2023年北京市重點校初三（上）期末物理試題匯編：焦耳定律

第1頁/共1頁2023北京重點校初三（上）期末物理匯編焦耳定律一、單選題1．（2023秋·北京密云·九年級統(tǒng)考期末）下圖的家用電器中，利用電流熱效應工作的是（）A．抽油煙機 B．電視機C．電飯鍋 D．電風扇2．（2023秋·北京·九年級統(tǒng)考期末）如圖所示的家用電器中，主要是利用電流熱效應工作的是（）A．數(shù)碼照相機B．電風扇C．電飯鍋D．電視機3．（2023秋·北京昌平·九年級統(tǒng)考期末）下列家用電器中，利用電流熱效應工作的是（）A．電飯鍋 B．電視機 C．抽油煙機 D．電冰箱4．（2023秋·北京門頭溝·九年級統(tǒng)考期末）如圖所示的家用電器中，利用電流熱效應工作的是（）A．電風扇B．電熱水壺C．電冰箱D．電視機二、實驗題5．（2023秋·北京·九年級北京八十中?？计谀┤鐖D所示是探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關的實驗裝置，其中乙圖A、B燒瓶內(nèi)裝有質量和初溫完全相同的煤油，瓶中銅絲和鎳鉻合金絲的長度、橫截面積相同。（1）圖甲可以探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間及_______大小是否有關，圖乙可以用來探究電流產(chǎn)生熱量的大小與______是否有關；（2）在兩個實驗中都是通過觀察_______來判斷電流產(chǎn)生熱量的多少的；（3）在實驗中，某小組的同學發(fā)現(xiàn)上述實驗有缺陷：在做圖乙實驗時，改變滑片位置后必須讓煤油重新冷卻至室溫，否則初溫不同會對實驗造成影響。經(jīng)過討論，利用所學的電學知識，設計了如圖丙所示的電路（R1=R2>R3），使得甲、乙兩實驗同時完成，且不必等候煤油冷卻，從而大大提高了實驗效率。從電路圖中我們可判斷，選擇比較R2與______可研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系；選擇比較R2與______可研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系。6．（2023秋·北京密云·九年級統(tǒng)考期末）小羊用如圖所示的器材探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關”，兩個相同透明容器中密封著等量的空氣，電源電壓不變。（1）分析可知，本實驗是在探究電流產(chǎn)生的熱量與______的關系；（2）實驗中兩個燒瓶串聯(lián)的目的是____________。7．（2023秋·北京門頭溝·九年級統(tǒng)考期末）在探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關”時，把兩段電熱絲A、B分別放在圖所示的甲、乙兩個完全相同的燒瓶中，在燒瓶中加入質量、初溫均相同的煤油，再分別插入相同的溫度計，并把它們串聯(lián)接入電路。閉合開關通電一定時間，可以通過溫度計的示數(shù)變化情況，了解電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。已知A、B兩電熱絲的電阻分別為RA、RB，且RA>RB。（1）這個方案是用來探究當通電時間和通過導體的電流相同時，電流通過電熱絲產(chǎn)生的熱量與___________大小的關系；（選填：“電阻”或“電流”）（2）該實驗是通過觀察___________來判斷電熱絲產(chǎn)生熱量多少的；（3）實驗過程中___________（選填：“甲”或“乙”）燒瓶內(nèi)煤油的溫度升高得更多。8．（2023秋·北京平谷·九年級統(tǒng)考期末）小陽想探究“電流通過導體產(chǎn)生熱量多少與電阻的關系”，連接了如圖所示的實驗裝置進行實驗。在他設計實驗時，燒瓶里選用的液體的種類和質量應該______（選填“相同”或“不同”）；燒瓶中的電阻絲、阻值______（選填“相同”或“不同”）；電流產(chǎn)生熱量的多少是通過______來反映的。9．（2023秋·北京通州·九年級統(tǒng)考期末）小瑞猜想導體的電阻越大，電流通過導體產(chǎn)生的熱量就越多。為了驗證猜想，他準備好三個完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質量相等、初溫相同的煤油，并將三段阻值不同的電阻絲（），浸在煤油中，再用帶有規(guī)格完全相同的溫度計的橡膠塞封住瓶口，如圖甲所示。然后他將電源、開關、電流表、滑動變阻器、圖甲中的燒瓶①、導線連成如圖乙所示的電路。（1）小瑞進行了如下操作：a.閉合開關，移動滑動變阻器滑片到適當位置，電流表的示數(shù)為I，通電一段時間后，將溫度計的初溫、末溫和的大小記入表格中；b.斷開開關，用燒瓶②替換下燒瓶①，閉合開關，通電一段時間后，將溫度計的初溫、末溫和的大小記入表格中；c.斷開開關，用燒瓶③替換下燒瓶②，閉合開關，通電一段時間后，將溫度計的初溫、末溫和的大小記入表格中；d.用算出三次實驗中溫度計示數(shù)變化量。請你分析并回答下列問題：（2）實驗完畢后，小華認為小瑞的實驗操作不能驗證他的猜想。其理由是：___________。10．（2023秋·北京·九年級統(tǒng)考期末）小明為了探究“電流通過導體產(chǎn)生熱量與電阻大小是否有關”，選擇的實驗器材有：如圖所示的甲、乙兩個完全相同的燒瓶，兩個燒瓶口都蓋有膠塞并插入相同規(guī)格的溫度計，燒瓶內(nèi)裝入質量和初溫相等的煤油，阻值為R1和R2的電阻絲，R1=5Ω，R2=10Ω，阻值不隨溫度變化，電壓不變的電源、調零的電流表、開關、滑動變阻器各一個，導線若干。小明設計的實驗電路如圖所示。（1）實驗中用___________反映電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量的多少；（2）為完成該探究實驗，還需添加的測量儀器是：___________；（3）以下是該探究實驗主要的實驗步驟，請你將其補充完整：①將圖中的裝置甲、滑動變阻器、電流表等電路元件串聯(lián)接入電路中，___________；②閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器滑片P到適當位置，使電流表的示數(shù)為I，記錄電阻R1的阻值和溫度計的示數(shù)t0，同時開始計時，通電時間為2min時，記錄此時溫度計的示數(shù)t；③___________；④利用公式Δt=t-t0計算出每次實驗中煤油升高的溫度，并記錄在表格中；（4）請畫出該實驗的實驗數(shù)據(jù)記錄表格；___________（5）小紅想出另一個實驗方案也能完成這個實驗探究，請你幫小紅畫出實驗電路圖。___________11．（2023秋·北京昌平·九年級統(tǒng)考期末）為了探究“電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關”，小賀準備的實驗器材有三個完全相同的燒瓶，瓶內(nèi)裝有質量和初溫都相同的煤油，相同的溫度計a、b、c，阻值為R1、R2、R3的電阻絲（R1>R2=R3），還有滿足實驗要求的電源、滑動變阻器、開關、導線。他連接了如圖甲所示的電路進行實驗，閉合開關一段時間后，溫度計a、b的示數(shù)如圖乙所示。根據(jù)實驗過程及現(xiàn)象回答下列問題：（1）此實驗是通過______反映電流通過導體時產(chǎn)生的熱量多少；（2）電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與電阻大小______（選填“有關”或“無關”）；（3）小賀想探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流大小是否有關”，他連接了如圖丙所示的電路。該電路______（選填“能”或“不能”）完成探究任務，原因是______。三、計算題12．（2023秋·北京通州·九年級統(tǒng)考期末）圖所示的電路中，電源兩端電壓保持不變，電阻絲R1的阻值為20Ω。當開關S閉合后，電壓表的示數(shù)為4V，電流表的示數(shù)為0.4A。求：（1）通電10s電阻絲R1產(chǎn)生的熱量；（2）電源兩端的電壓。四、綜合題13．（2023秋·北京門頭溝·九年級統(tǒng)考期末）請閱讀《發(fā)光二極管（LED燈）的應用》回答問題．發(fā)光二極管（LED燈）的應用我們在實驗中使用的小燈泡稱為白熾燈，白熾燈使用時約90%的電能都轉化成了熱能，只有10%左右的電能才真正轉換成我們需要的光能，所以白熾燈的使用越來越少了．目前常見的節(jié)能光源較多，其中發(fā)光二極管（LED燈）大量應用于室內(nèi)外照明等領域，逐步取代白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明設備，成為節(jié)能、環(huán)保、智能化照明的代表．與傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈相比，LED燈具有許多不同之處．首先，LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小而輕．其次，由于白熾燈的發(fā)光原理是通過電流加熱燈絲到白熾狀態(tài)，從而利用熱輻射發(fā)出可見光，所以白熾燈發(fā)光時的轉換效率約10%，而LED燈的轉換效率可達80％．1W的LED燈的發(fā)光效果相當于3W的熒光燈，15W的白熾燈．第三，從使用壽命來看，普通白熾燈泡的額定壽命約1000h，熒光燈的額定壽命約5000h，而LED的額定壽命約50000h．另外，與熒光燈相比，LED燈不含汞和氙等有害元素，更利于回收，更加環(huán)保．請根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）LED燈主要將電能轉化為________能．（2）白熾燈是利用電流的_______效應工作的．（3）10W的LED燈正常發(fā)光100s后消耗的電能是_______J．（4）1W的LED燈的發(fā)光效果與3W的熒光燈相同，若1個1W的LED燈1.0元，一個3W的熒光燈0.6元，按額定壽命計算，通過具體數(shù)據(jù)說明購買哪種燈更合算_____？

參考答案1．C【詳解】抽油煙機、電風扇主要是把電能轉化為機械能；電視機主要是把電能轉化為聲能和光能；只有電飯煲是把電能轉化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應工作的。故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。2．C【詳解】A．數(shù)碼照相機工作時主要把電能轉化為光能，不是利用電流熱效應工作，故A不符合題意；B．電風扇工作時主要把電能轉化為機械能，不是利用電流熱效應工作，故B不符合題意；C．電飯鍋工作時主要把電能轉化為內(nèi)能，是利用電流熱效應工作，故C符合題意；D．電視機工作時主要把電能轉化為光能和聲能，不是利用電流熱效應工作，故D不符合題意。故選C。3．A【詳解】A．電飯鍋主要是把電能轉化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應工作的，故A符合題意；B．電視機主要是把電能轉化為聲能和光能，不是利用電流的熱效應工作的，故B不符合題意；C．抽油煙機是利用電動機來工作的，將電能轉化為機械能，不是利用電流的熱效應工作的，故C不符合題意；D．電冰箱利用電動機帶動壓縮機來工作，將電能主要轉化為機械能，故D不符合題意。故選A。4．B【詳解】A．電風扇主要是把電能轉化為機械能，不是利用電流的熱效應工作的，故A不符合題意；B．電熱水壺主要是把電能轉化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應工作的，故B符合題意；C．電冰箱工作時主要是把電能轉化為機械能，不是利用電流的熱效應工作的，故C不符合題意；D．電視機主要是把電能轉化為光能和聲能，不是利用電流的熱效應工作的，故D不符合題意。故選B。5．電流電阻溫度計的示數(shù)變化R1R3【詳解】（1）[1][2]在甲圖中，改變滑動變阻器滑片的位置，電路電流隨之改變，所以探究的是電流產(chǎn)生熱量與通電時間及電路電流大小是否有關；在乙圖中，兩只電阻絲串聯(lián)，所以閉合開關后，通過的電流及通電時間是相同的，所以探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系。（2）[3]實驗利用了轉換法，實驗中電流產(chǎn)生熱量的多少不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過溫度計示數(shù)升高的多少來反映電流產(chǎn)生熱量的多少，示數(shù)升高的越多，產(chǎn)生的熱量越多。（3）[4][5]在丙圖中，R2與R3串聯(lián)后與R1并聯(lián)，所以，要研究電流產(chǎn)生熱量與電流的關系，需要選擇R2與R1，目的是在電阻和通電時間一定時，研究電流大小對熱量的影響；要研究電流產(chǎn)生熱量與電阻的關系，需要選擇R2與R3，目的是在電流和通電時間一定時，研究電阻大小對熱量的影響。6．電阻使通過兩個電阻的電流相等【詳解】[1]兩個電阻絲串聯(lián)，通過它們的電流相等，通電時間相等，兩個電阻絲的電阻不同，根據(jù)控制變量的思想可以知道這是探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系。[2]在探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系時，應該控制通過兩個電阻的電流相等。把兩個電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律可以知道，通過兩個電阻的電流是相等的。7．電阻溫度計示數(shù)變化多少甲【詳解】（1）[1]根據(jù)題意，兩個電阻串聯(lián)，通過兩電阻的電流、通電時間都相同，只有電阻的阻值不同，所以是研究電流和通電時間相同時，通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系。（2）[2]本實驗利用的是轉換法，通過燒瓶內(nèi)溫度計示數(shù)的變化量來說明電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。（3）[3]根據(jù)焦耳定律，其它條件相同，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，甲燒瓶中A的電阻較大，所以產(chǎn)生的熱量較多。8．相同不同溫度計示數(shù)的變化【詳解】[1]電阻絲產(chǎn)生的熱量不易直接觀察，可使給種類和質量相同的液體加熱，根據(jù)有可知，液體吸熱越多，溫度升高得越多，采用了轉換法。[2][3]電流通過導體產(chǎn)生的熱量與通過的電流、導體的電阻和通電時間有關，研究與其中一個因素的關系時，要控制另外兩個因素不變。要研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系，由控制變量法，要控制通過電阻的電流和通電時間相同，只改變電阻大小，故燒瓶中的電阻絲、阻值不同；根據(jù)轉換法，電流產(chǎn)生熱量的多少是通過溫度計示數(shù)的變化來反映的。9．沒有控制電流大小和時間【詳解】由于小瑞是通過更換燒瓶（即更換電阻絲）來進行實驗的，由于電阻絲阻值不同，在更換電阻絲后，電路中的電流會發(fā)生改變，實驗時并并沒有調節(jié)滑片的位置使得電流不變，且沒有控制通電時間相同，所以不能驗證自己的猜想。10．溫度計示數(shù)變化秒表將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處斷開開關S，將圖中的裝置乙替換裝置甲并將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器滑片P到適當位置，使電流表的示數(shù)為I，記錄電阻R2的阻值和溫度計的示數(shù)t0，同時開始計時，通電時間為2min時，記錄此時溫度計的示數(shù)t′實驗次數(shù)電阻大小R/Ω初溫t0/℃末溫t/℃升高的溫度Δt/℃12【詳解】（1）[1]實驗中電流通過電熱絲產(chǎn)生的熱量越多，煤油吸收的熱量越多，溫度升高的越高，所以實驗中用溫度計示數(shù)變化表示電流通過電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。（2）[2]實驗中需要測量加熱的時間，所以需要用到秒表。（3）①[3]為了保護電路，在連接電路時，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處。③[4]探究“電流通過導體產(chǎn)生熱量與電阻大小是否有關”實驗中，根據(jù)控制變量法可知，需控制通過電阻的電流以及通電時間相同，電阻大小不同。因此斷開開關S，將圖中的裝置乙替換裝置甲并將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器滑片P到適當位置，使電流表的示數(shù)為I，記錄電阻R2的阻值和溫度計的示數(shù)t0，同時開始計時，通電時間為2min時，記錄此時溫度計的示數(shù)t′。（4）[5]根據(jù)實驗要求，控制通電時間、通過電阻絲的電流大小相同，改變電阻的大小，用煤油升高的溫度Δt的大小表示電流通過電阻絲R產(chǎn)生熱量的多少，據(jù)此設計記錄數(shù)據(jù)的表格如下所示實驗次數(shù)電阻大小R/Ω初溫t0/℃末溫t/℃升高的溫度Δt/℃12（5）[6]根據(jù)控制變量法可知，研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻的大小有關，為達到通過電阻的電流相同的目的，可以把滑動變阻器與電阻R1、R2串聯(lián)在電路中，電路圖如下圖所示11．溫度計示數(shù)變化量有關不能見詳解【詳解】（1）[1]熱量不方便直接測量，根據(jù)可知在質量相同時，煤油吸收的熱量與溫度的變化量成正比，故可以根據(jù)溫度的變化量來間接反映電流產(chǎn)生熱量的多少。（2）[2]由圖可知，兩電阻是串聯(lián)的，通過兩電阻的電流與通電時間相同，而R1>R2，煤油的初溫相同，溫度計的示數(shù)不同，表明電流產(chǎn)生的熱量不同，根據(jù)控制變量法，故電流產(chǎn)生的熱