河南省安阳市汤阴县2021-2022学年九年级上学期期末物理试题

2021-2022学年河南省安阳市汤阴县九年级（上）期末物理试卷

一、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第1～6题每小题只有一个选项符合题目要求；第7～8题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

1．（2分）下列说法正确的是（　　）

A．电能表是测量电功率的仪表 

B．1kg的水凝固成冰后，其内能变小 

C．物体的质量越大，其内能一定越大 

D．家用电器额定功率越大，工作时消耗的电能越多

2．（2分）中华诗词蕴含着丰富的物理知识，以下诗词中有关物态变化的分析正确的是（　　）

A．“霜叶红于二月花”，霜的形成是凝华现象，需要吸热 

B．“斜月沉沉藏海雾”，雾的形成是汽化现象，需要放热 

C．“露似真珠月似弓”，露的形成是液化现象，需要放热 

D．“已是悬崖百丈冰”，冰的形成是凝固现象，需要吸热

3．（2分）某家用电器正常工作时的电流为5A，此用电器可能是（　　）

A．电冰箱 B．日光灯 C．电饭煲 D．电风扇

4．（2分）“双减”政策出台后，各中学响应号召积极开展课后服务工作。如图所示，晚上6：00，走廊里的一长串灯同时亮着，这些灯的连接方式是（　　）

A．串联 B．并联 C．串联或并联 D．无法判断

5．（2分）小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（　　）

A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极 

B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极 

C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极 

D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极

6．（2分）如图（a）所示电路中，当闭合开关后，两只电压表的指针偏转均如图（b）所示，则灯L1和L2两端的电压分别为（　　）

A．6V  1.5V B．7.5V  1.5V C．1.5V  7.5V D．1.5V  6V

（多选）7．（2分）2021年10月16日凌晨，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（　　）

A．火箭加速升空时，将机械能转化为内能 

B．火箭选用氢作燃料是因为液态氢的热值大 

C．燃料的质量越大，热值越大 

D．火箭发动机的效率不可能达到100%

（多选）8．（2分）饮酒后驾驶机动车会严重危害公共安全，属违法行为。如图（甲）是某厂家设计的酒精测试仪的原理图，R为气敏电阻，R与酒精气体浓度的关系如图（乙）所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。闭合开关S后，酒精浓度增大时，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数变大 

B．电流表示数变大 

C．电压表与电流表示数的比值不变 

D．电压表与电流表示数的比值变小

二、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）

9．（4分）家庭电路中电灯、电视、电风扇的连接方式是 　   　（填“串联”或“并联”）；带有金属外壳的电水壶用三脚插头，是为了使用时让金属外壳与 　   　相连；磁体的相互作用规律是同名磁极相互 　   　，异名磁极相互 　   　（后两空填“排斥”或“吸引”）。

10．（2分）电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，外接充电器对蓄电池进行充电时，蓄电池相当于电路中的 　   　（选填“电源”、“用电器”或“开关”）；电动自行车充满电后，行驶工作过程中将电能转化为 　   　能。

11．（2分）小刚早上8：00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其它用电器，只让电冰箱工作。下午18：00回家后再次查看电能表，显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为 　   　kW•h，电冰箱的实际电功率为 　   　W。

12．（2分）合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，1吨垃圾能”榨”出170kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为　   　J，燃烧时燃料油的化学能转化为　   　能。

13．（2分）在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为　   　能；中午时段，太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，3h可以为电网提供电能　   　kW•h。

14．（2分）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过　   　方式改变牛奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为　   　J．[c牛奶＝4.2×103J/（kg•℃）]

三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）

15．（2分）用笔画线代替导线，将图中的拉线开关、电灯、熔断器和插座接入家庭电路中。要求：符合安全用电原则；熔断器控制插座；拉线开关控制电灯。

16．（2分）请你在图中，标出小磁针的N、S极及通电螺线管周围的磁感线方向。

四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）

17．（4分）利用如图所示甲的装置探究水沸腾时温度变化的特点。

（1）如图甲所示，是某小组安装的实验装置，合理的安装顺序是 　   　（填序号）。

①烧杯和水；

②酒精灯；

③铁夹A和温度计（含纸盖）；

④铁圈B和石棉网。

（2）如表是小燕记录的实验数据：

实验过程中，她发现在第3min时，水中的气泡在上升的过程中逐渐 　   　（填“变大”或“变小”）。

（3）实验中某时刻温度计的示数如图甲所示，此时水温是 　   　℃。

（4）图乙为某小组绘制的温度﹣时间图象，分析图象可知水沸腾时温度变化的特点是：　   　。

18．（6分）如图所示，这是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，此时左右两侧U形管内液面相平。

（1）连接电路时开关要 　   　。该实验中探究多因素问题时要采用 　   　。

（2）根据U形管中液面高度差判断电流通过导体产生的热量的多少，是采用了 　   　（选填“等效法”或“转换法”）。

（3）实验现象：将A、B两个接线头接入电路中，闭合开关，一段时间后，左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，实验结论：当导体的电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与 　   　成正比。

（4）实验现象：把右侧容器上端的定值电阻撤除，用10Ω的定值电阻代替右侧容器内5Ω的定值电阻，重复实验，发现右侧U形管中液面高度差大于左侧U形管中液面高度差。实验结论：当通过导体的 　   　和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与 　   　成正比。

19．（9分）小广用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电功率，电源电压为6V，小灯泡正常发光时的电阻大约为10Ω。现有规格分别为“10Ω，1A”和“20Ω，0.5A”的滑动变阻器各一个。

（1）为完成实验，应该选取规格为“　   　”的滑动变阻器。

（2）请用笔画线代替导线，完成图甲中电路的连接。

（3）小广检查电路无误后，闭合开关后，发现小灯泡不亮，接下来先进行的操作应该是 　   　（选填字母）。

A.检查导线连接是否良好

B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光

C.断开开关

D.观察电流表和电压表是否有示数

（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片改变小灯泡两端的电压，记录多组对应的电流，并在坐标上作出I﹣U关系图像，如图丙所示，图乙是电压表示数为2.5V时电流表的示数，小灯泡正常发光时的电功率是 　   　W。（结果保留一位小数）

（5）小灯泡正常发光时的电阻是 　   　Ω（结果保留一位小数），小广发现I﹣U关系图像是一条曲线，原因是 　   　。

五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）

20．（8分）为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，部分区域实现以电代煤、以气代煤。图甲是小明家的电饭锅电路原理图，该电饭锅有高温和保温两挡，由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅功率为1000W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为440W。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]根据相关知识，回答下列问题：

（1）饭煮熟后，开关S将 　   　（选填“闭合”或“断开”）。

（2）电热丝R的阻值为多少？

（3）用此电饭锅高温挡将质量为1kg、温度为25℃的水加热，使锅中水温升高60℃，需用时5min，求此加热过程中电饭锅的加热效率。

21．（9分）笔记本电脑已进入寻常百姓家庭，出差旅游时常随身携带。出于安全考虑，民航局规定，乘客可随身携带0.16kW•h以下的可充电设备。目前，部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题：

（1）某旅客携带的笔记本电脑电池容量3000mAh，输出电压15V，充满电后，若工作时的平均电流为1.5A，可连续工作多少时间？

（2）请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。

（3）使用发现，电脑工作时会发热，原因是 　   　。当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇启动，加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2，风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点，下列可能符合散热控温特点的原理图是如图所示中的 　   　。

2021-2022学年河南省安阳市汤阴县九年级（上）期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第1～6题每小题只有一个选项符合题目要求；第7～8题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

1．【解答】解：A.电能表是测量电功的仪表，故A错误；

B.水在凝固过程中会放出热量，所以1kg的水凝固成冰后，其内能变小，故B正确；

C.在温度、状态和物质种类均相同的情况下，物体的质量越大，内能越大，故C错误；

D.由公式W＝Pt可知，消耗电能的多少与功率和时间有关，家用电器额定功率大，但不知道工作时间，消耗电能的多少无法确定，故D错误。

故选：B。

2．【解答】解：A、“霜叶红于二月花”，霜是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，是凝华现象，凝华放热，故A错误；

B、“斜月沉沉藏海雾”，雾是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠，是液化现象，需要放热，故B错误；

C、“露似真珠月似弓”，露的形成是液化现象，需要放热。故C正确；

D．“已是悬崖百丈冰”，冰是水凝固形成的，是凝固现象，需要放热，故D错误。

故选：C。

3．【解答】解：该用电器的功率P＝UI＝220V×5A＝1100W。

A、电冰箱的功率约200W，故A不符合题意；

B、日光灯的功率约40W，故B不符合题意；

C、电饭煲属于大功率用电器，其功率在1000W以上，故C符合题意；

D、电风扇的功率约为60W，故D不符合题意。

故选：C。

4．【解答】解：走廊里的一长串灯总是同时亮，同时熄灭，有时损坏了一盏，其它灯也会亮，由此可见这些灯可以独立工作，互不影响，因此这些灯之间是并联的。

故选：B。

5．【解答】解：（1）由图可知，小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的b端为S极、a端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，所以c端为正极，故ACD错误，B正确。

故选：B。

6．【解答】解：由电路图知，闭合开关后，L1和L2串联，电压表V1测L2两端电压，V2测电源电压，

由串联电路的电压特点知，V2示数应大于V1的示数，而两电压表指针位置相同，所以V2使用0～15V量程，由图（b）知，电源电压U＝7.5V；

V1使用0～3V量程，由图（b）知，L2两端电压U2＝1.5V，

L1两端电压U1＝U﹣U2＝7.5V＝1.5V＝6V。

故选：A。

7．【解答】解：A、火箭加速升空，由于速度增大，火箭的动能增加，升空过程中，重力势能都增加，则火箭的机械能增加，是由燃料燃烧获取的内能转化过来的，故A错误；

B、液氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料，液氢可以释放更多的热量，所以火箭选用氢作燃料是因为氢气的热值大，故B正确；

C、燃料的热值是燃料本身的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故C错误；

D、发动机在工作过程中总是会有能量的损失，所以火箭发动机的效率永远小于100%，故D正确。

故选：BD。

8．【解答】解：

由电路图可知，定值电阻R0与气敏电阻R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。

AB、由图象可知，当酒精浓度增大，R的阻值变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；

由U＝IR可知，R0两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定不变，所以，R两端的电压变小，即电压表的示数变小，故B正确、A错误；

CD、由电压表的示数变小、电流表的示数变大可知，电压表与电流表示数的比值变小，故C错误、D正确。

故选：BD。

二、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）

9．【解答】解：家庭电路中电灯、电视、电风扇在工作时互不影响，所以是并联的关系；

带有金属外壳的电水壶用三脚插头，是为了使用时让金属外壳与大地相连，避免用电器的金属外壳漏电时发生触电事故；

磁体的相互作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

故答案为：并联；大地；排斥；吸引。

10．【解答】解：在对蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，相当于电路中的用电器；

电动自行车充满电后，行驶工作过程中将电能转化为机械能。

故答案为：用电器；机械。

11．【解答】解：

（1）由图知，小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能：

W＝10124.1kW•h﹣10123.6kW•h＝0.5kW•h；

（2）t＝18：00﹣8：00＝10h，

电冰箱的实际电功率：

P＝＝＝0.05kW＝50W。

故答案为：0.5；50。

12．【解答】解：

（1）燃料油完全燃烧释放出的热量：

Q放＝mq＝170kg×4.0×107J/kg＝6.8×109J；

（2）燃料油燃烧过程中，将燃料油的化学能转化为内能。

故答案为：6.8×109；内。

13．【解答】解：

在国家“光伏扶贫”项目中，小明家安装了太阳能发电系统，白天太阳能电池板发电，向电网提供电能，此过程中太阳能转化为电能；

太阳能电池板的输出电压为500V，输出电流为20A，3h可以为电网提供电能：

W＝UIt＝500V×20A×3h＝10000W×3h＝10kW×3h＝30kW•h。

故答案为：电；30。

14．【解答】解：

给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能；

由图乙可知，牛奶升高的温度：△t＝40℃﹣20℃＝20℃，

则牛奶吸收的热量：

Q吸＝c牛奶m牛奶△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×20℃＝2.1×104J。

故答案为：热传递；2.1×104。

三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）

15．【解答】解：（1）灯泡接法：开关接在灯和火线之间，零线直接与灯泡的螺旋套相连：

（2）安装三孔插座的原则，左孔接零线，中间插孔与地线相连，右孔接火线，保险丝要接在火线上；

如下图所示：

16．【解答】解：题中知道电流的方向，根据安培定则可以判断出螺线管的极性，再根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互排斥，可以画出如图所示：

四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）

17．【解答】解：（1）酒精灯要使用外焰加热，所以合理顺序应先放好酒精灯，由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度；温度计测量液体温度时，玻璃泡要浸没在液体中，不能接触容器底和壁，所以接着应放置烧杯，最后安装温度计。即顺序为：②④①③；

（2）分析表中数据可知，在0～4min过程中，水的温度升高，水没有沸腾，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）如图甲，温度计的分度值是1℃，此时水温是93℃；

（4）通过表格数据可知，水沸腾时保持98℃不变，水沸腾时温度变化的特点是：吸热，温度不变。

故答案为：（1）②④①③；（2）变小；（3）93；吸热，温度不变。

18．【解答】解：（1）连接电路时，为了保护电路，开关要断开；电流通过导体时产生热量的多少与多个因素有关，实验中采用的是控制变量法；

（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，容器内气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这是转换法；

（3）将A、B两个接线头接入电路中，由于两个电阻并联后与左边的电阻串联，根据并联电路电流的规律，通过左侧电阻的电流大于右侧电阻的电流，一段时间后，左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，这表明左侧电阻产生的热量多，故实验结论为：当导体的电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与电流的大小有关，电流越大，产生的热量越多，产生的热量与电流的平方成正比；

（4）把右侧容器上端的电阻撤除，用10Ω的定值电阻代替容器内5Ω的定值电阻，重复实验，此时左侧电阻与右侧电阻串联，通过的电流和通电时间相同，发现右侧U形管中液面高度差大于左侧U形管中液面高度差，这表明电阻越大，产生的热量越多，故结论为：在电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电阻大小成正比。

故答案为：（1）断开；控制变量法；（2）转换法；（3）电流的平方；（4）电流；电阻大小。

19．【解答】解：（1）小灯泡的额定电压UL＝2.5V，电阻大约为10Ω，

由欧姆定律可得灯的额定电流：

IL＝＝＝0.25A，

根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，变阻器分得的电压为：UR＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，

由欧姆定律可得此时变阻器连入的阻值：

R滑＝＝＝14Ω＞10Ω，故选用“20Ω，0.5A”的滑动变阻器；

（2）因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，电压表与小灯泡并联，由（1）知电流表的量程为0～0.6A，且与小灯泡串联，开关与小灯泡串联，如下图所示：

；

（3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，先观察电流表和电压表是否有示数判断出电路大致情况，故选D；

（4）由图乙知电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.22A，小灯泡额定功率为：

P＝ULI＝2.5V×0.22A≈0.6W；

（5）小灯泡正常发光时的电阻为：RL＝＝≈11.4Ω；

由图丙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡的功率变大，温度升高，小灯泡的电阻随温度的升高而增大。

故答案为：（1）20Ω，0.5A；（2）见解答图；（3）D；（4）0.6；（5）11.4；小灯泡的电阻随温度的升高而增大。

五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）

20．【解答】解：（1）由P＝可知，电路中电阻越大时，功率越小。因此闭合S时，R被短路，只有R0工作，电路中的电阻小，功率大，电饭锅处于高温挡；

断开S时，R0和R串联，电路中电阻大，功率小，电饭锅处于保温挡，

饭煮熟后只需要低温挡保温，因此开关S将断开；

（2）R0的阻值为：R0＝＝＝48.4Ω，

R和R0的总电阻为：R总＝＝＝110Ω，

由串联电路电阻规律可得，R的阻值为：

R＝R总﹣R0＝110Ω﹣48.4Ω＝61.6Ω；

（3）水吸收的热量为：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×60℃＝2.52×105J，

电饭锅消耗的电能为：W＝P高t＝1000W×5×60s＝3×105J，

电饭锅的加热效率为：η＝×100%＝×100%＝84%。

答：（1）断开；（2）电热丝R的阻值为61.6Ω；（3）加热过程中电饭锅的加热效率为84%。

21．【解答】解：

（1）笔记本电脑电池容量：3000mAh，平均电流为Ⅰ＝1.5A＝1500mA，

工作时间：t＝＝2h；

（2）笔记本电脑电池充满电后能量：

W＝UIt＝15V×3A×3600s＝162000J＝0.045kW•h，

因为0.045kW•h＜0.16kW•h，所以该笔记本电脑能带上民航飞机。

（3）由电流的热效应知，电流通过导体会产生热量，所以电脑工作时会发热；

由题知，当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇才启动，所以风扇与其它工作系统互不影响，即是并联的，所以S1只控制风扇，开关S2在干路上控制风扇和工作系统，故B符合题意。

故答案为：（1）笔记本电脑可连续工作2小时；

（2）该旅客能将此笔记本电脑带上民航飞机；

（3）电流通过导体会产生热量；B。

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