10. (扬州高邮期末)阅读短文,回答下列问题。
脂肪是人体的重要成分之一,可为人体提供能量并防止热量散失,但脂肪过量会引发肥胖甚至导致一些慢性疾病,因此需要合理控制人体的脂肪含量。体脂率反映人体脂肪含量的多少,目前有多种测量方法。其中一种方法是利用脂肪含水少、导电性比人体其他成分弱的特点,通过测量人体的电阻来计算体脂率。
图甲为市面上的一款体脂秤,其体重测量部分的原理如图乙所示,图中电源电压恒为 6 V, 定值电阻 $R_0 = 100\ \Omega$, 力敏电阻$R$的电阻随所受压力$F$变化的关系如图丙所示。当被测者站在体脂秤上时,电流表示数反映被测者的体重。与此同时,体脂秤会向人体发射一个安全的电信号,电信号因人体导电性的不同而发生不同程度的变化,据此可测算人体的电阻。再结合被测者输入的身高、测量的体重,便能大致算出被测者的体脂率。

(1) 比较脂肪和人体其他成分的物理属性,下列说法错误的是
A. 导热性较差
B. 导电性较差
C. 比热容较大
(2) 测量体脂率前需要先输入被测者的身高信息,才能准确计算出体脂率。这是因为人体的身高越高,相当于导体的
(3) 某被测者穿着橡胶拖鞋站上体脂秤,发现体重显示正常,而体脂率的测量结果偏差较大,这是因为橡胶拖鞋是
(4) 当体脂秤空载时,电路中的电流为
(5) 当体脂秤使用时间过长后,电源电压会变小,这将导致体重的测量值与实际值相比
脂肪是人体的重要成分之一,可为人体提供能量并防止热量散失,但脂肪过量会引发肥胖甚至导致一些慢性疾病,因此需要合理控制人体的脂肪含量。体脂率反映人体脂肪含量的多少,目前有多种测量方法。其中一种方法是利用脂肪含水少、导电性比人体其他成分弱的特点,通过测量人体的电阻来计算体脂率。
图甲为市面上的一款体脂秤,其体重测量部分的原理如图乙所示,图中电源电压恒为 6 V, 定值电阻 $R_0 = 100\ \Omega$, 力敏电阻$R$的电阻随所受压力$F$变化的关系如图丙所示。当被测者站在体脂秤上时,电流表示数反映被测者的体重。与此同时,体脂秤会向人体发射一个安全的电信号,电信号因人体导电性的不同而发生不同程度的变化,据此可测算人体的电阻。再结合被测者输入的身高、测量的体重,便能大致算出被测者的体脂率。
(1) 比较脂肪和人体其他成分的物理属性,下列说法错误的是
C
(填字母)。A. 导热性较差
B. 导电性较差
C. 比热容较大
(2) 测量体脂率前需要先输入被测者的身高信息,才能准确计算出体脂率。这是因为人体的身高越高,相当于导体的
长度
越大,在其他条件一定时,人体的电阻就越大。(3) 某被测者穿着橡胶拖鞋站上体脂秤,发现体重显示正常,而体脂率的测量结果偏差较大,这是因为橡胶拖鞋是
绝缘体
(填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。(4) 当体脂秤空载时,电路中的电流为
0.015
A。(5) 当体脂秤使用时间过长后,电源电压会变小,这将导致体重的测量值与实际值相比
偏小
(填“偏大”“偏小”或“不变”)。在不更换电源的情况下,可将定值电阻$R_0$更换成阻值更小
(填“阻值更大”或“阻值更小”)的定值电阻。答案
10. (1) C (2) 长度 (3) 绝缘体 (4) $0.015$ (5) 偏小 阻值更小 提示:(1) 脂肪可为人体提供能量并防止热量散失,表明脂肪导热性较差;脂肪含水少、导电性比人体其他成分弱,表明脂肪的导电性较差,比热容相对较小。(2) 将人体看作导体,身高越高,相当于导体的长度越大,电阻就越大。(3) 由于橡胶拖鞋是绝缘体,不容易导电,使得电路的电阻偏大,体脂率测量结果偏差较大。(4) 体脂秤空载时,力敏电阻$R=300\ \Omega$,$I=\dfrac{U}{R_0+R}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{300\ \Omega +100\ \Omega}=0.015\ \mathrm{A}$。(5) 如电源电压$U$变小,电路中的电流会变小,对应的体重读数会偏小;为使电流不变,需将$R_0$的阻值变小。
解析
【分析】
本题结合体脂秤的实际场景,需根据短文信息、图像及物理知识逐一分析各小题:
1. 第(1)题:从短文描述提取脂肪的物理属性,判断错误选项;
2. 第(2)题:将人体视为导体,结合导体电阻与长度的关系分析;
3. 第(3)题:根据橡胶的导电属性,分析对体脂率测量的影响;
4. 第(4)题:空载时压力为0,从图丙获取力敏电阻阻值,结合欧姆定律计算电流;
5. 第(5)题:根据电源电压变化,结合欧姆定律和力敏电阻与压力的关系,判断体重测量值的变化,再分析定值电阻的调整。
【解析】
(1) 由短文可知,脂肪防止热量散失,说明其导热性较差;脂肪含水少、导电性比人体其他成分弱,说明其导电性较差;脂肪的比热容相对较小,因此错误的说法是C选项。
(2) 人体可看作导体,在其他条件一定时,导体的电阻与长度有关,身高越高相当于导体的长度越大,人体电阻就越大。
(3) 橡胶拖鞋是绝缘体,不容易导电,会干扰体脂秤向人体发射的电信号,导致体脂率测量结果偏差较大。
(4) 体脂秤空载时,压力F=0,由图丙可知力敏电阻R=300Ω,电路总电阻$R_{总}=R+R_0=300\ \Omega+100\ \Omega=400\ \Omega$,根据欧姆定律,电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{400\ \Omega}=0.015\ \mathrm{A}$。
(5) 电源电压变小,根据$I=\frac{U}{R+R_0}$,电路电流变小;而电流越小,对应力敏电阻R越大,由图丙可知R越大时压力F越小,因此体重测量值与实际值相比偏小。要使电流不变,当电源电压减小时,电路总电阻需减小,因此可将定值电阻$R_0$更换成阻值更小的定值电阻。
【答案】
(1)C (2)长度 (3)绝缘体 (4)0.015 (5)偏小 阻值更小
【知识点】
导体属性、电阻影响因素、欧姆定律应用、绝缘体
【点评】
本题以生活中的体脂秤为载体,将物理知识与实际应用结合,考查学生从短文和图像中提取信息并运用物理知识解题的能力,涉及电学和导体的基础知识点,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题结合体脂秤的实际场景,需根据短文信息、图像及物理知识逐一分析各小题:
1. 第(1)题:从短文描述提取脂肪的物理属性,判断错误选项;
2. 第(2)题:将人体视为导体,结合导体电阻与长度的关系分析;
3. 第(3)题:根据橡胶的导电属性,分析对体脂率测量的影响;
4. 第(4)题:空载时压力为0,从图丙获取力敏电阻阻值,结合欧姆定律计算电流;
5. 第(5)题:根据电源电压变化,结合欧姆定律和力敏电阻与压力的关系,判断体重测量值的变化,再分析定值电阻的调整。
【解析】
(1) 由短文可知,脂肪防止热量散失,说明其导热性较差;脂肪含水少、导电性比人体其他成分弱,说明其导电性较差;脂肪的比热容相对较小,因此错误的说法是C选项。
(2) 人体可看作导体,在其他条件一定时,导体的电阻与长度有关,身高越高相当于导体的长度越大,人体电阻就越大。
(3) 橡胶拖鞋是绝缘体,不容易导电,会干扰体脂秤向人体发射的电信号,导致体脂率测量结果偏差较大。
(4) 体脂秤空载时,压力F=0,由图丙可知力敏电阻R=300Ω,电路总电阻$R_{总}=R+R_0=300\ \Omega+100\ \Omega=400\ \Omega$,根据欧姆定律,电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{400\ \Omega}=0.015\ \mathrm{A}$。
(5) 电源电压变小,根据$I=\frac{U}{R+R_0}$,电路电流变小;而电流越小,对应力敏电阻R越大,由图丙可知R越大时压力F越小,因此体重测量值与实际值相比偏小。要使电流不变,当电源电压减小时,电路总电阻需减小,因此可将定值电阻$R_0$更换成阻值更小的定值电阻。
【答案】
(1)C (2)长度 (3)绝缘体 (4)0.015 (5)偏小 阻值更小
【知识点】
导体属性、电阻影响因素、欧姆定律应用、绝缘体
【点评】
本题以生活中的体脂秤为载体,将物理知识与实际应用结合,考查学生从短文和图像中提取信息并运用物理知识解题的能力,涉及电学和导体的基础知识点,难度适中。
【难度系数】
0.6
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