《2025年中考快递同步检测九年级物理全一册人教版》

21. ★星改编(6分)在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时,研究小组根据已有知识和生活经验猜想“电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关”,设计了如图甲所示的实验装置,塑料盒中密封着空气,与U形管相连,盒内装有电阻丝,最初U形管两端液面相平。

(1)实验中可以通过比较U形管两端液面的高度差来反映电流通过导体产生热量的多少。
(2)有如图乙所示的装置,A、B、C盒内均密封着10 Ω的电阻丝,按如图乙所示的方式连接在电路中,该装置是用来探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”,在B、C盒外各并联一个电阻的目的是使通过B、C盒内电阻丝的电流不同。
(3)小明实验时发现各U形管两端液面的高度差分别是Δhₐ＞Δhᵦ＞Δhₑ,则能得出的实验结论是在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
(4)某次实验,通电后经过较长一段时间,装置中U形管两端液面始终相平,分析原因可能是电阻丝断路(写出一点)。

答案：
(1)U形管两端液面的高度差
(2)通过导体的电流;改变通过B、C盒内电阻丝的电流
(3)电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，产生的热量越多
(4)塑料盒漏气或塑料盒内电阻短路(答案合理即可)

22. ★星改编(8分)冬季当气温达到 - 2 ℃时,某暖气公司燃气锅炉的出水温度为70 ℃,回水温度为60 ℃,每小时循环水量为4 t(不计热量损失),已知水的比热容是4.2×10³ J/(kg·℃)。试求：
(1)锅炉正常工作1 h向用户释放了多少热量。
(2)如果燃气锅炉的效率是80％,则天然气完全燃烧1 h放出的热量是多少。若天然气的热值约为3.5×10⁷ J/m³,则1 h要完全燃烧多少立方米的天然气。
(3)若用太阳能热水器代替燃气锅炉,已知向着阳光的地方每平方米的采光面积在1 h内得到的太阳辐射能平均为3×10⁶ J。若每天接收太阳能的时间为7 h,采光面积为2 m²,则这些热量相当于完全燃烧多少立方米的天然气产生的热量。[太阳辐射能平均为3×10⁶ J/(m²·h),天然气的热值约为3.5×10⁷ J/m³]

答案： 解:
(1)$c = \frac{Q}{m\Delta t}$
$\Delta t = t_{0}-t = 70^{\circ}C - 60^{\circ}C = 10^{\circ}C$
$Q_{水放}=cm\Delta t = 4.2\times10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)\times4000kg\times10^{\circ}C = 1.68\times10^{8}J$
(2)$Q_{吸}=Q_{水放}=1.68\times10^{8}J$
$\eta = \frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{1.68\times10^{8}J}{80\%}=2.1\times10^{8}J$
$q = \frac{Q_{放}}{V}$
$V = \frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.1\times10^{8}J}{3.5\times10^{7}J/m^{3}} = 6m^{3}$
(3)$2m^{2}$面积上，7 h 内太阳能热水器接收的太阳能
$E = 3\times10^{6}J/(m^{2}\cdot h)\times2m^{2}\times7h = 4.2\times10^{7}J$
$Q_{放}' = E = 4.2\times10^{7}J$
$V' = \frac{Q_{放}'}{q}=\frac{4.2\times10^{7}J}{3.5\times10^{7}J}=1.2m^{3}$
答:
(1)锅炉正常工作1h向用户释放了$1.68\times10^{8}J$的热量。
(2)天然气完全燃烧1h放出的热量是$2.1\times10^{8}J$。1h要完全燃烧$6m^{3}$的天然气。
(3)这些热量相当于完全燃烧$1.2m^{3}$的天然气产生的热量。