安徽省淮北市2023-2024学年九年级上学期期末物理试题（B卷）（解析版+原卷版）

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一、填空题（每空2分，共20分）
1. 寒冷的冬天，坐在教室内的同学为了取暖，经常将双手不停地搓擦，这是用______方法改变手的内能。
【答案】做功
【解析】
【详解】改变物体内能方式有两种：做功和热传递，为了取暖，经常将双手不停地搓擦，是克服摩擦做功使手的内能增大，温度升高。
2. 我国西晋学者张华在《博物志》中写道“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声”。意思是人们梳头、穿衣时会看到小火星并听到微弱响声。若摩擦过的梳子所带电荷与毛皮摩擦过的橡胶棒上所带电荷种类相同，则可推断梳子在摩擦过程中______（选填“得到”或“失去”）电子。
【答案】得到
【解析】
【详解】毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒得到电子带负电。摩擦过的梳子与橡胶棒所带电荷种类相同，可推断梳子带负电，其原因是梳子在摩擦过程中得到电子。
3. 2023年9月23日，在万众瞩目之下，第19届亚运会在杭州奥体中心开幕，据亚运会组委会透露，主火炬塔的燃料首次使用甲醇，如果在燃烧的过程中甲醇燃烧不完全，甲醇的热值______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】不变
【解析】
【详解】热值是燃料本身具有的一种性质，热值与燃料种类有关，与质量和是否完全燃烧无关，如果在燃烧的过程中甲醇燃烧不完全，甲醇的热值不变。
4. 冬天到了，妈妈为了让小语在学习时候有个温暖的环境，买了一台取暖器，上面标有“220V 1000W”的字样，这里“1000W”表示的物理意义是______。
【答案】该用电器的额定功率是1000W
【解析】
【详解】某个用电器标有“220V 1000W”，220V是用电器的额定电压，表示灯泡正常工作的电压是220V；1000W是用电器的额定功率，表示该用电器在220V下的电压下工作时的功率是1000W。
5. 如图所示的电路中，当S1断开、S2闭合时，电压表示数为3V；当S1闭合、S2断开时，电压表示数为1V。灯L1和L2的电阻比为______。
【答案】1∶2
【解析】
【详解】由电路图可知，当S1断开、S2闭合时，两灯泡串联，电压表测电源电压，已知电压表示数为3V，则电源电压为3V。当S1闭合、S2断开时，两灯泡仍然串联，电压表测L1两端的电压，此时电压表示数为1V，即L1两端的电压U1=1V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯L2两端的电压
U2=U﹣U1=3V﹣1V=2V
根据串联电路的分压规律可知，在串联电路中，各用电器两端的电压之比等于它们的电阻之比，所以灯L1和L2的电阻之比为
R1∶R2=U1∶U2=1V∶2V=1∶2
6. 小华新买了一台电热水壶，想测量一下它的电功率，于是他利用如图所示的电能表进行测量，他关掉家里其他用电器，只让电热水壶工作，观察到电能表转盘在10min内刚好转了720r，则电热水壶实际电功率为______W。
【答案】1200
【解析】
【详解】电能表上的参数N=3600r/（kW·h）表示电路中的用电器每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转过3600转，则电能表的转盘转了n=720r，电热水壶消耗的电能
电热水壶的工作时间：t=10min，由电功率的计算公式可得，电热水壶的功率
7. 随着科技的进步，人们开始使用无人机喷洒农药，如图所示，该无人机有4个旋翼，每个旋翼的通过的电流为2A，额定电压为15V，电动机线圈的电阻为2Ω。则该无人机正常工作10s，输出的机械能为______J。
【答案】880
【解析】
【详解】每个机翼消耗的电能
W=UIt=15V×2A×10s=300J
每个机翼的电动机的线圈产生的热量
Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×10s=80J
无人机每个机翼输出的机械能
W机械=W-Q=300J-80J=220J
根据题意可知，无人机有四个机翼，则该无人机正常工作10s，输出的机械能
W′=4W机械=4×220J=880J
8. 现有甲、乙两个灯泡，上面分别标有“220V 40W”和“220V 100W”的字样，如果将它们串联在家庭电路中使用，不考虑灯丝电阻的变化，则______灯发光更亮。（选填“甲”或“乙”）
【答案】甲
【解析】
【详解】两灯的额定电压均为220V，两灯的额定功率分别为40W和100W，由的变形式可知，两灯泡的电阻关系为R甲＞R乙；两灯泡串联接在家庭电路中使用时，因串联电路中各处的电流相等，由P=I2R可知，甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，所以甲灯更亮。
9. 在如图所示家庭电路中，闭合开关S，灯泡不发光，用试电笔检测双孔插座左右两孔，氖管都发光。若电路中只有一处故障，由此可推断发生断路故障的是______。（选填“fe”或“ed”）
【答案】fe
【解析】
【详解】闭合开关S，灯泡不能发光，这说明电路可能出现了断路故障；用试电笔检测双孔插座左右两孔，氖管都发光，说明火线上一定“有电”，则保险丝是完好的，所以没有发生短路故障，则一定是某处断路了；用试电笔检测双孔插座左右两孔时，氖管都发光，也说明插座的两孔与火线接通且d点与进户零线未接通，所以故障是fe之间发生了断路（即进户零线断路）。
10. 如图甲所示电路中，电源电压、灯泡L1、L2的电阻均保持不变，且灯泡L2的电阻为5Ω。只闭合开关S1时，电流表指针如图乙所示。随后断开开关S1，调整电流表接线柱后，同时闭合开关S1和S2时，电流表指针也如图乙所示，则此时电压表示数为______V。
【答案】4
【解析】
【详解】由图甲可知，只闭合开关S1时，只有灯泡L1接入电路，电流表测通过灯泡L1的电流；调整电流表接线柱后，同时闭合开关S1和S2时，灯泡L1、L2并联，电流表测干路电流；由题意和图乙可知，两次电流表的指针位置相同，且电流表大小量程的读数分别为1A、0.2A，因并联电路中各支路互不影响，则两开关都闭合时通过灯泡L1的电流不变，由并联电路的电流特点可知，干路电流大于任意一支路的电流，所以，两开关都闭合时通过灯泡L1的电流为0.2A，此时干路电流为1A，由并联电路的电流特点可知，两灯并联时通过灯泡L2的电流
I2=I﹣I1=1A﹣0.2A=0.8A
由图知，两灯并联时电压表测R2两端的电压（也是测电源电压），由欧姆定律可得此时电压表的示数
UV=U2=I2R2=0.8A×5Ω=4V
二、选择题（每题2分，共14分，每题只有一个选项符合要求）
11. 茶文化在中国已经有几千年的历史，在寒冷的冬季，泡上一壶茶，手握着茶杯，闻着浓浓的茶香，品一杯热茶，浑身上下暖暖的感觉。在品茶过程中涉及到的物理知识，下列说法错误的是（ ）
A. 闻到茶香，这是一种扩散现象
B. 开水能很快泡出茶香，是因为温度越高，分子热运动越剧烈
C. 烧水时水蒸气将壶盖顶起的能量转化与汽油机做功冲程相同
D. 热茶上方冒出的白雾是一种汽化现象
【答案】D
【解析】
【详解】A．闻到茶的香味，是分子热运动（无规则运动）的结果，这是扩散现象，故A正确，不符合题意；
B．开水能很快泡出茶香，是因为温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快，故B正确，不符合题意；
C．水蒸气将壶盖顶起，对壶盖做功，能量转化是内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相同，故C正确，不符合题意；
D．热茶上方冒出的白雾，是因为水蒸气遇冷液化而形成白雾，故D错误，符合题意。
故选D。
12. 下列有关电流、电压及电阻的说法正确的是（ ）
A. 当有电流通过电阻时，电阻两端一定有电压
B. 导体没有电流通过时，它的电阻也是零
C. 通过导体的电流越大，会导致导体两端的电压越大
D. 铜的导电性比较好，适合用来制作滑动变阻器的电阻丝
【答案】A
【解析】
【详解】A．电压是形成电流的首要条件，电阻有电流通过，则电阻两端一定有电压，故A正确；
B．电阻是导体本身的特性，导体电阻大小与导体材料、长度、横截面积有关，与电压、电流大小无关，故B错误；
C．电压是电源提供的，与电流大小无关，故C错误；
D．铜的导电性比较好，由于相同长度和粗细的情况下，铜的电阻较小，不适合做电阻丝，可以用来制造导线，故D错误。
故选A。
13. 关于家庭电路和安全用电，下列符合安全用电规范是（ ）

A. 图甲：三脚插头中的L脚接地线
B. 图乙：测电笔使用时要用指尖抵住笔尾金属电极
C. 图丙：空气开关跳闸，一定是家庭电路出现短路情况造成的
D. 图丁：发生此类触电时，电路中的“漏电保护器”会自动切断电路
【答案】B
【解析】
【详解】A．三脚插头中较长的插脚E是接用电器的金属外壳的，三孔插座的E是接地线的，当三脚插头插入到三孔插座时，用电器金属外壳就接地了，L是接火线的，故A不符合题意；
B．图乙中，测电笔可以用来区分零线和火线，使用时要用指尖抵住上端的金属帽，故B符合题意；
C．空气开关跳闸，可能是家庭电路出现短路，也可能是用电器总功率过大，故C不符合题意；
D．这种现象电流会从人的右手边到左手边回到零线，火线和零线中的电流相等，所以漏电保护器不会自动切断电路，故D不符合题意。
故选B。
14. 关于热量、温度、内能下列说法中错误的是（ ）
A. 热量有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
B. 同一物体温度升高，内能增加
C. 物体的内能与温度有关，只要温度不变，内能一定不变
D. 物体的机械能增加时，其内能不一定增加
【答案】C
【解析】
【详解】A．发生热传递的条件是：有温度差，所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体；内能小的物体的温度不一定低，所以热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体，故A正确，不符合题意；
B．同一物体质量一定，温度升高，内能增加，故B正确，不符合题意；
C．物体温度不变，内能有可能增加或减少；例如，晶体熔化过程，吸收热量，温度不变，内能增加，晶体凝固过程，放出热量，温度不变，内能减少，故C错误，符合题意；
D．机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的运动和分子间的相互作用情况有关，内能和机械能无必然联系，物体的机械能增加时，其内能不一定增加，故D正确，不符合题意。
故选C。
15. 冬奥会闭幕式，梦幻五环缓缓升起，当电源开关S1闭合时舞台灯亮起，当按下开关S2时，电动机才能启动控制火炬头降落；若舞台灯不亮，电动机也不能启动，下列电路设计符号上述要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当电源开关S1闭合时，舞台灯亮起，此时电动机不工作，S2闭合，电动机才能启动，即两者是并联的，且S1在干路上，S2在电动机支路上，由各选项电路图知，ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
16. 在探究“电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关”实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示，通电后，观察U形管中液面高度的变化。则下列分析正确的是（ ）
A. 甲、乙、丙三个容器内，流过三个电阻的电流相等
B. 要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
C. 要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
D. 要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
【答案】D
【解析】
【详解】A．丙容器中两电阻并联后再与甲、乙两容器中的电阻串联接入电路，根据串联电路和并联电路电流的规律可知，通过甲、乙两容器中的电阻的电流相同，都大于通过丙容器中的电阻的电流，故A错误；
B．通过甲容器中的电阻与乙容器中的电阻的电流相同，两容器中的电阻不同，要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化，故B错误；
CD．甲容器中的电阻与丙容器中的电阻相同，电流不同，要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化，故C错误，D正确。
故选D。
17. 图示电路中，电源电压不变，R为滑动变阻器，L为小灯泡（假设灯丝电阻不变)。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动过程中（ ）
A. 电流表示数变小，小灯泡变暗
B. 电压表示数变大，小灯泡变亮
C. 电压表示数与电流表示数的比值变小，小灯泡变亮
D. 电压表示数与电流表示数的比值不变，小灯泡变亮
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由图知道，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，所以电压表示数与电流表示数的比值即滑动变阻器接入电路的电阻，由图知道，滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动过程中，接入电路中的电阻变小，即电压表示数与电流表示数的比值变小；
当滑动变阻器接入电路中的电阻变小时，电路中的总电阻变小，由知道，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，由于灯丝电阻不变，由U=IR知道，灯泡两端的电压变大，由知道，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮；
由串联分压知道，此过程中滑动变阻器两端电压变小，故电压表示数变小；
综上所述，只有C正确。
故选C。
三、实验题（每空2分，共16分）
18. 小西暑假去了海边，发现中午的时候沙子烫脚，而海水是温的，于是回到家中利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下：

（1）在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水；
（2）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象，如图乙所示；
（3）实验中，是通过比较______来间接反映沙子和水吸收的热量；
（4）分析图乙可知，______的比热容较大。
【答案】 ①. 加热时间 ②. 水
【解析】
【详解】（3）[1]因为沙子和水都是用相同的酒精灯加热，在热源相同的情况下，单位时间内放出的热量相同，沙子和水吸收热量的多少就可以通过加热时间来反映，加热时间越长，酒精灯火焰放出的热量就越多，则意味着物体吸收热量越多。
（4）[2]根据图乙可知，相同质量的沙子和水加热相同时间，吸收的热量相等，水升高的温度较低，沙子升高的温度较高，说明水的吸热能力强，沙子的吸热能力弱，由Q=cmΔt可知，水的比热容较大。
19. 某实验小组利用如图甲所示的电路探究“导体中的电流与电阻的关系”，已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻的阻值分别为20Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0~50Ω”，
（1）按照电路图甲连接好实物图；______
（2）每次随机选取一个定值电阻进行实验，当把20Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关发现电压表的示数变小了，此时应该向______（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为______V；
（3）该小组一共进行了三次实验，根据记录的数据画出电流与电阻关系的图象如图乙所示，请你帮该小组总结一下本实验得出的结论：______。
【答案】 ①. ②. 左 ③. 2 ④. 在电压一定时，电流和电阻成反比
【解析】
【详解】（1）[1]依次将电源、开关、电流表、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表并联在定值电阻两端。滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，可将滑动变阻器的左下接线柱接入电路。如图：
（2）[2][3]探究“导体中的电流与电阻的关系”的实验，应控制定值电阻两端的电压不变，根据乙图数据可知，定值电阻两端的电压
U=IR=0.4A×5Ω＝2V
实验中，当把20Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变小，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要减小滑动变阻器接入电路阻值，故此时他应该向左调节滑动变阻器的滑片到合适位置，使电压表的示数为2V。
（3）[4]图象为反比例函数，通过本实验得出的结论：在电压一定时，电流和电阻成反比。
20. 学完电功率之后，小明想测量测小灯泡的电功率，他所用器材有：4节新干电池，额定电压为2.5V的小灯泡，标有“40Ω 1A”的滑动变阻器以及符合实验要求的电压表、电流表、开关和导线。
（1）小明按照电路图连接了图甲所示的实物图，闭合开关前应将滑片P置于最______端；（选填“左”或“右”）
（2）小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示的U-I图象，根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W；
（3）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小明又用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计了如图丙所示的电路，然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，接着保持滑片位置不变，将电压表的b点接线改接到c点，观察并记录电压表示数U，则小灯泡的额定功率可表示为P额=______。
【答案】 ①. 左 ②. 0.5 ③. 2.5V
【解析】
【详解】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前应将滑片P置于阻值最大处，即最左端。
（2）[2]由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，则小灯泡额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
（3）[3]电压表测小灯泡两端的电压，当电压为2.5V时，小灯泡正常发光；接着保持滑片位置不变，根据电流从电压表正接柱流入，将电压表的b接线改接到c点，观察并记录电压表示数U，因各电阻的大小和电压大小都不改变，根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压为
U0=U﹣2.5V
由欧姆定律，通过定值电阻的电流
I0
根据串联电路电流的规律，即为灯的额定电流，则小灯泡的额定功率可表示为
P额=U额I0=2.5V
四、计算题（21题6分，22题6分，23题8分，共计20分。解答要有必要的过程和公式，只有最终结果不得分）
21. 随着人类活动和消费水平的提高，垃圾数量不断增加，对环境造成了巨大压力，垃圾分类势在必行，而且合理利用还可以变废为宝。如果1kg垃圾可以炼制0.21kg燃油，燃油的热值为4.0×107J/kg，求：
（1）1kg垃圾炼制的燃料油完全燃烧释放出的热量；
（2）这些能量能使汽车发动机以恒定功率P=56kW行驶60s，求汽车发动机的效率。
【答案】（1）8.4×106J；（2）40%
【解析】
【详解】解：（1）1kg垃圾可以炼制0.21kg燃油，炼制的燃料油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=0.21kg×4.0×107J/kg=8.4×106J
（2）这些能量能使汽车发动机以恒定功率P=56kW行驶60s，发动机做的功为
W=Pt=56×103W×60s=3.36×106J
则汽车发动机的效率为
答：（1）1kg垃圾炼制的燃料油完全燃烧释放出的热量为8.4×106J；
（2）汽车发动机的效率为40%。
22. 某兴趣小组设计了一个用电表示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，阻值为20Ω。电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。R0是热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系图象如图乙所示。闭合开关S后，当环境温度为40℃时，此时电压表的示数为2V。求：
（1）此时通过R0的电流；
（2）电源电压；
（3）为保证电路安全，此电路能反映环境的最低温度是多少℃。
【答案】（1）0.2A；（2）6V；（3）20℃
【解析】
【详解】解：（1）闭合开关，R 与R0串联接入电路，电压表测热敏电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图乙可知当环境温度为40℃时，热敏电阻的阻值为10Ω，根据欧姆定律可得此时通过R0的电流
（2）由于R1与R0串联，串联电路各处电流相等，则
I1＝I0＝0.2A
根据欧姆定律可得定值电阻两端的电压
U1＝I1R1＝0.2A×20Ω＝4V
串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压
U＝U1+U0＝4V+2V＝6V
（3）由图乙可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，电压表量程为0～3V，根据串联分压原理可知电压表示数最大时，热敏电阻接入电路的阻值最大，此时温度最低，此时定值电阻两端的电压
U1′＝U﹣U0′＝6V﹣3V＝3V
此时通过电路的电流
I0.15A
此时热敏电阻接入电路的阻值
由图乙可知此时的温度为20℃。
答：（1）通过R0的电流为0.2A；
（2）电源电压为6V；
（3）为了保证电路安全，此电路能反映环境的最低温度是20℃。
23. 如图所示是小丽和队友们设计的电炖锅的电路图，该电炖锅有“大火”和“小火”两个挡位。已知电源电压为100V，加热电阻R1=40Ω、R2=10Ω。求：
（1）电炖锅用“小火”炖煮时，电路中电流I；
（2）电炖锅用“大火”炖煮时，消耗的电功率P大；
（3）图乙为其在这次工作过程中功率随时间变化的图象，如果用它炖煮食物30min，求消耗的电能。
【答案】（1）2A；（2）1000W；（3）1.32×106J
【解析】
【详解】解：（1）当S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P可知总功率较小，实现“小火”炖煮，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流
I2A
（2）当S1、S2都闭合时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P可知总功率较大，实现“大火”炖煮，则消耗的电功率
P大1000W
（3）电炖锅用“小火”炖煮时，电功率
炖煮食物30min，消耗的电能
答：（1）电炖锅用“小火”炖煮时，电路中的电流I为2A；
（2）电炖锅用“大火”炖煮时，消耗的电功率P大为1000W；
（3）图乙为其在这次工作过程中功率随时间变化的图象，如果用它炖煮食物30min，消耗的电能为1.32×106J。