《2024年5年中考3年模拟九年级物理全一册人教版》

1.（2023山东临沂九中期末）某同学用如图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”。图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。（P9302003）
　　　　
(1)该电路可探究当______和通电时间一定时，电流产生的热量跟______是否有关。
(2)实验采用的是______的研究方法，实验的设计依据是电流的______效应。
(3)一段时间后，可以观察到甲瓶中温度计的示数______乙瓶中温度计的示数（选填“大于”“等于”或“小于”），判断依据是______________________________。

答案：
(1)电流 电阻
(2)控制变量 热
(3)见解析
解析
(1)两金属丝串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故可探究当电流和通电时间一定时，电流产生的热量跟电阻是否有关;
(2)实验采用的是控制变量的研究方法;电流通过导体时，电流做功，电能转化为内能，实验的设计依据是电流的热效应;
(3)甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小，而通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据$Q = I^{2}Rt$可知，甲瓶中铜丝产生的热量小于乙瓶中镍铬合金丝产生的热量，因烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，由$\Delta t=\frac{Q}{cm}$可知，甲瓶中温度计的示数小于乙瓶中温度计的示数。

2.[新考法·分析论证]（2024辽宁大连西岗期末）如图所示，是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的部分实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。（P9302003）
　
(1)在组装实验器材时，应使U形管左、右两液面______（选填“相平”或“不相平”）；
(2)在该实验中，是通过比较U形管左、右两液面之间______的大小，来比较电流通过电阻时产生热量的多少；
(3)图甲的装置是为了探究电流产生的热量与______是否有关。在该实验中，将电阻串联连接的好处是可以控制______和通电时间都相等；
(4)在用图乙的装置进行实验时，连接电阻R₃的目的是使____________不相等；
(5)在图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的实验现象明显，而右侧U形管没有任何变化，检查发现上述问题是电路故障引起的，则故障的原因可能是______。（有多项符合题目要求）
A.R₁电阻丝断路
B.R₂电阻丝断路
C.R₃电阻丝断路
D.R₃电阻丝短路

答案：
(1)相平
(2)高度差
(3)电阻 电流
(4)通过$R_{1}$、$R_{2}$的电流
(5)BD
解析
(1)实验中通过U形管中两边的液面高度差来反映电阻产生热量的多少，测量前U形管的液面应该相平;
(2)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过比较U形管中两边的液面高度差来反映，这种研究方法叫转换法;
(3)由甲图可知，两段阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相同、通电时间相同，由焦耳定律可知，该实验研究的是当通过导体的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻的关系;
(4)图乙中$R_{2}$、$R_{3}$并联后再与$R_{1}$串联，由串、并联电路的电流特点知，$I_{1}=I_{2}+I_{3}$，两容器中电阻和通电时间相等，所以电阻$R_{3}$的作用是使通过$R_{1}$、$R_{2}$的电流不相同，可探究电流产生的热量与电流大小的关系;
(5)图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，说明右侧容器中没有产生热量，根据$Q = I^{2}Rt$可知，可能是$R_{2}$电阻丝断路或$R_{3}$电阻丝短路，导致右侧容器中的电阻丝中没有电流通过，故选B、D。

3.（2023山东临沂兰山期末）为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”，老师设计了如图所示的甲、乙两组实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的透明容器中，容器中密闭了等量的空气，并与装有相同液体的U形管相连通。容器外电阻丝e与装置乙中电阻丝d并联，五段电阻丝中b的电阻为10 Ω，其余均为5 Ω。（P9302003）
　　
(1)图中，利用装置______（选填“甲”或“乙”）可探究电流产生的热量与电阻的关系；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”。
(2)如图，装置乙外部电阻丝e的作用是使通过左、右两容器中电阻丝的电流______（选填“相等”或“不相等”）；通过观察，通电一段时间后，装置乙中左侧U形管两侧液面的高度差更大，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。
(3)如图，让装置乙冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝e、d都放入右侧容器中，接通电源一段时间后，电阻丝产生的热量______（选填“左容器”“右容器”或“两容器一样”）多。

答案：
(1)甲 能
(2)不相等 大
(3)左容器
解析
(1)探究电流产生的热量与电阻的关系时，根据$Q = I^{2}Rt$可知，应控制$I$、$t$相同，装置甲中两电阻丝串联，串联电路中$I$、$t$相同，容器内的电阻大小不同，所以可利用装置甲直接研究电热与电阻的关系;电炉丝、导线是较大电阻和较小电阻的串联关系，能用装置甲来解释;
(2)电阻丝e的作用是分流，则装置乙中c、d两个电阻丝中的电流不相等;电阻丝e的分流使$I_{c}＞I_{d}$;根据$Q = I^{2}Rt$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;
(3)依据题意，右侧两个电阻丝并联后的等效电阻是左侧电阻的一半，由$Q = I^{2}Rt$可知，在$I$、$t$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。