浙江省宁波市鄞州区三年（2020-2022）九年级上学期期末科学试题汇编-简答题、解答题（提升题）

这是一份浙江省宁波市鄞州区三年（2020-2022）九年级上学期期末科学试题汇编-简答题、解答题（提升题），共22页。试卷主要包含了2溶液，测得的数据如下，请读表后回答下列问题等内容，欢迎下载使用。
浙江省宁波市鄞州区三年（2020-2022）九年级上学期期末科学试题汇编-简答题、解答题（提升题）
一．根据化学反应方程式的计算（共3小题）
1．（2021秋•鄞州区期末）将12g石灰石放到100g稀盐酸中，恰好完全反应（杂质不和酸反应且不溶于水），生成4.4g二氧化碳，其化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2十H2O+CO2↑。求（计算结果保留1位小数）：
（1）石灰石中碳酸钙的质量分数。
（2）稀盐酸的溶质质量分数。
（3）所得溶液的质量。
2．（2020秋•鄞州区期末）I．同学们参观了某钢铁厂，了解到钢铁厂在选矿时测定铁矿石中含铁量的方法较多，小明结合所学知识，设计了如图1所示的实验装置测定某赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。他称取10.0g赤铁矿，当赤铁矿中的Fe2O3全部还原为Fe时，剩余固体在CO的保护下冷却、称量。质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应）．
（1）图中酒精灯的作用是 　 　。
（2）该赤铁矿中Fe2O3的质量分数是多少？（需有计算过程）。
II．在钢铁厂的实验室，同学们采集了用某种热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线。如图2所示。根据图象分析。
（3）写出P点时固体主要成分的化学式 　 　。
（4）此时至少消耗CO的质量是多少？（列方程式计算）
3．（2021秋•鄞州区期末）将适量CuO放入装有过量稀硫酸的烧杯中，充分反应后，向所得溶液中依次加入质量分数为17.1%的Ba（OH）2溶液，测得的数据如下：
次数
1
2
3
4
5
加入Ba（OH）2溶液质量/g
50g
50g
50g
50g
50g
产生沉淀质量/g
11.65g
23.3g
39.85g
56.4g
56.4g
沉淀增加质量/g
/
11.65g
16.55g
16.55g
0g
（1）第3、4次实验增加的沉淀比第2次实验增加的沉淀质量多的原因是 　 　。
（2）实验中稀硫酸溶液的溶质质量。
（3）画出烧杯中溶液质量与加入Ba（OH）2溶液质量的大致变化关系。（纵坐标的量不用标出）



二．功的计算（共1小题）
4．（2022秋•鄞州区期末）能源和环境问题日益成为人们关注的焦点。
（1）为减少二氧化碳的排放，科学家致力于研究将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷（CH4），该反应的化学方程式为 　 　。
（2）节能减排已引起全球的关注，对大气污染较少的电动汽车越来越受到人们的欢迎，最近小柯同学家买了一辆电动汽车，相关参数配置如表所示。
部分参数
车身质量
1480kg
电机额定功率
24kW
最高车速
140km/h
电机冷却方式
水冷
充电电压
220V
电池容量
250Ah
①如图1，直流充电机给电动汽车充电时将电能转化为 　 　贮存在电动汽车的蓄电池内，若充电时充电电流为16A，则电池充满需要 　 　小时；
②若汽车以24kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图2所示，则在0～5s时间内，汽车电动机做了多少功？受到的阻力为多少牛？
三．功率的计算（共1小题）
5．（2022秋•鄞州区期末）请读表后回答下列问题：
台州市2019年中考体育考试男生评分表（部分）
分值
耐力（秒）
上肢（躯干）力量
下肢力量
技能项目

1000米长跑
实心球（2千克）
引体
立定跳远
1分钟跳绳
篮球运球投篮
排球垫球

（分秒）
（米）
向上（次）
（米）
（次）
（秒）

10
3′40″
11.6
10
2.5
185
20″
40
9
3′50″
11
9
2.42
175
24″
36
8
4′00″
10.4
8
2.34
165
28″
32
7
4′10″
9.8
7
2.26
155
32″
28
6
4′20″
9.2
6
2.18
145
36″
24
（1）扔实心球时，扔出去的实心球离手后会继续向前运动，原因是　 　。
（2）假如一位同学1000米测试的平均速度为5m/s，则他能在这个必测项目上得满分吗？通过计算说明。
（3）一个体重为60kg的男同学，每次跳绳离开地面6cm（假设每次跳绳离开地面的高度相同），如果他要在这个项目上得满分，则跳绳时平均功率至少要多大？
四．杠杆的分类（共1小题）
6．（2020秋•鄞州区期末）如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图.桶盖的质量为500g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知AO1＝24cm，O1B＝18cm，CO2＝5cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。
（1）由图乙可知，AO1B为 　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆。
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为多大？（g取10N/kg）
（3）若将桶盖翻开30°，桶盖克服重力做了多少功？（结果保留两位小数）


五．电功率的计算（共3小题）
7．（2020秋•鄞州区期末）某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

（1）电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min。
求：①水吸收的热量是多少？
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10%．求：这时电水壶的实际功率P0．（电阻不随温度改变）
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2，如图2所示，并分别推导出了R2的表达式。
甲同学：R2＝ 乙同学：R2＝
请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果。
8．（2022秋•鄞州区期末）有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能，将一台这样的电冰箱单独接在图的电能表上，测得电冰箱压缩机（即电动机）连续工作10min电能表的表盘转过了60r，求：
（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为多少kW•h？
（2）这台电冰箱压缩机的功率；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW•h，设电冰箱压缩机工作时功率保持不变，压缩机每次连续工作15分钟，并且每次工作后的停机时间也是相等的，若计算结果只取整数，那么它的间歇时间的可能值是多少分钟？

9．（2021秋•鄞州区期末）如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两挡功率，挡位可自动调节，其工作过程是：按下开关，自动选择1000W挡将汤煮至100℃，然后自动跳至400W挡进行保温慢炖。电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理由。

六．焦耳定律的计算（共1小题）
10．（2021秋•鄞州区期末）图甲、乙是某品牌足浴盆的简化电路图和铭牌（最大功率模糊）。电路中S2为普通开关，电动机带按摩装置，R为电热丝，S1为温控开关；当温度低于某设定值时，开关自动闭合；当温度高于某设定值时，开关自动断开，图丙为某次洗脚时电路总电流随时间变化的图象。

（1）图丙中，0﹣3min为加热阶段，使水温达到预设温度；则在3min﹣20min，　 　（选填序号）；
A.电动机一直工作，电热丝间歇工作
B.电热丝一直工作，电动机间歇工作
（2）试求R的阻值和该足浴盆的最大功率；
（3）求足浴盆在0﹣20min内消耗的电能。
七．电功与电热的综合计算（共1小题）
11．（2022秋•鄞州区期末）图甲是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图。为了使用安全，电热水袋在用电加热到一定温度时温控开关S会自动切断电路，与此同时专用插头上的红色指示灯L会熄灭，起提示作用。

（1）电热水袋里面一般用水作储能物质，除了水容易获得、成本低廉的原因外，还有一个重要原因是 　 　。
（2）温控开关S的内部结构如图丙所示：双金属片由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同，金属层 　 　（填“a”或“b”）膨胀较快，达到一定温度时，双金属片向上拱起，从而切断电路。如果温控开关失灵水温超过预定温度而不切断电源，热水袋会因内部压强过高而爆炸。为了更加安全，有的电热水器里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关 　 　起来使用。
（3）某电热水袋的性能指标如下表，当热水袋原来的温度是10℃时，在正常电压下加热10min指示灯就熄灭了，试求该电热水袋的效率 　 　。
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
700W
≤0.2W
1L
80℃
220V
700W
≤0.2W
1L
80℃

浙江省宁波市鄞州区三年（2020-2022）九年级上学期期末科学试题汇编-简答题、解答题（提升题）
参考答案与试题解析
一．根据化学反应方程式的计算（共3小题）
1．（2021秋•鄞州区期末）将12g石灰石放到100g稀盐酸中，恰好完全反应（杂质不和酸反应且不溶于水），生成4.4g二氧化碳，其化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2十H2O+CO2↑。求（计算结果保留1位小数）：
（1）石灰石中碳酸钙的质量分数。
（2）稀盐酸的溶质质量分数。
（3）所得溶液的质量。
【答案】（1）83.3%。
（2）7.3%。
（3）105.6g。
【解答】解：（1）设参加反应的石灰石中碳酸钙的质量为x，稀盐酸中溶质的质量为y。
CaCO3+2HCl＝CaCl2十H2O+CO2↑
100 73 44
x y 4.4g
x＝10g
y＝7.3g
石灰石中碳酸钙的质量分数为×100%≈83.3%。
（2）稀盐酸的溶质质量分数为×100%＝7.3%。
（3）所得溶液的质量为10g+100g﹣4.4g＝105.6g。
答：（1）石灰石中碳酸钙的质量分数为83.3%。
（2）稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
（3）所得溶液的质量为105.6g。
2．（2020秋•鄞州区期末）I．同学们参观了某钢铁厂，了解到钢铁厂在选矿时测定铁矿石中含铁量的方法较多，小明结合所学知识，设计了如图1所示的实验装置测定某赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。他称取10.0g赤铁矿，当赤铁矿中的Fe2O3全部还原为Fe时，剩余固体在CO的保护下冷却、称量。质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应）．
（1）图中酒精灯的作用是 　点燃尾气中的一氧化碳，防止污染空气　。
（2）该赤铁矿中Fe2O3的质量分数是多少？（需有计算过程）。
II．在钢铁厂的实验室，同学们采集了用某种热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线。如图2所示。根据图象分析。
（3）写出P点时固体主要成分的化学式 　Fe　。
（4）此时至少消耗CO的质量是多少？（列方程式计算）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）酒精灯是点燃尾气中的一氧化碳，防止污染空气的。
（2）设该赤铁矿中Fe2O3的质量分数为x
Fe2O3+3CO3CO2+2Fe 固体质量差量
160 112 160﹣112＝48
10.0gx 10.0g﹣7.6g＝2.4g
＝
x＝80.0%
P点时固体质量不再变化，所以已经没有氧化铁，所以固体主要成分的化学式为Fe。
设此时消耗的一氧化碳质量至少为y
Fe2O3+3CO3CO2+2Fe 固体质量差量
160 84 112 160﹣112＝48
y 48.0g﹣33.6g＝14.4g
＝
y＝25.2g
故答案为：（1）点燃尾气中的一氧化碳，防止污染空气。
（2）80.0%。
（3）Fe。
（4）25.2g。
3．（2021秋•鄞州区期末）将适量CuO放入装有过量稀硫酸的烧杯中，充分反应后，向所得溶液中依次加入质量分数为17.1%的Ba（OH）2溶液，测得的数据如下：
次数
1
2
3
4
5
加入Ba（OH）2溶液质量/g
50g
50g
50g
50g
50g
产生沉淀质量/g
11.65g
23.3g
39.85g
56.4g
56.4g
沉淀增加质量/g
/
11.65g
16.55g
16.55g
0g
（1）第3、4次实验增加的沉淀比第2次实验增加的沉淀质量多的原因是 　硫酸消耗完，氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀两种沉淀　。
（2）实验中稀硫酸溶液的溶质质量。
（3）画出烧杯中溶液质量与加入Ba（OH）2溶液质量的大致变化关系。（纵坐标的量不用标出）



【答案】（1）硫酸消耗完，氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀两种沉淀；
（2）19.6g；
（3）。
【解答】解：（1）将适量CuO与过量稀硫酸反应后的溶液的溶质是硫酸铜和硫酸，加入氢氧化钡溶液，氢氧化钡先与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水，硫酸消耗完，氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀两种沉淀，所以第3、4次实验增加的沉淀质量比第2次实验增多的沉淀质量多的原因是：硫酸消耗完，氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀两种沉淀。
（2）由表可知实验3产生的氢氧化铜的质量为16.55g﹣11.65g＝4.9g，实验3、4增加的沉淀的质量相同，所以生成氢氧化铜的质量为4.9g+4.9g＝9.8g，则生成硫酸钡的质量为56.4g﹣9.8g＝46.6g，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，所以硫酸钡中硫酸根离子的质量等于稀硫酸中的硫酸根离子的质量，所以硫酸的质量为46.6g××100%÷（）＝19.6g。
答：实验中稀硫酸溶液的溶质质量是19.6g。
（3）加入氢氧化钡溶液，氢氧化钡先与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水，加入100g氢氧化钡时，硫酸消耗完，此时只有硫酸钡沉淀生成，继续添加100g氢氧化钡时，氢氧化钡与硫酸铜恰好完全反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀，故烧杯中溶液质量与加入Ba（OH）2溶液质量的大致变化关系为：
故答案为：（1）硫酸消耗完，氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀两种沉淀；
（2）19.6g；
（3）。
二．功的计算（共1小题）
4．（2022秋•鄞州区期末）能源和环境问题日益成为人们关注的焦点。
（1）为减少二氧化碳的排放，科学家致力于研究将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷（CH4），该反应的化学方程式为 　CO2+4H22H2O+CH4　。
（2）节能减排已引起全球的关注，对大气污染较少的电动汽车越来越受到人们的欢迎，最近小柯同学家买了一辆电动汽车，相关参数配置如表所示。
部分参数
车身质量
1480kg
电机额定功率
24kW
最高车速
140km/h
电机冷却方式
水冷
充电电压
220V
电池容量
250Ah
①如图1，直流充电机给电动汽车充电时将电能转化为 　化学能　贮存在电动汽车的蓄电池内，若充电时充电电流为16A，则电池充满需要 　15.625　小时；
②若汽车以24kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图2所示，则在0～5s时间内，汽车电动机做了多少功？受到的阻力为多少牛？
【答案】（1）CO2+4H22H2O+CH4；
（2）①化学能；15.625；②1.2×105J；8000N。
【解答】解：（1）二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷（CH4），该反应的化学方程式为CO2+4H22H2O+CH4；
（2）①蓄电池相当于用电器，直流充电机给电动汽车充电时将电能转化为化学能；电池容量250Ah，根据Q＝It可知，充电时充电电流为16A，则电池充满需要＝15.625小时；
②若汽车以24kW的恒定功率启动做直线运动，在0～5s时间内，汽车电动机做的功W＝Pt＝24×103W×5s＝1.2×105J；根据P＝Fv＝fv可知，受到的阻力f＝＝＝8000N；
故答案为：
（1）CO2+4H22H2O+CH4；
（2）①化学能；15.625；②1.2×105J；8000N。
三．功率的计算（共1小题）
5．（2022秋•鄞州区期末）请读表后回答下列问题：
台州市2019年中考体育考试男生评分表（部分）
分值
耐力（秒）
上肢（躯干）力量
下肢力量
技能项目

1000米长跑
实心球（2千克）
引体
立定跳远
1分钟跳绳
篮球运球投篮
排球垫球

（分秒）
（米）
向上（次）
（米）
（次）
（秒）

10
3′40″
11.6
10
2.5
185
20″
40
9
3′50″
11
9
2.42
175
24″
36
8
4′00″
10.4
8
2.34
165
28″
32
7
4′10″
9.8
7
2.26
155
32″
28
6
4′20″
9.2
6
2.18
145
36″
24
（1）扔实心球时，扔出去的实心球离手后会继续向前运动，原因是　实心球具有惯性　。
（2）假如一位同学1000米测试的平均速度为5m/s，则他能在这个必测项目上得满分吗？通过计算说明。
（3）一个体重为60kg的男同学，每次跳绳离开地面6cm（假设每次跳绳离开地面的高度相同），如果他要在这个项目上得满分，则跳绳时平均功率至少要多大？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）推铅球时，推出去的实心球离手后由于惯性，会继续向前运动；
（2）由v＝可得，
同学跑1000m所用时间：t＝＝＝200s＝3min20s，3min20s小于3min40s，可以得满分；
（3）跳绳时要克服自身重力做功，一次跳绳做的功：W＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×0.06m＝36J，
他要在这个项目上得满分，他在1min内克服重力做功：W总＝36J×185＝6660J，
跳绳时的功率：P＝＝＝111W；
故答案为：（1）实心球具有惯性；（2）3min20s小于3min40s可以得满分；（3）要在这个项目上得满分，则跳绳时的功率至少要111W。
四．杠杆的分类（共1小题）
6．（2020秋•鄞州区期末）如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图.桶盖的质量为500g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知AO1＝24cm，O1B＝18cm，CO2＝5cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。
（1）由图乙可知，AO1B为 　省力　（选填“省力”或“费力”）杠杆。
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为多大？（g取10N/kg）
（3）若将桶盖翻开30°，桶盖克服重力做了多少功？（结果保留两位小数）


【答案】（1）省力；
（2）脚对踏板A处的压力至少为26.25N；
（3）若将桶盖翻开30°，桶盖克服重力做的功为0.88J。
【解答】解：（1）由图乙可知，AO1＞O1B，即动力臂大于阻力臂，所以AO1B为省力杠杆；
（2）设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件可得：F×AO1＝F1×O1B…①
G×DO2＝F2×CO2…②
同一顶杆，对B、C两点的力大小相等，即：F1＝F2，
桶盖的重为：G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N，
且力臂DO2的大小为：DO2＝30cm+5cm＝35cm，
由可得：＝，
所以脚对踏板A处的压力至少为：F＝×G＝×5N＝26.25N；
（3）若将桶盖翻开30°，则桶盖重心升高的高度为：h＝0.5×35cm＝17.5cm＝0.175m，
克服桶盖重力做的功为：W＝Gh＝mgh＝0.5kg×10N/kg×0.175m＝0.875J≈0.88J。
答：（1）省力；
（2）脚对踏板A处的压力至少为26.25N；
（3）若将桶盖翻开30°，桶盖克服重力做的功为0.88J。
五．电功率的计算（共3小题）
7．（2020秋•鄞州区期末）某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

（1）电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min。
求：①水吸收的热量是多少？
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10%．求：这时电水壶的实际功率P0．（电阻不随温度改变）
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2，如图2所示，并分别推导出了R2的表达式。
甲同学：R2＝ 乙同学：R2＝
请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）水吸收的热量（有用能量）：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，
电水壶在额定电压下，P＝P额＝2000W，工作7min消耗电能（总能量）：
W＝Pt＝2000W×7×60s＝8.4×105J，
电水壶烧水过程中的能量转化效率：
η＝×100%＝×100%＝80%；
（2）电水壶中的电阻丝的阻值：
R＝＝＝24.2Ω，
用电高峰时的实际电压：
U实＝U额（1﹣10%）＝220V×＝198V，
电水壶的实际功率：
P1＝＝＝1620W；
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，
甲同学的推导：
并联电阻的电功率：
P2＝P额﹣P1，
∵P＝，
∴R2＝；
乙同学的推导：
∵两电阻并联，
∴并联电路的电阻：R＝R1+R2，（错）
∴实际总电功率：
P总＝＝P额，
∴R2＝，该表达式是错误的；
用此电阻丝来改造，总电阻变小，电路消耗的总电功率大于2000W，电路中的电流过大，易引起火灾。
答：（1）水吸收的热量是6.72×105J；
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%；
（2）这时电水壶的实际功率为1620W；
（3）乙表达式是错误的，若用此电阻丝来改造 电水壶，电路中的电流过大，易引起火灾。
8．（2022秋•鄞州区期末）有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能，将一台这样的电冰箱单独接在图的电能表上，测得电冰箱压缩机（即电动机）连续工作10min电能表的表盘转过了60r，求：
（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为多少kW•h？
（2）这台电冰箱压缩机的功率；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW•h，设电冰箱压缩机工作时功率保持不变，压缩机每次连续工作15分钟，并且每次工作后的停机时间也是相等的，若计算结果只取整数，那么它的间歇时间的可能值是多少分钟？

【答案】（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为0.02kW•h；
（2）这台电冰箱压缩机的功率是120W；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW•h，设压缩机每次连续工作时间都是15min，并且每次工作后的间歇时间也都相等，那么它的间歇时间的可能值是20分钟或21分钟。
【解答】解：（1）电能表标有“3000revs/kW•h”，表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000revs；
题中电冰箱连续工作10min电能表表盘转动：n＝60r，则电冰箱压缩机消耗的电能为：
W1＝＝＝0.02kW•h＝7.2×104J；
（2）电冰箱连续工作时间：t＝10min＝600s，
电冰箱压缩机的功率为：P＝＝＝120W；
（3）电冰箱压缩机连续工作15min所消耗的电能为：
W2＝Pt2＝120W×15×60s＝1.08×105J；
电冰箱一天的耗电量W0＝1.2kW•h＝4.32×106J，
24h内压缩机启动的次数为n＝＝＝40；
因为在24h内，电冰箱压缩机的启动次数为40次
所以电冰箱压缩机停机的次数最少为n1＝39次，最多为n2＝41次。
在24h内，电冰箱压缩机总的间歇时间为：
T＝24×60min﹣15min/次×40次＝840min；
计算结果只取整数，
压缩机的最长间歇时间为：t1＝＝≈21min，
正常间歇时间为t2＝＝＝21min，
最短间歇时间为：t3＝＝＝20min。
答：（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为0.02kW•h；
（2）这台电冰箱压缩机的功率是120W；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW•h，设压缩机每次连续工作时间都是15min，并且每次工作后的间歇时间也都相等，那么它的间歇时间的可能值是20分钟或21分钟。
9．（2021秋•鄞州区期末）如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两挡功率，挡位可自动调节，其工作过程是：按下开关，自动选择1000W挡将汤煮至100℃，然后自动跳至400W挡进行保温慢炖。电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理由。

【答案】当开关S接a时，电路为R1的简单电路，电路的总功率为P＝，当开关S接b时，R1和R2串联，总功率为P′＝，因为P＞P′，所以电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“b”位置。
【解答】答：当开关S接a时，电路为R1的简单电路，电路的总功率为P＝，当开关S接b时，R1和R2串联，总功率为P′＝，因为P＞P′，所以电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“b”位置。
六．焦耳定律的计算（共1小题）
10．（2021秋•鄞州区期末）图甲、乙是某品牌足浴盆的简化电路图和铭牌（最大功率模糊）。电路中S2为普通开关，电动机带按摩装置，R为电热丝，S1为温控开关；当温度低于某设定值时，开关自动闭合；当温度高于某设定值时，开关自动断开，图丙为某次洗脚时电路总电流随时间变化的图象。

（1）图丙中，0﹣3min为加热阶段，使水温达到预设温度；则在3min﹣20min，　A　（选填序号）；
A.电动机一直工作，电热丝间歇工作
B.电热丝一直工作，电动机间歇工作
（2）试求R的阻值和该足浴盆的最大功率；
（3）求足浴盆在0﹣20min内消耗的电能。
【答案】（1）A；
（2）R的阻值和该足浴盆的最大功率分别为55Ω、1320W；
（3）足浴盆在0﹣20min内消耗的电能为8.712×105J。
【解答】解：（1）由图丙可知，电路有三种工作状态，0﹣3min为加热阶段，且加热时R的电流为2I；3﹣5min3﹣5min，电路电流为I，说明此时只有电动机在工作，电动机的工作为电流I；5﹣6min，电路总电流变成3I，说明此时R与电动机并联工作。在3min﹣20min，足浴盆的工作状态为电动机一直工作，电热丝间歇工作，故选择A；
（2）由图乙可知，电动机的功率为：PM＝440W，工作电压为：U＝220V，
电动机的工作电流为：I＝IM＝＝＝2A；
R单独工作的电流为：IR＝2I＝2×2A＝4A，
R的电阻值为：R＝＝＝55Ω；
电路的最大电流为：I最大＝3I，
足浴盆的最大功率为：P最大＝UI最大＝220V×3×2A＝1320W；
（3）由丙可知，20min内，R的工作时间为：tR＝8min，电动机的工作时间为：tM＝17min，
足浴盆消耗的总电能为：W＝UIRt1+PMt2＝220V×4A×8×60s+440W×17×60s＝8.712×105J。
答：（1）A；
（2）R的阻值和该足浴盆的最大功率分别为55Ω、1320W；
（3）足浴盆在0﹣20min内消耗的电能为8.712×105J。
七．电功与电热的综合计算（共1小题）
11．（2022秋•鄞州区期末）图甲是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图。为了使用安全，电热水袋在用电加热到一定温度时温控开关S会自动切断电路，与此同时专用插头上的红色指示灯L会熄灭，起提示作用。

（1）电热水袋里面一般用水作储能物质，除了水容易获得、成本低廉的原因外，还有一个重要原因是 　水的比热容大　。
（2）温控开关S的内部结构如图丙所示：双金属片由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同，金属层 　a　（填“a”或“b”）膨胀较快，达到一定温度时，双金属片向上拱起，从而切断电路。如果温控开关失灵水温超过预定温度而不切断电源，热水袋会因内部压强过高而爆炸。为了更加安全，有的电热水器里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关 　串联　起来使用。
（3）某电热水袋的性能指标如下表，当热水袋原来的温度是10℃时，在正常电压下加热10min指示灯就熄灭了，试求该电热水袋的效率 　70%　。
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
700W
≤0.2W
1L
80℃
220V
700W
≤0.2W
1L
80℃
【答案】（1）水的比热容大；（2）a，串联；（3）70%。
【解答】解：
（1）因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，所以电热水袋里面一般用水作储能物质；
（2）双金属片受热时二者膨胀的快慢不同，金属层a膨胀较快，达到一定温度时，双金属片向上拱起，从而切断电路；
因为电热水袋里使用双重温控开关，也就是说只有这两个开关都闭合时，电热袋才可以工作，因此这两个开关是串联的；
（3）热水袋中的水的质量：
m＝ρV＝1000kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
温度从10℃升高到80℃，此过程中水吸收的热量是：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（80℃﹣10℃）＝2.94×105J；
消耗的电能：
W＝Pt＝700W×10×60s＝4.2×105J，
则该电热水袋的发热效率为η＝＝＝70%。
故答案为：（1）水的比热容大；（2）a，串联；（3）70%。