2016-2017学年天津市五区县九年级（上）期末物理试卷
一、单项选择题（共10小题，每小题3分，满分30分，每小题的选项中只有一项最符合题意，选对的得3分，选错或不选的得0分）
1．如图所示的物理学家中，人们将其名字命名为能量单位的是（ ）
A．
安培 B．
瓦特 C．
欧姆 D．
焦耳
2．把磨得很光的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置五年后再将它们切开，可以看到它们相互渗入约1 mm深．这个现象说明（ ）
A．分子间有引力 B．分子间有斥力
C．分子在做热运动 D．分子热运动与温度有关
3．四冲程汽油机正常工作时，把机械能转化为内能的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
4．下列因素中，对导体电阻大小有决定作用的是（ ）
A．通过导体的电流 B．导体两端的电压
C．导体是否接入电路 D．导体的材料
5．某用电器正常工作时通过的电流大约为4A，该用电器可能是（ ）
A．电饭锅 B．电视机 C．节能灯 D．遥控器
6．电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，造成上述现象的主要原因是（ ）
A．导线的绝缘外皮隔热
B．导线散热比电阻丝快
C．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
D．通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
7．防范触电事故最重要的是要有安全用电意识，下列有关安全用电的说法中，正确的是（ ）
A．发现有人触电后，应立即用手把他打开
B．家用电器或电线着火时，应迅速用水来灭火
C．更换灯泡、搬动用电器前，应断开电源开关
D．在照明电路中，电灯的开关应接在零线和灯泡之间
8．一个标有“220V 440W”的电热器，当通过它的电流为1.5A时，它的实际功率（ ）
A．小于额定功率 B．等于额定功率 C．大于额电功率 D．无法判断
9．某班同学对十字路口人行横道的红、绿交通信号灯进行了观察，画出了如图所示的电路模型图，你认为可行的是（ ）
A． B． C． D．
10．小明“测量小灯泡的电功率”，根据如图所示的电路图连好电路后，闭合开关S，发现灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数但超出量程，则产生这一现象的原因可能是（ ）
A．小灯泡发生了断路 B．小灯泡发生短路
C．滑动变阻器发生了短路 D．滑动变阻器的滑片接触不良
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题3分，共9分，每小题所提供的四个选项中，均有多个选项符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，不选或错选的得0分）
11．下列几组现象及其中所蕴含的物理知识，对应正确的是（ ）
A．扫地时尘土飞扬﹣分子是运动的
B．搓手取暖﹣做功可以改变物体内能
C．海边的昼夜温差变化不大﹣水的比热容较大
D．化纤衣服表面容易吸附灰尘﹣分子间存在引力
12．如图所示电路，闭合开关后，以下判断正确的是（ ）
A．灯L1、L2串联 B．灯L1、L2并联
C．电流表测电路的总电流 D．电流表测通过L1电流
13．如图1所示的电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的U﹣I关系图象如图2所示，则下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．定值电阻R1的阻值为20Ω
C．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～20Ω
D．电路消耗的功率变化范围0.8W～3.6W
三、填空题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
14．云中形成的冰粒在下落过程中，温度渐渐升高变成雨滴，它具有的内能 （选填“增大”或“减小”）；图中的示意图形象地反映了物质气、液、固三态分子排列的特点，其中表示液态的是图中的 （选填“甲”“乙”或“丙”）．
15．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒由于得到电子而带 电，如图所示，用这个橡胶棒靠近悬挂的气球，气球被推开，则气球带 电．
16．如图所示，在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池．观察电压表的接线和指针偏转可知：锌片是盐水电池的 极，电池的电压为 V．
17
．把长短和粗细均相同的铜丝和镍铬合金丝，分别接入如图所示的电路中，当把铜丝接入电路后，闭合开关，灯泡更亮一些，这说明 的电阻更小，在这两种材料中，更适合选用 制作电阻加热元件．
18．教室里的各盏照明灯是 联的；若某盏灯工作25h耗电1kW•h，则这盏灯的功率是 W．
19．将两个电阻R1、R2并联接到电源两端，若通过它们的电流之比I1：I2=2：3，则这两个电阻的阻值之比R1：R2为 ，R1、R2消耗的电功率之比为 ．
四、综合题（本大题6小题，共37分，解题中要求有必要的分析和说明，计算题还要有公式及数据代入过程，结果要有数值和单位）
20．小明家的天然气热水器将质量为40kg、温度为15℃的自来水加热到40℃，消耗的天然气体积为0.16m3（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为4.2×103J（kg•℃），天然气的热值为3.2×107J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）该热水器烧水时的效率．
21．如图所示，电源两端电压为12V并保持不变，电阻R1的阻值为4Ω，当开关S闭合时，电压表示数为8V，求：
（1）电阻R2的阻值；
（2）电阻R1消耗的电功率P1．
22．现要求测定“2.5V 0.3A”小灯泡在不同电压下的电功率，提供的器材如图所示
（1）请用笔画线代替导线完成如图所示的电路连接；
（2）在下面画出记录实验数据的表格．
23．同学们猜想电流通过导体产生的热量多少可能与通过导体的电流大小、导体的电阻以及通电时间有关．
为了验证猜想，使用了如图所示的实验装置：将一段电阻丝装在透明、密闭的空气盒中，用橡胶管将密闭的空气盒和装有红色液体的U形玻璃管相连（实验前，U形管内两侧液面是相平的），请你回答下列问题：
（1）将如图2所示装置接入电路中，需要通过观察 来判断电流产生的热量多少；
（2）如图2所示，左右两个相同的透明空气盒中密封着等量的空气，将该电路通电一定的时间，可探究电流通过导体产生的热量与 的关系；
（3）采用如图3所示的实验装置，通电相同时间，发现A管液面比B管液面高，由此现象可以得到的结论是： ．
24．如图所示，甲、乙两地相距L千米，两地之间沿直线架设了两条输电线，输电线每千米的电阻是R0，现输电导线某处发生了短路，为了确定短路位置，在切断原电源的情况下，请你在甲地实验室常用的电学器材，根据伏安法实验获得的检测数据，确定短路位置距甲地的距离
（1）请在甲处的虚线框内把检测需要的器材与两条输电线连接起来，组成检测电路．
（2）在下面推导出短路位置距甲地的距离s的表达式（用已知量、检测量表示、检测电路导线的电阻忽略不计）
25．小明得到一个旧电热暖手器，他将一定值电阻和此电热暖手器串联起来接到220V的家庭电路中，并断开家中其它用电器，发现他家电能表的转盘在5min 内恰好转动10转，已知电能表上标有3000r/kW•h字样．
（1）求电热暖手器和电阻所在电路消耗的电功率；
（2）若此电热暖手器的额定功率为25W，上述与之串联的定值电阻为726Ω，不计温度对电阻的影响，求此电热暖手器的额定电压．
2016-2017学年天津市五区县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（共10小题，每小题3分，满分30分，每小题的选项中只有一项最符合题意，选对的得3分，选错或不选的得0分）
1．如图所示的物理学家中，人们将其名字命名为能量单位的是（ ）
A．
安培 B．
瓦特 C．
欧姆 D．
焦耳
【考点】物理常识．
【分析】根据物理学史的知识回答此题．
【解答】解：为了纪念焦耳对物理学的巨大贡献，把能量的单位规定为焦耳．安培是电流的单位，瓦特是电功率的单位，欧姆是电阻的单位．
故选：D．
2．把磨得很光的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置五年后再将它们切开，可以看到它们相互渗入约1 mm深．这个现象说明（ ）
A．分子间有引力 B．分子间有斥力
C．分子在做热运动 D．分子热运动与温度有关
【考点】分子的热运动．
【分析】分子动理论中提到，分子在永不停息地做无规则运动．
两种金属分子（原子）都在做无规则运动，所以我们会看到相互渗入的现象．
【解答】解：五年的时间内，两种金属分子（原子）都在做无规则运动，所以会相互渗入1mm．与其它选项内容无关．
故选C．
3．四冲程汽油机正常工作时，把机械能转化为内能的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【考点】内燃机的四个冲程．
【分析】汽油机的四个冲程中只有两个冲程伴随有能量的转化．
（1）压缩冲程中活塞向上运动，汽油和空气的混合物被压缩，内能增大，温度升高，活塞运动的动能转化为混合气体的内能；
（2）做功冲程中，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞运动，燃气的内能转化为活塞运动的动能．
【解答】解：四冲程汽油机正常工作时，把机械能转化为内能的冲程是压缩冲程．
故选B．
4．下列因素中，对导体电阻大小有决定作用的是（ ）
A．通过导体的电流 B．导体两端的电压
C．导体是否接入电路 D．导体的材料
【考点】影响电阻大小的因素．
【分析】导体电阻大小的影响因素：导体的材料、长度和横截面积．电阻是导体的一种特性，和导体中的电流、导体两端的电压、导体是否接入电路无关．
【解答】解：
导体电阻大小和导体的长度、横截面积、材料和温度有关，而与导体中的电流、导体两端的电压、导体是否接入电路无关，故D正确．
故选：D．
5．某用电器正常工作时通过的电流大约为4A，该用电器可能是（ ）
A．电饭锅 B．电视机 C．节能灯 D．遥控器
【考点】电流的大小．
【分析】家庭电路电压是220V，已知电路电流，由P=UI求出用电器的功率；然后根据对家用电器功率的了解逐一分析，做出选择．
【解答】解：该用电器的功率：P=UI=220V×4A=880W；
A、电饭锅的功率在1000W左右，符合题意；
B、电视机的功率在100W左右，不符合题意；
C、节能灯的功率在20W左右，不符合题意；
D、遥控器的功率一般不超过10W，不符合题意．
故选：A．
6．电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，造成上述现象的主要原因是（ ）
A．导线的绝缘外皮隔热
B．导线散热比电阻丝快
C．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
D．通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
【考点】焦耳定律的计算公式及其应用．
【分析】电炉丝和导线串联，通过的电流相等，通电时间相同，利用焦耳定律Q=I2Rt分析．
【解答】解：电炉丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，
根据Q=I2Rt可知，因为R电炉丝＞R导线，
所以Q电炉丝＞Q导线，
即电阻越大，相同时间内产生的热量越多；而与散热快慢、隔热效果无关．
故选：C．
7．防范触电事故最重要的是要有安全用电意识，下列有关安全用电的说法中，正确的是（ ）
A．发现有人触电后，应立即用手把他打开
B．家用电器或电线着火时，应迅速用水来灭火
C．更换灯泡、搬动用电器前，应断开电源开关
D．在照明电路中，电灯的开关应接在零线和灯泡之间
【考点】安全用电原则．
【分析】（1）发现有人触电，应先切断电源，再进行施救；
（2）家用电器或电线着火时，应先切断电源，再进行灭火；
（3）更换灯泡、搬动用电器前，应断开电源开关，以防止触电；
（4）在照明电路中，电灯的开关应接在火线和灯泡之间．
【解答】解：A、发现有人触电，应先切断电源，再进行施救，若立即用手把他打开，容易使施救者也触电，故A错误；
B、家用电器或电线着火时，应先切断电源，再进行灭火，若用水来直接灭火，容易引发触电，故B错误；
C、更换灯泡、搬动用电器前，应断开电源开关，以防止人接触用电器时触电，故C正确；
D、在照明电路中，电灯的开关应接在火线和灯泡之间，这样断开开关时，灯泡处才不会有电，故D错误．
故选C．
8．一个标有“220V 440W”的电热器，当通过它的电流为1.5A时，它的实际功率（ ）
A．小于额定功率 B．等于额定功率 C．大于额电功率 D．无法判断
【考点】实际功率．
【分析】知道电热器的额定电压和额定功率，根据P=UI求出额定电流，然后与实际电流相比较，根据P=I2R确定实际功率和额定功率的关系．
【解答】解：由P=UI可得，电热器的额定电流：
I===2A，
因2A＞1.5A，
电热器的电阻不变，由P=I2R可知，当通过它的电流为1.5A时，它的实际功率小于额定功率．
故选A．
9．某班同学对十字路口人行横道的红、绿交通信号灯进行了观察，画出了如图所示的电路模型图，你认为可行的是（ ）
A． B． C． D．
【考点】电路的基本连接方式．
【分析】根据生活经验可知，红绿交通信号灯不能同时工作、且互不影响即为并联，然后分析选项得出答案．
【解答】解：根据生活经验可知，红绿交通信号灯不能同时工作；
A、当只闭合开关S1时，两灯泡都发光；只闭合S2时，两灯被短路都不亮；不符合实际情况，故A错误；
B、两开关均闭合时，红绿交通信号灯同时发光，只闭合一个开关均不发光，不符合实际情况，故B错误；
C、只闭合开关S1时，红灯亮；只闭合开关S2时，绿灯亮；符合实际情况，故C正确；
D、只闭合开关S1时，绿灯亮；只闭合开关S2时，红灯绿灯都亮；不符合实际情况，故D错误．
故选C．
10．小明“测量小灯泡的电功率”，根据如图所示的电路图连好电路后，闭合开关S，发现灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数但超出量程，则产生这一现象的原因可能是（ ）
A．小灯泡发生了断路 B．小灯泡发生短路
C．滑动变阻器发生了短路 D．滑动变阻器的滑片接触不良
【考点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用．
【分析】电流表有示数，说明电路为通路；电压表示数为零，说明电压表被短路或断路；逐个分析每个选项找出符合题意的故障．
【解答】解：根据电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端电压，电流表测量电路电流；
A、如果小灯泡发生了断路，则电路为断路，电流表示数为零，电压表测量电源电压，不符合题意；
B、如果小灯泡发生短路，电流表有示数，电压表示数为零，符合题意；
C、如果滑动变阻器短路，电路中电流将会很大，电流表、电压表都有示数，不符合题意；
D、滑动变阻器的滑片接触不良，即电路为断路，电流表、电压表都无示数，不符合题意．
故选B．
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题3分，共9分，每小题所提供的四个选项中，均有多个选项符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，不选或错选的得0分）
11．下列几组现象及其中所蕴含的物理知识，对应正确的是（ ）
A．扫地时尘土飞扬﹣分子是运动的
B．搓手取暖﹣做功可以改变物体内能
C．海边的昼夜温差变化不大﹣水的比热容较大
D．化纤衣服表面容易吸附灰尘﹣分子间存在引力
【考点】机械运动；做功改变物体内能；水的比热容的特点及应用；物体带电现象．
【分析】根据内能改变方法、比热容的概念与分子动理论分析答题．
【解答】解：A、扫地时，可以看见阳光下灰尘飞舞，这是固体小颗粒的无规则运动，故A错误；
B、冬天人们常用双手互相摩擦取暖，属于做功改变物体的内能，故B正确；
C、内陆地区比沿海地区昼夜温差大，原因之一是砂石的比热容比水的比热容小，故C正确
D、化纤的衣服和皮肤摩擦带电，带电的衣服吸引轻小的灰尘，故D错误．
故选：BC．
12．如图所示电路，闭合开关后，以下判断正确的是（ ）
A．灯L1、L2串联 B．灯L1、L2并联
C．电流表测电路的总电流 D．电流表测通过L1电流
【考点】电路的基本连接方式．
【分析】由电路图可知，电流分别流入灯L1、灯L2，则两灯泡并联，根据电流表串联的用电器即可判断电流表测量的对象．
【解答】解：AB、由电路图可知，两灯泡并列连接，因此两灯泡并联，故A错误，B正确；
CD、电流表A串联在L1支路上，测通过灯L1的电流，故C错误，D正确．
故选BD．
13．如图1所示的电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的U﹣I关系图象如图2所示，则下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．定值电阻R1的阻值为20Ω
C．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～20Ω
D．电路消耗的功率变化范围0.8W～3.6W
【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】从“U﹣I”关系图象可以看出，甲为滑动变阻器的关系图象，因为最后电压变为0，此时滑动变阻器的电阻为0，乙为电阻R1的图象；当滑动变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小，根据图象读出电表的示数，利用串联电路的电压特点求出电源的电压，利用欧姆定律求出电阻R1的电阻和滑动变阻器的最大阻值，根据P=UI求出此时电路的最小总功率；当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路消耗的总功率最大，根据图象读出电路中的电流，利用P=UI求出电路消耗的最大功率，然后得出答案．
【解答】解：当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，R2两端的电压为零，由图2可知，甲为R2的U﹣I图象，乙为R1的U﹣I图象；
当滑动变阻器的阻值最大时，两电阻串联，电路中的电流最小，
由图2可知，此时电路中的电流I1=0.2A，电阻R1的电压U1=2V，滑动变阻器两端的电压U2=4V，
因串联电路总电压等于各支路电压之和，
所以，电源电压为U=U1+U2=2V+4V=6V，故A正确；
由I=可得，定值电阻R1的阻值：
R1===10Ω，故B错误；
滑动变阻器的阻值最大为：
R2===20Ω，
即滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～20Ω，故C正确；
电路消耗的最小功率：
P1=UI1=6V×0.2A=1.2W，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路消耗的总功率最大，
由图2可知，电路中的最大电流I2=0.6A，
电路消耗的最大功率：
P2=UI2=6V×0.6A=3.6W，
则电路消耗的功率变化范围1.2W～3.6W，故D错误．
故选AC．
三、填空题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
14．云中形成的冰粒在下落过程中，温度渐渐升高变成雨滴，它具有的内能 增大 （选填“增大”或“减小”）；图中的示意图形象地反映了物质气、液、固三态分子排列的特点，其中表示液态的是图中的 甲 （选填“甲”“乙”或“丙”）．
【考点】熔化与熔化吸热特点；物态的微观模型及特点．
【分析】（1）改变物体内能的方法有两种：做功和热传递，做功是能量的转化，热传递是内能的转移；当外界对物体做功时，物体的内能增大；当物体对外界做功时，物体的内能就会减小；
（2
）固体分子间距离小，作用力大，分子位置固定，宏观上有固定的形状和体积，不具有流动性；
液体分子间距略大，作用力小，分子位置不固定，宏观上有固定的体积，无固定形状，具有流动性；
气体分子间距很大，作用力几乎为零，分子极度散乱，宏观上无固定的体积，无固定形状，具有流动性．
【解答】解：云中形成的冰粒在下落中，一部分机械能转化为内能，温度渐渐升高变成了雨滴，其内能逐渐增大；
甲图中分子间的距离略大，约束力很小，分子的位置不固定，和液态分子的特点相似；
乙图中分子间的距离很小，约束力很大，分子的位置固定，和固态分子的特点相似；
丙图中分子间的距离很大，约束力几乎没有，分子的位置极度散乱，和气态分子特点相似．
故答案为：增大；甲．
15．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒由于得到电子而带 负 电，如图所示，用这个橡胶棒靠近悬挂的气球，气球被推开，则气球带 负 电．
【考点】正电荷与负电荷；电荷间的相互作用规律．
【分析】（1）正负电荷的规定：跟丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷，跟毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷是负电荷；
（2）电荷之间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
【解答】解：用毛皮摩擦硬橡胶棒后，硬橡胶棒得到电子而带负电，毛皮因失去电子而带正电；
气球被推开，说明气球与橡胶棒相互排斥，则气球与橡胶棒带有同种电荷，所以气球带负电．
故答案为：负；负．
16．如图所示，在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池．观察电压表的接线和指针偏转可知：锌片是盐水电池的 负 极，电池的电压为 0.6 V．
【考点】电压表的使用；电压表的读数方法．
【分析】根据电压表的正确使用方法确定电源的正负极；根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数．
【解答】解：根据图示可知，因为锌片与电压表的负接线柱相连，因此锌片为盐水电池的负极；
电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为0.6V；
故答案为：负；0.6．
17．把长短和粗细均相同的铜丝和镍铬合金丝，分别接入如图所示的电路中，当把铜丝接入电路后，闭合开关，灯泡更亮一些，这说明 铜丝 的电阻更小，在这两种材料中，更适合选用 镍铬合金丝 制作电阻加热元件．
【考点】焦耳定律的计算公式及其应用；影响电阻大小的因素．
【分析】（1）电阻是导体对电流的一种阻碍作用，所以在其它条件相同的情况下，导体的电阻越大，通过的电流就越小，灯泡越暗；
（2）利用焦耳定律结合控制变量法分析解答哪个更适合制作加热元件．
【解答】解：（1）把铜丝接入电路中灯泡更亮一些，说明铜丝的电阻更小，则镍铬合金丝的电阻更大；
（2）根据Q=I2Rt可知，在同样电流和相同的通电时间情况下，镍铬合金丝产生的热量多，故镍铬合金丝更适合制作电阻加热元件．
故答案为：铜丝；镍铬合金丝．
18．教室里的各盏照明灯是 并 联的；若某盏灯工作25h耗电1kW•h，则这盏灯的功率是 40 W．
【考点】电功率的计算；串联电路和并联电路的辨别．
【分析】（1）照明电路中各用电器是并联的；
（2）已知消耗的电能和通电时间，可求电功率．
【解答】解：（1）教室里的各盏照明灯工作时互不影响，一只灯泡损坏，其余的灯泡仍能工作，因此它们是并联的；
（2）已知某盏灯工作25h耗电1kW•h，
则这盏灯的功率为：P===0.04kW=40W．
故答案为：并；40．
19．将两个电阻R1、R2并联接到电源两端，若通过它们的电流之比I1：I2=2：3，则这两个电阻的阻值之比R1：R2为 3：2 ，R1、R2消耗的电功率之比为 2：3 ．
【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】两个电阻R1、R2并联接到电源两端时它们两端的电压相等，根据欧姆定律求出两电阻的阻值之比，根据P=UI求出两电阻消耗的电功率之比．
【解答】解：两个电阻R1、R2并联接到电源两端时，
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：
===，
由P=UI可得，两电阻的功率之比：
===．
故答案为：3：2； 2：3．
四、综合题（本大题6小题，共37分，解题中要求有必要的分析和说明，计算题还要有公式及数据代入过程，结果要有数值和单位）
20．小明家的天然气热水器将质量为40kg、温度为15℃的自来水加热到40℃，消耗的天然气体积为0.16m3（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为4.2×103J（kg•℃），天然气的热值为3.2×107J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）该热水器烧水时的效率．
【考点】热量的计算；燃料的热值．
【分析】（1）知道水的初温和末温、水的比热容、水的质量，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）由Q放=Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量，水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于该热水器烧水时的效率．
【解答】解：
（1）水的质量m=40kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（40℃﹣15℃）=4.2×106J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=Vq=0.16m3×3.2×107J/m3=5.12×106J；
该热水器烧水时的效率：
η==×100%≈82%．
答：（1）水吸收的热量为4.2×106J；
（2）该热水器烧水时的效率为82%．
21．如图所示，电源两端电压为12V并保持不变，电阻R1的阻值为4Ω，当开关S闭合时，电压表示数为8V，求：
（1）电阻R2的阻值；
（2）电阻R1消耗的电功率P1．
【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压．
（1）根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电阻R2的阻值；
（2）根据P=UI求出电阻R1消耗的电功率．
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压．
（1）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1两端的电压：
U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I===1A，
则电阻R2的阻值：
R2===8Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率：
P1=U1I=4V×1A=4W．
答：（1）电阻R2的阻值为8Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率为4W．
22．现要求测定“2.5V 0.3A”小灯泡在不同电压下的电功率，提供的器材如图所示
（1）请用笔画线代替导线完成如图所示的电路连接；
（2）在下面画出记录实验数据的表格．
【考点】电功率的测量．
【分析】（1）测量小灯泡电功率时，使电流表、灯泡、开关以及滑动变阻器串联连接，根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡的额定电流确定电流表的量程，滑动变阻器按一下一下原则连接；
（2）实验中，需要测量电压、电流，并根据P=UI计算出功率，因此表格内容包括电压、电流、功率以及实验次数，据此设计表格．
【解答】解：（1）测量小灯泡电功率时，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑动变阻器串联在电路中，开关串联在电路中．
灯泡额定电压为2.5V，电压表选择0～3V量程，灯泡的额定电流为0.3A，电流表选择0～0.6A量程，电流都从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，滑动变阻器根据实物图选择上端任一接线柱，如图．
（2）表格内容包括电压、电流、功率以及实验次数，如下表所示：
实验次数
电压/V
电流/A
电功率/W
1
2
3
答：（1）如上图；（2）见表格设计．
23
．同学们猜想电流通过导体产生的热量多少可能与通过导体的电流大小、导体的电阻以及通电时间有关．
为了验证猜想，使用了如图所示的实验装置：将一段电阻丝装在透明、密闭的空气盒中，用橡胶管将密闭的空气盒和装有红色液体的U形玻璃管相连（实验前，U形管内两侧液面是相平的），请你回答下列问题：
（1）将如图2所示装置接入电路中，需要通过观察 U形管两侧液面高度差 来判断电流产生的热量多少；
（2）如图2所示，左右两个相同的透明空气盒中密封着等量的空气，将该电路通电一定的时间，可探究电流通过导体产生的热量与 电流 的关系；
（3）采用如图3所示的实验装置，通电相同时间，发现A管液面比B管液面高，由此现象可以得到的结论是： 在通电时间和电流相同时，电阻越大，产生的电热越多 ．
【考点】焦耳定律．
【分析】（1）本实验中，电流通过电阻丝产生热量，被空气吸收，空气的温度升高；是通过U形管中液面高度变化情况反应电流产生热量的多少；电流产生的热量越多、空气吸收的热量越多、液面高度变化越大；
（2）并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流大于支路电流，据此分析乙图中两容器内电流的大小关系，运用控制变量法分析解答；
（3）探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变．
【解答】解：（1）本实验是通过观察U形管中液面高度变化情况来判断电流产生的热量的多少，液面高度变化越大，电流产生的热量越多；
（2）在乙图中，右则容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，这样使左容器中的电阻在干路，右容器中的电阻在支路，干路电流大于支路电流，所以左则容器中电阻的电流大于右则容器中电阻的电流；在通电时间相同的情况下，可探究电流通过导题产生的热量与电流的关系；
（3）由图3
可知，该电路为串联电路，电流和通电时间相同，故结论为：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多．
故答案为：（1）U形管两侧液面高度差；（2）电流；（3）在通电时间和电流相同时，电阻越大，产生的电热越多．
24．如图所示，甲、乙两地相距L千米，两地之间沿直线架设了两条输电线，输电线每千米的电阻是R0，现输电导线某处发生了短路，为了确定短路位置，在切断原电源的情况下，请你在甲地实验室常用的电学器材，根据伏安法实验获得的检测数据，确定短路位置距甲地的距离
（1）请在甲处的虚线框内把检测需要的器材与两条输电线连接起来，组成检测电路．
（2）在下面推导出短路位置距甲地的距离s的表达式（用已知量、检测量表示、检测电路导线的电阻忽略不计）
【考点】欧姆定律的应用．
【分析】（1）（1）已知输电导线每千米的电阻值，只要求出短路处到甲地导线电阻，即可计算出短路位置距甲地的距离S，由此设计电路；
（2）知道电表的示数，根据欧姆定律求出导线的总电阻，又知道每千米导线的电阻值，可求导线的长度，然后除以2即可求出短路位置离甲地的距离．
【解答】解：（1）由题知，输电线每千米的电阻是R0，利用电压表和电流表测出短路位置距甲地的导线电压和电流，即可计算出导线电阻，从而计算出导线长度．检测电路如图所示：；
（2）电压表示数为U，电流表示数为I，
甲处到短路处输电导线的电阻R=，
甲处到短路处输电导线的长度L==（千米），
甲处到短路处的距离S==（千米）．
答：（1）如右图所示；
（2）短路处的距离S==（千米）．
25．小明得到一个旧电热暖手器，他将一定值电阻和此电热暖手器串联起来接到220V的家庭电路中，并断开家中其它用电器，发现他家电能表的转盘在5min 内恰好转动10转，已知电能表上标有3000r/kW•h字样．
（1）求电热暖手器和电阻所在电路消耗的电功率；
（2）若此电热暖手器的额定功率为25W，上述与之串联的定值电阻为726Ω，不计温度对电阻的影响，求此电热暖手器的额定电压．
【考点】电功率的计算；电能表参数的理解与电能的求法．
【分析】（1）3000r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，转盘正好转过3000圈，或者表示电能表转盘正好转过1圈，电路中消耗kW•h的电能，据此求出电能表转盘转过10圈电路消耗的电能，根据P=求出电热暖手器和电阻所在电路消耗的电功率；
（2）根据P=UI=求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出电热暖手器的电阻，再根据P=UI=求出电热暖手器的额定电压．
【解答】解：（1）因3000r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，转盘正好转过3000圈，
所以，电热暖手器和电阻所在电路在5min内消耗的电能：
W=kW•h=kW•h=1.2×104J；
电热暖手器和电阻所在电路消耗的功率：
P===40W；
（2）由P=UI=可得，电热暖手器和电阻所在电路的总电阻：
R===1210Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电热暖手器的电阻
R器=R﹣R阻=1210Ω﹣726Ω=484Ω，
则电热暖手器的额定电压
U额===110V．
答：（1）电热暖手器和电阻所在电路消耗的电功率为40W；
（2）此电热暖手器的额定电压为110V．
2017年2月5日
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