广东省广州市番禺区2021-2022学年九年级上学期物理科期末测试题（原卷版）

这是一份广东省广州市番禺区2021-2022学年九年级上学期物理科期末测试题（原卷版），共20页。试卷主要包含了 如图甲是热机的能量流向图等内容，欢迎下载使用。

1. 如图所示，某调光小台灯的亮度可以通过亮度调节旋钮来控制。下列说法正确的是（ ）
A. 小台灯的灯丝是用超导体材料制造的B. 控制旋钮相当于一个定值电阻
C. 小台灯工作时的额定电压是D. 小台灯工作电压调节范围为
【答案】D
【解析】
【详解】A．小台灯是利用电流的热效应来工作的，若灯丝是用超导体材料制造，则灯丝没有电阻，无法产生热量，便无法发光，故A错误；
B ．控制旋钮相当于滑动变阻器，通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮度，故B错误；
CD ．从图中可以看出，小台灯工作时的电压调节范围为 12～24V，故C错误，D正确。
故选D。
2. 下列生活现象中，关于分子和物体内能，下列说法正确的是（ ）
A. 杯子里的水可以任意倒出，说明水分子间没有引力
B. 用透明胶带揭下纸上写错的字，是因为胶带与纸分子之间有斥力
C. “花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关
D. 用力搓手，手发热是通过热传递增加手的内能
【答案】C
【解析】
【详解】A．杯子里的水可以任意倒出，说明水具有流动性，不能说明分子间没有引力，故A错误；
B．分子间引力和斥力同时存在，用透明胶带揭下纸上写错的字，是因为胶带与纸分子之间有引力，故B错误；
C．温度升高时花香气味更浓，说明香气分子扩散加快，表明分子的热运动与温度有关，故C正确；
D．用力搓手，是将机械能转化为内能，手发热是通过做功增加手的内能，故D错误。
故选C。
3. 如图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）

A 有用机械能较大B. 损失能量较小
C. 燃料的化学能较大D. 热机效率较低
【答案】B
【解析】
【详解】A．如图所示，甲的有用机械能为2000J，乙的有用机械能为4000J，所以甲的有用机械能小，故A不符合题意；
B．如图所示，甲损失能量为500J，乙损失能量为5000J，所以甲损失能量小，故B符合题意；
C．如图所示，甲燃料的化学能为
乙燃料的化学能为
所以甲燃料的化学能较小，故C不符合题意；
D．根据题意，甲热机效率为
乙热机效率为
所以甲的热机效率较高。故D不符合题意。
故选B。
4. 如图所示是新型的灯，小红对灯很感兴趣。她拆开一个灯后发现，灯是由多个小灯珠串联后通过电源适配器接入照明电路的。她取下其中一只小灯珠接在干电池两端没有亮，对调干电池正负极后亮了，用手试摸点亮的小灯珠几乎不发热。根据上述事实，以下推断正确的是（ ）
A. 单只小灯珠工作电压是
B. 小灯珠具有单向导电性
C. 小灯珠主要是将电能转化为内能
D. 灯带中的一只小灯珠断路后其它还亮
【答案】B
【解析】
【详解】A．干电池的两端电压是1.5V，将单只小灯珠接在干电池两端后亮了，说明小灯珠的工作电压是 1.5V ，故A错误；
B．小灯珠接在干电池两端没有亮，对调干电池正负极后亮了，这说明小灯珠具有单向导电性，故B正确；
C．用手试摸点亮的小灯珠几乎不发热，这说明小灯珠产生的内能较少，电能并不是主要转化为内能 ，故C错误；
D．灯带中小灯珠是串联的，串联电路中各用电器相互影响，所以灯带内的一只小灯珠断路后其它会熄灭，故D错误。
故选B。
5. 如图所示是一种海浪发电航标灯的气室部分结构图。其工作原理是利用海浪上下起伏的力量，当海水下降时将空气吸入气室：当海水上升时，将气室内的空气推入工作室，然后在工作室内推动涡轮机，涡轮机带动发电机发电。发出的电储存在蓄电池中，夜间释放出来提供给航标灯。那么以下说法正确的是（ ）
A. 当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B. 当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C. 当海水下降时，该装置的工作状态类似于汽油机的排气冲程
D. 夜间，蓄电池的化学能转化为电能
【答案】D
【解析】
【详解】AC．海水下降时，气室的容积增大，其内部气体压强减小，阀门K1关闭，阀门K2开启，将空气吸入气室，类似于汽油机的吸气冲程，故AC错误；
B．海水上升时，气室的容积减小，其内部气体压强增大，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室，故B错误；
D．夜间蓄电池给航标灯供电，蓄电池的化学能转化为电能，故D正确。
故选D。
6. 小伟妈妈做饭时，不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上。小伟急中生智，拿橡胶小勺在干燥毛料布上摩擦了几下，然后把小勺靠近胡椒粉，胡椒粉立刻被吸到勺子上，成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是（ ）
A. 橡胶小勺能吸引胡椒粉是因为小勺带了电
B. 若橡胶小勺带负电是因为它失去了电子
C. 橡胶小勺带电是通过摩擦的方法创造了电荷
D. 若摩擦后的毛料布带了正电，说明小勺上的正电荷转移到毛料布上
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据摩擦起电，拿橡胶小勺在干燥毛料布上摩擦了几下，橡胶小勺带了电，带电体有吸引轻小物体的特征，所以质量较小胡椒粉立刻被吸到勺子上，故A正确；
BC．根据摩擦起电的原理，在摩擦的过程中电子发生转移，由于电子带负电，所以得到电子的带负电，失去电子带正电，并不是创造了电荷，只是由于摩擦导致正负电荷分离并发生了转移，故BC错误；
D．根据摩擦起电的原理，摩擦后的毛料布带了正电，在原子内部，原子核带正电，发生转移的是带负电的电子，表明毛料失去了电子，即毛料上的电子转移到小勺上了，故D错误。
故选A。
7. 如图所示电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是（ ）
A L1短路B. L1断路C. L2短路D. L2断路
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】两灯串联，电流表测电流，电压表测L2电压，闭合开关后，小灯泡L1和L2均不发光，电流表指针几乎不动，可能发生断路，电压表指针有明显偏转，说明电压表和电源连接，可能是L2断路，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8. 如图所示，闭合开关后，小灯泡比小灯泡暗，小明测得通过的电流远小于的电流。则与比较，以下判断正确的是（ ）
A. 的电阻大B. 的两端电压大
C. 的实际功率大D. 工作相同时间，消耗的电能多
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据题意，两灯并联，根据并联电路电压的规律，两灯电压相等且等于电源电压，由通过的电流远小于的电流，由欧姆定律可知，的电阻大于的电阻，故A正确，B错误；
CD．根据题意，两灯并联，根据并联电路电压规律，两灯电压相等且等于电源电压，由通过的电流远小于的电流，由电功率的公式可知，的实际功率小于的实际功率，根据可知，工作相同时间，消耗的电能少，故CD错误。
故选A。
9. 甲、乙两灯泡的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联，当通过甲灯的电流为时，乙灯泡消耗的电功率是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图，根据题意，甲、乙两灯泡串联，当通过甲灯的电流为时，根据串联电路电流的规律，乙灯的电流为
根据图像可知，当时，，由电功率的公式可得乙灯消耗的电功率为
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10. 用规格相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图所示，是甲和乙的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 加热相同时间，乙吸收热量比甲多B. 由图可知，乙的比热容比甲大
C. 乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能D. 乙物质在A点的比热容比B点低
【答案】C
【解析】
【详解】A．相同的加热器，相同时间产生的热量是相同的，所以加热相同时间，甲乙吸收的热量相同，故A错误；
B．根据比热容的公式可知，在质量的不同种物质，吸收相同的热量，温度变化大的比热容小。由图可知，加热相同时间，即吸收相同的热量，乙的温度变化大，所以乙的比热容小，故B错误；
C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，乙物质在B点的温度高于A点的温度，表明B点分子热运动更剧烈，所以乙物质在B点的分子动能大于A点的分子动能，故C正确；
D．物质的比热容是物质一种性质，只与种类和状态有关，与温度无关，所以两点的比热容是一样的，故D错误。
故选C。
第二部分 主观题本部分共8题，共60分．按题目要求作答。
11. 2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射成功，三名航天员将在轨驻留六个月。
（1）火箭发射时选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的______（选填“内能”、“比热容”或“热值”），而且有利于环境保护；
（2）火箭喷气发动机，自带燃料和氧化剂，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作。火箭升空时，燃料燃烧向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，此过程把燃料燃烧的内能转化为火箭的______能；
（3）火箭在大气层内高速运动时，会使其头部整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩的内能增加，温度升高达上千摄氏度。这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变整流罩内能的。
【答案】 ①. 热值 ②. 机械 ③. 做功
【解析】
【详解】（1）[1]在常见燃料中，氢的热值较大，完全燃烧等质量的氢和其它燃料相比，氢所产生的热量要多得多，故选择氢作为燃料主要是因为其热值大。
（2）[2]燃料燃烧产生高温高压的气体，推动火箭向上运动，对火箭做了功，火箭机械能增加，高温高压的气体将内能转化成了火箭机械能。
（3）[3]整流罩与空气剧烈摩擦，整流罩机械能减小，内能增加，整流罩将机械能转化成了内能，故是通过做功来改变内能的。
12. 如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的实验装置，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
（1）实验中通过观察______的变化来比较导体所产生热量的多少；
（2）用甲装置进行实验时，通过控制A、B的通电时间和电路中的______相等，来研究导体产生热量与电阻的关系；
（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是______容器。如果流过C容器中电阻丝的电流为，通电时间，该容器中电阻丝产生的电热是______J。
【答案】 ①. U形管中液柱的高度差 ②. 电流 ③. C ④. 600
【解析】
【详解】（1）[1]电流产生的热量的多少难以直接测量，但容器内空气吸热后内能增加，温度升高，体积变大，可以利用U形管中液体的高度差来比较吸热的多少。
（2）[2]甲装置中，两电阻串联，根据串联电路电流的规律，两电阻的电流相等，由控制变量法，要探究电热与电阻的关系，必须保持电流和通电时间相同。
（3）[3]乙装置中，两电阻和通电时间相同，但C容器中电阻处在干路上，D容器内电阻与容器外电阻并联，处于支路上，根据并联电路电流的规律，干路电流等于各支路电流之各，所以干路电流大于支路电流，由焦耳定律可知，在电阻和通电时间相同，电流产生的热量与电流的二次方成正比，故C容器中产生的热量多。
[4]由焦耳定律可得C容器中电流产生的热量为
13. 评价一款空调有很多参数，其中一项叫做“能效比”。“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小明家需要一台制冷量为的空调，若选“能效比”为3.2的空调，则制冷消耗的电功率为______W。家里的电能表如图所示，若单独让空调工作，测得内电能表转盘转了60转，则这段时间空调消耗的电能是______，实际电功率为______W。
【答案】 ①. 1000W ②. ③. 1200W
【解析】
【详解】[1] 由题，“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比，则有
解得制冷时消耗的电功率为1000W。
[2] 内转盘转了60转，空调消耗的电能
[3] 实际电功率
14. （1）如图所示，铭牌标识为“220V 40W”的灯泡和“220V 5W”的灯，当开关闭合后，两灯都能正常发光，插座不受开关控制，请将电路连接完整______。
（2）小明说：“我发现5W的灯和40W灯泡正常工作时的亮度相当，所以5W的灯比40W灯泡更省电。”小明说的“省电”，完整的意思是：______。
【答案】 ①. ②. 在工作相同的时间内，5W的灯比40W灯泡消耗的电能更少。
【解析】
【详解】（1）[1] 开关闭合后，两灯都能正常发光，说明开关能同时控制这两盏灯，且两灯都达到额定电压220V，所以两灯是并联的，将两灯右端分别接在零线上；插座不受开关控制，则开关与插座并联，注意“左零右火上接地”。电路连接完整如图所示
（2）[2] 根据W=Pt，“省电”的意思是：在工作相同的时间内，5W的灯比40W灯泡消耗的电能更少。
15. 小远用家里的电磁炉煮粥，先调到大功率把粥烧开，后用小功率继续熬粥，这段时间电磁炉功率随时间变化如图所示：
（1）电磁炉大功率煮粥时电流是多少？
（2）电磁炉用小功率熬粥时消耗的电能是多少？
【答案】（1）10A；（2）360000J
【解析】
【详解】解：（1）家庭电路的电压是220V，由图可知，大功率为2200W，所以电磁炉大功率煮粥时的电流是
（2）由图知，小功率熬粥的时间是10min，所以电磁炉用小功率熬粥时消耗的电能是
答：（1）电磁炉大功率煮粥时的电流是10A；
（2）电磁炉用小功率熬粥时消耗的电能是360000J。
16. 如图所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜：使用时，镜面受热，水蒸气无法液化其上，便于成像，下列表格是该防雾镜的相关数据；经测试获知，在-10℃环境下，使平面镜的平均温度升高到30℃，需使电热膜正常工作400s，求在此过程中：
（1）镜面玻璃吸收的热量Q1；
（2）电热膜正常工作产生的热量Q2；
（3）电热膜给平面镜的加热效率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】解：（1）根据题意，由可得玻璃吸收的热量为
（2）根据题意，电热膜正常工作产生的热量为
（3）由热效率的公式可得电热膜给平面镜的加热效率为
答：（1）镜面玻璃吸收的热量为；
（2）电热膜正常工作产生的热量为；
（3）电热膜给平面镜的加热效率为。
17. 小彤探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压的关系”，实验器材有：两节干电池，滑动变阻器、电流表、电压表、10Ω的定值电阻及开关各一个，导线若干。
（1）图甲是该同学连接的部分电路，请用笔画线，将图中的实验电路连接完整______；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在______（选“a”或“b”）的位置。闭合开关后，移动滑片，观察到电流表示数逐渐变大。当滑片滑到a端时，电流表示数如图乙所示，此时电流表的读数为______A。为了减小实验误差，接下来正确的操作是：______；
（3）进行实验，记录的实验数据如下表：电阻R=10Ω
①请在方格纸上画出电流I与电压U的关系图象______。
②分析图像得出的探究结论是：______；
（4）小李把图中的定值电阻换成标有“2.5V”的小灯泡，重做上述实验，实验记录的数据如下：
①小灯泡在正常工作时的电阻是______Ω；
②小灯泡的电阻随电压的增大而______，原因是______。
【答案】 ①. ②. b ③. 0.3 ④. 断开开关，将电流表“3A”的接线柱改接到“0.6A”接线柱上如图所示 ⑤. ⑥. 当电阻一定时，通过导体的电流与两端电压成正比 ⑦. 6.25 ⑧. 增大 ⑨. 灯丝的电阻随温度的升高而变大
【解析】
【详解】（1）[1]本实验探究电流与电压的关系，需要测量的物理量有电流和电压，所以电压表应并联在定值电阻两端，由于电源为2节干池串联而成，电源电压为3V，故电压表应选择0~3V量程，如图所示
（2）[2]闭合开关前，为防止电流过大而损坏元件，滑动变阻器应置于最大阻值处，如图滑动变阻器下端接线柱接入的是a端，故滑片应置于b。
[3]如图所示，电流表接入的是0~3A的量程，分度值为0.1A，故读数为0.3A。
[4]为了减小误差，小于0.6A的电流应该选择0~0.6A的量程，此时的电流为0.3A，故接下来应断开开关，将与电流表“3A”的接线柱上的导线改接到“0.6A”接线柱上。
（3）[5]根据表格中数据，分别以电压为横坐标，对应的电流为纵坐标描出每组电压和电流，连接起来，如图所示
[6]根据图像，结合表格数据，可知，在电阻一定时，电压与对应的电流之比为定值，即电流与电压的函数关系为正比例关系，故在电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比。
（4）[7]根据表格数据，当时，，由欧姆定律的计算公式可得小灯泡正常发光时的电阻为
[8]根据表格数据，可知当电压分别为1.0V、1.5V、2.0V、3.0V对应电流为0.24A、0.30A、0.36A、0.44A，则电阻大小分别为
，，，
根据上述计算结果可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
[9]导体电阻与材料、长度、横截面积和温度有关。随着灯泡两端电压和电流越来越大，灯泡实际功率越来越大，温度越来越高，电阻也会随着温度升高而变大。
18. 小红学习了电阻的知识后，对当地山泉水的导电性产生了兴趣。查阅相关资讯后，她提出：“山泉水的导电性可能与水的温度有关”的猜想，并做了相应的实验设计。
（1）实验目的：探究山泉水的导电性强弱与______的关系；
（2）实验器材：电源、开关、电流表、电极、导线、电热水杯（含电源）、山泉水，为完成实验目的，她还需要的测量仪器是______；
（3）小红设计了如图甲所示的电路，小明看后指出了该电路可能存在的问题是______。为了避免问题发生，请你在虚线框内画出改进后的电路图______。
（4）改进之后，进行实验。请帮小红设计一个记录数据的表格______（表格内容根据实验设计需要自行填写）。
【答案】 ①. 温度 ②. 温度计 ③. 直接将电流表接在电源两端容易因电流过大而损坏电流表 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]根据题意，由小红同学的猜想可知，实验目的为探究山泉水的导电性强弱与温度的关系。
（2）[2]因为实验的目的为探究山泉水的导电性强弱与温度的关系，所以实验需要测量水的温度，故需要温度计。
（3）[3][4]由甲图，电路中只接入了电流表，相当于电流直接接在电源两端，由于电流表电阻较小，通过的电流较大，可能会损坏电流表，故需要在电路中串联安装一个保护电阻R0，如图所示
（4）[5]根据实验的目的，需要记录每次实验中水的温度及对应的电流表的示数大小，为使实验结论更具普遍性，应多次实验，设计实验表格如图所示
镜子质量m
1kg
额定电压U
220V
额定功率P
100W
镜面玻璃比热容c
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压
0.6
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
电流
0.06
0.10
0.14
0.18
0.22
0.26
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.30
0.36
0.40
0.44
实验次数
温度T/℃
电流表示数I/A
1
2
3
实验次数
温度T/℃
电流表示数I/A
1
2
3