《2026年期末提分必刷卷阳光出版社九年级物理上册人教版》

22. (6分)如图所示为便携卡式炉，它采用丁烷作为燃料。若在水壶中装入2kg初温为25℃的水，用便捷卡式炉加热至100℃，便捷卡式炉的加热效率为52.5%【水的比热容为$4.2×10^3 J/(kg·℃)$，丁烷的热值为】。问：
(1) 水吸收的热量是多少?
(2) 用便捷卡式炉将这些水加热至100℃，需要消耗多少千克的丁烷?

答案： 22. 解：
(1) 水吸收的热量为：$Q_{吸}=cm(t - t_{0}) = 4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×(100℃ - 25℃) = 6.3×10⁵J$；
(2) 由$\eta = \frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$知，丁烷完全燃烧放出的热量为：$Q_{放} = \frac{Q_{吸}}{\eta} = \frac{6.3×10⁵J}{52.5\%} = 1.2×10⁶J$，由$Q_{放} = mq$知，丁烷的质量：$m' = \frac{Q_{放}}{q} = \frac{1.2×10⁶J}{4.8×10⁷J/kg} = 0.025kg$。答：
(1) 水吸收热量是$6.3×10⁵J$；
(2) 用便携卡式炉将这些水加热至100℃，需要消耗0.025kg的丁烷。

23. (10分)如图所示的电路，电源电压大小保持不变，电阻$R_1=30Ω$，$R_2=15Ω$，滑动变阻器$R_3$的规格为“40Ω，0.5A”。电压表和电流表接入电路的量程分别为0~3V和0~0.6A。
(1) 只闭合$S_1$，电流表的示数为0.1A，求电源电压；
(2) 同时闭合$S_1$、$S_2$、$S_3$，当P置于$R_3$中点时，并暂时断开电压表，求通过电流表的电流；
(3) 只闭合$S_2$，在保证电路各元件安全的前提下，求滑动变阻器可调节的阻值范围。

答案： 23. 解：
(1) 只闭合开关S₁，R₁、R₂串联，电流表测量电路电流，电流表的示数为0.1A，则根据欧姆定律可知，电源电压$U = IR_{总} = 0.1A×(30\Omega + 15\Omega) = 4.5V$；
(2) 闭合S₁、S₂、S₃，R₂被短路，R₁、R₃并联，电流表测量干路电流，此时通过R₁的电流$I₁' = \frac{U}{R₁} = \frac{4.5V}{30\Omega} = 0.15A$，当P置于R₃中点时，通过R₃的电流$\frac{1}{2}R₃ = \frac{U}{\frac{1}{2}R₃} = \frac{4.5V}{\frac{1}{2}×40\Omega} = 0.225A$，所以通过电流表的电流$I' = I₁' + I₃' = 0.15A + 0.225A = 0.375A$；
(3) 只闭合开关S₂，R₂、R₃串联，电压表测量R₃两端的电压，电流表测量电路电流。当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时，电路为R₂的简单电路，此时电路中的电流$I₁ = \frac{U}{R₂} = \frac{4.5V}{15\Omega} = 0.3A$，电流表的测量范围为0~0.6A，故电路各元件安全；电压表的测量范围为0~3V，故滑动变阻器两端的电压最大为3V，定值电阻两端的电压为$U₂ = U - U_{滑} = 4.5V - 3V = 1.5V$，此时电路中的电流$I₂ = \frac{U₂}{R₂} = \frac{1.5V}{15\Omega} = 0.1A$，根据欧姆定律可知，电路的总电阻$R_{总}' = \frac{U}{I₂} = \frac{4.5V}{0.1A} = 45\Omega$，根据电阻串联的特点可知，滑动变阻器接入电路的阻值$R₃ = R_{总}' - R₂ = 45\Omega - 15\Omega = 30\Omega$，故滑动变阻器R₃可调节的阻值范围为0~30Ω。答：
(1) 电源电压大小为4.5V；
(2) 通过电流表的电流为0.375A；
(3) 滑动变阻器可调节的阻值范围为0~30Ω。