21．（4分）（2013•德州）物理实验小组用如图1所示的装置探究“水的沸腾”实验：

（1）由表格可知，本次实验应选用测温物质为　水银　的温度计．

（2）实验小组观察到水沸腾前和水沸腾时水中气泡的情况如图2所示，图中　甲　（选填“甲”或“乙”）是水在沸腾时的情况．

（3）如图3中a、b是两个实验小组分别绘制的沸腾图象，由图象可知实验中他们所用水的　质量　不同．

（4）实验中为了减少从开始加热到沸腾所用的时间，可以采取的措施是　减少水的质量　（写出一种即可）．

考点： 探究水的沸腾实验．

专题： 探究型实验综合题．

分析： （1）液体温度计所测温度应高于温度计内液体的凝固点，低于液体的沸点．

（2）水沸腾之前，水下层的温度高于上层的水温，气泡上升过程中，气泡中的水蒸气遇冷液化成水，气泡变小；水沸腾时，整个容器中水温相同，水内部不停的汽化，产生大量的水蒸气进入气泡，气泡变大．

（3）在装置相同的情况下，水的质量越大，升温会越慢；

（4）从加热到沸腾需要的时间比较长，就是水吸收的热量比较多，根据Q=cm△t，分析在比热一定时，水的质量和温度变化量对吸收热量的影响；当水的质量适量，水的初温不太低时，可能是火力太小．

解答： 解：

（1）在标准大气压下，沸水的温度是100℃，酒精的沸点是78℃，水银的沸点是357℃，水银的沸点高于沸水的温度，所以测沸水的温度要选水银温度计．

（2）甲图气泡上升时越来越大，是因为水沸腾时，整个容器中水温相同，水内部不停的汽化，产生大量的水蒸气进入气泡，气泡变大．

乙图气泡上升时越来越小，是因为水沸腾之前，水下层的温度高于上层的水温，气泡上升过程中，气泡中的水蒸气遇冷液化成水，气泡变小．

（3）读图3可以看出，在同样加热的情况下，b的升温较慢，其原因应该是水的质量多于a的缘故；

（4）给水开始加热到水沸腾需要的时间比较长，可能是水太多，可能是水的初温太低；当水质量适量，水的初温不低时，可能是火力太小．所以要减少从开始加热到沸腾所用的时间，可以减少水的质量，提高水的初温度或换用火力更大的酒精灯等．

故答案为：

（1）水银；（2）甲；（3）质量；（4）减少水的质量．

点评： 在做“观察水沸腾”的实验时，应能熟练装配实验的装置，并能分析实验条件对其结果的影响，同时要学会分析温度随时间变化的图象．

22．（4分）（2013•德州）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小亮将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动，如图所示．调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度．

（1）将蜡烛移至光具座上20cm处，移动光屏，在光屏上得到一个倒立、　缩小　的实像，应用这一原理可以制成　照相机　

（2）要在光屏上成放大的像，蜡烛应向　右　移动，光屏应向　右　移动（均选填“左”或“右”）．

考点： 凸透镜成像规律及其探究实验．

专题： 探究型实验综合题．

分析： （1）凸透镜成像的规律及其应用之一：当物距u＞2f时，在光屏上得到倒立、缩小的实像，照相机就是应用这一原理制成的；

（2）凸透镜成像的规律，知道成实像时，物距越小，像距越大，成的像也越大．

解答： 解：（1）凸透镜的焦距为10cm，将蜡烛移至光具座上20cm处，此时u＞2f时，在光屏上可以得到倒立、缩小的实像照相机就是应用这一原理制成的；

（2）要使成的实像更大，应减小物距，所以蜡烛应靠近透镜而向右移动，同时要增大像距，所以光屏应远离透镜而向右移动．

故答案为：（1）缩小；照相机；（2）右；右．

点评： 此题主要考查的知识点有两个：一是凸透镜的成像规律；二是凸透镜成像规律在生活中的应用．充分体现了物理来源于生活，服务于社会的新课程理念．

23．（6分）（2013•德州）在“电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验中，小莉将实物连接成如图甲所示的电路．

（1）根据实物图请在图乙方框中画出对应的电路图．

（2）实验室，调节滑动变阻器，测出电阻R两端的电压和对应的电流值如下表所示．由表中数据可知，小莉实验时所选用电阻R的阻值为　5　Ω，分析实验数据可以得出的结论是：　在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比　．

（3）将图甲中的电阻R换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，还可以测小灯泡的电功率．若要测该小灯泡的额定功率，则在图甲电路中必须改动的地方是：①　增加一节干电池（或换用电压高于3.8V的直流电源）　②　电压表换接0～15V的量程　．

考点： 探究电流与电压、电阻的关系实验．

专题： 探究型实验综合题．

分析： （1）按照实物电路画电路图，要注意电路元件的连接方式及连接顺序．

（2）根据任意一组电压和电流值计算出电阻．

掌握电流和电压的关系，知道在电阻不变时，电流与电压成正比．

（3）题目中告诉小灯泡的额定电压，要注意分析电压表的量程及电源电压．

解答： 解：（1）根据实物电路知，从电源的正极依次连接开关、电阻、滑动变阻器、电流表，最后回到电源的负极．电压表与电阻并联．

（2）由表格中数据知，当U=0.5V时，I=0.1A．

根据I=得，R===5Ω，

由表格中数据知，电阻值不变，电压增大几倍，电流值也增大几倍．可得在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比．

（3）将图甲中的电阻R换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，由于电源由两节干电池组成，总电压为3V，所以应再加一节干电池，或换用电压高于3.8V的直流电源．

图中电压表用的量程为0～3V的量程，应改为0～15V的量程．

故答案为：（1）；（2）5；在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比；（3）①增加一节干电池（或换用电压高于3.8V的直流电源）；②电压表换接0～15V的量程．

点评： 此题是探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验，要掌握电流和电压之间的关系．

考查了学生按实物电路画电路图的画法，注意电路元件的连接方式及连接顺序．

同时考查了有关电阻的计算及实验情况的分析．

四、解答题（共3小题，满分15分。解答时写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出答案不给分）

24．（5分）（2013•德州）如图甲所示，额定电压为20V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入点路，电源电压为24V．灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，当灯泡正常发光时，求：

（1）通过灯泡的电流和灯泡所消耗的电功率

（2）滑动变阻器接入电路的阻值．

考点： 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电功率的计算．

专题： 计算题；电路和欧姆定律；电能和电功率．

分析： （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由图乙读出通过灯泡的电流，利用P=UI求出灯泡所消耗的电功率；

（2）根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值．

解答： 解：（1）灯泡正常发光时的电压UL=20V，由图乙可知此时通过灯泡的电流IL=0.4A，

灯泡所消耗的电功率：

PL=ULIL=20V×0.4A=8W；

（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，

∴滑动变阻器两端的电压：

UR=U﹣UL=24V﹣20V=4V，

∴串联电路中各处的电流相等，

∴滑动变阻器接入电路中的电阻：

R====10Ω．

答：（1）通过灯泡的电流为0.4A，灯泡所消耗的电功率为8W；

（2）滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω．

点评： 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等并能从图象中得出对于的电流．

25．（5分）（2013•德州）根据能量守恒定律，瑞士大学学生设计了一款灯壶合的“水壶台灯”，如图所示，“水壶台灯”是由玻璃壶、圆形底座和白炽灯组成．白炽灯与壶形灯罩下方的凹槽正好吻合（灯泡不直接与水接触），可将发光时所产生的热能用于茶水保温．白炽灯标有100W字样，求：

（1）该台灯正常工作半小时时所消耗的电能；

（2）若上述电能的91%转化为内能，可将多少千克初温为40℃的茶水加热至90℃．【C茶水=4.2×103（J/kg•℃）]．

考点： 电功与热量的综合计算；热量的计算；电功的计算．

专题： 电和热综合题．

分析： （1）知道灯的额电功率，灯正常工作时的电功率，利用W=Pt求消耗的电能；

（2）由题知，上述电能的91%转化为内能，即Q吸=W电×91%，再利用Q吸=cm△t求水的质量．

解答： 解：

（1）∵P=，

∴100W灯正常发光0.5h消耗的电能：

W=Pt=0.1kW×0.5h=0.05kW•h=1.8×105J；

（2）由题知，Q吸=W电×91%=1.8×105J×91%=1.638×105J，

∵Q吸=cm△t，

即：1.638×105J=4.2×103（J/kg•℃）×m×（90℃﹣40℃）

∴m=0.78kg．

答：（1）该台灯正常工作半小时时所消耗的电能为0.05kW•h；

（2）若上述电能的91%转化为内能，可将0.78千克初温为40℃的茶水加热至90℃．

点评： 本题为电学、热学的综合计算题，考查了学生对电功率公式、吸热公式的了解与掌握，计算时利用好关系Q吸=W电×91%是本题的关键．

26．（5分）（2013•德州）如图所示，是世界首款“水陆两栖”的敞篷概念车SQuba．在陆地上SQuba最高时速可达126千米/时，它还能够潜入10米深的水下，在水下的最高时速为3千米/时．SQuba车身轻巧，仅有900千克，潜入水下时，乘客利用车身携带的压缩空气装置，可以正常呼吸（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．求：

（1）SQuba受到的重力；

（2）当汽车底部位于水下10米深处时，水对汽车底部的压强；

（3）当汽车在陆地上SQuba最高速度匀速行驶时，所受阻力为车重的0.2倍，则10分钟内汽车牵引力所做功的功率．

考点： 功率的计算；重力的计算；液体的压强的计算．

专题： 其他综合题．

分析： （1）根据G=mg求出重力；

（2）根据p=ρgh求出水对汽车底部的压强；

（3）求出车受的阻力，匀速行驶，所以阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，根据P===Fv求出功率．

解答： 已知：最高时速可达v=126km/h=35m/s，深度h=10m，质量m=900kg，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg

求：（1）重力G=？；（2）压强p=？；（3）功率P=？

解：（1）汽车受的重力：

G=mg=900kg×10N/kg=9000N；

（2）水对汽车底部的压强：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1×105Pa；

（3）因为汽车匀速行驶，所以汽车受的牵引力：

F=f=0.2G=0.2×9000N=1800N，

汽车牵引力所做功的功率：

P===Fv=1800N×35m/s=6.3×104W．

答：（1）SQuba受到的重力为9000N；

（2）水对汽车底部的压强为1×105Pa；

（3）汽车牵引力所做功的功率为6.3×104W．

点评： 此题主要考查的是学生对重力、液体压强、功率计算公式的理解和掌握，注意变形公式的运用，基础性题目．

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