山东省威海市文登区2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷

2024-2025学年山东省威海市文登区九年级（上）期末物理试卷 一、选择题（本题共12小题，1-10小题为单项选择题，每小题2分；11-12小题为多项选择题，每小题全部选对的得3分，选对但选不全的得2分，选错或不选的得0分，共26分） 1．（2分）小闽设计家庭保险箱指纹锁的电路图，指纹识别成功相当于开关闭合，录入两人的指纹，其中任意一人的指纹识别成功就能开锁。图中符合要求的电路图是（　　） A． B． C． D． 2．（2分）如图，将一段柱状彩色橡皮泥接入电路，研究其导电性，闭合开关后，LED灯发光。若将橡皮泥揉搓成细条状后再接入电路，其他条件不变，则LED灯的亮度（　　） A．增强 B．不变 C．减弱 D．条件不足，无法确定 3．（2分）如图甲所示，闭合开关后两只电压表V1和V2的指针偏转角度相同，位置如图乙所示，则L1和灯L2两端电压分别是（　　） A．8.5V 1.7V B．8.5V 6.8V C．6.8V 1.7V D．1.7V 6.8V 4．（2分）下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大 C．热值和热机效率都与外界条件无关 D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 5．（2分）如图所示是某物质由液态变为固态过程温度随时间的图象，下列说法正确的是（　　） A．t4时刻物体内能为零 B．t2、t3 时刻物体内能相等 C．t2 时刻物体内能比 t3小 D．t1 时刻物体分子动能比 t2时大 6．（2分）许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，R1和R2为加热电阻。下列分析正确的是（　　） A．除雾状态，电路中只有R2工作 B．除霜状态，电路中只有R2工作 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最小 7．（2分）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1、V2示数之比为2：3。下列说法正确的是（　　） A．通过R1、R2的电流之比I1：I2＝1：2 B．R1、R2两端的电压之比U1：U2＝1：2 C．相同时间R1、R2消耗电能之比W1：W2＝2：1 D．R1、R2的电阻之比R1：R2＝2：1 8．（2分）关于电与磁，下列说法正确的是（　　） A．摩擦起电的本质是创造了电荷 B．玻璃、塑料、食盐水都是绝缘体 C．通电导线周围不一定存在磁场 D．发电机的工作原理是电磁感应现象 9．（2分）如图所示是某同学家部分家庭电路的示意图。电能表上标有“220V 10（40）A”的字样，他家正在使用的所有用电器总功率为6kW，其中电饭煲的功率为1.5kW，饭煮熟后，他将这个电饭煲插头从插座中拔出，再将功率为1kW的电热水壶插头接入插座中，其它用电器仍正常工作，闭合电热水壶上的开关，空气开关跳闸。空气开关跳闸的原因可能是（　　） A．照明灯的开关接在了零线与灯泡之间 B．用电器的总功率过大 C．电热水壶的内部电路短路 D．接入电热水壶的插座短路 10．（2分）如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2，其中R1＝5Ω，R2＝R3＝10Ω，下列说法错误的是（　　） A．只闭合S1，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 B．只闭合S1，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻R1产生的热量为12J C．闭合S1和S2，通过R1的电流是R2电流的2倍 D．闭合S1和S2后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样 （多选）11．（3分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量及液体初温均相同。不考虑热量损失，燃料点燃直至完全燃尽，三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图象如图丁所示。以下判断正确的是（　　） A．液体b的比热容是液体a的两倍 B．燃料1的热值大于燃料2的热值 C．燃料燃完全尽时乙中液体a吸收的热量大于丙中液体b吸收的热量 D．0﹣t1时间内甲、乙、丙烧杯中液体吸收的热量相等 （多选）12．（3分）如图甲所示的电路中，电源两端的电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，可变电阻R2的铭牌上标有“200Ω 1A”的字样。闭合开关S，在调节可变电阻R2阻值的过程中，电压表的示数U与R2接入电路阻值的关系如图乙所示。若要求两只电表的示数均不能超过所选量程，下列说法正确的是（　　） A．电源两端的电压为18V B．R1的阻值为20Ω C．电流表示数的变化范围为0.075A～0.6A D．R2接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω 二、填空题（共8小题，每小题2分，共16分） 13．（2分）德国物理学家 　 　通过大量的实验探究，得出了通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比的结论，为了纪念他，人们用他的名字命名了 　 　（填物理量）的单位。 14．（2分）诗人陆游的笔记中曾记载如图所示的省油灯，灯体内部有一夹层，将水注入夹层用来吸热以减慢油的蒸发，达到省油的目的，这是利用了水的 　 　较大。灯油燃烧时将化学能转化为 　 　。 15．（2分）如图所示，取两个相同的验电器A和B（都不带电），用丝绸摩擦过的玻璃棒与A接触后，A带 　 　电。再用带绝缘柄的金属棒将A和B上的两金属球连接起来，金属棒内的电流方向是 　 　（选填“由A到B”或“由B到A”）。 16．（2分）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，则此汽油机每秒钟完成 　 　个冲程。汽车散热器常用水作为冷却剂，当散热器散热时，通过 　 　方式改变了水的内能。 17．（2分）在青藏铁路的建设中，我国科技工作者将“热棒”插入冻土，成功解决了“冻土工程”这一世界性难题。如图所示，热棒是碗口粗细的铁棒，高出地面约2m，在路基下还埋有5m，整个棒体是中空的，里面封装有适量液氨。热棒的工作原理是：当路基温度上升时，液氨 　 　热量变成气态氨上升到热棒的上端；通过散热片散热，气态氨发生 　 　（填物态变化名称）又沉入了棒底。这样不断循环，避免冻土融化造成路基崩塌。 18．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，R为定值电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S，当热敏电阻Rt的温度降低时，电压表V1的示数 　 　，电压表V2的示数与电流表A的示数之比 　 　。（均填变化情况） 19．（2分）如图所示，小李利用铁钉制作了一个电磁铁，闭合开关，铁钉吸起了几颗大头针，螺线管上端为 　 　（选填“N”或“S”）极。要使电磁铁吸引大头针的数量增多，可将滑动变阻器的滑片P向 　 　移动。 20．（2分）如图所示，当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，示数之比I甲：I乙＝2：5；当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，则此时R1与R2　 　联，R1与R2两端电压之比U1：U2为 　 　。 三、作图题（本题共2小题，21题2分，22题2分，共4分） 21．（2分）在温度计的玻璃泡上包上醮有酒精的棉花，观察温度计示数随时间的变化而变化，在图中坐标系中画出相应变化的图象。 22．（2分）请在图中虚线框内画出开关S和电灯L的符号，并用笔画线代替导线将三孔插座接入电路。 四、实验探究题（本题共3小题，23题3分，24题7分，25题7分，共17分） 23．（3分）课间休息时许多同学会用瓶壁较薄的空矿泉水瓶做这样的游戏，如图：首先旋紧瓶盖，接着两手分别握住瓶的上、下部分，使劲拧瓶的下部，使其严重变形压缩瓶内空气：然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖飞出数米远，同时瓶口和瓶内出现“白气”。用所学的物理知识解释出现这些现象的原因。 24．（7分）如图所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。 （1）小明在安装器材时出现如图中图（a）所示的情形，应调 　 　（选填“铁杆a”或“铁圈b”）更合理。你观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的情况如图所示，图（b）中 　 　是水在沸腾时的情况。 （2）小明根据实验数据，作出了水温随时间变化的图象，如图（c）的a图线。由图象可知，水沸腾前温度不断升高，沸腾后温度 　 　；此时实验室的气压 　 　一标准大气压；小明又将水的质量减少，其它条件不变，根据实验数据作出水温随时间变化的图象可能是　 　。 （3）实验结束后，小明又利用如图（d）所示的装置探究水沸腾的条件。加热一段时间后，观察到烧杯中的水沸腾，但试管中的水始终没有沸腾，此时A、B两支完全相同的温度计示数均为98℃，并保持不变。接着，小明在烧杯的水中加入少量食盐后，发现温度计B示数如图（e）所示为 　 　℃，此时，试管中的水 　 　沸腾。（选填“能”或“不能”） 25．（7分）小明同学用图甲的电路图探究“电流与电阻的关系”，实验中所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，电源电压为6V不变，滑动变阻器“20Ω 1A”。 （1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。 （2）连接正确后开始实验，实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时他眼睛应注意观察 　 　（填序号）。 A.变阻器滑片 B.电压表 C.电流表 D.电源 （3）同组的两个同学先后进行实验，并作出I﹣R图象如图丙所示，　 　图（选填“甲”或“乙”）实验操作中不符合要求，原因是：　 　。 （4）按照上述正确的一组数据继续探究：小明用30Ω的定值电阻代替原来的电阻进行实验，发现无论怎样移动滑片电压表示数都 　 　（选填“大于”或“小于”）3V，为了能够继续完成实验，并能使电压表示数调到3V，他可以 　 　。 五、综合计算题（本题共3小题，26题9分，27题9分，28题9分，共27分。要求写出必要的文字说明，单位，重要的公式及主要的运算过程，只写出结果的不能得分） 26．（9分）某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.12kg的天然气（每分钟放热相同）。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为5×107J/kg。 （1）完全燃烧0.12kg天然气释放的热量为多少？ （2）“2～4min”水吸收的热量为多少？ （3）在烧水过程中，“0～2min”、“2～4min”、“4～6min”哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？ 27．（9分）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，电流表示数为0.4A，电压表示数为1V；当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，电流表示数为0.75A。求： （1）电源电压。 （2）定值电阻R2的阻值。 （3）闭合开关S、S2，断开S1，电路的最小功率。 28．（9分）如图甲所示，为物理创新小组设计的光控路灯原理图。由控制电路和工作电路组成，光敏电阻R1的阻值随照度E（描述光照强度的物理量）的变化关系如图乙所示，Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2，当E＝2.5Lx时，触点A、B恰好断开。已知控制电路电源电压U1为6V，定值电阻R2的阻值为2kΩ，工作电路电源电压U2为220V，灯泡L1和I2规格均为“220V 44W”。（电磁铁线圈电阻忽略不计）求： （1）当触点A、B恰好断开时，控制电路中的电流为多大？ （2）当E＝1.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能？ （3）当E＝1.5Lx时，控制电路消耗的电功率为多大？ 2024-2025学年山东省威海市文登区九年级（上）期末物理试卷 参考答案与试题解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D D D A B D C D 一、选择题（本题共12小题，1-10小题为单项选择题，每小题2分；11-12小题为多项选择题，每小题全部选对的得3分，选对但选不全的得2分，选错或不选的得0分，共26分） 1．（2分）小闽设计家庭保险箱指纹锁的电路图，指纹识别成功相当于开关闭合，录入两人的指纹，其中任意一人的指纹识别成功就能开锁。图中符合要求的电路图是（　　） A． B． C． D． 【分析】串联电路中开关控制整个电路；并联电路中干路开关控制整个电路，支路开关只控制所在支路。由此根据只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合，电动机启动分析解答。 【解答】解：由题知，其中任意一人的指纹识别成功就能开锁，即开关S1、S2只要其中一个开关闭合，保险箱就能打开，所以两个开关应并联后再与工作元件串联在电源上，故D符合题意。 故选：D。 【点评】本题考查根据要求设计电路，关键是明确串联和并联电路中开关的作用。 2．（2分）如图，将一段柱状彩色橡皮泥接入电路，研究其导电性，闭合开关后，LED灯发光。若将橡皮泥揉搓成细条状后再接入电路，其他条件不变，则LED灯的亮度（　　） A．增强 B．不变 C．减弱 D．条件不足，无法确定 【分析】（1）LED灯串联在电路中，电源电压一定，导体电阻越大，电路电流越小，导体电阻越小，电路电流越大，可以通过LED灯亮度大小判断导体电阻大小； （2）导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，实验探究时应采用控制变量法； 在研究导体的电阻与导体的材料是否有关时，应控制导体的长度和横截面积不变； 在研究导体的电阻与导体的长度的关系，应控制导体的材料和横截面积不变； 在研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时，应控制导体的材料和长度不变。 【解答】解：将一段柱状彩色橡皮泥接入电路，研究其导电性，闭合开关后，LED灯发光。若将柱状的橡皮泥揉搓成细条状后再接入电路，说明这段彩色橡皮泥变长变细了，所以其电阻要变大，根据欧姆定律可知，在电压不变时，电阻变大，则电流变小，由P＝UI可知，LED灯的实际功率变小，则LED灯的亮度减弱。故ABD不正确；C正确。 故选：C。 【点评】本题是探究影响电阻大小因素的题目，考查了学生分析问题和解决问题的能力。 3．（2分）如图甲所示，闭合开关后两只电压表V1和V2的指针偏转角度相同，位置如图乙所示，则L1和灯L2两端电压分别是（　　） A．8.5V 1.7V B．8.5V 6.8V C．6.8V 1.7V D．1.7V 6.8V 【分析】先分析电路的连接方式，确定电压表所测电压，再根据电路的电压特点确定两电压表的量程并读数，从而得到两灯电压。 【解答】解：开关闭合，两灯串联，电压表V1测电源电压，V2测L1两端电压， 由串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和知，V1示数应大于V2的示数，而两电压表指针位置相同，所以V1使用0～15V量程，由图乙知，电源电压U＝8.5V； V2使用0～3V量程，由图乙知，L1两端电压，U1＝1.7V， L2两端电压U2＝U﹣U1＝8.5V﹣1.7V＝6.8。故ABC错误，D正确。 故选：D。 【点评】本题考查串联电路电压特点和电压表的读数，正确分析电路的连接情况，确定电压表量程是关键。 4．（2分）下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大 C．热值和热机效率都与外界条件无关 D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 【分析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关； （2）热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高。 【解答】解：A、热值是燃料的特性，只与热量的种类有关，与燃烧情况无关，故A错误； B、热值是燃料的特性，只与热量的种类有关，与放出热量的多少无关，故B错误； C、热值取决与燃料种类，与外界条件无关；而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，故C错误； D、使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了学生对热值概念和热机效率的了解与掌握。 5．（2分）如图所示是某物质由液态变为固态过程温度随时间的图象，下列说法正确的是（　　） A．t4时刻物体内能为零 B．t2、t3 时刻物体内能相等 C．t2 时刻物体内能比 t3小 D．t1 时刻物体分子动能比 t2时大 【分析】（1）晶体在凝固过程中，虽然温度保持不变，但不断放热，内能减小； （2）任何物质的分子总在永不停息地做无规则运动，所以内能不可能为零。 【解答】解：（1）t4时刻物体温度为零，但其分子仍不停地做无规则运动，所以具有内能，故A错误； （2）t2时刻物体内能与t3时刻的温度相同，但是从t2时刻到t3时刻，物体要放出热量，因此t2时刻物体内能比t3时大，故B、C错误； （3）t1时刻温度比t2时刻温度高，所以t1时刻物体分子动能比t2时大，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查了晶体在凝固过程中的特点及图象的分析，同时考查了对内能的理解及分子运动与温度的关系。 6．（2分）许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，R1和R2为加热电阻。下列分析正确的是（　　） A．除雾状态，电路中只有R2工作 B．除霜状态，电路中只有R2工作 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最小 【分析】（1）由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，R1、R2并联，当开关S闭合、S1断开时，只有R2工作，根据并联电路的特点和P＝可知该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能的电路连接； （2）根据欧姆定律可知电路的电流大小关系；根据P＝可知电路的电功率大小关系。 【解答】解：由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，电阻R1和R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路的总电阻最小，由I＝可知，此时电路中电流最大，由P＝可知，此时电路的总功率最大，该装置处于“高温”除霜功能； 当开关S闭合、S1断开时，只有R2工作，此时电路的总电阻最大，由I＝可知，此时电路中的电流最小，由P＝可知，此时电路的总功率最小，该装置处于“低温”除雾功能，故A正确、BCD错误。 故选：A。 【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，属于电功率多档位问题，分析清楚电路的连接方式是解题的关键。 7．（2分）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1、V2示数之比为2：3。下列说法正确的是（　　） A．通过R1、R2的电流之比I1：I2＝1：2 B．R1、R2两端的电压之比U1：U2＝1：2 C．相同时间R1、R2消耗电能之比W1：W2＝2：1 D．R1、R2的电阻之比R1：R2＝2：1 【分析】由图可知，闭合开关S，R1、R2串联，电压表V1测量R2两端的电压，电压表V2测量电源电压；根据串联电路的电流特点可知通过R1、R2的电流之比； 根据串联电路的电压特点和电压表V1、V2示数之比可知R1、R2两端的电压之比，根据欧姆定律求出R1、R2的电阻之比； 根据W＝UIt求出相同时间电流对R1、R2做的消耗电能之比。 【解答】解：由图可知，闭合开关S，R1、R2串联，电压表V1测量R2两端的电压，电压表V2测量电源电压； A、根据串联电路的电流特点可知，通过R1、R2的电流相等，即I1：I2＝1：1，故A错误； B、根据串联电路的电压特点和电压表V1、V2示数之比可知，U2：（U1+U2）＝2：3，则R1、R2两端的电压之比：U1：U2＝1：2，故B正确； C、根据W＝UIt可知，相同时间电流对R1、R2做的电功之比：W1：W2＝U1I1t：U2I2t＝U1：U2＝1：2，故C错误； D、由欧姆定律可知，R1、R2的电阻之比：R1：R2＝：＝U1：U2＝1：2，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功公式以及电功率公式的应用，属于电学综合题，有一定的难度。 8．（2分）关于电与磁，下列说法正确的是（　　） A．摩擦起电的本质是创造了电荷 B．玻璃、塑料、食盐水都是绝缘体 C．通电导线周围不一定存在磁场 D．发电机的工作原理是电磁感应现象 【分析】（1）摩擦起电的实质是电子的转移； （2）导体：善于导电的物体，绝缘体：不善于导电的； （3）通电导线周围一定存在磁场； （4）发电机的工作原理是电磁感应现象。 【解答】解：A.摩擦起电的本质是电子的转移，而不是创造了电荷，A错误； B.玻璃、塑料是绝缘体，食盐水是导体，B错误； C.通电导线周围一定存在磁场，C错误； D.发电机的工作原理是电磁感应现象，D正确。 故选：D。 【点评】考查摩擦起电，导体，绝缘体，电与磁的关系，属于基础题。 9．（2分）如图所示是某同学家部分家庭电路的示意图。电能表上标有“220V 10（40）A”的字样，他家正在使用的所有用电器总功率为6kW，其中电饭煲的功率为1.5kW，饭煮熟后，他将这个电饭煲插头从插座中拔出，再将功率为1kW的电热水壶插头接入插座中，其它用电器仍正常工作，闭合电热水壶上的开关，空气开关跳闸。空气开关跳闸的原因可能是（　　） A．照明灯的开关接在了零线与灯泡之间 B．用电器的总功率过大 C．电热水壶的内部电路短路 D．接入电热水壶的插座短路 【分析】家庭电路中电流过大的原因有两个：短路和总功率过大。从上面这两个因素进行分析。 【解答】解：A、照明灯的开关接在了零线与灯泡之间，不会引发空气开关跳闸，只是容易发生触电事故，故A不符合题意； B、由电能表上的参数可得，电路中允许的最大功率为：P＝UI＝220V×40A＝8800W； 正在使用的所有用电器总功率为6kW，其中电饭煲的功率为1.5kW，将电饭煲插头从插座中拔出，再将功率为1kW的电热水壶插头接入插座中，电路中用电器总功率变小，所以空气开关跳闸的原因不可能是用电器的总功率过大，故B不符合题意； CD、如果接入电热水壶的插座短路，没有插入电热水壶时，空气开关就应该会跳闸，闭合电热水壶上的开关，空气开关跳闸，则说明是由于电热水壶的内部电路短路，故C符合题意、D不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查对家庭电路故障（短路）的分析判断能力，空气开关跳闸的原因有两个：总功率过大和发生短路。 10．（2分）如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2，其中R1＝5Ω，R2＝R3＝10Ω，下列说法错误的是（　　） A．只闭合S1，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 B．只闭合S1，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻R1产生的热量为12J C．闭合S1和S2，通过R1的电流是R2电流的2倍 D．闭合S1和S2后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样 【分析】A、电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析； B、根据Q＝I2Rt求出通电1min电阻R1产生的热量； C、分析闭合S1和S2电路的连接，由并联电路电压的规律及欧姆定律可知通过两个10欧姆电阻的电流相等，由串联和并联电路电流的规律回答； D、根据Q＝I2Rt比较左、右侧容器内电阻丝产生热量，由转换法分析。 【解答】解：A、只闭合S1，R1、R2两电阻串联，R1、R2阻值不同，通过的电流和通电时间相同，故该装置用来探究电流产生的热量与电阻大小的关系；故A正确； B、只闭合S1，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻R1产生的热量为 Q＝I2Rt＝（0.2A）2×5Ω×60s＝12J 故B正确； C、闭合S1和S2，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，由并联电路电压的规律及欧姆定律可知，通过两个10欧姆电阻的电流相等，由串联和并联电路电流的规律可知，通过R1的电流是R2电流的2倍，故C正确； D、根据Q＝I2Rt可知，左侧容器内电阻丝产生热量为 Q＝R1t＝（2I）2×5Ω×t 右侧容器内电阻丝产生热量为 Q′＝R2t＝（I）2×10Ω×t 因Q不等于Q′，由转换法，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差不一样，故D错误。 故选：D。 【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。 （多选）11．（3分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量及液体初温均相同。不考虑热量损失，燃料点燃直至完全燃尽，三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图象如图丁所示。以下判断正确的是（　　） A．液体b的比热容是液体a的两倍 B．燃料1的热值大于燃料2的热值 C．燃料燃完全尽时乙中液体a吸收的热量大于丙中液体b吸收的热量 D．0﹣t1时间内甲、乙、丙烧杯中液体吸收的热量相等 【分析】（1）根据甲、丙图象，利用c＝分析比热容的大小；（2）在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大；（3）根据图丁，利用Q＝cmΔt分析吸收热量的多少；（4）根据甲、乙图象分析液体吸收热量的多少。 【解答】解：A、根据甲、丙图象可知，用相同的燃料加热，在相同时间内吸收的热量相同，a和b的质量相同，吸收相同的热量，根据图丁可知，a升高的温度是b升高温度的2倍，根据c＝可知，液体b的比热容是液体a的两倍，故A正确；B、甲杯水的温度升高的较快，即燃料1燃烧产生的热量多，所以其热值大，即燃料1的热值大，故B正确；C、燃料燃尽时乙中液体a吸收的热量为：Qa＝camΔta，丙中液体b吸收的热量为：Qb＝cbmΔtb；a和b的质量相同，液体b的比热容是液体a的两倍，b升高的温度要大于a升高温度的一半，则燃料燃尽时乙中液体a吸收的热量小于丙中液体b吸收的热量，故C错误；D、0～t1时间内甲丙烧杯中液体吸收热量相等并且都大于乙烧杯中液体吸收热量，故D错误。故选：AB。 【点评】探究不同物质的吸热能力时要利用相同质量的不同物体，探究不同燃料的热值时，要利用相同质量的不同燃料。 （多选）12．（3分）如图甲所示的电路中，电源两端的电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，可变电阻R2的铭牌上标有“200Ω 1A”的字样。闭合开关S，在调节可变电阻R2阻值的过程中，电压表的示数U与R2接入电路阻值的关系如图乙所示。若要求两只电表的示数均不能超过所选量程，下列说法正确的是（　　） A．电源两端的电压为18V B．R1的阻值为20Ω C．电流表示数的变化范围为0.075A～0.6A D．R2接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω 【分析】由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）根据图乙可知，当变阻器接入电路中的电阻为40Ω或70Ω时其两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出此时电路中的电流，利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，然后联立等式求出电源的电压和R1的阻值； （2）当电压表的示数为15V时，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后与滑动变阻器的最大阻值相比较确定电路中的最小电流；当滑动变阻器接入电阻为0时，根据欧姆定律求出电路中的电流，然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流，然后得出电流表示数的变化范围； （3）由欧姆定律可求电路总电阻，由串联电路总电阻等于各支路电阻之和可求R2电阻。 【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，电路中的R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 AB．由图乙知道，当变阻器接入电路中的电阻R2＝40Ω时，其两端的电压U2＝12V，因串联电路中各处的电流相等， 所以，此时电路中的电流：I1＝＝＝0.3A； 根据串联电路串联电路的特点和欧姆定律可知，电源的电压 U＝I1R1+U2＝0.3A×R1+12V；﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当变阻器接入电路中的电阻R2′＝70Ω时，其两端的电压 U′2＝14V；此时电路中的电流： I2＝＝＝； 根据串联电路串联电路的特点和欧姆定律可知，则电源的电压 U＝I2R1+U2′＝0.2A×R1+14V；﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②可得U＝18V；R1＝20Ω； 故AB正确； D．根据电压表的量程知，当滑动变阻器两端的电压为15V时，接入电路的电阻最大，此时R1两端的电压 U1＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V； 由串联分压原理可知， ＝； 解得滑动变阻器接入电路的最大电阻：R2大＝100Ω； 根据电流表的量程知，当电路中的电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，此时电路的总电阻： R总＝＝＝30Ω； 则滑动变阻器接入电路的最小电阻是：R2小＝R总﹣R1＝30Ω﹣20Ω＝10Ω； 所以，为保证电路安全，滑动变阻器的取值范围是10Ω～100Ω，故D正确； C．当电压表的示数U2大＝15V时，R1两端的电压： U1＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V； 此时电路中的电流： I最小＝＝； 此时滑动变阻器接入电路中的电阻： R″2＝＝＝100； 则电路中电流表的最小示数为0.15A， 当滑动变阻器接入电阻为0时，电路中的电流： I′＝＝＝；则电路中的最大电流为0.6A，电流表的变化范围是0.15A～0.6A，故C错误。 故选：ABD。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，正确确定电路中的最大和最小电流以及从图象中获取有用的信息是关键。 二、填空题（共8小题，每小题2分，共16分） 13．（2分）德国物理学家 　欧姆　通过大量的实验探究，得出了通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比的结论，为了纪念他，人们用他的名字命名了 　电阻　（填物理量）的单位。 【分析】德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即欧姆定律，并以他的名字命名电阻的单位。 【解答】解：德国物理学家欧姆通过大量的实验，探究通过导体的电流与导体的电阻以及导体两端电压之间的关系，最后得出了通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比的结论，这就是著名的欧姆定律。 为了纪念欧姆，人们用他的名字命名了电阻的单位。 故答案为：欧姆；电阻。 【点评】本题考查了学生对物理学史了解与掌握，是一道基础性题目。 14．（2分）诗人陆游的笔记中曾记载如图所示的省油灯，灯体内部有一夹层，将水注入夹层用来吸热以减慢油的蒸发，达到省油的目的，这是利用了水的 　比热容　较大。灯油燃烧时将化学能转化为 　内能　。 【分析】（1）水的比热容较大，与其他物质相比较，在吸收相同的热量时，温度变化小。 （2）燃料燃烧时将化学能转化为内能。 【解答】解：灯点燃后，热会由灯盏通过热传递的方式使油的内能增大，温度升高，加快油的蒸发，容易耗油； 如果在夹层中加水，因为水的比热容较大，可以吸收更多的热量，使油的温度升高的较慢些，减慢油的蒸发，达到省油的目的； 灯油燃烧时将化学能转化为内能。 故答案为：比热容；内能。 【点评】此题考查了燃烧的能量转化、水的比热容大等知识的实际应用，会利用这些知识解释一些简单现象。 15．（2分）如图所示，取两个相同的验电器A和B（都不带电），用丝绸摩擦过的玻璃棒与A接触后，A带 　正　电。再用带绝缘柄的金属棒将A和B上的两金属球连接起来，金属棒内的电流方向是 　由A到B　（选填“由A到B”或“由B到A”）。 【分析】（1）把被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，接触带电的两个物体带同种电荷； （2）规定正电荷定向移动的方向是电流的方向，电流方向与自由电子的定向移动方向相反。 【解答】解：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，与A接触后A带正电，用带绝缘柄的金属棒将A和B上的金属球连接起来后，B中的部分负电荷通过金属棒流向A，即属棒内电子的移动方向是由B到A，则电流的方向由A流向B。 故答案为：正；由A到B。 【点评】明确形成电流的条件和电流方向的规定，是解答此题的关键。 16．（2分）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，则此汽油机每秒钟完成 　80　个冲程。汽车散热器常用水作为冷却剂，当散热器散热时，通过 　热传递　方式改变了水的内能。 【分析】（1）在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次； （2）改变物体内能的方法有：做功和热传递。 【解答】解： （1）由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min，即每1s转40圈，完成20个工作循环，80个冲程，做功20次； （2）汽车发动机开始工作一段时间后，散热器中水的内能会增加，这是由于散热器中的水从发动机上吸收热量导致的，所以这是通过热传递方式来改变内能的。 故答案为：80；热传递。 【点评】本题考查了热机以及改变内能的有关知识，是一道综合题。 17．（2分）在青藏铁路的建设中，我国科技工作者将“热棒”插入冻土，成功解决了“冻土工程”这一世界性难题。如图所示，热棒是碗口粗细的铁棒，高出地面约2m，在路基下还埋有5m，整个棒体是中空的，里面封装有适量液氨。热棒的工作原理是：当路基温度上升时，液氨 　吸收　热量变成气态氨上升到热棒的上端；通过散热片散热，气态氨发生 　液化　（填物态变化名称）又沉入了棒底。这样不断循环，避免冻土融化造成路基崩塌。 【分析】汽化指物质由液态转变成气态，汽化要吸热；液化指物质由气态转变成液态，液化要放热。 【解答】解：液氨吸收热量转变成气态氨；气态氨放热液化成液氨沉入棒底。 故答案为：吸收；液化。 【点评】本题考查了汽化和液化，属于基础题。 18．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，R为定值电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S，当热敏电阻Rt的温度降低时，电压表V1的示数 　变大　，电压表V2的示数与电流表A的示数之比 　不变　。（均填变化情况） 【分析】电压表V1测量Rt电压，电压表V2测量R的电阻，R和Rt串联，电流表测干路电流。 【解答】解：电源电压保持不变，R为定值电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S，当热敏电阻Rt的温度降低时，Rt阻值变大，R总变大，I＝变小，则UR＝IR变小，URt变大； 电压表V2的示数与电流表A的示数之比等于R的阻值，大小不变。 故答案为：变大，不变。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是条件“热敏电阻阻值随温度的降低而增大的应用。 19．（2分）如图所示，小李利用铁钉制作了一个电磁铁，闭合开关，铁钉吸起了几颗大头针，螺线管上端为 　N　（选填“N”或“S”）极。要使电磁铁吸引大头针的数量增多，可将滑动变阻器的滑片P向 　左　移动。 【分析】已知电流方向，则可以由安培定则判断电磁铁的磁极。 影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少，使电磁铁吸引大头针的数目增多，也就是使其磁性增强，则电路中的电流变大，再根据欧姆定律判断电阻的变化。 【解答】解：电流由下方流入螺线管，则由安培定则可知螺线管上端为N极，下端为S极； 使电磁铁吸引大头针的数目增多，也就是使其磁性增强，则电路中的电流变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，则滑动变阻器的滑片应向左移。 故答案为：N；左。 【点评】本题考查安培定则、滑动变阻器对电路中电流的影响、电流大小对电磁铁磁性强弱的影响，要求同学熟练掌握。 20．（2分）如图所示，当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，示数之比I甲：I乙＝2：5；当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，则此时R1与R2　串　联，R1与R2两端电压之比U1：U2为 　2：3　。 【分析】当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，甲电流表测R2支路的电流，乙电流表测干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过两电阻的电流之比，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比； 当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两电阻串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，根据串联电路的电流特点求出通过R1、R2电流之比，根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比。 【解答】解：（1）当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，甲电流表测R2支路的电流，乙电流表测干路电流， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过两电阻的电流之比： ＝＝＝， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由I＝可得，两电阻的阻值之比： ＝＝＝＝2：3； （2）当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两电阻串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压， 因串联电路中各处的电流相等，所以，通过R1、R2电流之比为1：1， 则两电阻两端的电压之比：U1：U2＝IR1：IR2＝R1：R2＝2：3。 故答案为：串；2：3。 【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件以及利用电阻之比连接两电路的关系是关键。 三、作图题（本题共2小题，21题2分，22题2分，共4分） 21．（2分）在温度计的玻璃泡上包上醮有酒精的棉花，观察温度计示数随时间的变化而变化，在图中坐标系中画出相应变化的图象。 【分析】蒸发具有致冷作用，能使温度下降；但酒精蒸发后，受周围温度的影响，温度计的示数又会上升。 【解答】解：酒精蒸发吸热，能使它附着的温度计温度下降；随着酒精迅速蒸发掉后，受空气温度的影响，温度计的示数又会上升，直到和周围温度示数相同时，不再上升。 故答案为：。 【点评】大部分学生知道酒精蒸发吸热温度降低，没有考虑酒精蒸发完毕后温度的回升，因此在解题时要认真审题，弄清题意再做题。 22．（2分）请在图中虚线框内画出开关S和电灯L的符号，并用笔画线代替导线将三孔插座接入电路。 【分析】（1）为了安全，在家庭电路中，开关要接在用电器和火线之间； （2）三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。 【解答】解：（1）在家庭电路中，开关应接在用电器和火线之间，所以上边虚线框内为开关，下边虚线框内为灯泡； （2）安装三孔插座的方法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线；如图所示： 【点评】本题考查了灯与开关、三孔插座的连接，属于基础题目。 四、实验探究题（本题共3小题，23题3分，24题7分，25题7分，共17分） 23．（3分）课间休息时许多同学会用瓶壁较薄的空矿泉水瓶做这样的游戏，如图：首先旋紧瓶盖，接着两手分别握住瓶的上、下部分，使劲拧瓶的下部，使其严重变形压缩瓶内空气：然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖飞出数米远，同时瓶口和瓶内出现“白气”。用所学的物理知识解释出现这些现象的原因。 【分析】本题抓住做功改变物体内能。压缩气体做功，物体内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小。液化的方法：降低温度和压缩体积。 【解答】答：旋紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，瓶体严重变形压缩瓶内空气，使空气内能增大、温度升高。迅速旋开瓶盖时，瓶内气体膨胀对外做功，可看到瓶盖飞出，同时瓶内气体内能减小，温度降低，瓶口和瓶内的水蒸气遇冷液化成小水滴，出现“白气”。 【点评】本题考查了做功改变物体内能。对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小。同时还要了解液化现象。 24．（7分）如图所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。 （1）小明在安装器材时出现如图中图（a）所示的情形，应调 　铁杆a　（选填“铁杆a”或“铁圈b”）更合理。你观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的情况如图所示，图（b）中 　甲　是水在沸腾时的情况。 （2）小明根据实验数据，作出了水温随时间变化的图象，如图（c）的a图线。由图象可知，水沸腾前温度不断升高，沸腾后温度 　不变　；此时实验室的气压 　小于　一标准大气压；小明又将水的质量减少，其它条件不变，根据实验数据作出水温随时间变化的图象可能是　b　。 （3）实验结束后，小明又利用如图（d）所示的装置探究水沸腾的条件。加热一段时间后，观察到烧杯中的水沸腾，但试管中的水始终没有沸腾，此时A、B两支完全相同的温度计示数均为98℃，并保持不变。接着，小明在烧杯的水中加入少量食盐后，发现温度计B示数如图（e）所示为 　101　℃，此时，试管中的水 　能　沸腾。（选填“能”或“不能”） 【分析】（1）为了保证温度计的液泡不碰到烧杯底部，温度计的位置根据烧杯的位置来确定； 水在沸腾前气泡在上升过程中体积变得越来越小，而在沸腾后气泡在上升过程中体积反而变得越来越大； （2）水沸腾的特点：继续吸热，温度保持不变； 要掌握沸点与气压之间的关系，知道气压越高，沸点越高，气压越低，沸点越低； 减少了水的质量，水的沸点不会变，只会缩短加热的时间，据此来做出判断； （3）温度计读数时，先看清温度计的分度值，再读数；水沸腾的条件：达到沸点，不断吸收热量。 【解答】解：（1）温度计的玻璃泡要浸没在液体中，在图甲中温度计接触了烧杯底部，应该调高铁杆a的位置； 沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐变大；沸腾前气泡在上升过程中体积逐渐变小；图2甲是水沸腾时水中气泡的情况； （2）由图可知，此时水沸点为98℃，持续吸热，温度不变，此时沸点低于标准大气压下的沸点，所以当时的大气压小于1标准大气压；其它条件不变，减少水的质量，从开始加热到沸腾的时间会缩短，但是水的沸点不变，图象b符合题意。 （3）加热一段时间后，观察到烧杯中的水沸腾，试管中的水始终没有沸腾，A、B两支完全相同的温度计示数均为98℃，由于试管内水达到98℃后，不再吸热，所以没有沸腾，由丙图可知，温度计B的分度值为1℃，故温度计B的读数为101℃；此时试管外水的温度高于试管内水的温度，故试管内的水会继续吸热，所以开始沸腾。 故答案为：（1）铁杆a；甲；（2）不变；小于；b；（3）101；能。 【点评】此题是探究水的沸腾实验，考查了实验装置的组装、温度计的读数以及水沸腾的现象和条件，考查内容较多，难易程度适中。 25．（7分）小明同学用图甲的电路图探究“电流与电阻的关系”，实验中所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，电源电压为6V不变，滑动变阻器“20Ω 1A”。 （1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。 （2）连接正确后开始实验，实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时他眼睛应注意观察 　B　（填序号）。 A.变阻器滑片 B.电压表 C.电流表 D.电源 （3）同组的两个同学先后进行实验，并作出I﹣R图象如图丙所示，　乙　图（选填“甲”或“乙”）实验操作中不符合要求，原因是：　没有移动滑动变阻器的滑片，使R两端电压不变　。 （4）按照上述正确的一组数据继续探究：小明用30Ω的定值电阻代替原来的电阻进行实验，发现无论怎样移动滑片电压表示数都 　大于　（选填“大于”或“小于”）3V，为了能够继续完成实验，并能使电压表示数调到3V，他可以 　换用阻值更大的滑动变阻器（或减小电源电压）　。 【分析】（1）连接实物图时要注意电表的正负接线柱； （2）滑动变阻器的作用是控制电阻两端的电压一定，因此移动滑片时眼睛要注视着电压表； （3）探究电流与电阻关系实验时要控制电阻两端的电压不变； （4）实验时滑动变阻器的作用时保持定值电阻两端的电压不变。 【解答】解：（1）图中应该把电压表的负接线柱与定值电阻的右端相连： ； （2）探究电流与电阻的关系时，应该固定定值电阻两端的电压一定，所以当接入不同阻值的电阻后，应该移动滑动变阻器滑片，眼睛注视着电压表。 （3）图甲中电压值为：5Ω×0.6A＝10Ω×0.3A＝15Ω×0.2A＝3V，图乙中电压值：5Ω×0.6A≠10Ω×0.4A，没有固定定值电阻两端的电压不变。所以操作乙不符合要求。 （4）通过（3）中图甲可知，定值电阻两端的电压应该固定为3V不变，又因为电源电压为6V，根据串联电路电压之比等于电阻之比，当定值电阻接30Ω时，要使电压固定3V不变，滑动变阻器的阻值也应该为30Ω，而滑动变阻器的最大阻值是20Ω，所以，电压表的示数要大于3V，要想完成实验可以换用阻值更大的滑动变阻器或减小电源电压。 故答案为：（1）如图所示；（2）B；（3）乙；没有移动滑动变阻器，使R两端电压不变；（4）大于；换用阻值更大的滑动变阻器（或减小电源电压）。 【点评】此题考查了控制变量法，探究电流与电阻的关系实验要控制电压一定；要通过串联电路的分压问题，明确当定值电阻的阻值增大时，也要使滑动变阻器的阻值增大，才能保证电压不变。 五、综合计算题（本题共3小题，26题9分，27题9分，28题9分，共27分。要求写出必要的文字说明，单位，重要的公式及主要的运算过程，只写出结果的不能得分） 26．（9分）某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.12kg的天然气（每分钟放热相同）。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为5×107J/kg。 （1）完全燃烧0.12kg天然气释放的热量为多少？ （2）“2～4min”水吸收的热量为多少？ （3）在烧水过程中，“0～2min”、“2～4min”、“4～6min”哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？ 【分析】（1）已知天然气的质量和热值，利用Q＝mq可求得天然气完全燃烧产生的热量； （2）由图知，经过2～4min，水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量； （3）烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比；发生热传递的条件是存在温度差，温度差越大，热传递越快。 【解答】解：（1）燃烧天然气的质量m天然气＝0.12kg，天然气的热值q天然气＝5×107J/kg， 天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝m天然气q天然气＝0.12kg×5×107J/kg＝6×106J； （2）水的质量m水＝10kg，2～4min，水温度升高度数Δt＝70℃﹣50℃＝20℃， 水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×20℃＝8.4×105J； （3）由图可知，随着水温的不断升高，温度变化越来越慢，故0～2min时间内，在吸收热量相同的情况下，升高的温度最高，热效率最大； 0～2min内，水升高的温度Δt′＝50℃﹣20℃＝30℃， 水吸收的热量：Q吸′＝cm水Δt′＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×30℃＝1.26×106J， 0～2min内，天然气释放的热量：Q放′＝Q放＝×6×106J＝2×106J， 烧水时的热效率：η＝×100%＝×100%＝63%。 答：（1）天然气完全燃烧产生的热量为6×106J； （2）2～4min时间，水所吸收的热量是8.4×105J； （3）“0～2min”烧水的效率最高；烧水时的最高热效率为63%。 【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键此题考查热传递的条件和对图象的分析。其中在图象中提取有价值信息，是我们需要提高的能力之一。 27．（9分）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，电流表示数为0.4A，电压表示数为1V；当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，电流表示数为0.75A。求： （1）电源电压。 （2）定值电阻R2的阻值。 （3）闭合开关S、S2，断开S1，电路的最小功率。 【分析】（1）当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，此时R1与R3串联，电压表测R3两端电压，电流表测电路中电流，根据欧姆定律和串联电路电压规律可求出电源电压； （2）当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，此时R1与R2并联，电流表测干路电流，根据欧姆定律和并联电路电流规律可求出定值电阻R2的阻值； （3）闭合开关S、S2，断开S1，此时R2与R3串联，要使电路中总功率最小，由P＝UI可知，应使电路中电流最小，由欧姆定律可知应使电路中总电阻最大，即变阻器全部连入电路时电路的最小功率。 【解答】解：（1）当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，此时R1与R3串联，电压表测R3两端电压，电流表测电路中电流， 由欧姆定律可知，R1两端电压为：U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V， 所以电源电压为：U＝U1+U3＝4V+1V＝5V； （2）当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，此时R1与R2并联，电流表测干路电流， 此时通过R1的电流为：I1＝＝＝0.5A， 则通过R2的电流为：I2＝I'﹣I1＝0.75A﹣0.5A＝0.25A， 由欧姆定律可知，定值电阻R2的阻值为：R2＝＝＝20Ω； （3）闭合开关S、S2，断开S1，此时R2与R3串联，要使电路中总功率最小，由P＝UI可知，应使电路中电流最小， 当变阻器全部连入电路时，最小电流为：I小＝＝＝0.125A， 所以电路的最小功率为：P小＝UI小＝5V×0.125A＝0.625W。 答：（1）电源电压为5V； （2）定值电阻R2的阻值为20Ω； （3）闭合开关S、S2，断开S1，电路的最小功率为0.625W。 【点评】本题考查串、并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，解题的关键是正确分析开关在不同状态下电路的结构。 28．（9分）如图甲所示，为物理创新小组设计的光控路灯原理图。由控制电路和工作电路组成，光敏电阻R1的阻值随照度E（描述光照强度的物理量）的变化关系如图乙所示，Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2，当E＝2.5Lx时，触点A、B恰好断开。已知控制电路电源电压U1为6V，定值电阻R2的阻值为2kΩ，工作电路电源电压U2为220V，灯泡L1和I2规格均为“220V 44W”。（电磁铁线圈电阻忽略不计）求： （1）当触点A、B恰好断开时，控制电路中的电流为多大？ （2）当E＝1.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能？ （3）当E＝1.5Lx时，控制电路消耗的电功率为多大？ 【分析】（1）由乙图可知，R1与E成一次函数关系，结合乙图中的信息可得出R1与E的函数表达式；闭合开关S1、S2，当E＝2.5Lx时，触点A、B恰好断开，根据R1与E的函数关系可知此时光敏电阻阻值及，由电阻的串联规律求出此时控制电路的总电阻，再根据欧姆定律求出此时控制电路中的电流； （2）当照度E增大为2.5Lx时，触点A、B恰好断开，工作电路恰好断开，则当E＝1.0Lx时，工作电路是接通的，此时工作电路中两灯并联工作，电源电压等于灯的额定电压，两灯均正常发光，根据W＝P总t可求出工作电路在10min内消耗的电能； （3）根据R1与E的函数关系可以求出当E＝1.5Lx时光敏电阻R1的阻值，由电阻的串联规律求出控制电路的总电阻，再根据P＝求出控制电路消耗的电功率。 【解答】解： （1）根据乙图可知，R1与E成一次函数关系，设R1＝kE+b， 将（1.0Lx，5.0kΩ）、（3.0Lx，1.0kΩ）代入关系式解得：k＝﹣2kΩ/Lx，b＝7kΩ， 所以R1＝﹣2kΩ/Lx×E+7kΩ； 闭合开关S1、S2，当E＝2.5Lx时，触点A、B恰好断开， 根据表达式可知此时光敏电阻的阻值：R1＝2kΩ/Lx×2.5Lx+7kΩ＝2kΩ， 此时控制电路的总电阻：R总＝R1+R2＝2kΩ+2kΩ＝4kΩ＝4000Ω， 根据欧姆定律可知控制电路中的电流为：I0＝＝＝0.0015A； （2）由题意可知当照度E增大为2.5Lx时，触点A、B恰好断开，工作电路恰好断开， 则当E＝1.0Lx时，工作电路是接通的，此时工作电路中两灯并联工作，电源电压等于灯的额定电压，两灯均正常发光， 则工作电路在10min内消耗的电能：W＝P总t＝2×44W×10×60s＝52800J； （3）当E＝1.5Lx时，光敏电阻的阻值：R1′＝﹣2kΩ/Lx×1.5Lx+7kΩ＝4kΩ， 此时控制电路的总电阻：R总′＝R1′+R2＝4kΩ+2kΩ＝6kΩ＝6000Ω， 此时控制电路消耗的电功率：P控＝＝＝0.006W。 答：（1）当触点A、B恰好断开时，控制电路中的电流为0.0015A； （2）当E＝1.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能为52800J； （3）当E＝1.5Lx时，控制电路消耗的电功率为0.006W。 【点评】本题考查电功率公式的应用、电能的计算、电路的分析，有一定的难度。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$