九年级物理上学期期末试卷（含解析） 新人教版27

2015-2016学年山东省曲阜师大附中九年级（上）期末物理试卷一、选择题（下列各题的四个选项中，只有一个符合题意每小题2分，共20分）12015年11月24日的一场暴雪，将我市扮成了银装素裹的世界，给萧条的冬天增添了许多乐趣，下列“雪趣”的场景中能放热的是（）A甲 乙B乙 丙C丙 丁D甲 丙2下面是小强同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（）A物体的内能增大，温度一定升高B0的冰没有内能C温度相同的两物体间能发生热传递D燃料的热值和燃料的质量没关系3下列关于信息和能源的说法中，正确的是（）A电磁波的频率与波速成反比关系B卫星只能作为传送电视信号的中继站C现代已经可以利用核聚变进行发电D物体间能量的转化与转移具有方向性4在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是（）A乙和丁B甲和丙C甲和乙D丙和丁5定时炸弹的引爆装置如图所示，起爆前定时开关S是闭合的，当设定的起爆时间一到，定时开关S会自动断开为使引爆装置停止工作，作为拆弹专家的你千万不能实施的是（）A在a处剪断导线B在b处剪断导线C赶在起爆之前用导线连接abD赶在起爆之前用导线直接连接电源两极6关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是（）A只要将导体连入电路，电路中就有电流B导体中通过的电流为零时，它的电阻也为零C有电流通过的小灯泡，其两端不一定有电压D导体两端电压越大，通过该导体的电流就越大7如图所示电路中，甲、乙、丙三烧瓶中分别装有等质量的纯水或煤油，瓶内电阻丝电阻的大小关系为R甲R乙=R丙，瓶中均插有同型号的温度计，则下列实验装置能完成对应探究实验的是（）A可用于探究电热与电阻的关系B可用于探究电热与电阻的关系C可用于研究“吸收热量相同时，比较不同液体的比热容”D可用于研究“吸收热量相同时，比较不同液体的比热容”8如图所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合开关后，电压表示数为6伏，电流表示数为1.5安，则右边方框内的电阻连接情况可能是（）A4欧和3欧的电阻串联B6欧和8欧的电阻并联C10欧和5欧的电阻串联D12欧和6欧的电阻并联9下列实验装置与探究内容不相符的是（）A探究磁极间相互作用规律B探究磁性强弱与电流大小的关系C探究通电直导线周围存在磁场D探究产生感应电流的条件10如图所示是某研究性学习小组利用“220V 60W”的灯泡L1和“220V 15W”的灯泡L2所设计的四个电路图，当把它们分别接入同一家庭电路中时，对甲乙丙丁四个电路消耗的试剂功率关系排列正确的是（）AP丁P甲P乙P丙BP甲P乙P丙P丁CP丙P丁P甲P乙DP甲=P乙=P丙=P丁二、填空题（每空1分，共10分）11如图为探究某物质状态变化时，小强绘制的该物质温度随时间的变化规律图象，分析图象可知该物质的凝固点是，DE段是过程12如图是表示阻值不同的两个电阻的电压随电流变化的UI图象，则如果把R1、R2串联在一个电压为4V的电源上，R1两端的电压是V；V2如果并联在一个电压为4V的电源上，则干路中的电流是A13如图是小强制作的一个简易电动机要使线圈的转动方向发生改变，请为小强提供两个方案：；14在输送电能的过程中，为了减少电能在电路中的损耗，通常采用的方法是高压输电，其理由是15电子式电能表表盘上标有“3200imp/（kWh）”字样（imp表示闪烁次数）将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次，该用电器在上述时间内消耗的电能为kWh，该用电器的额定功率是W16一根阻值为50的电阻丝，通电100s，通过的电流为0.1A，则电流通过电阻丝产生的热量为J三、作图与实验题（17题2分，18题2分，19题4分，20题10分，共18分）17请按要求将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成）要求：（1）电路能改变电磁铁磁性的强弱；（2）电路接通后能使小磁针静止在图示位置18请你将图中的元件连成符合安全用电原则的照明电路19如图所示，两个不同的小灯泡连接在电路中，都能发光，请设计两种方法判断它们之间是串联还是并联的20小强学完电学后惊奇地发现，如图1所示的电路图更换不同的器材就可以进行不同的探究实验（1）在器材处若接上未知电阻可以测定未知定值电阻的阻值，若接上灯泡可测定小灯泡的额定电功率则前者的实验原理是；后者的实验原理是小强同学在器材处接上灯泡并连接好电路，闭合开关，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转，然后移动滑动变阻器的滑片，最终，他发现无论怎样移动滑片，两表指针均几乎不动原因是在这两个实验中，都要调整滑动变阻器的滑片请你说出这一操作的主要目的有什么不同（2）将器材处接上电阻可探究“电流大小与哪些因素有关”闭合开关前，滑动变阻器R的滑片P应位于（选填“A”或“B”）端，可以起到作用小强通过实验得到数据如表所示，其中第1次实验的电流表示数如图2所示，为A，所用电阻R的阻值是根据表的数据，可得出的结论是小强继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5和15的电阻进行实验，利用得到数据分析，却得不到“电流与电阻成反比”这一结论：请帮他分析原因实验序号123电阻R/R电压U/V1.01.52.0电流I/A0.150.20四、计算题（21题7分、22题5分，共12分）21小强带领物理兴趣小组的同学在探究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯、两个完全相同的装置分别给质量都是20g的沙子和水加热，他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示，已知酒精的热值是3.0107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，那么请问：（1）a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？（3）给出加热持续了10min时间，若酒精能完全燃烧，将放出多少热量？（4）试求出沙子的比热容22某电热水器的简化电路，如图所示请你设计虚线框内的指示灯电路供选择的器材有：“220V 10W”灯泡一只，“2.5V 0.75W”灯泡一只，“2V 10mA”发光二极管一只，各种阻值的电阻，导线若干（1）在指示灯能正常工作的情况下，请你通过计算说明选用器材的最佳方案及器材的具体规格（2）将电路图中的虚线框部分补充完整2015-2016学年山东省曲阜师大附中九年级（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（下列各题的四个选项中，只有一个符合题意每小题2分，共20分）12015年11月24日的一场暴雪，将我市扮成了银装素裹的世界，给萧条的冬天增添了许多乐趣，下列“雪趣”的场景中能放热的是（）A甲 乙B乙 丙C丙 丁D甲 丙【考点】升华和凝华的定义和特点；凝固与凝固放热特点【分析】（1）物质由固态变成液态叫熔化，由液态变成气态叫汽化，由固态直接变成气态叫升华，熔化、汽化、升华这三种物态变化需要吸热；（2）物质由液态变成固态叫凝固，由气态变成液态叫液化，由气态直接变成固态叫凝华，凝固、液化、凝华这三种物态变化需要放热【解答】解：甲、屋檐上的冰凌正在消融冰，由固态变成了液态，发生了熔化现象，熔化吸热，不符合题意；乙、堆起的雪人熔化吸热，发生了熔化现象，熔化吸热，不符合题意；丙、漫天飞舞的雪花，是由液态变成了固态的小冰晶，发生了凝华现象，凝华放热，符合题意；丁、雪中挂在室外的温衣服“冻僵”，发生了凝固现象，凝固放热，符合题意故选C2下面是小强同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（）A物体的内能增大，温度一定升高B0的冰没有内能C温度相同的两物体间能发生热传递D燃料的热值和燃料的质量没关系【考点】温度、热量与内能的关系；热传递；燃料的热值【分析】A、物体吸收热量，内能增大，温度可能升高，也可能不变B、内能是物体本身的一种性质，一切物体在任何温度下、任何时刻都具有内能C、热传递发生的条件是两物体的温度不相等，如果温度一样，则就不会发生热传递D、燃料的热值是物质本身固有的一种性质，只与燃料的种类有关【解答】解：A、物体内能增大，温度不一定升高，例如，晶体熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变，故A错误；B、因为一切物体都具有内能，所以0的冰有内能，故B错误；C、两个物体之间能够发生热传递的条件是两个物体的温度不相等，所以温度相同的两物体间不能发生热传递；故C错误；D、热值只跟燃料的种类有关，与燃料的比热容、质量没有关系，故D正确故选D3下列关于信息和能源的说法中，正确的是（）A电磁波的频率与波速成反比关系B卫星只能作为传送电视信号的中继站C现代已经可以利用核聚变进行发电D物体间能量的转化与转移具有方向性【考点】波速、波长和频率的关系；卫星中继通信；能量的转化与转移的方向性；核能【分析】A、电磁波的波速、波长和频率的关系式：c=f，B、卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信；C、核电站就是利用原子核的裂变产生的能量来发电的；D、能量在转化中具有方向性，即由电能转化为内能，但内能不能全部转化成电能；能量的传递是从高温物体传向低温物体，但不能够从低温物体传递到高温物体，故能量的转移也是有方向性的【解答】解：A、波速由介质决定，在真空中，波长和频率成反比，故电磁波的频率与波速不成反比关系，故A错误B、卫星通信就是利用卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信，卫星并不是只能作为传送电视信号的中继站，故B错误；C、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，不是利用核聚变进行发电，故C错误D、能量转化和转移过程具有方向性，故D正确；故选D4在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是（）A乙和丁B甲和丙C甲和乙D丙和丁【考点】能量转化的现象【分析】分析各实验装置中的能量变化可知能量的转化情况，则找出转化情况相同的即可【解答】解：甲是将机械能转化内能；乙为做功冲程，则为内能转化为动能的过程；丙消耗电能转化为内能，为电能转化为内能的过程；丁通过加热使活塞飞出，为内能转化为动能的过程；故能量转化相同的为乙与丁；故选A5定时炸弹的引爆装置如图所示，起爆前定时开关S是闭合的，当设定的起爆时间一到，定时开关S会自动断开为使引爆装置停止工作，作为拆弹专家的你千万不能实施的是（）A在a处剪断导线B在b处剪断导线C赶在起爆之前用导线连接abD赶在起爆之前用导线直接连接电源两极【考点】电路的三种状态【分析】由电路图可知当S闭合时起爆器被短路，则起爆器中没有电流通过；当S断开时电源电压加在起爆器上，则起爆器有电流通过从而引爆炸弹据此进行分析解答【解答】解：由图可知，引爆装置工作原理是：起爆器被导线b短路，没有电流通过起爆器，所以起爆器不工作；当设定起爆时间一到，定时开关断开，有电流通过引爆装置而发生爆炸；则在a处剪断导线可以使起爆器不能与电源相连，而赶在起爆之前用导线连接ab、在起爆之前用导线直接连接电源两极这种情况都能使起爆器被短路，从而能使起爆器不工作，定时炸弹不会爆炸；但是作如果剪断线b，则电源电压加在起爆器上，使起爆器有电流通过从而引爆炸弹故作为拆弹专家的你千万不能实施的是在b处剪断导线故选B6关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是（）A只要将导体连入电路，电路中就有电流B导体中通过的电流为零时，它的电阻也为零C有电流通过的小灯泡，其两端不一定有电压D导体两端电压越大，通过该导体的电流就越大【考点】电阻；电压【分析】（1）电路中有持续电流的条件是有电源和通路；（2）导体的电阻是导体的一种性质，反映了导体对电流阻碍作用的大小；电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关，与导体中的电流、导体两端的电压大小无关；（3）电压使电路中形成电流；（4）电阻一定时，电流与电压成正比【解答】解：A、导体接入电路，如果开关没有闭合，电路没有构成通路，则电路中也没有电流，故A错误；B、导体上的电压电流都为零时，电阻不为零，电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关；故B错误；C、电压是形成电流的首要条件，小灯泡有电流通过，则小灯泡两端一定有电压，故C错误；D、电阻一定时，其电压越大，通过的电流越大，题中“导体、该导体”的字眼就说明了电阻一定，故D正确故选D7如图所示电路中，甲、乙、丙三烧瓶中分别装有等质量的纯水或煤油，瓶内电阻丝电阻的大小关系为R甲R乙=R丙，瓶中均插有同型号的温度计，则下列实验装置能完成对应探究实验的是（）A可用于探究电热与电阻的关系B可用于探究电热与电阻的关系C可用于研究“吸收热量相同时，比较不同液体的比热容”D可用于研究“吸收热量相同时，比较不同液体的比热容”【考点】控制变量法与探究性实验方案【分析】分析图示实验，应用控制变量法，根据实验控制的变量与实验现象分析答题【解答】解：A、由图示实验可知，电源与电阻都相同，电阻产生的热量相等，无法探究电热与电阻的关系，故A错误；B、两烧瓶中所装液体种类不同，无法判断电阻产生热量的多少，无法完成实验，故B错误；C、两相同的电阻并联，在相等时间内产生的热量相等，纯水与煤油吸收的热量与质量都相等，可以根据纯水与煤油温度的变化比较纯水与煤油比热容的大小，故C正确；D、两串联电阻阻值不同，在相等时间内产生的热量不同，无法研究“吸收热量相同时，比较不同液体的比热容”，故D错误；故选C8如图所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合开关后，电压表示数为6伏，电流表示数为1.5安，则右边方框内的电阻连接情况可能是（）A4欧和3欧的电阻串联B6欧和8欧的电阻并联C10欧和5欧的电阻串联D12欧和6欧的电阻并联【考点】电阻的串联；欧姆定律的应用；电阻的并联【分析】电压表测量的是方框内总电阻的电压，电流表测量的是总电流，根据欧姆定律求出总电阻，再根据“排除法”选出答案【解答】解：由I=可得方框内总电阻：R=4，A、4和3的电阻串联总电阻为7，故A错；B、6欧和8欧的电阻并联，由=+可得，总电阻R总=3.4，故B错；C、10和5的电阻串联总电阻为15，故C错；D、12欧和6欧的电阻并联，由=+可得，总电阻=4，故D正确故选D9下列实验装置与探究内容不相符的是（）A探究磁极间相互作用规律B探究磁性强弱与电流大小的关系C探究通电直导线周围存在磁场D探究产生感应电流的条件【考点】磁极间的相互作用；通电直导线周围的磁场；探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验；产生感应电流的条件【分析】（1）磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；（2）电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关；（3）据奥斯特实验可知，通电导线周围存在着磁场；（4）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，该现象叫电磁感应现象【解答】解：A、据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律，故不符合题意；B、该实验是探究电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数的关系，即电流一定时，匝数多的磁性强，故错误，但符合题意；C、据奥斯特实验可知，通电导线周围存在着磁场，故不符合题意；D、此时是闭合电路，且导体做切割磁感线运动，故能产生电流，故不符合题意故选B10如图所示是某研究性学习小组利用“220V 60W”的灯泡L1和“220V 15W”的灯泡L2所设计的四个电路图，当把它们分别接入同一家庭电路中时，对甲乙丙丁四个电路消耗的试剂功率关系排列正确的是（）AP丁P甲P乙P丙BP甲P乙P丙P丁CP丙P丁P甲P乙DP甲=P乙=P丙=P丁【考点】电功率的计算【分析】由灯的铭牌，根据R=得出两灯电阻的大小关系，根据电阻越串越大大于其中任一个、电阻越并越小小于其中任一个，可以得出甲乙丙丁四种连接的电阻大小关系，又知道接入同一个家庭电路上，它们两端的电压相同，根据P=比较四种连接消耗电功率的大小关系【解答】解：由灯的铭牌，根据R=，可知两灯的电阻：R1=806.67，R2=3226.67，由此可知：R2R1，丙图中两灯串联，R串R2R1，丁图中两灯并联，R并R1R2，则：R丁R甲R乙R丙，因为接入同一个家庭电路上，所以它们两端的电压U相同，由P=可知：P丁P甲P乙P丙；故选A二、填空题（每空1分，共10分）11如图为探究某物质状态变化时，小强绘制的该物质温度随时间的变化规律图象，分析图象可知该物质的凝固点是0，DE段是沸腾过程【考点】熔点和凝固点；汽化及汽化吸热的特点【分析】（1）通过图象中是否有不变的温度，首先可判断出是晶体还是非晶体，根据物态变化之前温度逐渐上升还是逐渐下降判断是熔化还是凝固图中呈水平的线段所对应的温度值就是这种物质的熔点（或凝固点）（2）据DE段物态的变化特点解答【解答】解：（1）由图象可以看出，该物质的BC段不断吸收热量，温度保持不变，处于固液共存态，是晶体的熔化图象读图可知，图中呈水平的这段所对应的温度值就是这种物质的熔点，即0；（2）图中所示DE段物质由液态变为气态，该过程是沸腾阶段，该过程吸收热量，但温度不变故答案为：0；沸腾12如图是表示阻值不同的两个电阻的电压随电流变化的UI图象，则如果把R1、R2串联在一个电压为4V的电源上，R1两端的电压是2.5V；V2如果并联在一个电压为4V的电源上，则干路中的电流是0.8A【考点】欧姆定律的应用【分析】（1）从UI图线上任找两电阻两端的电压和相对应的电流，根据欧姆定律分别求出R1、R2的阻值；根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中电流，进一步根据欧姆定律求出R1两端的电压（2）如果并联在一个电压为4V的电源上，由图象找出各自的电流，然后根据并联电路的电流特点即可求出干路电流【解答】解：由图象可知，U1=U2=4V时，通过的电流分别为I1=0.3A；I2=0.5A；由欧姆定律得：R1=，R2=8，如果把R1、R2串联在一个电压为4V的电源上，则串联电路的总电阻R=R1+R2=+8=，所以电流为：I=0.1875A，由欧姆定律得R1两端的电压为：U1=IR1=0.1875A=2.5V如果并联在一个电压为4V的电源上，由于R1、R2两端的电压都是4V，则干路电流I并=I1+I2=0.3A+0.5A=0.8A故答案为：2.5；0.813如图是小强制作的一个简易电动机要使线圈的转动方向发生改变，请为小强提供两个方案：改变电流的方向；改变磁场的方向【考点】直流电动机的构造和工作过程【分析】电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，即所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关【解答】解：据课本知识可知，感应电流的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故要使线圈的转动方向发生改变，可以改变电流的方向，也可以改变磁场的方向故答案为：改变电流的方向；改变磁场的方向14在输送电能的过程中，为了减少电能在电路中的损耗，通常采用的方法是高压输电，其理由是在P一定时，U越大，I越小，根据焦耳定律可知电能在线路中的损耗越小【考点】焦耳定律的计算公式及其应用；电功率与电压、电流的关系【分析】根据P=UI可知，电功率一定时，电压越高，线路中的电流就越小，由Q=I2Rt可得，电阻和通电时间一定时，电流越小，电流通过导线产生的热量越小【解答】解：在输送电功率不变的情况下，电压越高，线路中的电流越小，由焦耳定律可知，高压输电能减少线路上电能的损失故答案为：在P一定时，U越大，I越小，根据焦耳定律可知电能在线路中的损耗越小15电子式电能表表盘上标有“3200imp/（kWh）”字样（imp表示闪烁次数）将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次，该用电器在上述时间内消耗的电能为0.1kWh，该用电器的额定功率是200W【考点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率的计算；额定功率【分析】电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表3200imp/（kWh）的含义是：电路中每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3200次根据题目所给条件和电功率的公式P=，进行解答【解答】解：因为电路中每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3200次所以当指示灯闪烁320次时，消耗的电能为W=0.1kWh，t=30min=0.5h用电器的额定功率P=0.2kW=200W故答案为：0.1；20016一根阻值为50的电阻丝，通电100s，通过的电流为0.1A，则电流通过电阻丝产生的热量为50J【考点】焦耳定律【分析】知道电阻丝的阻值、通过电阻丝的电流和通电时间，利用焦耳定律求电流通过电阻丝产生的热量【解答】解：电流通过电阻丝产生的热量：Q=I2Rt=（0.1A）250100s=50J故答案为：50三、作图与实验题（17题2分，18题2分，19题4分，20题10分，共18分）17请按要求将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成）要求：（1）电路能改变电磁铁磁性的强弱；（2）电路接通后能使小磁针静止在图示位置【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素；通电螺线管的磁场【分析】要改变电磁铁磁性的强弱，就需要从决定电磁铁磁性强弱的因素电流大小、线圈匝数、有无铁芯这几方面去考虑由于线圈匝数、铁芯这两个方面已经确定故只有从电流大小去考虑要使小磁针静止在图示位置，就要使电磁铁的左端为N极，右端为S极然后利用安培定则来确定电流方向【解答】解：改变线圈中的电流大小可以改变电磁铁磁性的强弱，因此电路中要有一个滑动变阻器要使电磁铁的左端为N极，由安培定则可以判定，电流要从电磁铁的左端流入故设计电路如下：18请你将图中的元件连成符合安全用电原则的照明电路【考点】安全用电原则【分析】开关和灯泡的连接方法：火线首先过开关，再入灯座顶端的金属点；零线直接入灯座的螺旋套在更换灯泡时，断开开关，切断火线，操作更安全三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线【解答】解：开关和灯泡的连接方法：火线首先过开关，再入灯座顶端的金属点；零线直接入灯座的螺旋套三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线如图所示：故答案为：见上图19如图所示，两个不同的小灯泡连接在电路中，都能发光，请设计两种方法判断它们之间是串联还是并联的【考点】串联电路和并联电路的辨别【分析】根据并联和串联的特点分析判断并联时各个用电器是相互不影响工作的，而串联时用电器是要相互影响工作的【解答】答：方法一：把其中一只灯泡从灯座中取下来，闭合开关后，观察另一只灯泡，如果熄灭，则两灯一定是串联；如果发光，则为并联；方法二：将电压表分别并联在灯泡两端，比较电压表的示数，若相等，则为并联，若不相等，则为串联20小强学完电学后惊奇地发现，如图1所示的电路图更换不同的器材就可以进行不同的探究实验（1）在器材处若接上未知电阻可以测定未知定值电阻的阻值，若接上灯泡可测定小灯泡的额定电功率则前者的实验原理是I=；后者的实验原理是P=UI小强同学在器材处接上灯泡并连接好电路，闭合开关，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转，然后移动滑动变阻器的滑片，最终，他发现无论怎样移动滑片，两表指针均几乎不动原因是小灯泡断路在这两个实验中，都要调整滑动变阻器的滑片请你说出这一操作的主要目的有什么不同前者是多次改变电阻电压和电流，得到电流与电压的关系，并可通过多次测量求平均值减小误差，后者是通过移动滑片，使灯泡在额定电压下工作（2）将器材处接上电阻可探究“电流大小与哪些因素有关”闭合开关前，滑动变阻器R的滑片P应位于B（选填“A”或“B”）端，可以起到保护电路作用小强通过实验得到数据如表所示，其中第1次实验的电流表示数如图2所示，为0.1A，所用电阻R的阻值是10根据表的数据，可得出的结论是在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比小强继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5和15的电阻进行实验，利用得到数据分析，却得不到“电流与电阻成反比”这一结论：请帮他分析原因没有移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变实验序号123电阻R/R电压U/V1.01.52.0电流I/A0.150.20【考点】控制变量法与探究性实验方案【分析】（1）利用I=计算未知定值电阻的阻值；利用P=UI计算小灯泡的额定电功率电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连测电阻时，移动滑动变阻器滑片，得到多组电压和电流值，计算电阻，多次测量求平均值测灯泡额定功率时，移动滑动变阻器滑片，改变灯泡两端的电压，使灯泡在额定电压下工作（2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻应滑至阻值最大处根据电流表的量程和分度值读出通过未知电阻的电流，由R=计算其电阻的大小探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变【解答】解：（1）测定未知定值电阻的阻值的原理是I=，测定小灯泡的额定电功率的原理是P=UI；电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；因此电路故障为小灯泡断路；测电阻实验时，滑动滑片，多次改变电阻电压和电流，得到电流与电压的关系，并可通过多次测量求平均值减小误差；测灯泡额定功率实验时，移动滑动变阻器滑片，改变灯泡两端的电压，使灯泡在额定电压下工作；（2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻应滑至阻值最大处，即B端；由图2知，电流表使用的是00.6A量程，分度值0.02A，所以第一次实验通过R的电流为0.1A，电阻R的阻值是R=10；根据表的数据，可得出的结论：电阻一定时，电流与电压成正比；更换电阻，电阻阻值变化，电阻两端电压变化，如果不调节滑动变阻器，不能控制电阻两端电压不变，因此不能得出电流与电阻成反比的结论；故操作错误为：没有移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变故答案为：（1）R=；P=UI；小灯泡断路；前者是多次改变电阻电压和电流，得到电流与电压的关系，并可通过多次测量求平均值减小误差，后者是通过移动滑片，使灯泡在额定电压下工作；（2）B；保护电路；0.1；10；电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；没有移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变四、计算题（21题7分、22题5分，共12分）21小强带领物理兴趣小组的同学在探究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯、两个完全相同的装置分别给质量都是20g的沙子和水加热，他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示，已知酒精的热值是3.0107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，那么请问：（1）a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？（3）给出加热持续了10min时间，若酒精能完全燃烧，将放出多少热量？（4）试求出沙子的比热容【考点】比热容的概念【分析】（1）用两只完全相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量，再利用公式t=进行分析（2）从图象可知，加热满2min，水的温度从20上升到70，从而可知和水的温度变化，已知水的质量和比热容，可利用公式Q吸=cmt计算水吸收的热量（3）已知酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，便可以计算出给水加热10min时间消耗的酒精，已知酒精的热值，可利用公式Q放=mq计算热量（4）相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，从（2）可知，加热2min水吸收的热量，已知沙子的质量和加热2min沙子的温度变化，可利用公式c=计算沙子的比热容【解答】解：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，沙子的比热容比水小，吸收相同热量时，从公式t=可知，沙子的温度升得多（2）已知c水=4.2103J/（kg），m水=20g=0.02kg，从b图可知，t水=70，t0=20所以水吸收的热量：Q水吸=c水m水（t水t0）=4.2103J/（kg）0.02kg（7020）=4200J（3）因为酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，所以加热10min时间消耗的酒精为：m=0.8g10=8g=8103kg，酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=8103kg3.0107J/kg=2.4105J（4）两只完全相同的酒精灯，相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，所以在2分钟的时间内，Q沙吸=Q水吸=4200J，从a图可知，2min内沙子的温度从20上升到250，m沙=20g=0.02kg，t0=20，t沙=250所以c沙=9.13102J/（kg）答：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程；因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式t=可知，沙子温度升得多（2）水吸收了4200J的热量（3）共消耗了8103kg的酒精，酒精完全燃烧将放出2.4105J的热量（4）沙子的比热容为9.13102J/（kg）22某电热水器的简化电路，如图所示请你设计虚线框内的指示灯电路供选择的器材有：“220V 10W”灯泡一只，“2.5V 0.75W”灯泡一只，“2V 10mA”发光二极管一只，各种阻值的电阻，导线若干（1）在指示灯能正常工作的情况下，请你通过计算说明选用器材的最佳方案及器材的具体规格（2）将电路图中的虚线框部分补充完整【考点】串、并联电路的设计；串联电路的电压规律；电功率的计算【分析】（1）选择“220V、10W”的灯泡，可以直接接入电路，指示灯电路消耗的功率就是灯泡消耗的功率为10W；选择“2.5V、0.75W”的灯泡，它就不能直接接入电路，要保证它的安全，需串联一个电阻，问题转化成：串联电阻后，灯泡正常工作，此指示灯电路消耗的功率多大，即为灯泡和电阻共消耗多少功率，而不仅仅是灯泡消耗的功率；同理，选择“2V、10mA”的发光二极管，也需要串联一个电阻，发光二极管正常发光时电路消耗的功率是发光二极管和电阻总共消耗的功率；比较以上三种情况指示灯电路消耗的电功率，就可以做出正确的选择（2）根据（1）的分析结果，就可以画出正确的电路【解答】解：（1）若选“220V、10W”的灯泡，指示灯电路消耗功率P1=10W；若选“2.5V、0.75W”的灯泡，指示灯电路消耗功率：P2=220V=66W若选“2V、10mA”的发光二极管，指示灯电路消耗的功率：P3=U电源I额=220V10103A=2.2W根据计算结果，应选用发光二极管，需要串联电阻的阻值为：R=2.18104答：根据计算结果，应选用“2V、10mA”的发光二极管和一个阻值为2.18104的电阻串联（2）选用“2V、10mA”的发光二极管和一个阻值为2.18104的电阻串联，电路图如下：答：指示灯电路如上图