河南省南阳市镇平县2021-2022学年九年级上学期期中物理【试卷+答案】

这是一份河南省南阳市镇平县2021-2022学年九年级上学期期中物理【试卷+答案】，共26页。试卷主要包含了填空题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年河南省南阳市镇平县九年级（上）期中物理试卷
一、填空题（共6小题，每小题2分，满分14分）
1．（2分）液体温度计是利用液体 　　的性质制成的，如图所示体温计的示数为 　　。

2．（3分）小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容 　　（选填“”“ ”或“” 乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过 　　方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 　　（选填“变大”“变小”或“不变” 。

3．（2分）2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是 　　的；火箭工作时将 　　能转化为机械能；火箭 　　热机（选填“属于”或“不属于” 。

4．（2分）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触带电验电器的金属球时，发现验电器金属箔片的张角变大，则验电器原来带 　　电；在金属箔张角变大的瞬间，验电器金属杆里的电流方向是 　　。

5．（2分）如图所示的电路中，、、、是四个接线柱，若用导线将和连起来，再用另一条导线将连起来，则灯和的连接方式是 　　；连接 　　两点是绝对不允许的。

6．（3分）如图甲所示，仅闭合开关，电压表示数如图乙；再闭合，两电流表的指针均如图丙所示。当、都闭合时，两灯 　　联，通过的电流为 　　，灯两端的电压为 　　。
二．选择题（本题共8小题，每小题2分，共16.分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求。第13-14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全得1分，有错选的得0分，请将其字母代号填在题后的括号内）
7．（2分）如图所示，自然界中的雪、雾、露、霜等现象，都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述，正确的是　　

A．雪的形成是凝华现象，需要吸热
B．雾的形成是汽化现象，需要吸热
C．露的形成是液化现象，需要放热
D．霜的形成是凝固现象，需要放热
8．（2分）下列关于温度，热量和内能的说法中，正确的是　　
A．温度高的物体内能一定大
B．物体的温度越高，含有的热量就越多
C．热量是热传递过程中传递能量的多少
D．一杯水的温度升高，内能不一定增大
9．（2分）关于热机效率和热值描述正确的是　　
A．燃料燃烧越充分，燃料热值越大
B．使用热值大的燃料，可以提高热机效率
C．额定功率越大的机械，其发动机效率越高
D．燃料燃烧越充分，热机效率越大
10．（2分）使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装：加装一个红外感应开关和指示灯。加装后，若断开，指示灯和风扇都不工作；当闭合时，工作，此时当红外感应装置感应到有人时，才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是　　
A． B．
C． D．
11．（2分）如图所示电路，闭合开关后两灯均正常发光，下列判断正确的是　　

A．电流表测通过灯的电流
B．两电流表的示数一定不相同
C．两灯的亮度一定不相同
D．仅断开，电流表的示数不变
12．（2分）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。当闭合开关，滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法中正确的是　　

A．电流表示数减小，电压表示数增大
B．电流表示数减小，电压表示数不变
C．电路总电阻减小，电路总功率增大
D．电流表示数不变，电压表示数不变
13．（2分）如图，下列现象描述正确的是　　
A．冰柱熔化时温度不变
B．雪糕周围的“白气”是水蒸气
C．冬天玻璃窗上冰花结在窗外面
D．“雪人” 以下也会变小
14．（2分）为维护消费者权益，崇左市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查，发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格：①用镀铜的铝芯冒充铜芯；②电线直径明显比说明书上标定的直径要小。引起这种电线不符合规格的主要原因是　　
A．电线的长度引起电阻偏大
B．电线的横截面积引起电阻偏大
C．电线的材料引起电阻偏大
D．电线的温度引起电阻偏大
三．作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）在如图中，将电源、电流表、电压表三个元件符号正确填入电路的空缺处。要求：开关闭合后与串联，且电压表测小灯两端的电压。

16．（2分）在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔线代替导线补上，补上后要求：
①电压表测小灯两端电压。
②闭合电键，向左端移动滑动变阻器的滑片，小灯变亮。

四、实验探究题（共3小题，满分19分）
17．（5分）在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，实验装置如图甲所示，将温度计插入试管后，待温度升至左右开始，每隔大约记录一次温度，根据记录的数据，在方格纸上以纵轴表示温度，横轴表示时间，描点连线，得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象。

（1）实验中采取“水浴法”对试管中的物质加热，这种加热方法的好处是使试管中的物质 　　；
（2）由图乙可知，该物质是 　　（选填“晶体”或“非晶体” ；
（3）图乙中物体在点时刻的内能 　　（选填“大于”、“小于”或“等于” 点时刻的内能；
（4）比较图乙中的段与段可知，物质段的比热容 　　（选填“大于”“小于”或“等于” 段的比热容；
（5）某同学把试管中的物质换成水，发现无论怎么加热，试管中的水都不会沸腾，请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案：　　（填写一种方案即可）。
18．（7分）在“探究并联电路的电流规律”实验中，某小组的同学在老师的指导下，设计了如图甲所示的电路图。

（1）电流表在使用时必须　　（选填“串联”或“并联” 在被测电路中。
（2）小丽把电流表接入点，当闭合开关时，发现电流表指针如图乙所示，出现这种故障的原因是　　。
（3）连接正确后，小丽测出、、三点的电流并已经准确记录点的电流数据，请根据丙图，将、点的电流填入以下表格中。

处的电流
处的电流
处的电流
第一次测量
0.52
　　
　　
（4）上面设计的表格中存在的不足之处是　　。分析上表的数据，可以得出的结论是　　；
（5）请你对该小组的实验过程存在的问题是：　　。（写出其中一项即可）
19．（7分）学习了电流、电压和电阻知识后，同学拉发现电流与水管中的水流相似、电压与水压差相似。李明和同学们提出：导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似，所以影响导体电阻大小的因素，他们提出了以下猜想：
猜想一：（类比管道长短）导体电阻的大小可能与导体的长度有关；
猜想二：（类比管道粗细）导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关。
于是他们从实验室老师那儿借来了某合金材料制成的各种长度和横截面积的电阻丝，并设计了如图所示的电路。
（1）连接电路时，开关应处于　　状态（选填“断开”或“闭合” 。闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于　　（选填“”或“” 位置。
（2）闭合开关后，他们发现电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，你判断他们的电路出现的故障可能是　　。
（3）电路连接正确后，他们经过认真测量，得到了下表所示的数据：
物理量序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9

长度
2.0
4.0
6.0
2.0
4.0
6.0
2.0
4.0
6.0

横截面积
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
4.0
4.0
4.0

电阻
2.0
4.0
6.0
1.0
2.0
3.0
0.5
1.0
1.5

比较表中数据，要验证他们的猜想一，可选哪三组数据做比较？　　；
比较表中数据，要验证他们的猜想二，可选哪三组数据做比较？　　；
（4）本实验采用的研究方法是　　；
（5）实验结束后，细心的同学发现还有一个影响电阻的因素没有研究，这个因素是　　。

五．综合应用题（本题共2小题，每小题8分，共17分）
20．（8分）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为、初温为的水，温度升高到．求：
（1）热水器中的水吸收的热量；
（2）热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能；
（3）热水器的效率；
（4）热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少天然气放出的热量？
21．（9分）某市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为如果一辆公交车满载乘客时总质量是，那么甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以的速度匀速行驶，匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。求：
（1）这段时间内公交车牵引力做功的功率。
（2）若的甲烷气体完全燃烧所产生的热量被水完全吸收，可将多少千克在一标准大气压下的水，从加热到刚好沸腾。
（3）这段时间内公交车发动机的效率是多大？

参考答案与解析
一、填空题（共6小题，每小题2分，满分14分）
1．（2分）液体温度计是利用液体 　热胀冷缩　的性质制成的，如图所示体温计的示数为 　　。

【解答】解：常用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的；
图示的体温计的量程为，一个大格表示，里面有10个小格，因此它的分度值为．因此它的读数为。
故答案为：热胀冷缩；36.5。
2．（3分）小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容 　　（选填“”“ ”或“” 乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过 　　方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 　　（选填“变大”“变小”或“不变” 。

【解答】解：（1）用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时，相同时间内，两种物质吸收的热量相同；由图象可知，甲物质比乙物质的温度升高的快，根据吸热公式△，可知甲物质的比热容小于乙物质的比热容；
（2）用酒精灯给物体加热，物体吸收热量，内能增大，这是通过热传递的方式实现的；
（3）热值是燃料的一种特性，不随质量的改变而改变，故酒精灯中剩余的酒精热值不变。
故答案为：；热传递；不变。
3．（2分）2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是 　静止　的；火箭工作时将 　　能转化为机械能；火箭 　　热机（选填“属于”或“不属于” 。

【解答】解：以火箭为参照物，该飞船与火箭之间没有位置的变化，是静止的；火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的内能转化为机械能；火箭喷气式发动机靠燃烧燃料获得内能，将燃料燃烧的内能转化为火箭运动的机械能，属于热机。
故答案为：静止；内；属于。
4．（2分）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触带电验电器的金属球时，发现验电器金属箔片的张角变大，则验电器原来带 　正　电；在金属箔张角变大的瞬间，验电器金属杆里的电流方向是 　　。

【解答】解：（1）丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，当与带电验电器接触后，验电器的金属箔片的张角变大，因为同种电荷相排斥，说明原来带正电；
（2）丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是由于失去电子造成的，当用玻璃棒和验电器金属球接触，金属箔张角变大，原因是验电器金属箔片上的一部分电子会从验电器转移到玻璃棒上，由于电子属于负电荷，所以在接触的瞬间电流方向是从金属球到金属箔片。
故答案为：正；从金属球到金属箔片。
5．（2分）如图所示的电路中，、、、是四个接线柱，若用导线将和连起来，再用另一条导线将连起来，则灯和的连接方式是 　并联　；连接 　　两点是绝对不允许的。

【解答】解：（1）读图可知，用导线将、连接，再将、连接，电流有两条路径，则灯和的连接方式是并联；
（2）用导线将连起来，则电源的两端被导线相连，电源被短路，会损坏电源，这是绝对不允许的。
故答案为：并联；。
6．（3分）如图甲所示，仅闭合开关，电压表示数如图乙；再闭合，两电流表的指针均如图丙所示。当、都闭合时，两灯 　并　联，通过的电流为 　　，灯两端的电压为 　　。
【解答】解：由图甲知，仅闭合开关，只有连入电路中，断路，电压表测电源电压，由图乙知，电压表使用量程，分度值，示数为，即；
由图甲可知，当、都闭合时，电流从正极流出，经过开关后分成两支，一支通过，一支通过、、，汇合后经电流表回到电源负极，所以两灯是并联的；
两开关都闭合时，两灯并联，测干路电流，测通过的电流。根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，示数应大于示数，而电流表的指针指位置相同，所以使用量程，分度值，示数为，使用量程，分度值，示数为，即通过的电流为。
因为并联电路各支路两端的电压相等，且等于电源电压，所以灯两端的电压为。
故答案为：并；0.34；6。
二．选择题（本题共8小题，每小题2分，共16.分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求。第13-14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全得1分，有错选的得0分，请将其字母代号填在题后的括号内）
7．（2分）如图所示，自然界中的雪、雾、露、霜等现象，都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述，正确的是　　

A．雪的形成是凝华现象，需要吸热
B．雾的形成是汽化现象，需要吸热
C．露的形成是液化现象，需要放热
D．霜的形成是凝固现象，需要放热
【解答】解：、“雪”是由空气中的水蒸气遇冷直接变成固态的小冰晶，是凝华现象，凝华放热，故错误；
、“雾”是由空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴，附着在空中小尘埃上形成的，是液化现象，液化放热，故错误；
、“露”是由空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴，附着在草叶上形成的，是液化现象，液化放热，故正确；
、“霜”是由空气中的水蒸气遇冷直接变成固态的小冰晶，是凝华现象，凝华放热，故错误。
故选：。
8．（2分）下列关于温度，热量和内能的说法中，正确的是　　
A．温度高的物体内能一定大
B．物体的温度越高，含有的热量就越多
C．热量是热传递过程中传递能量的多少
D．一杯水的温度升高，内能不一定增大
【解答】解：
、因为内能的大小跟质量、温度、状态有关，所以温度高的物体内能不一定大，故错误；
、热量只可以说吸收热量或放出热量，不可以说含有热量，故错误；
、热量总从高温物体传递到低温物体，热量只存在于热传递或热交换过程中，故正确；
、内能与温度有关，一杯水若温度升高，它的内能一定增大，故错误。
故选：。
9．（2分）关于热机效率和热值描述正确的是　　
A．燃料燃烧越充分，燃料热值越大
B．使用热值大的燃料，可以提高热机效率
C．额定功率越大的机械，其发动机效率越高
D．燃料燃烧越充分，热机效率越大
【解答】解：．热值是燃料的特性，与燃料的燃烧情况无关，故错误；
．热值取决于燃料种类，与外界条件无关；而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，故错误；
．机械的功率越大，表示机械做功越快，但有用功与总功的比例不一定高，故错误；
．热机里燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，能提高热机的效率，故正确。
故选：。
10．（2分）使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装：加装一个红外感应开关和指示灯。加装后，若断开，指示灯和风扇都不工作；当闭合时，工作，此时当红外感应装置感应到有人时，才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是　　
A． B．
C． D．
【解答】解：加装一个红外感应开关和指示灯，当闭合时，工作，此时当红外感应装置感应到有人时，才闭合，风扇工作，这说明与电动机是并联的，开关控制电动机，若断开，指示灯和风扇都不工作，则开关控制整个电路；故该电路中接在干路中，灯泡与电动机并联，开关与电动机在一条支路中，故正确。
故选：。
11．（2分）如图所示电路，闭合开关后两灯均正常发光，下列判断正确的是　　

A．电流表测通过灯的电流
B．两电流表的示数一定不相同
C．两灯的亮度一定不相同
D．仅断开，电流表的示数不变
【解答】解：闭合开关后，两灯泡并联；
、电流表串联在支路上，测量通过灯的电流，故错误；
、电流表串联在干路上，测量干路电流，根据并联电路的电流特点可知：干路电流等于各支路电流之和，则示数大于的示数，故正确；
、两灯的规格未知，它们的亮度有可能相同，也可能不同，故错误；
、断开之前，电流表测量通过两条支路的电流之后，断开之后，电流表测量通过的电流，故的示数变小，故错误。
故选：。
12．（2分）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。当闭合开关，滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法中正确的是　　

A．电流表示数减小，电压表示数增大
B．电流表示数减小，电压表示数不变
C．电路总电阻减小，电路总功率增大
D．电流表示数不变，电压表示数不变
【解答】解：由图可知，和并联，电压表测量电源的电压；电流表测量的电流；
滑片向右移动时，由于电源电压不变，则电压表示数不变；因并联电路中各支路互不影响，所以通过的电流不变，即电流表示数不变，故正确，错误；
当闭合开关，滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，并联电路的总电阻变大；根据可知，总功率变小，故错误。
故选：。
13．（2分）如图，下列现象描述正确的是　　
A．冰柱熔化时温度不变
B．雪糕周围的“白气”是水蒸气
C．冬天玻璃窗上冰花结在窗外面
D．“雪人” 以下也会变小
【解答】解：、晶体熔化时温度不变，而非晶体熔化时温度升高，冰是晶体熔化时温度不变，故正确；
、雪糕周围的“白气”是空气中水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故错误；
、冬天窗户上的冰花是室内温度较高的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，附着在玻璃内表面，故错误；
、雪人以下也会变小，由固态变成气态的水蒸气，是升华现象，故正确。
故选：。
14．（2分）为维护消费者权益，崇左市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查，发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格：①用镀铜的铝芯冒充铜芯；②电线直径明显比说明书上标定的直径要小。引起这种电线不符合规格的主要原因是　　
A．电线的长度引起电阻偏大
B．电线的横截面积引起电阻偏大
C．电线的材料引起电阻偏大
D．电线的温度引起电阻偏大
【解答】解：（1）铝的电阻率比铜的大，即长度、横截面积一定时，铝比铜的电阻大，用镀铜的铝芯冒充铜，增大了电阻；
（2）电线直径比说明书上标定的直径小，即横截面积减小了，当材料、长度一定时，横截面积减小，电阻增大；
根据以上分析，本题有两个答案：
故选：。
三．作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）在如图中，将电源、电流表、电压表三个元件符号正确填入电路的空缺处。要求：开关闭合后与串联，且电压表测小灯两端的电压。

【解答】解：为了保证与串联，中间空缺处不能是电流表，也不能是电源，否则会造成用电器的短路，所以只能是电压表；题目要求电压表测小灯两端的电压，那么电压表要并联在灯两端，所以左边空缺处应该是电源，右边空缺处是电流表，如图所示：
。
16．（2分）在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔线代替导线补上，补上后要求：
①电压表测小灯两端电压。
②闭合电键，向左端移动滑动变阻器的滑片，小灯变亮。

【解答】解：向左端移动滑动变阻器的滑片，小灯变亮，说明滑动变阻器分压变小，灯泡两端电压变大，电压表示数变大；故将灯泡右接线柱接到滑动变阻器的左下接线柱，灯左接线柱与电压表负接线柱相连，如图所示：

四、实验探究题（共3小题，满分19分）
17．（5分）在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，实验装置如图甲所示，将温度计插入试管后，待温度升至左右开始，每隔大约记录一次温度，根据记录的数据，在方格纸上以纵轴表示温度，横轴表示时间，描点连线，得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象。

（1）实验中采取“水浴法”对试管中的物质加热，这种加热方法的好处是使试管中的物质 　受热均匀且温度上升速度较慢　；
（2）由图乙可知，该物质是 　　（选填“晶体”或“非晶体” ；
（3）图乙中物体在点时刻的内能 　　（选填“大于”、“小于”或“等于” 点时刻的内能；
（4）比较图乙中的段与段可知，物质段的比热容 　　（选填“大于”“小于”或“等于” 段的比热容；
（5）某同学把试管中的物质换成水，发现无论怎么加热，试管中的水都不会沸腾，请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案：　　（填写一种方案即可）。
【解答】解：（1）用水浴法加热好处就是物质受热均匀且温度上升速度较慢，便于及时记录各个时刻的温度；
（2）根据晶体在熔化时，有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。分析图乙可知该物质是晶体；
（3）段的物质处于熔化过程中，虽然物体温度不变，但依然在不断吸热，故内能增加，所以物体在点时具有的内能小于在点时的内能；
（4）比较图乙中的段与段可知：加热时间都为两分钟，吸收的热量相同，但段比段温度变化大，根据△判断：物质段的比热容小于段的比热容；
（5）烧杯中的水吸热沸腾后温度不再变化，试管中的水能达到沸点但不能继续吸热，所以试管内的水不能沸腾。要使试管中的水沸腾，必须使试管内外有温度差，使试管中的水可以从烧杯中继续吸热；可以将烧杯中的水换成沸点更高的液体（如食用油），试管中的水就可以从烧杯中继续吸热，使试管中的水沸腾．
故答案为：（1）受热均匀且温度上升速度较慢；
（2）晶体；
（3）小于；
（4）小于；
（5）将烧杯中的水换成沸点更高的液体。
18．（7分）在“探究并联电路的电流规律”实验中，某小组的同学在老师的指导下，设计了如图甲所示的电路图。

（1）电流表在使用时必须　串联　（选填“串联”或“并联” 在被测电路中。
（2）小丽把电流表接入点，当闭合开关时，发现电流表指针如图乙所示，出现这种故障的原因是　　。
（3）连接正确后，小丽测出、、三点的电流并已经准确记录点的电流数据，请根据丙图，将、点的电流填入以下表格中。

处的电流
处的电流
处的电流
第一次测量
0.52
　　
　　
（4）上面设计的表格中存在的不足之处是　　。分析上表的数据，可以得出的结论是　　；
（5）请你对该小组的实验过程存在的问题是：　　。（写出其中一项即可）
【解答】解：
（1）电流表在使用时必须串联在被测电路中。
（2）小丽把电流表接入点，当闭合开关时，发现电流表指针如图乙所示，出现这种故障的原因是：电流表正负接线柱接反了；
（3）测量和的电流的电流表选用小量程，分度值为，处电流为，处的电流为；
（4）电流应有单位，上面设计的表格中存在的不足之处是电流没有单位；分析上表的数据，因，可以得出的结论是：并联电路干路电流等于各支路电流之和；
（5）为得出普遍性的结论要多次测量，故该小组的实验过程存在的问题是：实验次数太少，结论有偶然性。
故答案为：（1）串联；（2）电流表正负接线柱接反了；（3）如上表所示；（4）电流没有单位；并联电路干路电流等于各支路电流之和；（5）实验次数太少，结论有偶然性。
19．（7分）学习了电流、电压和电阻知识后，同学拉发现电流与水管中的水流相似、电压与水压差相似。李明和同学们提出：导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似，所以影响导体电阻大小的因素，他们提出了以下猜想：
猜想一：（类比管道长短）导体电阻的大小可能与导体的长度有关；
猜想二：（类比管道粗细）导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关。
于是他们从实验室老师那儿借来了某合金材料制成的各种长度和横截面积的电阻丝，并设计了如图所示的电路。
（1）连接电路时，开关应处于　断开　状态（选填“断开”或“闭合” 。闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于　　（选填“”或“” 位置。
（2）闭合开关后，他们发现电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，你判断他们的电路出现的故障可能是　　。
（3）电路连接正确后，他们经过认真测量，得到了下表所示的数据：
物理量序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9

长度
2.0
4.0
6.0
2.0
4.0
6.0
2.0
4.0
6.0

横截面积
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
4.0
4.0
4.0

电阻
2.0
4.0
6.0
1.0
2.0
3.0
0.5
1.0
1.5

比较表中数据，要验证他们的猜想一，可选哪三组数据做比较？　　；
比较表中数据，要验证他们的猜想二，可选哪三组数据做比较？　　；
（4）本实验采用的研究方法是　　；
（5）实验结束后，细心的同学发现还有一个影响电阻的因素没有研究，这个因素是　　。

【解答】解：（1）连接电路时，开关应断开；由电路图知，闭合开关前，滑片应置于端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；
（2）电流表无示数，说明电路中发生了断路，电压表等于电源电压，则与电压表并联的电阻丝断路；
（3）根据题意，导体的材料和温度是相同的；
要探究电阻与导体长度的关系，需使横截面积相同，则需选择1、2、3（或4、5、6或7、8、进行比较；
要探究电阻与导体横截面积的关系，需使导体的长度相同，则需选择1、4、7（或2、5、8，或3、6、的数据进行比较；
（4）由（3）分析知，实验中用到了控制变量法；
（5）由于导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，通常情况下忽略温度的影响，实验中已经探究了电阻与长度和横截面积的关系，还未探究电阻与材料的关系。
故答案为：（1）断开；；
（2）电阻丝处断路；
（3）1、2、3（或4、5、6，或7、8、；1、4、7（或2、5、8，或3、6、；
（4）控制变量法；
（5）材料。
五．综合应用题（本题共2小题，每小题8分，共17分）
20．（8分）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为、初温为的水，温度升高到．求：
（1）热水器中的水吸收的热量；
（2）热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能；
（3）热水器的效率；
（4）热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少天然气放出的热量？
【解答】解：
（1）水吸收的热量：
；
（2）热水器5小时内接收到的太阳能：
；
（3）热水器的效率：
；
（4）天然气完全燃烧释放的热量，
由可得需要天然气的体积：
。
答：（1）热水器中的水吸收的热量为；
（2）热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能为；
（3）热水器的效率为；
（4）热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能，相当于完全燃烧天然气放出的热量。
21．（9分）某市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为如果一辆公交车满载乘客时总质量是，那么甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以的速度匀速行驶，匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。求：
（1）这段时间内公交车牵引力做功的功率。
（2）若的甲烷气体完全燃烧所产生的热量被水完全吸收，可将多少千克在一标准大气压下的水，从加热到刚好沸腾。
（3）这段时间内公交车发动机的效率是多大？
【解答】解：（1）公交车满载时的总重力：
，
因公交车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，公交车受到的牵引力：
，
公交车匀速行驶的速度：
，
这段时间内公交车牵引力所做功的功率：
；
（2）的甲烷气体完全燃烧所产生的能量：
，
由题知，水吸收的热量，
标准大气压下水的沸点为，由可得，加热水的质量：
；
（3）由可得，这段时间内公交车牵引力所做的功：
，
这段时间内公交车发动机的效率：
。
答：（1）这段时间内公交车牵引力所做功的功率为；
（2）若的甲烷气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收，能将的水从加热到刚沸腾；
（3）这段时间内公交车发动机的效率是。