山东淄博市张店区2019-2020九年级物理上学期期末试题（附解析）

1 山东省淄博市张店区 2019-2020 九年级物理上学期期末考试试题 说明：本试卷满分为 100 分 题号 一 二 三 四 总分 得分 一、选择题（每题所给的选项中，只有一个最符合题意，请将正确答案填入答题卡的相应表格内） 1、下列物理量的单位是“瓦特”的是（ ） A. 电荷量 B. 热值 C. 电能 D. 电功率 【考点】物理量的单位 【解析】A 选项电荷量的单位是库伦；B 选项热值的单位是焦每千克或者焦每立方米；C 选项电能的单位是焦耳；D 选项电功率的单位是瓦特；故选 D。 2、下列估测最接近实际的是（ ） A. 分子直径的大小约为 30mm 左右 B. 空调正常工作 1h，消耗的电能大约 0.05 度 C. 空调正常工作时，通过它的电流大约为 5A D. 洗澡水的温度大约是 65℃ 【考点】物理学与实际生活的联系 【解析】A 选项分子直径的数量级是 10-10m；D 选项洗澡水的温度在 40℃左右。大部分空调的额定功率为 1000W-2000W，额定电压为 220V，故 B 错误，选 C 选项。2 3、下列成语中所设计的物态变化，属于凝华现象的是（ ） A. 雨丝风片 B. 露垂草弯 C. 琨玉秋霜 D. 雾气弥漫 【考点】物态变化 【解析】A、B、D 选项中的雨、露、雾都属于液化现象，由空气中的水蒸气液化成小水滴；C 选项中的霜是由空气 中的水蒸气直接凝华而成，故选 C。 4、如图所示的电路中，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关 S，小灯泡甲和乙都能发光 B. 闭合开关 S，只有小灯泡甲能够发光 C. 要使甲、乙两个小灯泡串联，可以去掉 ac 之间的导线 2 D. 要使甲、乙两个小灯泡并联，可将导线 1 与接线柱 d 连接的一端改到接线柱 a 上 【考点】串并联电路 【解析】A、B 选项，开关闭合后，电流将从电源正极经过导线 2、3 直接回到电源负极，造成电源短路，两只灯泡 都不发光；C 选项，去掉导线 1，两灯均未接入电路，并非串联；D 选项，将导线 1 与接线柱 d 连接的一端改到接线 柱 a 上，两灯各在一条支路上故选 D。 5、下列四幅图中，能说明内燃机做功冲程的是（ ） A. 用电饭煲做红烧排骨 B. 反复弯折铁丝 C. 玻璃刚好接触水面 D. 试管中的高温水 1 2 3 c d a b3 时，测力计示数变大了 蒸气冲开了软木塞 【考点】内燃机的工作原理 【解析】A 选项属于热传递改变物体的内能；B 选项属于做功改变物体的内能；C 选项是因为分子间存在相互作用的 引力；D 选项是水蒸气的内能转化为木塞的机械能。内燃机的做功冲程是将燃料的内能转化为活塞的机械能，故选 D。 6、通过直接感知现象，来推测无法直接感知的事实，是常用的研究物理问题的方法。下列根据观察的现象，作出 的推测符合物理事实的是（ ） A. 根据“轻小物体靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被吸引”推测，轻小物体带正电 B. 根据“放在螺线管旁的小磁针受力偏转”推测，螺线管周围存在磁场 C. 根据“小飞虫在飞舞”推测，扩散现象说明了分子在做无规则运动 D. 根据“串联在电路中的两个小灯泡，其中一个发光，另一个不发光”推测，发光的灯泡接触不良 【考点】电与磁、热和能、电路分析 【解析】A 选项被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，具有吸引轻小物体的能力，无论轻小物体带正电或者不带电：C 选 项扩散现象发生在分子之间，小飞虫为物体，属于机械运动；D 选项应为不发光的接触不良；B 选项小磁针发生偏 转说明周围存在磁场，正确，故选 B。 7、如图甲所示电路，开关 S 闭合后，两个电流表指针偏转均为图乙所示，则所列出的 6 句话中，正确的有几句（ ） ①电流表 A 的读数为 1.5A ④通过 L2 的电流是 1.2A ②通过 L1 的电流是 0.25A ⑤两个小灯泡的电阻之比 R1：R2 为 1:4 ③小灯泡 L1 的电阻比 L2 的电 ⑥小灯泡 L2 的实际功率比 L1 的4 阻大 实际功率大 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 【考点】并联电流规律、电功率 【解析】A 示数 1.5A，A1 示数 0.3A，通过 L2 的电流是 1.5A-0.3A=1.2A，并联电路电阻之比等于电流的反比，R1：R2 为 4：1，并联电路功率之比等于电流之比，即 P1：P2=1:4，所以：正确的有①、④、③、⑥，故选 B。 8、下列各选项中，两句分析都正确的是（ ） A. ①“吧铁钉钉进墙里，铁钉变热”，这是做功改变了物体的内能 ②一根铁棒很难被拉断，这说明铁棒的分子间只存在引力 B. ①质量相等的一杯热水和一杯冷水升高相同的温度（两杯水温均未达到 100℃），两者吸收的热量相同 ②同一物体温度升高了，其内能一定增加 C. ①天然气燃烧越充分，它的热值越大 ②物质的比热与物质吸收或放出的热量成正比 D. ①热水的内能比凉铁块的内能大 ②物体具有的内能越大，在热传递过程中，它传递的温度越大 【考点】热和能 【解析】A 选项引力和斥力同时存在，只是对外表现不同；C 选项热值和比热容是物体本身的性质，与其他因素无 关；D 选项内能由多种因素决定不能单凭温度判断内能大小，传递的是热量而非温度；B 选项相同质量的水升高相 同的温度，吸收热量相同，同一物体温度升高，内能一定增大，故选 B。5 9、下列图像与分析对应错误的是（ ） 【考点】电与磁 【解析】A 选项通电螺线管上端为 S 极，下端为 N 极，滑动变阻器滑片向左移动，阻值减小，电流增大，通电螺线 管磁性增强，吸引条形磁体，弹簧测力计示数变大；B、C、D 选项均正确，故选 A。 10、下列做法中，符合安全用电原则的是（ ） A. 同一插座接入大功率用电器过多 开关闭合，通电螺线 管的上端是 S 极，滑 片 P 左移时，弹簧测 力计示数减小 A 在条形磁铁周围的两个 小磁针 N 极的指向 B 闭合开关，使导体棒 AB 上下运动，能使小量程 电流表指针偏转 C 实验表明，通电导体 在磁场中要受到力的 作用，该实验是电动 机的原理图 D 6 B. 用湿木棒挑开通电的裸导线 C. 站在绝缘的凳子上同时触摸火线和零线 D. 将电冰箱的金属外壳接地 【考点】安全用电 【解析】A 选项功率过大会造成电流过大引发火灾；B 选项湿木棒为导体引发触电事故；C 选项人体和火线、零线构 成回路，双线触电；D 选项正确，故选 D。 11、下列几组能源中，属于可再生能源的一组是（ ） A. 太阳能、生物质能 B. 天然气、风能 C. 煤炭、石油 D. 水能、核能 【考点】能源 【解析】煤、石油、天然气为化石能源，属于不可再生能源，核能属于不可再生能源，故选 A 12、下列说法正确的是（ ） A. 冰水混合物吸热时，温度不变，内能不变 B. 电磁波与声波一样，都不能在真空传播 C. 奥斯特实验说明了电流的周围存在磁场 D. 固体熔化的过程需要吸热，温度会不断升高 【考点】内能、物态变化、电磁波、电与磁 【解析】A 选项，冰水混合物吸热，温度不变，但是因为发生了热传递，内能增大；B 选项，电磁波属于光，可以 在真空传播；C 选项，奥斯特实验发现通电导体周围的小磁针会发生偏转，证明了电流周围有磁场；D 选项，固体 熔化过程中持续吸热，温度不变。故选 C。7 13、下列关于电路的一些说法，正确的是（ ） A. 教室里有多盏电灯，若每多开一盏灯，则教室内电路的总电流和总功率将越大 B. 灯泡 L1 和 L2 串联在电路中，灯泡 L1 较亮，灯泡 L2 较暗，则他们的电流 I1>I2 C. 两段长度相等、粗细不等的串联导体，他们两端的电压大小关系是 U 粗>U 细 D. 家庭电路中，常使用电能表测量用电器的电功率 【考点】串并联电路，电阻，电能表 【解析】A 选项，教室里的电灯之间为并联，并联的支路越多，总电阻越小，总电流越大，总功率也越大；B 选项， 串联电路中通过各用电器的电流相等，亮度不同是因为灯泡规格不同，消耗的功率不同；C 选项，两段长度相等， 粗细不等的导体不确定材料，因此无法判断阻值大小及分压大小；D 选项，电能表是用来测量电能的仪器。故选 A。 14、如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片向右移动时（ ） A. V 示数变小，V 示数与 A2 示数的比值也变小 B. A2 示数变大，V 示数与 A2 示数的乘积变小 C. V 示数不变，V 示数与 A1 示数的比值也不变 D. A1 示数变小，V 示数与 A1 示数的乘积也变小 【考点】动态电路分析 【解析】分析电路图可知，R1 与 R2 并联，A1 测 R1 的电流，A2 测干路的电流，V 测电源电压，滑动变阻器滑片向右移 动，电阻变大，其所在支路电流减小，总电流（A2 示数）减小，R1 所在支路电流（A1 示数）不变，电源电压（V 示 数）不变，综上所述，选项 C 正确。 15、图示电路，电源电压为 6V，L 标有“4V 1.6W”的字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器上标有 “20Ω 1A”的字样，电流表的量程为 0~0.6A，电压表的量程为 0~3V，将开关 S 闭合，在不损坏电器的前提下，8 移动滑片。则下列分析错误的是（ ） A. 小灯泡的电阻为 10Ω B. 滑动变阻器的变化范围是 5Ω~20Ω C. 电流表的示数变化范围是 0.3A~0.4A D. 小灯泡功率的变化范围是 0.9W~1.6W 【考点】动态电路分析与计算 【解析】由公式 R=U2/P 可得，小灯泡电阻为 10Ω。分析电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路中电 流，电压表测滑动变阻器两端的电压，电路中允许通过的最大电流 Imax=0.4A（小灯泡的额定电流），此时电路中的 总电阻最小，Rmin=U/Imax=15Ω，由串联电路的电阻规律得滑动变阻器电阻为 5Ω；滑动变阻器两端的最大电压为 3V （电压表量程），由串联电路的电压规律得灯泡两端电压为 3V，电路中电流为最小值 Imin=0.3A，此时电路中的总 电阻最大，Rmax=U/Imin=20Ω，由串联电路的电阻规律得滑动变阻器电阻为 10Ω；由 P=I2R，分别代入 Imax、Imin 和小 灯泡的电阻可求出灯泡的最大功率和最小功率分别为 1.6W 和 0.9W，综上所述，选项 B 正确。 二、理解与应用 16、工作中的一个单缸四冲程内燃机，若高温高压的燃气对活塞做功 10 次，则曲轴转动了 周；将内能转化 为机械能的是 冲程。 【考点】内燃机的工作特点 【解析】内燃机在一个工作循环内有四个冲程，活塞上下往复两次，曲轴（飞轮）转两周，做功一次为做功冲程， 将内能转化为机械能。 【答案】2；做功 17、茶道起源于中国，中国人饮茶大约始于汉而兴与唐。茶不仅是一种饮料而且已经代表了中国的传统文化和智慧。 茶文化中有许多的物理知识，例如：9 （1）通过加热使新鲜茶叶中的水分快速 （填物态变化名称），这是制茶业中的“杀青”。 （2）合适高温的水能很快的泡出茶香、茶色，这是因为温度越高， 现象越明显。 （3）热茶倒入杯中，杯子上方“白气袅袅”，这些“白气”是水蒸气遇冷 （填物态变化名称）形成的。装 有热茶的杯子也变热了，这是通过 的方式改变了杯子的内能，这种方式发生的条件是：相互接触的两个物 体，它们的 不同。 【考点】物态变化，内能 【解析】（1）通过加热可以使水分快速变为水蒸气，属于汽化现象； （2）温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显； （3）水蒸气遇冷变为小水滴，属于液化现象；热茶与杯子之间存在温度差，因此发生了热传递现象改变 内能。 【答案】（1）汽化；（2）扩散；（3）液化；热传递；温度 18、如图所示，只将一段阻值为 10Ω的均匀导体接在电源两端，通过导体的电流 为 2A，通电 10s 时，电流产生的热量是 J。若将这段导体均匀的拉长为原 来的 2 倍，则相同时间，电流产生的热量变为原来的 倍；此时的导体，电 阻将变为 Ω，电流表的示数为 A。 【考点】影响电阻大小的因素，焦耳定律 【解析】由公式 Q=I2Rt 可得，10s 内电流产生的热量为 400J；将这段导体均匀拉长为原来的 2 倍，则横截面积变为 原来的 1/2，电阻变为原来的 4 倍为 40Ω，电源电压不变，电流变为原来的 1/4 为 0.5A，则产生的热量变为原来的 1/4。 【答案】400；1/4；40；0.5 19、如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的 额定个电压为 6V。闭合开关 S 后，当滑片 P 从10 最右端滑倒最左端的过程中，小灯泡的 I-U 关系图像如图所示。则小灯泡的额定功率为 W，电源电压为 V，滑动变阻器的最大阻值为 Ω。 【考点】串联电路的特点，电功率，I-U 图像，动态电路分析 【解析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端电压，根据 I-U 图像，当灯泡两端电压为 6V 时，滑动变阻器滑片位于最左端，可知电源电压为 6V，此时电路中电流为 1A；当灯泡两端电压为 1V 时，滑动变阻 器滑片位于最右端，其两端电压为 5V，此时电路中电流为 0.4A，根据 P=UI 和 R=U/I 可分别计算出灯泡额定功率以 及滑动变阻器的最大阻值。 【答案】6；6；12.5 20、作图（任选一题作答即可） （1）如图所示的家庭电路，要求开关控制螺口灯泡，三孔插座单独使用。 （2）请在括号内填出永磁体的“N”极或“S”极，并标出 AB 间磁感线的方向。 （1）题 （2）题 【考点】家庭电路，磁极，电磁铁 【解析】（1）左零右火上接地，开关接在灯泡与火线之间；（2）根据右手螺旋定制，通电螺线管右端为 N 极，磁 感线分布为同名磁极，故括号内填“N”，磁感线箭头从 N 极出发。 三、实验和探究 21、为了探究“电流做功妤电压大小 和电流大小的关系”，小华设计了两11 个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且 R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下探究电流做 功跟电压大小的关系。 （1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和 的示数，结果是左边玻璃管内煤油上升的高 度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下， 越大，电流做功越多。 （2）若想要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、 煤油与原来相同。请用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。 （3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取 的办法进行 实验，测量多组不同数据。 【考点】焦耳定律实验 【解析】（1）由 W=UIt 可知，电流做功与电流、电压、通电时间有关，甲图为串联，通电时间、通过电流相等， 两电阻阻值不同研究电流做功与电压的关系； （2）探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系，要保持电压相同， 要将两电阻并联，据此连接实物图； （3）不添加新器材，可以改变电源电压来实现多次实验，得出更准确地结论。 【答案】（1）电压表；电压； （2）如右图所示；（3）改变电源电压。 22、某同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时，小明使用相同的电加热器给水和煤油加热，得到的实验数 据如下表： 物 质 次 数 质量 m/kg 升高的温度 △t/℃ 加热时间 t/min 1 0.1 10 2 水 2 0.2 10 4 3 0.1 10 1煤 油 4 0.2 10 212 （1）实验应选取 （选填“甲”“乙”）装置进行实验。 （2）选用两个相同电加热器加热的目的是：使水和煤油在相同的时间内 （不计热量损失） （3）实验中，记录加热时间的目的是为了比较 的多少。 （4）分析第 1、2 次或第 3、4 次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少 与物质的 有关；分析第 1、3 次或 2、4 次实验数据，可以得出的初步结论是：升高相同的温度时，相同质量 的 吸收的热量不同。 （5）相同实验条件下，如果加热时间相同，温度变化 （选填“大”或“小”）的吸热能力强。如果温度变 化相同，则加热时间长的吸收热量多，吸热能力 （选填“强”或“弱”）。水和 煤油相比， 的吸热能力强。 （6）相同实验条件下，停止加热后， 的温度将下降得快。 （7）如图为两种物质“温度-时间”关系的大致图像，可判断表示水的应为 （选 填“a”或“b”） （8）当水烧开至沸腾时，温度计的示数如图所示，其沸 腾现象及其温度与时间 的关系图像正确的是 。（选填序号：①“甲 A” ② “甲 B” ③“乙 A” ④“乙 B”） 【考点】探究比热容的实验 【分析】 （1）根据控制变量法的要求分析题目所给实验序号的实验数据，根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论。 （3）用相同的电加热器对水和煤油加热，在相等时间内水与煤油吸收的热量相等，加热时间越长，吸收的热量越 多，因此可以用加热时间的长短表示由图吸收热量的多少。 （3）同种加热器加热时间相同，在不计热量损失的情况下，可看成物质吸收的热量相同。 （4）实验应用了控制变量法，分析各组实验所采用的方法可知析第 1、2 次或第 3、4 次实验数据保持物质种类不 变，改变质量；第 1、3 次或 2、4 次实验数据保持质量不变，改变物质种类。 （5）实验中用加热时间来反映水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同，比热容反映了物质的吸热能力强弱，质 量相同的两种物质，吸收相同热量，温度变化小的比热容大；若温度变化相同，则加热时间长的比热容大。 ① ②13 （6）水的比热容大于煤油的比热容，放出相同的热量，煤油温度下降得快。 （7）c=Q/m△t，加热时间（吸收热量）相同时，温度变化小的比热容大。 （8）沸腾前的气泡，越到液体上面，就越小。原因是对液体加热时，液体上层温度比下层低，液体上层对气体的 溶解能力也就比下层强；而沸腾时的气泡，是液体汽化后的蒸气，这种气泡越到液体上层越大。这是因为下层的气 泡在上浮的过程中，又与其它气泡混合，使气泡越来越大。水沸腾过程中持续吸热，温度不变。 【答案】 （1）甲；（2）吸收热量相同；（3）吸收热量；（4）质量；水和煤油； （5）小；强；水；（6）煤油；（7）b；（8）②。 23、在测量小灯泡额定功率的实验时，小北塘同学连接了如图甲所示的电路。已知电源电压保持不变，灯泡的额定 电压为 2.5V，额定功率小于 1W. （1）请用笔画线将图中的实物电路图连接完整； （2）在连接电路时，开关应______（选填“断开”或“闭合”），滑片应移到______（选填“A”或“B”）处， 闭合上开关之后，小明发现电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，经检查，电路连接正确，且各元件完好，那 么可能的原因是______，为了能使小灯泡正常发光，下一步应进行的操作是______； （3）闭合开关，移动滑片 P 到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为______V，若他想测量小灯泡的额定功率， 应将图甲中的滑片 P 向______（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 2.5V。 （4）移动滑片 P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的 I−U 图象，根据图象信息，可计算 出小灯泡的额定功率是______W.14 （5）完成上述实验后，他又设计了如图丁所示的实验电路，借助实验室的器材，同样 测出了小灯泡正常发光时电功率，请你完成下列实验步骤： ①接好实验电路，闭合开关 S，将开关 S1 拨到触点___（选填“1”或“2”）移动滑 片，使电压表的示数为灯泡的额定电压 U1。 ②滑片的位置保持不动，再将开关 S1 拨到另一个触点读出电压表的示数为 U2； ③小灯泡正常发光时功率的表达式 P=___（用 U1、U2、R0 表示）。 【考点】电功率的测量 【分析】 （1）求出灯泡正常发光时的电流，根据该电流确定电流表量程，把电流表与灯泡串联接入电路． （2）连接电路时，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值， 根据电路图确定滑片的位置；滑动变阻器接入电路的阻值太大时，电路电流很小，灯泡实际功率很小， 灯泡不发光；为使灯泡正常发光，应移动滑片，使电压表示数等于灯泡额定电压． （3）由图乙所示电压表确定电压表量程与分度值读出电压表示数，根据该示数与灯泡额定电压间的关系， 确定滑片的移动方向． （4）由图示求出灯泡额定电压所对应的电流，然后由 P=UI 求出灯泡额定功率． （5）在没有电流表的情况下，定值电阻和电压表应起到测算电流的作用，首先移动滑片使灯泡两端的电压为额定 电压 U1，使灯正常发光，保持滑片位置不动； 通过开关的转换，然后测出此时定值电阻与灯串联的电压 U2，因电路的连接关系没有变化，各用电器的电阻没有发 生变化，各用电器的电压也没有变化，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压； 根据欧姆定律求出通过定值电阻的电流，由串联电路电流的规律，即为灯正常工作时的电流大小，根据 P=UI 计算 出灯泡的额定电功率． 【答案】15 （1）电路图如图所示： （2）断开；A；滑动变阻器接入电路的阻值过大；移动滑片使电压表示数为 2.5V； （3）2.2V；B； （4）0.5. （5）①2；③U1×（U2−U1/R0）. 四、分析与计算 24、一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为 8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧 0.7kg 的干木柴才能得 到。将这些干木柴放在煤炉中用来烧水， 可以使 8kg 的水温度升高 50℃，已知水的比热容为 4.2×103J/ （kg·℃）。求： （1）干木柴的热值。 （2）此煤炉烧水时的效率。 【考点】比热容、热值、热效率 【分析】（1）人体消耗的能量相当于 0.7kg 的干木柴完全燃烧，可由 q=Q/m 求出热值； （2）水吸收的热量为有用功，干木柴完全燃烧放出的热量为总功，由公式η=W 有用/W 总可求出烧水时的效 率。 【解答】 （1）因为 Q 放=mq，所以 q=Q 放/m=8.4×106J/0.7kg=1.2×107J/kg；16 （2）煤炉烧水时的效率： η=Q 吸/Q 放×100%=1.68×106J/8.4×106J×100%=20%。 答：（1）干木材的热值是 1.2×107J/kg； （3）此煤炉烧水时的效率是 20%。 25，无内胆饮水机，管线机的电路原理如图，电热丝 R1、R0 绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、 开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水，该管线机的额定电压是 220V，开水加热 电功率是 2200W，温水加热电功率是 1100W，已知：（电热丝 R1、R0 电阻不随温度变化，水的比热容 c=4.2×103J/ （kg⋅℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取 g=10N/kg.保留一位小数）问： （1）当开关 S 闭合时，此时饮水机处于___状态； （2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少?电热丝 R1 的电阻是多少? （3）现在需要 100℃的开水 500mL，已知水的初温为 20℃，水需要吸收多少热量?如果电能转化为水的内能的效率 是 80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？ 【考点】电功与热量的综合计算 【分析】 （1）饮水机所处的状态根据开关 S 接通或断开时连入的电阻即可判断．当开关接通时，只有电阻 R0 接入电路，当 开关 S 断开时，电阻 R1 和 R0 串联接入电路，由电功率的公式 P=U2/R 可判断饮水机处于什么状态． （2）知道饮水机在加热状态下正常工作，又知道加热功率和额定电压，可利用 P=UI 的变形公式求出正常工作时电 路中的电流． 知道饮水机的加热功率和保温功率，可利用公式 R=U2/P 计算出在加热和保温状态下的电阻，以及利用串联电路电阻 的关系计算出电热丝 R0 的阻值．然后给根据串联电路的电流特点求得保温时的电流，然后求得总电阻，用总电阻17 减去 R0 的阻值，即为电热丝 R1 的电阻； （3）先根据密度的变形公式求出水的质量，然后根据 Q 吸=cm△t 即可求出水吸收的热量； 根据η=Q 吸/Q 放 求出消耗的电能，然后根据 W=Pt 求出烧开开水需要的时间． 【解答】 （1）当开关 S 闭合时，只有电阻 R0 接入电路，此时电阻最小，由 P=U2R 可知，此时饮水机处于加热状态； 当开关 S 断开时，电阻 R1 和 R0 串联接入电路，电路中电阻较大，此时饮水机处于保温状态。 （2）根据题意可知，P 加=2200W，U=220V， 由 P=UI 可得，饮水机出开水时电热丝中的电流：I 加=P 加/U=2200W/220V=10A. 饮水机处于加热状态时，只有电阻 R0 接入电路，由 R0=U2/P 可得：R0=U2/P 加=（220V）2/2200W=22Ω， 当开关 S 断开时，电阻 R1 和 R0 串联接入电路，此时 P 保温=1100W， 由 P=UI 可知，饮水机保温时电热丝中的电流：I 保温=P 保温/U=1100W220V=5A， 由 I=UR 可得，电路中的总电阻：R 总=UI 保温=220V5A=44Ω， 由 R 总=R1+R0 可得，R1 的电阻： R1=R 总−R0=44Ω−22Ω=22Ω； （3）由ρ=mV 可得，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10−6m3=0.5kg； 水吸收的热量：Q 吸=cm△t=4.2×103J/（kg⋅℃）×0.5kg×（100℃−20℃）=1.68×105J， 由η=Q 吸/W 可得消耗的电能：W=Q 吸/η=1.68×105J/80%=2.1×105J； 由 P=W/t 可得加热时间：t=W/P 加=2.1×105J/2200W≈95.45s. 答：（1）加热。 （2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是 10A；电热丝 R1 的电阻是 22Ω； （3）烧开这些水需要的时间为 95.45s.