《2025年奔跑吧少年九年级科学全一册浙教版》

10. (2023秋·金华市东阳市期末)在科学发展的不同时期,人们对“热”有不同的认识。
材料一:18世纪末,普利斯特利在实验的基础上提出“热质说”,认为热是一种叫作“热质”的物质,是一种无质量的气体。自然界中热质的总量不变,既不会产生也不会消失,热质会由高温物体流到低温物体。
材料二:19世纪中期,焦耳提出:自然界根本不存在热质,热只是一种能量的形式,其他形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热,导体通电也会产生热。
材料三:焦耳利用如图所示的装置进行实验,重物下降时通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动,使容器中水的热能增大,温度升高,并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验,最终确认热与其他能量之间的转换关系。
(1)其他形式的能量可以转化为内能,如摩擦可以产生热,压缩气体可以产生热,导体通电也会产生热。以上情况都是通过做功的方式改变物体的内能。
(2)焦耳实验中,重物做的功使水温升高$t_{1}^{\circ}C$,将水改为等质量的油,重复相同实验,油温升高$t_{2}^{\circ}C$,$t_{1}＜t_{2}$,这是由于水比油的比热容更大。
(3)焦耳的实验中存在多处摩擦,其中一处的摩擦力增大有利于提高实验精度,此处为叶轮处(填“定滑轮处”“转轴处”或“叶轮处”)。

答案：
(1)做功　
(2)比热容　
(3)叶轮处

11. (2024秋·嘉兴市期末)在“设计和制作模拟调光灯”的综合实践活动中,小嘉选择的器材如下:电压恒为10伏的学生电源,标有“6 V 3 W”字样的小灯泡,规格为“10 Ω 1 A”的滑动变阻器$R$,定值电阻$R_{0}$。其设计的电路如图所示。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)正常发光1分钟,小灯泡消耗的电能是多少?
(2)定值电阻$R_{0}$起到保护电路的作用,$R_{0}$的阻值至少应为多少?
(3)在实验过程中,小嘉发现调光灯的调光效果不明显,下列改进措施中,可行的是C(填字母)。
A. 只增大电源电压
B. 增大定值电阻$R_{0}$的阻值
C. 选择阻值更大的滑动变阻器
(1)180焦
(2)8欧

答案：
(1)小灯泡正常发光时实际消耗的功率等于其额定功率，正常发光1分钟，小灯泡消耗的电能$W=P_{L}t=3$瓦$×1×60$秒=180焦。
(2)小灯泡的额定电流$I_{L}=\frac{P_{L}}{U_{L}}=\frac{3瓦}{6伏}=0.5$安，要保证在滑动变阻器接入电路的阻值为0时电路也是安全的，即此时$R =0$，电路中电流最大为小灯泡的额定电流，此时小灯泡两端电压为6伏，则$R_{0}$两端的电压$U_{0}=U - U_{L}=10$伏 - 6伏 = 4伏，则$R_{0}$的最小阻值应为$R_{0}=\frac{U_{0}}{I_{大}}=\frac{4伏}{0.5安}=8$欧。　　
(3)C

12. (2024秋·湖州市期末)如图甲所示为智能多功能热菜板,该热菜板有“高温挡”“保温挡”两个挡位,其电路原理如图乙所示。使用时先高温挡加热,当温度达到设定温度后,温控开关自动调节使热菜板进入保温状态继续工作,$R_{1}$、$R_{2}$均为阻值恒定的加热电阻,已知“高温挡”的功率为440瓦,“保温挡”的功率为110瓦。
(1)根据题意判断处于保温挡时两开关的状态______$S_{1}$闭合、$S_{2}$断开。
(2)电阻$R_{1}$的阻值是多少?
$R_{1}$的阻值$R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{高}}=\frac{(220伏)^{2}}{440瓦}=110$欧。
(3)如图丙所示为某次热菜板正常工作1.5小时的$P-t$图像,求本次消耗的电能。
由图丙可知，热菜板正常工作1.5小时，其中高温挡工作时间$t_{1}=0.5$小时=1800秒，低温挡工作时$t_{2}=1$小时=3600秒，本次消耗的电能$W=W_{1}+W_{2}=P_{高}t_{1}+P_{低}t_{2}=440$瓦$×1800$秒+110瓦$×3600$秒$=1.188×10^{6}$焦。

答案：
(1)$S_{1}$闭合、$S_{2}$断开　
(2)$R_{1}$的阻值$R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{高}}=\frac{(220伏)^{2}}{440瓦}=110$欧。　　
(3)由图丙可知，热菜板正常工作1.5小时，其中高温挡工作时间$t_{1}=0.5$小时=1800秒，低温挡工作时$t_{2}=1$小时=3600秒，本次消耗的电能$W=W_{1}+W_{2}=P_{高}t_{1}+P_{低}t_{2}=440$瓦$×1800$秒+110瓦$×3600$秒$=1.188×10^{6}$焦。