甘肃省天水市清水县第八中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)

2022-2023学年甘肃省天水市清水八中九年级（上）期末物理试卷

一、选择题（6道题，每道题3分，共18分）

1．（3分）如图所示，关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　）

A．在电线上晒湿衣服 

B．用电器金属外壳接地 

C．使用试电笔时，手握住金属杆 

D．电灯的开关应串联接在电灯与零线之间

2．（3分）关于热现象，下列说法正确的是（　　）

A．当接触的两个物体间存在内能差时才会发生热传递 

B．汽油机的顶部有喷油嘴喷出雾状柴油，可以将吸入的油气混合物点燃 

C．汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能 

D．当气体对外做功时，其内能会减少，温度保持不变

3．（3分）如图所示，电暖气通电后，电热元件将其内部的导热油加热，导热油可以迅速吸热升温提高室内温度。这主要利用了导热油具有较小的（　　）

A．比热容 B．热值 C．密度 D．电阻

4．（3分）2022春节期间，济南市全域全时段禁售、禁燃、禁放烟花爆竹。燃放鞭炮实质上是鞭炮内的化学物质发生爆燃，产生高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程。这个过程和热机哪个工作冲程的原理相似（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

5．（3分）如图所示电路，下列分析不正确的是（　　）

A．仅闭合S1、S2时，L1、L2并联，A1测得是L1的电流，A2无示数 

B．仅闭合S1、S3时，L1、L2并联，A1、A2均有示数 

C．仅闭合S2、S3时，电源短路 

D．仅闭合S3时，L1、L2串联，A1、A2的示数相等

6．（3分）如图甲所示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断正确的是（　　）

A．电源的电压为9V 

B．定值电阻R0的阻值为10Ω 

C．R0的最大功率为0.4W 

D．当滑片在b端时，电路的总功率为0.8W

二、填空题（每空1分，共18分）

7．（3分）劳动课上小玉学习了一道中国传统美食“拔丝地瓜”的做法。刚出锅的“拔丝地瓜”香气四溢，这是 　   　现象；制作“拔丝”用的糖浆，需要不断地加热、搅拌，主要通过 　   　的方式改变糖浆内能；咀嚼时感觉糖粘牙，因为分子间存在 　   　。

8．（3分）如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V 440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为 　   　A，此时它将 　   　能转化为内能，通过 　   　（选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。

9．（3分）甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。随着科学技术的发展，甲醇汽车技术也逐渐成熟，走进人们的生活。甲醇燃烧时质量减少，热值 　   　（选填“不变”、“变大”或“变小”）。已知甲醇的热值为2×107J/kg，则完全燃烧2.1kg的甲醇可以释放 　   　J的热量；若不计热量损失，这些热量可以使500kg的水从20℃升高到 　   　℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

10．（3分）如图甲所示的电路，闭合开关后，两个电压表的指针均为如图乙所示，则电压表V1的示数为 　   　V，电压表V2的示数为 　   　V；灯泡L1两端的电压为 　   　V。

11．（3分）如图甲所示装置，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮，看到盒盖飞出，在此过程中，酒精燃烧后获得的 　   　能转化为塞子的机械能。图 　   　中（选填“乙”或“丙”）汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的，如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则它每秒钟对外做功 　   　次。

12．（3分）电能表是用来测量电路消耗 　   　的仪表，小明家电能表本月底示数如图，上月底的示数为“01383”，则她家本月消耗电能为 　   　kW•h。该同学观察到当他家里只有一台空调机连续工1min该表的指示灯闪了60次时，在这段时间空调消耗的电能为 　   　kW•h。

13．（3分）如图所示是电阻R1和R2的电流随电压变化的图像，由图像可知R1的阻值 　   　（选填“＞”、“＜”或“＝”）R2的阻值，若把R1和R2串联接在电源电压为6V的电路中工作，电路中的电流为 　   　A，R2的实际功率为 　   　W。

三、作图题（共3小题，共9分）

14．（2分）如图所示，根据电路图，连接实物图。（注意导线不能交叉）

15．（2分）请根据要求连接如图所示的实物图。要求：灯L1与L2并联，开关控制所有用电器：电流表测灯L1的电流；滑动变阻器滑片向B端移动时，灯L1亮度不变，灯L2变亮。

16．（2分）请将图中的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，设计出只有在光线很暗且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路，同时安装一个不受开关控制的三孔插座。

四、实验题（每空1分，共20分）

17．（5分）在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。

（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大。

（2）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是 　   　。

（3）排除故障后，实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的I﹣U图像，如图乙所示。由图像可得：实验结论：　   　

（4）实验结束后，小卓同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻，进行电流与电压关系的实验探究，你认为这个实验操作 　   　（“可行”或“不可行”），原因是 　   　。

18．（5分）如图所示是“测量标有2.5V小灯泡电功率”的实验。

（1）图甲是某同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。

（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，灯泡不亮，调节滑片两表示数均不变，灯泡仍不亮。实验连接中的不当之处是 　   　。

（3）排除故障后，闭合开关，调节变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 　   　A，小灯泡的额定功率是 　   　W。

（4）分析表中数据，你可以得出什么结论？（一条即可） 　   　。

19．（10分）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。

（1）利用甲装置可探究电流产生的热量与 　   　的关系，通电一段时间后，与 　   　（选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差较大；

（2）乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 　   　（选填“相等”或“不相等”），为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成 　   　（选填“更大的”或“更小的”）；

（3）通过观察乙装置，　   　（选填“左”或“右”）容器中导体产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 　   　，导体产生的热量越多。该装置 　   　（选填“能”或“不能”）解释“电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热”；

（4）乙装置中，如果R3断路，在通电时间相同时，与R3没有断路时相比较，左侧U形管中液面的高度差将 　   　，右侧U形管中液面的高度差将 　   　（以上两个空都选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（5）让乙装置冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，接通电源一段时间后，电阻丝产生的热量 　   　多。（选填“左容器”“右容器”或“两容器一样”）

五、计算题（共15分）

20．（6分）“垃圾分类，绿色环保”，合理分类并利用垃圾可以变废为宝。某垃圾处理厂处理垃圾时，在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油。若某小区每天产生3t垃圾，[该燃料油的热值q＝4.0×107J/kg，q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求：

（1）这3t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量；

（2）这些热量相当于完全燃烧多少煤；

（3）若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105kg的水吸收，则水的温度升高多少。

21．（9分）小华对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如表。其内部基本电路原理如图甲，其中R1、R2均为加热电阻，R2阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图乙[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

（1）预约过程中消耗的电能是多少kW•h？

（2）R1的阻值是多少Ω？

（3）若此电中药壶的高温挡加热效率为84%，将1.5L水从20℃加热至100℃，需要多长时间？

2022-2023学年甘肃省天水市清水八中九年级（上）期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、选择题（6道题，每道题3分，共18分）

1．（3分）如图所示，关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　）

A．在电线上晒湿衣服 

B．用电器金属外壳接地 

C．使用试电笔时，手握住金属杆 

D．电灯的开关应串联接在电灯与零线之间

【解答】解：A、生活用水是导体，在电线上晒湿衣服，易发生触电事故，故A错误；

B、带金属外壳的用电器都需要使用三孔插座，可以防止发生漏电，故B正确；

C、使用试电笔时，手不能接触金属杆，但要接触笔尾金属体，故C错误；

D、从安全用电的角度分析，家庭电路中控制灯泡的开关接在火线和用电器之间，故D错误。

故选：B。

2．（3分）关于热现象，下列说法正确的是（　　）

A．当接触的两个物体间存在内能差时才会发生热传递 

B．汽油机的顶部有喷油嘴喷出雾状柴油，可以将吸入的油气混合物点燃 

C．汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能 

D．当气体对外做功时，其内能会减少，温度保持不变

【解答】解：

A、当接触的两个物体间存在温度差时才会发生热传递，存在内能差，温度可能相同，不会发生热传递，故A错误；

B、汽油机的顶部有火花塞，会产生电火花，可以将吸入的油气混合物点燃，故B错误；

C、汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气对外做功，将内能转化为机械能，故C正确；

D、当气体对外做功时，气内能会减少，温度会降低，故D错误。

故选：C。

3．（3分）如图所示，电暖气通电后，电热元件将其内部的导热油加热，导热油可以迅速吸热升温提高室内温度。这主要利用了导热油具有较小的（　　）

A．比热容 B．热值 C．密度 D．电阻

【解答】解：A、通电后电热元件将内部的导热油加热，导热油迅速升温后提高室内温度，其主要原因是导热油的比热容比水小，在加热时间相同的情况下，温度升高的快。故A正确；

B、电热元件对油加热时不是燃烧油，与热值无关，故B错误；

C、油的密度较小，相同体积下其质量较小，移动起来比较方便，跟放热无关，故C错误；

D、油是绝缘体，其电阻较大，使用起来安全性比较高，故D错误；

故选：A。

4．（3分）2022春节期间，济南市全域全时段禁售、禁燃、禁放烟花爆竹。燃放鞭炮实质上是鞭炮内的化学物质发生爆燃，产生高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程。这个过程和热机哪个工作冲程的原理相似（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

【解答】解：高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程是将内能转化为机械能；在热机的做功冲程中，内能转化为机械能，所以与热机的做功冲程的原理相似，故C正确。

故选：C。

5．（3分）如图所示电路，下列分析不正确的是（　　）

A．仅闭合S1、S2时，L1、L2并联，A1测得是L1的电流，A2无示数 

B．仅闭合S1、S3时，L1、L2并联，A1、A2均有示数 

C．仅闭合S2、S3时，电源短路 

D．仅闭合S3时，L1、L2串联，A1、A2的示数相等

【解答】解：A、由电路图可知，仅闭合S1、S2时，两灯并联，电流表A1测量通过L1的电流；电流表A2断路，没有示数，故A正确；

B、仅闭合S1、S3时，L2和电流表A2短路，电路为L1的简单电路，电流表A1测量通过L1的电流，电流表A1有示数，A2没有示数，故B错误；

C、仅闭合S2、S3时，由于电流表内阻很小，相当于导线，所以此时电源短路，故C正确；

D、仅闭合S3时，两灯串联，电流表A1、A2均测电路中的电流。由于串联电路中各处的电流相等，所以电流表A1、A2的示数相等，故D正确。

故选：B。

6．（3分）如图甲所示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断正确的是（　　）

A．电源的电压为9V 

B．定值电阻R0的阻值为10Ω 

C．R0的最大功率为0.4W 

D．当滑片在b端时，电路的总功率为0.8W

【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。

AB、当滑片位于a端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，

由图乙可知，电路中的最大电流I大＝0.6A，

由I＝可得，电源的电压U＝I大R0＝0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最大，

由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，滑动变阻器两端的电压U滑＝4V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电源的电压U＝I小R0+U滑＝0.2A×R0+4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②可得：R0＝10Ω，U＝6V，故A错误、B正确；

C、当滑片位于a端时，电路中的电流最大，R0的电功率最大，

则R0的最大功率P0大＝UI大＝6V×0.6A＝3.6W，故C错误；

D、当滑片在b端时，电路中的电流最小，

则电路的总功率P＝UI小＝6V×0.2A＝1.2W，故D错误。

故选：B。

二、填空题（每空1分，共18分）

7．（3分）劳动课上小玉学习了一道中国传统美食“拔丝地瓜”的做法。刚出锅的“拔丝地瓜”香气四溢，这是 　扩散　现象；制作“拔丝”用的糖浆，需要不断地加热、搅拌，主要通过 　热传递　的方式改变糖浆内能；咀嚼时感觉糖粘牙，因为分子间存在 　引力　。

【解答】解：

（1）刚出锅的“拔丝地瓜”香气四溢，是分子不停地做无规则运动的结果，属于扩散现象。

（2）制作“拔丝”用的糖浆，需要不断地加热，糖浆吸收热量、温度升高、内能增加，属于热传递方式改变糖浆内能。

（3）咀嚼时感觉糖粘牙，因为分子间存在引力。

故答案为：扩散；热传递；引力

8．（3分）如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V 440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为 　2　A，此时它将 　电　能转化为内能，通过 　热传递　（选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。

【解答】解：（1）“暖手宝”标有“220V 440W”字样，表示灯的额定电压为220V，额定功率为440V，

根据P＝UI，“暖手宝”正常工作时的电流：

I＝＝＝2A；

（2）“暖手宝”接入家庭电路正常工作时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能；使用“暖手宝”时，手吸收热量，手会变暖，这是通过热传递的方式增加手的内能。

故答案为：2；电；热传递。

9．（3分）甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。随着科学技术的发展，甲醇汽车技术也逐渐成熟，走进人们的生活。甲醇燃烧时质量减少，热值 　不变　（选填“不变”、“变大”或“变小”）。已知甲醇的热值为2×107J/kg，则完全燃烧2.1kg的甲醇可以释放 　4.2×107　J的热量；若不计热量损失，这些热量可以使500kg的水从20℃升高到 　40　℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

【解答】解：（1）热值是燃料本身的一种特性，与质量无关，所以甲醇在燃烧的过程中虽然质量减小，但热值不变。

（2）完全燃烧2.1kg的甲醇可以释放的热量：

Q放＝mq＝2×107J/kg×2.1kg＝4.2×107J；

（3）水吸收的热量：

Q吸＝Q放＝4.2×107J；

由Q吸＝cm△t得，水升高的温度为：

Δt＝＝＝20℃。

水升高到的温度为：t＝20℃+20℃＝40℃。

故答案为：不变；4.2×107；40。

10．（3分）如图甲所示的电路，闭合开关后，两个电压表的指针均为如图乙所示，则电压表V1的示数为 　7　V，电压表V2的示数为 　1.4　V；灯泡L1两端的电压为 　5.6　V。

【解答】解：由电路图可知，灯泡L1与L2串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测灯泡L2两端的电压，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，且两电压表指针的偏角相同，所以，电压表V1的示数应大于电压表V2的示数，

则电压表V1的量程是0～15V，分度值是0.5V，电源的电压U＝7V，

电压表V2的量程是0～3V，分度值是0.1V，L2两端的电压U2＝1.4V，

灯泡L1的电压：U1＝U﹣U2＝7V﹣1.4V＝5.6V。

故答案为：7；1.4；5.6。

11．（3分）如图甲所示装置，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮，看到盒盖飞出，在此过程中，酒精燃烧后获得的 　内　能转化为塞子的机械能。图 　丙　中（选填“乙”或“丙”）汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的，如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则它每秒钟对外做功 　15　次。

【解答】解：（1）电火花打火时，酒精气体燃烧膨胀做功，使盒盖飞出去，因此将内能转化为盒盖的机械能；

（2）图乙中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，此时机械能转化为内能，与电子式火花发生器的能量转化相反；

图丙中的气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，且上端的火花塞发出电火花，是做功冲程，在这一过程中，内能是转化为机械能的；

（3）因为＝30r/s，并且汽油机在一个工作循环中，飞轮转动两圈，对外做功一次，故可得每秒做功的次数为×30＝15（次）。

故答案为：内；丙；15。

12．（3分）电能表是用来测量电路消耗 　电能　的仪表，小明家电能表本月底示数如图，上月底的示数为“01383”，则她家本月消耗电能为 　110.3　kW•h。该同学观察到当他家里只有一台空调机连续工1min该表的指示灯闪了60次时，在这段时间空调消耗的电能为 　0.02　kW•h。

【解答】解：（1）电能表是用来测量电路消耗的电能的仪表；

（2）电能表的读数：数字方框中的最后一位是小数，单位是kW•h，

则本月底的电能表示数248.6kW•h，上月底电能表的示数138.3kW•h；

她家本月消耗电能W＝248.6kW•h﹣138.3kW•h＝110.3kW•h；

（3）3000imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁3000次，

则电能表指示灯闪了60次，空调消耗的电能：W′＝＝0.02kW•h。

故答案为：电能；110.3；0.02。

13．（3分）如图所示是电阻R1和R2的电流随电压变化的图像，由图像可知R1的阻值 　＞　（选填“＞”、“＜”或“＝”）R2的阻值，若把R1和R2串联接在电源电压为6V的电路中工作，电路中的电流为 　0.1　A，R2的实际功率为 　0.2　W。

【解答】解：由图象可知，R1、R2的U﹣I图象表示电流与电压成正比，即R1和R2的阻值不变，

当I＝0.1A时，U1＝4.0V，U2＝2.0V，根据R＝可得，

R1、R2的阻值分别为：R1＝，R2＝，故R1＞R2；

将R1和R2两电阻串联在6V电路中，通过它们的电流相等，总电阻等于各电阻之和，

即：R总＝R1+R2＝40Ω+20Ω＝60Ω；

根据U＝IR可知，电路中的电流I＝；

灯泡L1消耗的实际功率：P＝I2R2＝（0.1A）2×20Ω＝0.2W。

故答案为：＞；0.1；0.2。

三、作图题（共3小题，共9分）

14．（2分）如图所示，根据电路图，连接实物图。（注意导线不能交叉）

【解答】解：由电路图知，两灯并联，开关S1在干路上，S2在L2支路上，实物图连接如图所示：

。

15．（2分）请根据要求连接如图所示的实物图。要求：灯L1与L2并联，开关控制所有用电器：电流表测灯L1的电流；滑动变阻器滑片向B端移动时，灯L1亮度不变，灯L2变亮。

【解答】解：根据题意可知，灯L1与L2并联，开关控制所有用电器，则开关接在干路中；

电流表测灯L1的电流，则电流表与灯泡串联在支路中，由于不知道电路中电流的大小，电流表要选用大量程；

滑动变阻器滑片向B端移动时，灯L1亮度不变，灯L2变亮，这说明滑动变阻器能控制灯泡L2，所以滑动变阻器与灯泡L2串联在支路中；灯泡变亮，说明通过灯泡的电流变大，根据欧姆定律可知，该支路的总电阻变小，即滑动变阻器连入电路的电阻变小，所以滑动变阻器接上方一个接线柱和B接线柱，如图所示：

16．（2分）请将图中的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，设计出只有在光线很暗且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路，同时安装一个不受开关控制的三孔插座。

【解答】解：（1）灯泡与两个开关串联，且火线要先过开关，再接入灯泡尾部的金属点，零线接入螺旋套；

（2）三孔插座与灯泡并联，其接法为：左零右火上接地，作图如下：

四、实验题（每空1分，共20分）

17．（5分）在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。

（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大。

（2）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是 　定值电阻断路　。

（3）排除故障后，实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的I﹣U图像，如图乙所示。由图像可得：实验结论：　导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比　

（4）实验结束后，小卓同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻，进行电流与电压关系的实验探究，你认为这个实验操作 　不可行　（“可行”或“不可行”），原因是 　灯丝的电阻随温度的变化而变化　。

【解答】解：（1）滑片P向右端滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器连入电路的电阻变小，故滑动变阻器右下接线柱连入电路中，如图所示：

；

（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的定值电阻断路了；

（3）由图乙知，绘制出电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；

（4）探究电流与电压的关系，需要保持电阻不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，所以用小灯泡做此实验不可行。

故答案为：（1）见解答图；（2）定值电阻断路；（3）导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）不可行；灯丝的电阻随温度的变化而变化。

18．（5分）如图所示是“测量标有2.5V小灯泡电功率”的实验。

（1）图甲是某同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。

（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，灯泡不亮，调节滑片两表示数均不变，灯泡仍不亮。实验连接中的不当之处是 　滑动变阻器接在了下面两个接线柱上了　。

（3）排除故障后，闭合开关，调节变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 　0.32　A，小灯泡的额定功率是 　0.8　W。

（4）分析表中数据，你可以得出什么结论？（一条即可） 　小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定　。

【解答】解：（1）因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0～3V的量程与灯泡并联，滑动变阻器上下接线柱各接一个且串联在电路中，图中已经选用了金属杆一端的接线柱，另一端应选择下面的接线柱，因题目对滑片移动时滑动变阻器接入电路的阻值没有要求，故可以选择下面两端的任一接线柱，如图所示：

；

（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，灯泡不亮，说明电路为通路，电路的电阻较大，移动滑片P也不能改变灯的亮度说明变阻器失去了变阻的作用，因此实验连接中的不当之处是滑动变阻器接在了下面两个接线柱上了；

（3）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.32A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.32A＝0.8W；

（4）由表中数据可知，灯泡的实际功率越大，灯泡的亮度越亮，因此可得结论：灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。

故答案为：（1）如图所示；（2）滑动变阻器接在了下面两个接线柱上了；（3）0.32；0.80；（4）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。

19．（10分）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。

（1）利用甲装置可探究电流产生的热量与 　电阻　的关系，通电一段时间后，与 　右　（选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差较大；

（2）乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 　不相等　（选填“相等”或“不相等”），为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成 　更小的　（选填“更大的”或“更小的”）；

（3）通过观察乙装置，　左　（选填“左”或“右”）容器中导体产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 　大　，导体产生的热量越多。该装置 　不能　（选填“能”或“不能”）解释“电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热”；

（4）乙装置中，如果R3断路，在通电时间相同时，与R3没有断路时相比较，左侧U形管中液面的高度差将 　变小　，右侧U形管中液面的高度差将 　变大　（以上两个空都选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（5）让乙装置冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，接通电源一段时间后，电阻丝产生的热量 　左容器　多。（选填“左容器”“右容器”或“两容器一样”）

【解答】解：

（1）在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，电阻不同，探究导体产生的热量与电阻的关系；

甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，右侧电阻丝产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，右侧容器中U形管中液面的高度差大；

（2）图乙的装置在实验中，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系；为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更小的，这样分流更多，R1和R2发热多少对比更明显；

（3）电阻丝R3的分流使I1＞I2，根据Q＝I2Rt可知左侧容器产生的电热多；由此可知，在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的电热越多；

电炉丝、导线是较大电阻和较小电阻的串联关系，应该用图甲装置解释，所以装置乙不能解释；

（4）在乙实验中，电阻R3断路后，电路中的总电阻变大，在电源电压一定时，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，即通过R1的电流变小，根据焦耳定律可知，在相同的时间内，电阻R1产生的热量变小，左侧U形管中液面的高度差将变小；

由于电阻R3断路，R2与R3并联部分的电阻变大，分压增多，由I＝知通过R2中的电流变大，因此右侧U形管中液面的高度差将变大；

（5）依据题意，右侧两个电阻并联后的电阻是左侧电阻的一半，由Q＝I2Rt可知，在电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以左侧容器电阻丝产生的电热多。

故答案为：（1）电阻；右；（2）不相等；更小的；（3）左；大；不能；（4）变小；变大；（5）左容器。

五、计算题（共15分）

20．（6分）“垃圾分类，绿色环保”，合理分类并利用垃圾可以变废为宝。某垃圾处理厂处理垃圾时，在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油。若某小区每天产生3t垃圾，[该燃料油的热值q＝4.0×107J/kg，q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求：

（1）这3t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量；

（2）这些热量相当于完全燃烧多少煤；

（3）若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105kg的水吸收，则水的温度升高多少。

【解答】解：

（1）某城镇每天产生3t生活垃圾，1t生活垃圾能“榨”出140kg燃料油，

所以共“榨”出燃料油的质量m＝3×140kg＝420kg。

这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量：

Q放＝m油q油＝420kg×4.0×107J/kg＝1.68×1010J；

（2）由Q放＝mq得，要放出1.68×1010J的热量需要完全燃烧煤的质量：

m煤＝＝＝560kg；

（3）由题意知水吸收的热量为：Q吸＝Q放η＝1.68×1010J×30%＝5.04×109J；

由公式Q＝cm△t得，水升高的温度为：

△t＝＝＝12℃；

答：（1）这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出1.68×1010J热量。

（2）这些热量相当于完全燃烧560kg质量的煤。

（3）在一个标准大气压下，这些热量的30%被105kg初始温度为30℃的水吸收，则水温能升高12℃。

21．（9分）小华对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如表。其内部基本电路原理如图甲，其中R1、R2均为加热电阻，R2阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图乙[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

（1）预约过程中消耗的电能是多少kW•h？

（2）R1的阻值是多少Ω？

（3）若此电中药壶的高温挡加热效率为84%，将1.5L水从20℃加热至100℃，需要多长时间？

【解答】解：（1）由图乙可知，预约过程中所用的时间：t＝8h，由表格数据可知，预约消耗的电功率：P预约＝10W＝0.01kW；

预约过程中消耗的电能：W1＝P预约t＝0.01kW×8h＝0.08kW•h

（2）由图乙可知，当开关S、S1闭合时，R1与R2并联，电路总电阻较小，由P＝UI＝U•＝可知总功率较大，为高温状态，P高＝500W；

当开关S闭合、S1断开时，电路只有R2工作，总电阻较大，由P＝UI＝U•＝可知总功率较小，为低温状态，P低＝100W；

R1的功率为P1＝P高﹣P低＝500W﹣100W＝400W，由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝121Ω；

（3）水的体积：V＝1.5L＝1.5×10﹣3m3；

由ρ＝可知，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg；

水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J；

由η＝可知，消耗的电能：W电＝＝＝6×105J；

由P＝可知，需要的时间：t＝＝＝1200s。

答：（1）预约过程中消耗的电能是0.08kW•h；

（2）R1的阻值是121Ω；

（3）需要的时间为1200s。