题目内容

9．实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计a、b，烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝RA和阻值为5Ω的电阻丝RB．实验桌上还有满足实验要求的电源、开关、滑动变阻器各一个，电流表和停表各一块，导线若干．小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”．

（1）小新设计了两个实验电路图甲和乙．你认为能够完成实验的电路图是（选填“甲”或“乙”）甲
（2）闭合开关通电一段时间，观察温度计示数的变化，在甲图中两支温度计温度上升较多的是a（选填“a”或“b”）
（3）若要探究“电流通过电阻产生的热量跟电流大小是否有关”．需要在图甲中添加器材滑动变阻器和电流表，用停表控制通电时间相同．

分析 （1）电流通过电阻产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，要探究电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关，就必须控制电流和通电时间相同；
（2）本题利用了转换法，把电热的多少通过温度计示数变化表现出来；根据Q=I2Rt判断放出热量多少；
（3）要探究“电流通过电阻产生的热量跟电流大小是否有关”，必须控制电阻和通电时间相同，改变电流大小，所以需要在电路中串联一个滑动变阻器来改变电路中的电流大小．

解答 解：（1）要探究电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关，就必须控制电流和通电时间相同，甲图中两电阻丝串联，同时通断电，控制了电流和通电时间相同，所以能够完成实验的电路图是甲；
（2）在甲图中，两电阻丝串联，同时通断电，控制了电流和通电时间相同，且电阻丝RA的阻值大于电阻丝RB的阻值，根据Q=I2Rt可知，甲图中a瓶中电阻丝放出的热量多，温度计示数上升较多；
（3）要探究“电流通过电阻产生的热量跟电流大小是否有关”，必须控制电阻和通电时间相同，改变电流大小，所以需要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片来改变电路中的电流大小；实验中用停表来控制通电时间相同．
故答案为：（1）甲；（2）a；（3）滑动变阻器； 相同．

点评 本题通过焦耳定律的实验重点考查了学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．

练习册系列答案
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11．木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，锯条温度将升高．以下说法正确的是（　　）
A．锯条拉动前分子是静止的
B．锯条温度升高时内能一定增加
C．来回拉动锯条时锯条将温度传给木头
D．来回拉动锯条时锯条的机械能全部转化为木头的内能
12．阅读短文，回答问题．
汽车防冻液
汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用水循环进行冷却．实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾．有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参数如表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）．
防冻液含量/%30405060708090
混合液的凝固点/℃-17-28-37-49-48-46-28
混合液的沸点/℃103104107111117124141
在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃．同时还要考虑散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高．
（1）在混合液中，如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是D．
A．逐渐升高                
B．逐渐降低
C．先升高后降低            
D．先降低后升高
（2）若某地常年最低气温为-15℃，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混合液中，宜选B．
A．30%     B．40%        C．60%    D．90%
（3）请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象：由图象可以推知，防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点大约是120℃．

（4）长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少．与原来相比，混合液的沸点升高（选填“升高”、“降低”或“不变”），其原因是水由于汽化而减少，防冻液的含量增大．
17．人在代谢活动中，食物通过体内的“缓慢燃烧”，转化为人体所需要的能量，因此，我们可以将食物看成是一种燃料，小明取质量相等的饼干和薯片，利用图示两套完全相同的装置比较两种食物“这方面性能”的差异．
（1）小明所探究的食物的“这方面性能”指的是食物的热值（填物理量名称）；
（2）实验中通过温度计升高的示数来反应食物燃烧放出热量的多少．
（3）实验中应记录食物的质量m1、水的质量m2、加热前的水温t0和燃料燃尽后的水温t1（写出物理量及对应的符号），用c表示水的比热容，此过程中计算水吸收热量的表达式为Q=cm2（t1-t0）；
（4）实验时发现食物很难点燃，于是将食物碾碎，并将食物与质量相等的酒精混合后充分燃烧，这样操作对于比较亮食物放出热量的多少无（有/无）影响，运用此方法不能（能/不能）准确计算出食物“这方面性能”的值，理由是食物燃烧放出的热量没有全部被水吸收．
4．在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置，两个透明的容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化．
（1）实验中通过观察U型管中液面高度的变化来比较电流通过电阻产生热量的多少．
（2）图甲中通过把两电阻丝串联起来的方式来控制电流和通电时间相同．通电一段时间，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，导体产生的热量越多．
（3）采用图乙实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多．
（4）该实验用到的研究物理问题的方法有控制变量法和转换法．
14．在探究“影响电流热效应的因素”实验中：

（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较温度计示数变化来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，下面的探究实验中，也是采用这种研究方法的是A．（图中烧瓶内装有质量相等的煤油）
A．通过泡沫塑料凹陷的程度来知道压力作用效果的大小
B．探究电流与电压、电阻的关系
C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
（2）若要探究电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中B（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻串联（选填“串联”或“并联”）．
（3）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中A（选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成相同质量的水．水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．
1．小亮用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中．

（1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视B（选填序号）
A．变阻器滑片     B．电压表示数      C．电流表示数
（2）在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路；
（3）实验中，他所选择的变阻器是C（选填序号）
A．20Ω　0.5A    B．30Ω　1A    C．50Ω　1A
（4）乙图中阴影部分面积表示的物理量是电压；
（5）当另一个同学在按步骤做时，他也先选一个“5Ω”的电阻，测得电流表示数为0.2A，当换“10Ω”来做时，发现电流表的示数不是0.1A，（不考虑温度对电阻的影响），你认为电流表的读数将会是大于（填“大于”、“小于”）0.1A，那么滑片应该向右 移动（选填“左”、“右”）．
18．气体产生的压强（气压）大小与哪些因素有关呢？某科学兴趣小组同学了解到如下信息后提出了他们的猜想．
信息：①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎．②篮球充气越多．越不易被压扁．
③密封在针筒内的空气只能被压缩一定的范围．
猜想：气压大小可能与气体的多少．温度及体积有关．
（1）信息②（填序号）可作为”气压大小可能与气体的多少有关”的猜想依据．
（2）科学小组设计了如图所示装置探究气压大小与温度的关系，步骤如下：
步骤一：往气球内充入一定量的空气后．用细线扎紧气珠口．
步骤二：在容器底部固定一滑轮，往容器中加入适量的水．
步骤三：向上拉动如图所示装置的细线使气球向下运动直到浸没在水中．标记水面位置并测出细线露出水面的长度．
步骤四：升高水温，拉动细线改变气球浸没的深度，使水面的位置保持不变．测出细线露出水面的长度．
①气球浸没在不同温度的水中时，保持水面位置不变是为了控制气体（或气球）的体积不变．
②实验中对多个不易观测的量，进行了巧妙的“转换”．如“细线露出水面的长度越长”反
映“气球浸入水中的深度越大”．下列哪些实验用到了类似的方法？C
A．用刻度尺下落的距离反映测试者的反应速度
B．用水流类比电流
C．用小灯泡的亮暗程度体现导体对电流阻碍作用的大小
D．用水银柱的高度测得大气压强的大小．
19．一凸透镜焦距为8cm，若将物体放在此透镜前12cm处，可得到（　　）
A．倒立、等大的实像B．倒立、缩小的实像C．倒立、放大的实像D．正立、放大的虚像

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