精品解析：河南省驻马店市驿城区驻马店市第二初级中学2024-2025学年九年级上学期1月期末物理试题

驻马店市二中2024—2025学年上学期期末质量检测 九年级物理 考试时间：60分钟　满分：70分 一、填空题（每空1分，共14分） 1. 如图，是我国古代一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，这是利用了________的方式改变内能，手炉中装热水，是利用了水的________较大。 2. 2023 年 10 月 15 日，郑州市举行了第一届青少年科技运动会。图甲是参赛选手自制的水火箭，图乙是其结构示意图。选手对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。水火箭飞向空中时，瓶内气体的内能转化为水火箭的________能，此能量转化过程与汽油机的________冲程相同。 3. 小华家的家用电能表的信息如图所示，他家所使用的用电器总功率不能超过__________，若只将一台额定功率为的电炉单独接在电路中，电能表指示灯应闪烁__________次。 4. 若将标有“ ”的灯泡以及“ ”的灯泡串联接在电源电压恒定不变的电路中，闭合开关后小灯泡都发光，__________（选填“”或“”）较亮。若将这两个小灯泡并联接入电路中，其中一只灯泡正常发光，在保证电路安全的前提下，则电源电压为__________，此时消耗的总功率为__________。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。 5. 如图所示，电源两端电压为，电阻为。同时闭合开关、，若通过干路的电流为，则通过电阻的电流为__________，此时与消耗的电功率之比为__________。 6. 如图所示，小桂将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。实验中铝箔纸较粗部分的电流________（选填“>”、“=”或“<”）较细部分的电流，较________（选填“粗”或“细”）的部位先燃烧起来，理由是________。 二、选择题（每题2分，共16分，7-12为单选，13-14为双选） 7. 下列估测的数据中，最符合实际的是（　　） A. 家用空调的电流约为 B. 一个电热水壶的加热功率约为 C. 手机电池的电压约为 D. 一盏节能灯工作5小时消耗电能约为 8. 关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（　　） ①热机在做功冲程中内能转化为机械能 ②物体温度越低，内能越小，所以0℃物体没有内能 ③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体 ④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式 A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 9. 在探究“电荷间的相互作用”的实验中用绝缘细线悬挂两个小球，静止时的状态如图所示。下列判断正确的是（ ） A. 两球一定带同种电荷 B. 两球可能带异种电荷 C. 两球可能一个带电，一个不带电 D. 两球均不带电 10. 如图，气球与头发摩擦，头发会随着气球飘起来。下列说法正确的是（　　） A. 气球与头发摩擦创造了电荷 B. 气球因摩擦带电而成为导体 C. 气球若带负电荷，则头发带正电荷 D. 气球与头发因带同种电荷而互相吸引 11. 电工维修电路有时需要带电操作，如图所示．以下操作不会发生触电事故的是（   ） A. 甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线 B. 乙站在绝缘凳上仅接触火线 C. 丙站在地上仅接触火线 D. 丁站在地上同时接触火线和零线 12. 将小灯泡L和电阻R接入如图甲所示的电路中，电源电压不变。只闭合开关时，小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象，下列说法中正确的是（　　） A. 电源电压为3V B. 再闭合开关后，小灯泡的功率变小 C. 再闭合开关后，电流表示数为0.2A D. 再闭合开关后，电路消耗的总功率为1.4W 13. 图甲是运用欧姆定律解决问题的实验电路，电源电压恒定，是滑动变阻器，是定值电阻；图乙中的a、b分别是将滑动变阻器的滑片从最左端向最右端移动的过程中，电流表A的示数随两电压表、示数变化关系的图像。下列说法中正确的是（　　） A. 电源电压是8V B. 定值电阻阻值是 C. 滑动变阻器的最大阻值是 D. 当电压表、的示数相等时，滑片在滑动变阻器的中点位置 14. 如图所示，是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，电源两端电压保持不变，电阻为压敏电阻，为定值电阻。压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随油箱中油量的减少而增大，当电压表示数大于某一值时，就会触发报警。电压表示数为时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（　　） A. 为半导体材料 B. 随着油箱的油量减少，通过定值电阻的电流变大 C. 若换用阻值更大的定值电阻，警戒油量将变大 D. 若油箱内油量增多，则消耗的功率将变大 三、画图题（每题2分，共4分） 15. 家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯和电动机组成。先闭合开关，电源指示灯亮；再闭合开关，电动机工作拉动窗帘。当断开时，电动机和均不工作。请在下方方框中画出家用电动窗帘盒的电路图。 16. 图甲是某宾馆的房卡，它相当于一个开关，只有将房卡插入卡槽里，房间内的电灯和插座才能工作；将房卡抽出卡槽，整个房间断电。请将图乙中的电路补充完整，使电灯和插座正常工作。 四、实验探究题（本题共3个小题，第17题4分，第18题8分，第19题7分，共19分） 17. 小明用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关，甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。 （1）实验中通过观察两个U形管中__________的变化来比较电流通过导体产生的热量的多少； （2）图甲装置可用来研究电流通过导体产生热量的多少与__________的关系； （3）通电一段时间，发现图乙中左边U形管两侧液面高度差的变化比右边明显，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的__________越大，产生的热量越多； （4）在实验中，若选择比热容__________（选填“大”或“小”）的液体作为被加热液体，实验现象会更明显。 18. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是，烧杯内的液体质量也相同： （1）比较不同燃料的热值，应选择__________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择__________两图进行实验；理由是前者被加热的物质__________，后者热源和加热方法__________（以上两空均选填“相同”或“不同”）； （2）水和煤油吸热的多少是通过__________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）； （3）实验中发现水和煤油升高相同温度时，加热水的时间长，说明水的比热容比煤油__________（选填“大”或“小”）； （4）比较不同燃料热值的实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料__________（选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧完毕”），然后通过观察温度计示数的变化来比较两种燃料热值大小； （5）若想比较液体和液体吸热能力，在设计实验方案时，需要确定以下需要控制的变量，你认为其中多余的是__________。 A. 采用的加热方式 B. 酒精灯里所加酒精量 C. 液体和液体的质量 D. 盛放液体和液体的容器 19. 如图甲所示，某同学在做“测量小灯泡电功率”实验。实验器材：电源（电压恒为）、小灯泡（额定电压为，正常发光时灯丝电阻约为）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为（　）和（　）的滑动变阻器各一个，导线若干。 （1）连接电路时，应该__________开关，滑动变阻器应选__________（选填“”或“”）； （2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是__________； （3）排除故障，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表的示数为，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向__________（选填“A”或“B”）端移动。通过实验绘制出小灯泡的图像，如图乙所示，小灯泡的额定功率为__________； （4）另一同学设计了如图丙所示电路，来测量另一只小灯泡的额定功率（已知小灯泡的额定电压为），阻值已知。 ①断开开关，闭合开关、，调节滑动变阻器滑片，使得电流表示数为__________（用字母U额、R0表示），此时小灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关，闭合开关、，记下电流表的读数为； ③小灯泡额定功率的表达式__________（用字母、、表示）。 五、综合应用题（本题共2个小题，20题9分，21题8分共16分） 20. 2023年11月9日，郑州市生态环境保护大会召开。空气质量指数A是环境保护的重要指标，空气质量等级是按照空气质量指数划分的，如下表所示。某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路如图甲所示，已知电源电压U=12V，是定值电阻，气敏电阻R的阻值与A的关系如图乙所示，当空气质量指数A为100时，电压表示数为8V。 空气质量指数A 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 >300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 （1）当空气质量指数A增大时，R的阻值________，电压表的示数________（以上两空均选填“增大”或“减小”）； （2）求定值电阻的阻值（ ）； （3）通过计算判断电压表示数为6V时对应的空气质量等级（ ）。 21. 如图甲所示的电水壶，具有加热和保温两项功能，图乙是该电水壶内部的简化电路图． （1）当开关S1闭合，S2断开时，电热水壶处于_____（选填保温”或加热”）状态． （2）若电阻R1=22Ω，R2=2200Ω；则该电水壶的加热功率为多少_________？ （3）将3kg、20℃的水加热到100℃，用时8min，求加热水时电水壶的效率________．[水的比热容4.2×103J/（kg•℃）] 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 驻马店市二中2024—2025学年上学期期末质量检测 九年级物理 考试时间：60分钟　满分：70分 一、填空题（每空1分，共14分） 1. 如图，是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，这是利用了________的方式改变内能，手炉中装热水，是利用了水的________较大。 【答案】 ①. 热传递 ②. 比热容 【解析】 【详解】[1][2]根据题意可知，在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，人手吸收热量，内能增大，这种方式是通过热传递改变内能，因为水的比热容较大，与其他物质相比在相同质量时，降低相同的温度放出的热量更多，所以，手炉中装热水。 2. 2023 年 10 月 15 日，郑州市举行了第一届青少年科技运动会。图甲是参赛选手自制的水火箭，图乙是其结构示意图。选手对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。水火箭飞向空中时，瓶内气体的内能转化为水火箭的________能，此能量转化过程与汽油机的________冲程相同。 【答案】 ①. 机械 ②. 做功 【解析】 【详解】[1]用气筒向瓶内打气，瓶内气压增大，内能增加，水火箭飞向空中时，瓶内气体的内能转化为水火箭的机械能。 [2]水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，相当于汽油机的做功冲程。 3. 小华家的家用电能表的信息如图所示，他家所使用的用电器总功率不能超过__________，若只将一台额定功率为的电炉单独接在电路中，电能表指示灯应闪烁__________次。 【答案】 ①. 4400 ②. 640 【解析】 【详解】[1]由电能表参数可知，电能表正常工作时的电压为220V，允许通过的最大电流为20A，他家同时使用用电器的最大总功率P大=UI=220V×20A=4400W [2]1600imp/(kW•h)表示每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁1600次，电炉单独接在电路中30min，即0.5h消耗的电能W=Pt=800×10-3kW×0.5h=0.4kW•h 电能表指示灯闪烁的次数n=1600imp/(kW•h)×0.4kW•h=640imp 4. 若将标有“ ”的灯泡以及“ ”的灯泡串联接在电源电压恒定不变的电路中，闭合开关后小灯泡都发光，__________（选填“”或“”）较亮。若将这两个小灯泡并联接入电路中，其中一只灯泡正常发光，在保证电路安全的前提下，则电源电压为__________，此时消耗的总功率为__________。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。 【答案】 ①. ②. 6 ③. 4.5 【解析】 【详解】[1]根据P=UI可得，灯泡的额定电流 灯泡的额定电流 两灯的额定电流相等，电路中的最大电流为0.5A，根据欧姆定律可得，灯泡的电阻 灯泡的电阻 因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，且通过两灯的电流相等，L2的电阻大，由P=I2R可知，L2的实际功率大，则灯泡L2发光较亮。 [2]并联电路各用电器两端的电压相等，灯泡L1的额定电压是6V，灯泡L2的额定电压是12V，为保证电路安全，将这两个小灯泡并联接入电路中时，电源电压应等于L1的额定电压，即电源电压应等于6V。 [3]两个小灯泡并联时，L1正常发光，其实际功率等于额定功率，即实际功率等于3W；灯泡L2的功率 此时消耗总功率P=P1+P2'=3W+1.5W=4.5W 5. 如图所示，电源两端电压为，电阻为。同时闭合开关、，若通过干路的电流为，则通过电阻的电流为__________，此时与消耗的电功率之比为__________。 【答案】 ①. 0.3 ②. 1∶4 【解析】 【详解】[1][2]如图所示，同时闭合开关、时，R1与R并联，根据并联电路的电压规律可知 由可知，流过R的电流为 根据并联电路的电流规律可知，通过电阻R1的电流为 此时与消耗的电功率分别为， 则与消耗的电功率之比为 6. 如图所示，小桂将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。实验中铝箔纸较粗部分的电流________（选填“>”、“=”或“<”）较细部分的电流，较________（选填“粗”或“细”）的部位先燃烧起来，理由是________。 【答案】 ①. = ②. 细 ③. 细的部位电阻大，电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的电热越多 【解析】 【详解】[1]由于铝箔纸较粗部分和较细部分串联在电路中，由串联电路中处处电流相等可知，铝箔纸较粗部分的电流等于较细部分的电流。 [2][3]由于同种材料中，较细部分的电阻较大，由焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以较细部分产生热量多，先燃烧起来。 二、选择题（每题2分，共16分，7-12为单选，13-14为双选） 7. 下列估测的数据中，最符合实际的是（　　） A. 家用空调的电流约为 B. 一个电热水壶的加热功率约为 C. 手机电池的电压约为 D. 一盏节能灯工作5小时消耗电能约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．一台空调功率约为1100W，工作时的电流 故A不符合题意； B．电热水壶是大功率用电器，一个电热水壶的加热功率约为1000W，故B不符合题意； C．USB电压一般为5V，手机电池的电压比USB充电电压要低一些，约为3.7V，故C符合题意； D．一盏节能灯额定功率一般约为15W，即0.015kW，工作5小时消耗电能W=P't=0.015kW×5h=0.075kW·h 故D不符合题意。 故选C。 8. 关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（　　） ①热机在做功冲程中内能转化为机械能 ②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能 ③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体 ④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式 A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 【答案】C 【解析】 【分析】涉及的知识点有：（1）内燃机的四个冲程中，压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能；（2）内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，一切物体都有内能；（3）热传递的条件是物体之间有温度差，高温物体将能量向低温物体传递，直至各物体温度相同；（4）做功与热传递在改变物体的内能的效果上是等效的． 【详解】①热机在做功冲程中内能转化为机械能，该项说法正确；②只有温度高低不能判断物体内能的多少,因为内能跟质量,温度,状态同时有关，任何物体在任何温度时都有内能，故该项说法错误；③热量总是从高温物体转移到低温物体，内能小的物体温度不一定低，故该项说法错误；④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式，该项说法正确．故正确的是①④，故选C． 9. 在探究“电荷间的相互作用”的实验中用绝缘细线悬挂两个小球，静止时的状态如图所示。下列判断正确的是（ ） A. 两球一定带同种电荷 B. 两球可能带异种电荷 C. 两球可能一个带电，一个不带电 D. 两球均不带电 【答案】A 【解析】 【详解】电荷相互作用规律是同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，实验中两个小球互相排斥，所以两球一定带同种电荷，故选A。 10. 如图，气球与头发摩擦，头发会随着气球飘起来。下列说法正确的是（　　） A. 气球与头发摩擦创造了电荷 B. 气球因摩擦带电而成为导体 C. 气球若带负电荷，则头发带正电荷 D. 气球与头发因带同种电荷而互相吸引 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．气球与头发摩擦，使电荷发生了转移而不是创造了电荷，故A错误； B．电子从头发上转移到气球上，而气球得到电子后仍然为绝缘体，故B错误； C．气球若带负电荷，则电子从头发上转移到气球上，即头发失去电子，故头发带正电荷，故C正确； D．气球与头发因带异种电荷而相互吸引，故D错误。 故选C。 11. 电工维修电路有时需要带电操作，如图所示．以下操作不会发生触电事故是（   ） A. 甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线 B. 乙站在绝缘凳上仅接触火线 C. 丙站在地上仅接触火线 D. 丁站在地上同时接触火线和零线 【答案】B 【解析】 【详解】A. 甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线属于双线触电，A不符合题意. B. 乙站在绝缘凳上仅接触火线时没有电流流过人体，不会触电，B符合题意. C. 丙站在地上仅接触火线时，人与大地形成通路，由电流流过人体，会发生触电，C不符合题意. D. 丁站在地上同时接触火线和零线属于双线触电，D不符合题意. 12. 将小灯泡L和电阻R接入如图甲所示的电路中，电源电压不变。只闭合开关时，小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象，下列说法中正确的是（　　） A. 电源电压为3V B. 再闭合开关后，小灯泡的功率变小 C. 再闭合开关后，电流表示数为0.2A D. 再闭合开关后，电路消耗的总功率为1.4W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由电路图知，只闭合开关S1时，电路为小灯泡L的简单电路，此时小灯泡L的实际功率为1W，由图像可知，当 时， ，其实际功率为 则电源的电压 故A错误； B．再闭合S2后，R与L并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路互不影响，所以再闭合开关S2后，小灯泡的功率不变，故B错误； C．因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R两端的电压也为2V，由图像可知，此时通过R的电流为0.2A ，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流为 故C错误； D．再闭合开关S2后，电路消耗总功率为 故D正确。 故选D。 13. 图甲是运用欧姆定律解决问题的实验电路，电源电压恒定，是滑动变阻器，是定值电阻；图乙中的a、b分别是将滑动变阻器的滑片从最左端向最右端移动的过程中，电流表A的示数随两电压表、示数变化关系的图像。下列说法中正确的是（　　） A. 电源电压是8V B. 定值电阻阻值是 C. 滑动变阻器的最大阻值是 D. 当电压表、的示数相等时，滑片在滑动变阻器的中点位置 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图甲可知R1和R2串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压；串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和，由图乙可知，当电流为0.1A时，两个电压表的示数分别为1V和5V，因此电源电压为 U=1V+5V=6V 故A错误； B．由于R2是定值电阻，由欧姆定律可知，通过R2的电流与其两端电压成正比，由图乙可知，图线b代表电流表A的示数随V2的示数变化关系图；定值电阻的阻值为 故B正确； C．则图线a代表电流表A的示数随V1的示数变化关系图。由图乙可知，滑动变阻器的最大阻值为 故C正确； D．当电压表V1、V2的示数相等时，由图可知，此时R1两端的电压，通过的电流 I=0.3A 则 则滑片不在滑动变阻器的中点位置，故D错误。 故选BC。 14. 如图所示，是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，电源两端电压保持不变，电阻为压敏电阻，为定值电阻。压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随油箱中油量的减少而增大，当电压表示数大于某一值时，就会触发报警。电压表示数为时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（　　） A. 为半导体材料 B. 随着油箱的油量减少，通过定值电阻的电流变大 C. 若换用阻值更大的定值电阻，警戒油量将变大 D. 若油箱内油量增多，则消耗的功率将变大 【答案】AD 【解析】 【详解】 A．半导体材料具有单向导电性，可以制成敏感电阻，由题意可知，R1是压敏电阻，压敏电阻是由半导体材料制成的，故A正确； B．根据电路图可知，电阻R1、R2串联接入电路中，电压表测量电阻R1两端的电压；压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大，当油箱中的油量减少时，压敏电阻的阻值变大，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，串联电路中电流处处相等，所以通过R2的电流变小，故B错误； C．电压表的报警电压不变，由串联电路的电压特点可知，报警时定值电阻两端的电压也不变，若换用阻值较大的定值电阻，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据可知，报警时压敏电阻的阻值变大，则根据题意可知，警戒油量将变小，故C错误； D．若油箱内油量增多，压敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的总电流增大，R2的阻值不变，根据P=I2R可知，R2消耗的功率变大，故D正确。 故选AD。 三、画图题（每题2分，共4分） 15. 家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯和电动机组成。先闭合开关，电源指示灯亮；再闭合开关，电动机工作拉动窗帘。当断开时，电动机和均不工作。请在下方方框中画出家用电动窗帘盒的电路图。 【答案】 【解析】 【详解】根据题意可知，开关S2只控制电动机M，指示灯和电动机可以各自独立工作，这说明该电路为并联电路；开关S1断开时指示灯L和电动机M都不能正常工作，这说明S1在干路中，如图所示： 16. 图甲是某宾馆的房卡，它相当于一个开关，只有将房卡插入卡槽里，房间内的电灯和插座才能工作；将房卡抽出卡槽，整个房间断电。请将图乙中的电路补充完整，使电灯和插座正常工作。 【答案】 【解析】 【详解】房卡开关相当于总开关，在干路上。电灯与插座应并联接入电路中，电灯开关只控制电灯，在电灯所在的支路上；相线先连接房卡开关，然后分别连接插座与电灯开关、电灯，最后连入中性线，如图所示： 四、实验探究题（本题共3个小题，第17题4分，第18题8分，第19题7分，共19分） 17. 小明用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关，甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。 （1）实验中通过观察两个U形管中__________的变化来比较电流通过导体产生的热量的多少； （2）图甲装置可用来研究电流通过导体产生的热量的多少与__________的关系； （3）通电一段时间，发现图乙中左边U形管两侧液面高度差的变化比右边明显，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的__________越大，产生的热量越多； （4）在实验中，若选择比热容__________（选填“大”或“小”）的液体作为被加热液体，实验现象会更明显。 【答案】（1）液面高度差 （2）电阻大小 （3）电流 （4）小 【解析】 【小问1详解】 实验中，电阻产生的热量多少是无法直接看出来的，通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。 【小问2详解】 甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻大小不同，所以甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻产生的热量与电阻大小的关系。 【小问3详解】 图乙右边容器内、外的电阻并联后再与左边容器电阻串联，由于图乙中三个电阻等值，所以通过左边容器中电阻的电流是右边容器中电阻电流的2倍，电阻相等，通电时间相同，所以可研究电热与电流大小的关系，由左边U形管两侧液面高度差的变化比右边明显可知，左边容器中产生的热量多，则可得出结论在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多。 【小问4详解】 根据可知，在吸热和质量相同时，选择比热容较小的液体作为被加热物体，其温度变化更大，液面高度的变化也更明显，实验现象会更明显。 18. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是，烧杯内的液体质量也相同： （1）比较不同燃料的热值，应选择__________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择__________两图进行实验；理由是前者被加热的物质__________，后者热源和加热方法__________（以上两空均选填“相同”或“不同”）； （2）水和煤油吸热的多少是通过__________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）； （3）实验中发现水和煤油升高相同温度时，加热水的时间长，说明水的比热容比煤油__________（选填“大”或“小”）； （4）比较不同燃料热值的实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料__________（选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧完毕”），然后通过观察温度计示数的变化来比较两种燃料热值大小； （5）若想比较液体和液体的吸热能力，在设计实验方案时，需要确定以下需要控制的变量，你认为其中多余的是__________。 A. 采用的加热方式 B. 酒精灯里所加酒精量 C. 液体和液体的质量 D. 盛放液体和液体的容器 【答案】（1） ①. 甲、乙 ②. 甲、丙 ③. 相同 ④. 相同 （2）加热时间 （3）大 （4）充分燃烧完毕 （5）B 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3][4]比较不同燃料的热值，应选质量相同的两种不同燃料，加热相同质量的同种液体，燃料完全燃烧时，比较液体升高的温度可知燃料热值的大小，因此可用甲、乙两图进行实验。比较不同物质的比热容的实验中，应控制燃料的种类相同而被加热的液体不同，由图示可知，应选择甲、丙两图进行实验；理由是：比较不同燃料的热值时，被加热的物质相同；比较不同物质的比热容时，热源和加热方法相同。 【小问2详解】 比较不同物质的比热容的实验中，热源和加热方式相同，因为加热时间能反应物质吸收热量的多少，所以水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的。 【小问3详解】 水与煤油的质量m相同，实验中发现水和煤油升高相同温度，加热水的时间长，水吸收的热量多，由可知，水热容比煤油的比热大。 【小问4详解】 比较不同燃料热值的实验中，同时点燃料后，需等待燃料充分燃烧完毕，通过观察水升高的温度来比较两种燃料热值大小，这个研究方法叫做转换法。 【小问5详解】 为了比较液体a和液体b的吸热能力，在设计实验方案时； A．需要用相同的加热方式，让a、b在相同时间吸收相同的热量，故A不符合题意； B．只需要用相同规格的酒精灯，控制加热时间，不需控制酒精灯里所加酒精量，故B符合题意； C．必须控制液体a和液体b的质量，让液体吸收相同的热量，比较升高的温度，故C不符合题意； D．盛放液体a和液体b的容器必须相同，保证两容器吸收的热量相同，故D不符合题意。 故选B。 19. 如图甲所示，某同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材：电源（电压恒为）、小灯泡（额定电压为，正常发光时灯丝电阻约为）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为（　）和（　）的滑动变阻器各一个，导线若干。 （1）连接电路时，应该__________开关，滑动变阻器应选__________（选填“”或“”）； （2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是__________； （3）排除故障，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表的示数为，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向__________（选填“A”或“B”）端移动。通过实验绘制出小灯泡的图像，如图乙所示，小灯泡的额定功率为__________； （4）另一同学设计了如图丙所示电路，来测量另一只小灯泡的额定功率（已知小灯泡的额定电压为），阻值已知。 ①断开开关，闭合开关、，调节滑动变阻器滑片，使得电流表示数为__________（用字母U额、R0表示），此时小灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关，闭合开关、，记下电流表的读数为； ③小灯泡额定功率的表达式__________（用字母、、表示）。 【答案】（1） ①. 断开 ②. （2）小灯泡短路 （3） ①. B ②. 0.625W （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]为了保护电路，连接电路时，开关应断开。 [2]由图甲可知，滑动变阻器与小灯泡串联接入电路中，电源电压为6V，小灯泡电阻约为10Ω，若选择，变阻器阻值最大，即为10Ω时，根据串联分压原理可知，此时小灯泡和变阻器两端电压均为3V，变阻器阻值无法再增大，则小灯泡两端电压最低为3V，无法达到2.5V的额定电压，R1的最大阻值偏小，无法完成实验，故实验时应选择最大阻值较大的R2。 【小问2详解】 闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明与电压表并联的支路短路，即电路故障是小灯泡短路。 【小问3详解】 [1]电压表的示数为2.2V，小于小灯泡的额定电压2.5V，若想测量小灯泡的额定功率，应增大小灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故变阻器滑片应向B端移动。 [2] 由U-I图象可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A，小灯泡额定功率P=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W 【小问4详解】 [1][2]由图丙可知，断开开关S3，闭合开关S1、S2时，L与R0并联，再与滑动变阻器串联，电流表测通过R0的电流。由于并联电路各支路两端的电压相等，所以调节滑动变阻器滑片P，当R0两端的电压等于小灯泡的额定电压时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为，保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3时，L与R0并联，再与滑动变阻器串联，此时电流表测干路电流，记下电流表示数I，此时L仍正常发光，根据并联电路的电流规律可得，通过小灯泡的电流 小灯泡额定功率表达式 五、综合应用题（本题共2个小题，20题9分，21题8分共16分） 20. 2023年11月9日，郑州市生态环境保护大会召开。空气质量指数A是环境保护的重要指标，空气质量等级是按照空气质量指数划分的，如下表所示。某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路如图甲所示，已知电源电压U=12V，是定值电阻，气敏电阻R的阻值与A的关系如图乙所示，当空气质量指数A为100时，电压表示数为8V。 空气质量指数A 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 >300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 （1）当空气质量指数A增大时，R的阻值________，电压表的示数________（以上两空均选填“增大”或“减小”）； （2）求定值电阻的阻值（ ）； （3）通过计算判断电压表示数为6V时对应的空气质量等级（ ）。 【答案】 ①. 减小 ②. 增大 ③. 120 ④. 优 【解析】 【详解】（1）[1][2]由电路图可知，定值电阻R0和气敏电阻R串联，电压表测量R0两端的电压。由图乙可知当空气质量指数A增大时，R的阻值减小，根据串联分压原理可知，气敏电阻两端的电压减小，根据串联电路电压规律可知定值电阻R0两端的电压增大，即电压表示数增大。 （2）[3]由图乙可知，当空气质量指数A为100时，R的阻值为60Ω， 因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，所以此时R两端的电压 UR=U-U0=12V-8V=4V 因为串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流 定值电阻R0的阻值 （3）[4]当电压表示数为6V时，通过电路电流 R两端的电压 UR′=U-U0′=12V-6V=6V=U0′ 由U=IR可知此时R的阻值 R′=R0=120Ω 由图乙可知，此时的空气质量指数为50，由表中数据可知此时的空气质量等级为优。 21. 如图甲所示的电水壶，具有加热和保温两项功能，图乙是该电水壶内部的简化电路图． （1）当开关S1闭合，S2断开时，电热水壶处于_____（选填保温”或加热”）状态． （2）若电阻R1=22Ω，R2=2200Ω；则该电水壶的加热功率为多少_________？ （3）将3kg、20℃的水加热到100℃，用时8min，求加热水时电水壶的效率________．[水的比热容4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】 ①. 保温 ②. 2200W ③. 95.5% 【解析】 【详解】解：（1）由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路中的电阻最大，根据可知，电功率最小，则电热水壶处于保温状态； （2）当开关S1、S2闭合时，为电阻R1的简单电路，此时功率最大，该电水壶的处于加热状态， 则该电水壶的加热功率：； （3）将3kg、20℃的水加热到100℃，水吸收的热量： Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（100℃﹣20℃）=1.008×106J； 由得电水壶消耗的电能： W=P加热t=2200W×8×60s=1.056×106J； 加热水时热水壶的效率： 答：（1）保温； （2）该电水壶的加热功率为2200W； （3）加热水时电水壶的效率为95.5%． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $