度增加而增大；由于b点处水的压强要大于a处水的压强，从而导致了b处得水流速度大于a处得水流速度，所以相同时间内b孔喷出水的质量多，AD错，B正确。C．由于该实验只用了水，无法判断其它液体的情况，即没有控制变量，所以，无法判断液体内部压强的大小是否与液体的密度有关，C错。17.【2023徐州】如图所示，将压水泵插入水桶中，从上端向下按压，水就会从出水口流出。按压作用是使桶内气压（）A.大于大气压B.等于大气压C.小于大气压D.变为零【答案】A【解析】将压水泵插入水桶中，从上端向下按压，桶内空气变多，气压变大，当桶内水面上方的气体压强大于大气压时，水就会在桶内气压的作用下从出水口流出。18.【2023金昌】2023年4月，我国东部战区组织了环台岛军事演习，这是对“台独”分裂势力与外部反华势力勾连挑衅的严重警告，是捍卫国家主权和领土完整的必要行动。如图所示为参加演习的我国辽宁号航空母舰，当战斗机从军舰上起飞后（）A．舰体略上浮，受到浮力不变 B．舰体略上浮，受到浮力变小C．舰体略下沉，受到浮力不变 D．舰体略下沉，受到浮力变大【答案】B【解析】当战斗机从军舰上起飞后，航空母舰的重力减小，处于漂浮状态，浮力等于重力，所以舰体受到的浮力减小，由F浮=ρ液gv排可知：液体的密度不变，排开液体的体积减小，舰体略上浮。19.【2023株洲】取一根木棒，在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计，将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中，它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙，两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，则（）A．F甲>F乙 B．F甲<F乙 C．ρ甲>ρ乙 D．ρ甲<ρ乙【答案】D【解析】AB．如图所示，它竖直立在两种液体中都是漂浮状态，所以它受到的浮力等于重力，同一支密度计的重力相等，则密度计在两种液体中受到的浮力相等。即F甲=F乙，AB错。CD．如图所示，密度计在甲液体中排开液体的体积比在乙液体中排开液体的体积大，根据ρ液=F浮ρ液g可知：浮力相等时，排开液体体积越大，液体密度越小。所以可判断出甲液体密度较小，即ρ甲＜ρ乙，C20.【2023北京】小京洗水果时，发现体积较小的桔子漂浮在水面上，而体积较大的芒果却沉在水底，如图所示。下列说法正确的是（）A.桔子的密度小于芒果的密度B.桔子受到的浮力大于它受到的重力C.桔子受到的重力小于芒果受到的重力D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力【答案】AC【解析】由题意可得：体积较小的桔子漂浮在水面上，而体积较大的芒果却沉在水底。A．由浮沉条件得，桔子的密度小于水的密度，芒果的密度大于水的密度，因此桔子的密度小于芒果的密度，A正确。B．桔子受到的浮力等于它受到的重力，B错。CD．桔子体积小于芒果体积，桔子排开水的体积小于桔子的体积，芒果排开水的体积等于芒果的体积，则桔子排开水的体积小于芒果排开水的体积，由F浮=ρ液gv排可得：桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力，桔子受到的浮力等于它受到的重力，芒果受到的浮力小于它受到的重力，则桔子受到的重力小于芒果受到的重力，C正确，D错。21.【2023长沙】如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（）A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快【答案】D【解析】AC．大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，根据W=Fs=Gh可知：做功一样多，AC错。BD．两人做功一样多，大人用时较短，根据P=Wt可知：大人对砖做功更快，B错，D22.【2023长春】2023年5月8日，