湖北省黄石市阳新县光谷实验学校2022-2023学年九年级上学期期末物理试题

这是一份湖北省黄石市阳新县光谷实验学校2022-2023学年九年级上学期期末物理试题，共16页。
2022-2023学年湖北省黄石市阳新县光谷实验学校九年级（上）期末物理试卷
一．选择题（24分）
1．一台单缸四冲程汽油机，它的转速是800r/min，做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J，那么这台汽油机的功率为（　　）
A．10kW B．15kW C．20kW D．1200kW
2．目前，各地十分关注空气质量，主要是PM2.5值走高，PM2.5是指空气中直径小于2.5μm的颗粒物，其浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害，下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　）
A．温度低于0℃，PM2.5不具有内能
B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C．颗粒之间存在分子的相互作用力
D．PM2.5是由大量分子组成的
3．关于物体的内能、热量和温度，下列说法正确的是（　　）
A．一个物体从外界吸收了热量，温度一定升高
B．一个物体温度升高，它的内能一定增加
C．只要物体的温度不变，它的内能就一定不变
D．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
4．如图为部分物质的原子核对核外电子束缚能力强弱情况。下列说法中正确的是（　　）
A．用丝绸摩擦玻璃棒，丝绸会失去电子
B．用丝绸摩擦橡胶棒，橡胶棒带正电
C．用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的玻璃棒带的是异种电荷
D．用丝绸摩擦过的橡胶棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒带的是同种电荷
5．小辉家买了一台无人机航拍器，可以实时传输图片，如表是它的部分参数，下面说法正确的是（　　）
X55W航拍版
飞行时间：10分钟
飞行距离：10m
锂电池：3.7V 500mAh
充电时间：＜90分钟
A．锂电池充满电后的电能是1850J
B．给航拍器充电时将电能转化为化学能
C．无人机的锂电池的输出电压约为220V
D．无人机在空中飞行时将化学能转化为内能
6．为了测出未知电阻Rx的阻值，某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路，其中不可行的是（电源电压未知且不变）（　　）
A． B．
C． D．
7．现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2，为了分辨它们的阻值大小，几个同学分别设计了如图所示的四种电路，其中不可行的是（电源电压未知）（　　）
A． B．
C． D．
8．如图甲是某款电子测温仪，图乙是它内部的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0为保护电阻；显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而增大，下列分析正确的是（　　）

A．显示仪是由电流表改装成的
B．被测温者温度越高，电路消耗的电功率越小
C．热敏电阻R随着温度的升高阻值增大
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
9．如图所示，灯L1和L2是两只相同的灯泡，a、b是电流表或电压表。闭合开关S后，两灯都能发光，则下列判断正确的是（　　）

A．a、b均为电流表 B．a、b均为电压表
C．a为电流表，b为电压表 D．a为电压表，b为电流表
10．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的B端时，电压表的示数为6V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J；当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了2V．下列结果正确的是（　　）

A．R1先后两次消耗的电功率之比为3：4
B．滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω
C．电源电压为10V
D．R1的阻值为20Ω
11．如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P向右移动，在此过程中（　　）

A．电流表A的示数变大，电压表V2示数变小
B．电流表A的示数变大，电压表V1示数变小
C．电压表V1示数变小，电压表V2示数变大
D．电压表V1示数不变，电压表V2示数变小
12．如图所示，两灯均正常发光，过了一段时间，一盏灯熄灭，且只有一个电表示数变小，若电路中只有一处故障，且只发生在灯L1或L2上，则（　　）

A．L1断路 B．L1短路 C．L2断路 D．L2短路
二．画图题（3分）
13．如图，已知静止在通电螺线管右端小磁针N极的指向，请用箭头在磁感线上标出磁感线的方向并在括号内用“正”“负”标出电源的正负极。


三、填空题（4分）
14．小明购买了一只容积为1.2L的电热水壶。他往壶中装满了温度为25℃的水，在标准大气压下若使壶中的水加热至沸腾，需要吸收　 　的热量；小明将电热水壶接到家庭电路中，通电7min烧开了这壶水，如果在这一过程中它的效率是90%，电热水壶的实际功率是　 　W【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】。
四．实验探究题（21分）
15．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择　 　两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择　 　两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须　 　（相等/不同）。
（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/（J/kg）
1
15
35
2.4×106
2
15
25
？
根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为　 　J；
燃料2的热值是　 　J/kg。
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏　 　（大/小），你认为出现这样情况的主要原因是：　 　。
16．如图所示，小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电源（设电压恒为6V不变）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“30Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个，导线若干。

（1）连接电路时，小明应选用规格为 　 　（选填“R1”、“R2”）的滑动变阻器。
（2）连接好电路后，闭合开关前，在甲图中滑动变阻器的滑片P应置于 　 　端（选填“A”或“B”）；
闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生 　 　（选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 　 　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 　 　V；通过实验，小灯泡的U﹣I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。
（4）由图乙可知，小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与 　 　有关。
五．计算题（18分）
17．如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，高温功率1100W。已知R1＝55Ω，问：

（1）处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是多大？
（2）求电阻R2的阻值。
（3）当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，求此时电路的总功率。
（4）如图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。
18．如图所示，灯泡L标有“6V 3W”，R1的电阻为10Ω，变阻器标有“20Ω 0.5A”的字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V。当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L恰好正常发光（设灯泡电阻不随温度而改变）。求：
（1）灯泡L的电阻和电源电压；
（2）开关S1、S2、S3都闭合时，电路10秒消耗的电能；
（3）开关S1闭合，S2、S3断开时，在保证电路中各元件安全工作的情况下，电阻R1消耗的电功率范围。


2022-2023学年湖北省黄石市阳新县光谷实验学校九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（24分）
1．【解答】解：汽油机飞轮转速800r/min，每分钟飞轮转动800圈，完成400个工作循环，对外做功400次。
做功冲程工作时，推动活塞一次做功1500J，
1min做功W＝1500J×400＝6×105J，
这台汽油机的功率为：
P＝＝＝1×104W＝10kW。
故选：A。
2．【解答】解：A、环境温度低于0℃时，分子在不停地做无规则运动，PM2.5内能不为零，故A说法错误；
B、PM2.5是固体小颗粒，不是分子，PM2.5在空气的运动不属于分子热运动。故B说法错误；
C、PM2.5是指直径等于或者小于2.5微米的固态颗粒物，不是分子，PM2.5在空气中运动，不属于分子无规则运动，属于机械运动，故C说法错误；
D、物质是由分子组成的，PM2.5是指直径等于或者小于2.5微米的固态颗粒物，所以PM2.5是由大量分子组成的，故D说法正确。
故选：D。
3．【解答】解：A、一个物体从外界吸收热量，温度有可能不变，例如晶体的熔化过程，吸收热量，但温度不变，故A错误；
B、一个物体温度升高，其分子无规则运动更剧烈，其分子动能增加，所以内能一定增加，故B正确；
C、物体的温度不变，但如果状态改变，它的内能也会改变，如晶体的熔化和凝固过程中，状态改变，温度不变，但内能改变，故C错误；
D、热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，故D错误。
故选：B。
4．【解答】解：A、丝绸摩擦玻璃棒，丝绸原子核对核外电子束缚能力强得到电子带负电，故A错误；
B、丝绸摩擦橡胶棒，橡胶棒原子核对核外电子束缚能力强得到电子带负电，故B错误；
C、丝绸、毛皮原子核对核外电子束缚能力都比玻璃的强，都会得到电子带负电，带的是同种电荷，故C错误；
D、丝绸、毛皮原子核对核外电子束缚能力都比橡胶棒的弱，都会失去电子带正电，带的是同种电荷，故D正确。
故选：D。
5．【解答】解：
A、由表格中的锂电池：3.7V 500mAh知：锂电池输出电压U＝3.7V，输出电流I＝500mA＝0.5A，供电时间t＝1h＝3600s，
所以锂电池充满电后电能为W＝UIt＝3.7V×0.5A×3600s＝6660J，故AC错误；
B、充电过程的能量转化为：电能转化为化学能，故B正确；
D、无人机飞行时，锂电池供电消耗化学能得到电能，再转化为其飞行时的机械能，故D错误。
故选：B。
6．【解答】解：A、开关断开时，电压表测电源电压，开关闭合后，Rx被短路，电压表仍然测量电源电压，电压表不能测得两者串联时R0两端的电压，也就不能求得通过它们的电流，故无法测出未知电阻Rx的阻值，故A不可行；
B、开关断开时，是R0的简单电路，电流表测电路中的电流，利用U＝IR0可计算电源电压；开关闭合后，电流表测并联电路的电流，利用I＝+可求出通过Rx的电流，再利用欧姆定律Rx＝可计算未知电阻Rx的阻值，故B可行；
C、开关闭合时，Rx被短路，是R0的简单电路，电流表测电路中的电流，利用U＝IR0可计算电源电压；开关断开时，两电阻串联，电流表测串联电路电流，利用U′＝I′R0可计算此时R0两端的电压，再利用串联分压计算Rx两端的电压，最后利用Rx＝可求未知电阻Rx的阻值，故C可行；
D、开关闭合时，R0被短路，是Rx的简单电路，电压表测电源电压U；开关断开时，两电阻串联，电压表测Rx两端的电压，利用串联分压，可求出R0两端的电压，利用欧姆定律可求出电路中的电流I＝，最后利用欧姆定律Rx＝可计算未知电阻Rx的阻值，故D可行。
故选：A。
7．【解答】解：A、两电阻并联在电路中，根据欧姆定律和并联电路电压规律可知电阻越大，通过电阻的电流越小。故A可行。
B、两电阻串联在电路中，根据欧姆定律和串联电路电压规律可知电阻越大，电阻两端的电压越大。故B可行。
C、两电阻并联，当只闭合S1时，电流表测量R1中的电流，再闭合开关S2时，电流表测量R1和R2中的总电流，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可以确定电阻的大小，故C可行；
D、将开关拨到位置1或位置2时，有种情况电压表的接线柱接反了，无法测量电压，故D不行。
故选：D。
8．【解答】解：根据电路图可知，R与R0串联，显示仪与R0并联；
A、因为显示仪与R0并联，所以显示仪是电压表，故A错误；
B、被测温者温度越高，说明电压表示数越大，由欧姆定律可知，电路电流越大，由P＝UI可知，电路消耗的功率也越大，故B错误；
C、被测温者温度越高，说明电压表示数越大，由欧姆定律可知，电路电流变大，由串联电路电压特点可知，R两端电压越小，由R＝可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故C错误；
D、温度相同，说明热敏电阻的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知，R0两端分得的电压变大，因此显示仪示数会变大，故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：如果两个灯泡串联，无论a、b是什么仪表，L2都会被短路，故电路不可能为串联；那么两个灯泡的连接方式一定为并联，所以为了使灯L1、L2正确发光，a处相当于导线，即电流表；b处不能形成通路，否则会形成电源短路，故b处为电压表。
故选：C。
10．【解答】解：
由电路图可知，R1与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；
当滑片在B端时，由欧姆定律可知，电流中的电流：
I1＝，
则滑动变阻器两端的电压（电压表的示数）：
U2＝I1×R2＝＝6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由题意知，当滑片滑到中点处时，滑动变阻器接入电阻变小，变阻器分得电压变小，即电压表示数应减小，所以，滑片滑到中点时，滑动变阻器两端电压为U2′＝6V﹣2V＝4V；
同理可得，滑动变阻器两端的电压（电压表的示数）：
U2′＝＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①：②可得：＝，
解得R1＝R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将③代入①：＝＝6V，
可得电源电压：U＝12V，故C错误；
当滑片滑到B端时，R1两端电压为：U1＝U﹣U2＝12V﹣6V＝6V；
由Q＝t＝36J可得：R1＝×10s＝10Ω，故D错误；
因R2＝R1，所以变阻器R2的最大阻值为10Ω，故B正确；
滑片在中点时，R1两端的电压为U1′＝U﹣U2′＝12V﹣4V＝8V，
则R1先后两次的电压之比为：＝＝，
由P＝可得R1先后两次消耗的电功率之比：＝＝＝＝，故A错误。
故选：B。
11．【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
将滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，
由U＝IR可知，R1两端的电压变大，即电压表V1的示数变大，故BCD错误；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R2两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，故A正确。
故选：A。
12．【解答】解：根据电路图可知，两灯泡并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量灯泡L2中的电流，电压表测量电源电压。
A、若L1断路，则电路为L2的基本电路，电流表A1、电流表A2均测量电路电流，并且电流表A1示数变小，电流表A2、电压表示数均不变，故A正确；
B、若L1短路，则直接形成电源短路，电流表A1被烧坏，另外两仪表均无示数，故B错误；
C、若L2断路，则电路为L1的基本电路，电流表A1示数变小，电流表A2无示数，电压表示数不变，故C错误；
D、若L2短路，则直接形成电源短路，电流表A1、A2均被烧坏，电压表无示数，故D错误。
故选：A。
二．画图题（3分）
13．【解答】解：由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，与小磁针S极靠近的螺线管右端一定是N极，其左端为S极；
在磁体的外部，磁感线方向从N极指向S极，方向向左；根据图示的线圈绕向和螺线管的N极，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入，右端流出，因此电源的左端为正极，右端为负极；如下图所示：

三、填空题（4分）
14．【解答】解：
（1）电热水壶装满水的体积V＝1.2L＝1.2×10﹣3m3，
由ρ＝可得水，的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3＝1.2kg，
一标准大气压下水的沸点为100℃，将水加热至沸腾水吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃﹣25℃）＝3.78×105J。
（2）由η＝×100%得，电热水壶消耗的电能：
W＝＝＝4.2×105J，
加热时间t＝7min＝420s，
则电热水壶的实际功率：
P＝＝＝1000W。
故答案为：3.78×105；1000。
四．实验探究题（21分）
15．【解答】解：（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；
根据前面分析可知，在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须相等。
（2）完全燃烧10g燃料1放出的热量：
Q1＝mq1＝0.01kg×2.4×106J/kg＝2.4×104J；
若不计热损失，则Q放＝Q吸，
对燃料1：cam△t1＝m1q1，即cam（35℃﹣15℃）＝m1×2.4×106J/kg，
对燃料2：cam△t2＝m1q2，即cam（25℃﹣15℃）＝m1×q2，
联立以上两式可得：q2＝1.2×106J/kg。
（3）因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，所以测得的热值会偏小。
故答案为：（1）甲、乙；甲、丙；相等；
（2）2.4×104；1.2×106；
（3）小；有热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收。
16．【解答】解：（1）灯的额定电压为2.5V，所以，变阻器要分去6V﹣2.5V＝3.5V的电压，根据分压原理，＝，滑动变阻器的阻值至少为R滑＝×RL＝×10Ω＝14Ω，根据欧姆定律知，灯正常发光的时的电流约为：I＝＝＝0.25A，故应选用R2“30Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（2）为了保护电路闭合开关前滑片在阻值最大处，即A端；
闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，说明小灯泡短路；
（3）若要测量小灯泡的额定功率，应该使灯泡两端的电压由2.2V增大到2.5V，则电路中的电流也要相应地增大，此时滑动变阻器接入的电阻应减小，因此滑片应向B端移动；
由图乙知，当灯泡正常发光时的电流为0.25A，
则灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）灯泡两端电压增大时，灯泡的实际功率也增大，灯丝的温度升高，电阻变大，所以，造成小灯泡灯丝电阻大小的变化的原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大（或灯泡的电阻受温度的影响）。
故答案为：（1）R2；（2）A；短路；（3）B；2.5；0.625；（4）灯丝温度。
五．计算题（18分）
17．【解答】解：（1）高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流：
I＝＝＝5A；
（2）由电路图知，当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，电阻R1、R2并联，
通过R1的电流：
I1＝＝＝4A，
通过R2的电流：
I2＝I﹣I1＝5A﹣4A＝1A，
R2的阻值：
R2＝＝＝220Ω；
（3）由电路图知，当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，电阻阻R1和R2串联，
电路的总电阻：
R总＝R1+R2＝55Ω+220Ω＝275Ω，
此时电路消耗的功率：
P低＝＝＝176W；
（4）由电路图知，只闭开关S1时，只有电阻R1接入电路，处于中温挡。
此时电路消耗的功率：
P中＝＝＝880 W，
结合丙图，电饭煲煮一次饭消耗的总电能：
W＝W1+W2+W3＝P高t1+P中t2+P低t3＝1100W×10×60s+880W×15×60s+176W×5×60s＝1.5048×106J。
答：（1）处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是5A；
（2）电阻R2的阻值是220Ω；
（3）此时电路的总功率为176W；
（4）本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能是1.5048×106J。
18．【解答】解：（1）由P＝UI可得，灯泡L正常工作时的电流：
IL＝＝＝0.5A，
由欧姆定律可得，灯泡的电阻：
RL＝＝＝12Ω；
由图知，当S1、S2、S3均闭合时，R1与L并联，灯泡L恰好正常发光，
由并联电路电压特点知电源电压：U＝U1＝UL＝6V；
（2）当S1、S2、S3均闭合时，R1与L并联，电流表测干路电流，R2被短路，
灯泡正常发光，通过灯泡的电流IL＝0.5A，
通过R1的电流：I1＝＝＝0.6A，
由并联电路电流特点可得干路电流：
I＝I1+IL＝0.6A+0.5A＝1.1A，
则电路10秒消耗的电能：W＝UIt＝6V×1.1A×10s＝66J；
（3）当S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
电压表的量程为0～3V，所以当电压表的示数U2＝3V时，变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，R1功率最小，
此时R1两端的最小电压：
U1最小＝U﹣U2最大＝6V﹣3V＝3V，
则R1的最小总功率：
P1最小＝＝＝0.9W；
由于变阻器标有“20Ω 0.5A”的字样，则变阻器接入电路的阻值不能为0，所以电路中最大电流为0.5A，
此时R1功率最大，则R1最大功率为：
P1最大＝I最大2R1＝（0.5A）2×10Ω＝2.5W，
所以，电阻R1消耗的电功率范围为0.9W～2.5W。
答：（1）灯泡L的电阻为12Ω；电源电压为6V；
（2）开关S1、S2、S3都闭合时，电路10秒消耗的电能为66J；
（3）开关S1闭合，S2、S3断开时，在保证电路中各元件安全工作的情况下，电阻R1消耗的电功率范围为0.9W～2.5W。