安徽省淮南市洞山中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷

这是一份安徽省淮南市洞山中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷，共15页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则运动员在下落过程中( )
A. 重力势能转化为动能，机械能增大B. 重力势能转化为动能，机械能不变
C. 动能转化为重力势能，机械能增大D. 动能转化为重力势能，机械能不变
2.关于电功、电功率的下列说法正确的是( )
A. 电流做功的过程就是电能转化为内能的过程
B. 用电器的电功率越大，电流做功就越快
C. 千瓦和千瓦时都是电功率的单位
D. 工作时间短的用电器消耗的电能少
3.如图所示，用的拉力使重物匀速上升，已知物体的重力为忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力，下列说法正确的是( )
A. 绳子末端移动的距离是
B. 拉力做的功是
C. 滑轮组的机械效率是
D. 动滑轮的重力是1N
4.如图所示是种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。下列说法正确的是( )
A. 温度计中的水银是绝缘体
B. 电铃响时，电磁铁右端是N极
C. 温度降低到以下，电铃响
D. 电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱
5.如图所示，电源电压保持不变，，当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示，则电源电压的大小和滑动变阻器的最大值分别为( )
A. B. C. D.
6.小花利用电能表测量其家用电器的电功率，当电路中只有这个用电器工作时，测得内，消耗电能，则这个用电器可能是( )
A. 空调B. 电冰箱C. 日光灯D. 收音机
7.如图所示，电源电压保持不变，闭合开关和，灯L正常发光，则断开开关时( )
A. 电流表示数变大，灯L变亮B. 电压表示数变大，灯L的实际功率变小
C. 电流表示数变小，灯L仍然正常发光D. 电压表示数不变，电路的总功率变大
二、填空题：本大题共8小题，共26分。
8.在中考体能测试中，质量为60kg的同学选择跳绳项目，他在内跳180个，假设他每次跳离地面的平均高度为5cm，他跳绳功率是______ W。
9.小明想设计一个地震自动报警器，他找来了一个报警灯泡，其电阻是。从其铭牌上可知灯泡在正常工作时的电压是3V，但小明手边现有的电源电压是9V，要把电灯接在这个电源上，并使它正常工作，应给它______联一个______的电阻。
10.在试管中装适量的水，试管口用塞子塞住，用酒精灯对试管加热，如图所示。加热一段时间后，塞子冲出时，看到试管口出现了“白气”。此时，管内气体与瓶塞之间发生了能量转化，这种转化与四冲程汽油机______选填“压缩”或“做功”冲程的能量转化相同。
11.实验室常用的双量程电压表是由小量程的电流表灵敏电流计改装而成的。我们可以把小量程的电流表和一个分压电阻串联在一起当成一个电压表，如图所示是小聪利用灵敏电流计和不同的定值电阻串联后改装成电压表的原理图，若，则改装后的电压表的量程______填“>”“=”或“<”电压表的量程。
12.有一种亮度可以调节的小台灯，其工作电路如图甲所示。如果电源电压为220V，灯泡L的额定电压为24V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为______，调节滑动变阻器R的滑片P，使灯泡L的实际功率为时，此时滑动变阻器R连入电路的阻值是______。
13.电流表和电压表本身就有一定大小的阻值，正常工作时均有电流通过，接入电路后电流表会分压，电压表会分流，导致测量值不准。如图所示为测电阻阻值大小的两种接法其他元件未画出，如果考虑电流表和电压表对电路的影响。则利用图甲测得的阻值______；图乙测得的阻值______均选填“偏大”或“偏小”。
14.如图所示的是用来描绘某-磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，b点的磁场比a点的磁场______选填“强”或“弱”；若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其S极指向______处选填“P”或“Q”。
15.如图所示是奥斯特实验：
①图甲和图乙所示实验说明______；
②图甲和图丙所示实验说明______。
三、实验探究题：本大题共2小题，共16分。
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：电源电压恒为6V不变、小灯泡额定电压为，灯丝的电阻约为、电流表、电压表、开关各一个，规格为“，”的滑动变阻器一个，导线若干。
连接好电路后，闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P置于A端，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”。
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，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；根据实验数据作出了小灯泡的图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______ W。
17.用如图的实验装置“探究电流产生的热量跟什么因素有关”实验前“U”形管内液面是相平的。
通电一段时间，通过观察______比较出瓶内电阻丝的发热多少，这种研究物理问题的方法叫做______；
图乙中右侧盒外连接的电阻，它的作用是使通过电阻C、D中的______不相等；
图甲探究的是电流通过导体产生的热量与______的关系；图乙探究的是电流通过导体产生的热量与______的关系。
四、计算题：本大题共3小题，共14分。
18.如图是小明家新买的电热饮水机的电路图，饮水机上有“加热”和“保温”两个挡位，其中和为电阻丝。[已知。
试分析说明：开关S接哪一挡“1”或“2”时为保温挡。
在额定电压下饮水机在“加热”和“保温”时，电路消耗的总功率分别为500W、22W。求和的电阻。不考虑温度对电阻阻值的影响
19.如图所示的电路中，电源电压为15V，灯泡L上标有“10V，”字样，R为定值电阻。闭合开关S时，灯泡L恰好正常发光。通过计算回答：
灯泡L的额定功率是多少瓦？
整个电路在内消耗的电能是多少焦？
20.如图所示为家用电能表，为测试某款电热水壶的工作性能，将该电热水壶单独接在电路中．给水壶注入温度为的水，加热到刚好沸腾，在这段时间内发现如图所示电能表的转盘转了108转．已知
计算：
水吸收的热量
该热水壶的加热效率．
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：不计空气阻力，运动员的机械能是守恒的；运动员在下落过程中质量不变，速度增大，动能变大；高度减小，重力势能变小，此过程中重力势能转化为动能，故B正确。
故选：B。
动能大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关。
此题考查了动能和势能的转化，要注意不考虑空气阻力机械能守恒。
2.【答案】B
【解析】解：A、电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，不是都转化为内能，故A错误；
B、电功率反映了电流做功的快慢程度，用电器的电功率越大，做功就越快，故B正确；
C、千瓦是电功率的单位，千瓦时是电功的单位，故C错误；
D、根据可知，不知道电功率的大小，只根据工作时间无法判定用电器消耗的电能多少，故D错误。
故选：B。
电功是表示电流做功多少的物理量，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程；
电功率是电功与做功时间的比，反映了电流做功的快慢程度。
本题是一道基础题，知道电功及电功率的物理意义、知道电功与电功率的关系是正确解题的关键。
3.【答案】C
【解析】解：
A、由图知，则绳子末端移动的距离：，故A错误；
B、拉力做的总功：，故B错误；
C、有用功为：；
机械效率为：，故C正确；
D、拉力做的额外功：；
不计绳重和滑轮的摩擦，由可得，动滑轮的重力：，故D错误。
故选：C。
根据求出有用功，根据求出绳子自由端移动距离，根据求出总功，根据机械效率公式求出机械效率的大小；根据求出克服动滑轮重做的额外功，再根据求出动滑轮重。
此题主要考查的是学生对有用功、总功、额外功、机械效率计算公式的理解和掌握，基础性题目。
4.【答案】B
【解析】解：
A、水银容易导电，是导体，故A错误；
B、电铃响时，电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，电磁铁右端是N极，故B正确；
C、温度降低到以下，例如时水银与金属丝不接触，电磁铁的电路中无电流，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，则电铃中无电流通过，电铃不响；当温度降低到及以下，水银与金属丝接触，电磁铁的电路中电流，电磁铁具有磁性，会吸引衔铁，电铃中有电流通过，电铃响，故C错误；
D、电铃响且滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，电磁铁磁性变强，故D错误。
故选：B。
根据安培定则判断通电螺线管的NS极；
图中这一装置由两部分电路组成，左端电路的控制要点在于水银柱的变化，而右端的控制要点则在电磁铁对衔铁的吸引，再由此分析电路中温度变化时的工作情况。
明确图中左侧为控制电路，右侧为工作电路，两电路依据中间的电磁铁来发生相互作用，是搞清这一装置原理的关键点之一，同时，还应明确水银也是导体，当其与上方金属丝接通时，也成为了电路的一部分。
5.【答案】D
【解析】解：由图甲知，闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
当滑片在a端时，滑动变阻器全部接入电路，由图象乙可知，此时滑动变阻器两端电压，通过滑动变阻器的电流；
由可知，滑动变阻器的最大电阻：；
根据串联电路的电流特点可知，此时通过定值电阻的电流；
根据串联电路的电压特点可知，电源电压，故ABC错误，D正确。
故选：D。
由图甲知，闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
当滑片在a端时，滑动变阻器全部接入电路，由图象乙知此时滑动变阻器两端电压和通过的电流，利用得到滑动变阻器最大阻值；
根据串联电路的电流特点和电压特点，可以求出电源电压。
本题考查串联电路的电流、电压特点，以及欧姆定律的应用，关键是能从图中找到相关的有用信息。
6.【答案】A
【解析】解：用电器在，消耗的电能，
则用电器的电功率：，
空调的电功率一般大于1000W，电冰箱的功率通常在90W到300W之间，电功率约为40W，收音机的电功率约几瓦，所以电功率为1200W的用电器可能是空调。
故选：A。
知道用电器工作时消耗的电能，根据求出用电器的电功率，再与题目中给出的用电器的功率比较进行解答。
本题考查了电功率公式的应用，同时考查了学生的常见用电器电功率的了解情况，是基础性题目。
7.【答案】C
【解析】解：由电路图可知，闭合开关和时，定值电阻R与灯泡L并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，
当断开开关时，电路为灯泡L的简单电路，电压表测电源两端的电压，电流表测通过L的电流，
因电源电压保持不变，
所以，电压表的示数不变，故B错误；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过灯泡L的电流不变，灯L仍然正常发光，故A错误；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路的总电流变小，即电流表的示数变小，故C正确；
由可知，电路的总功率最小，故D错误。
故选：C。
由电路图可知，闭合开关和时，定值电阻R与灯泡L并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流；当断开开关时，电路为灯泡L的简单电路，电压表测电源两端的电压，电流表测通过L的电流，根据电源的电压可知电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过灯泡L的电流和灯泡的亮暗变化，根据并联电路的电流特点可知电路总电流的变化，利用可知电路的总功率的变化。
本题考查了电路的动态分析，分析好断开开关前后电路的变化是关键。
8.【答案】90
【解析】解：初中生的重力大约为，每次跳离地面的高度为，所以。
故答案为：90。
根据得到初中生的重力，结合功率的公式求解。
此题主要考查功率的计算，属于基础题。
9.【答案】串 10
【解析】解：要使报警灯泡正常工作，需要给报警灯泡串联一个电阻R分压，
串联电路中总电压等于各分电压之和，串联电阻R两端的电压：，
串联电路中各处的电流相等，且报警灯泡正常工作，
根据欧姆定律可得，电路中的电流：，
串联电阻的阻值：。
故答案为：串；10。
现在电源电压大于报警灯泡的额定电压，需要串联一个电阻分压，串联电阻两端的电压等于电源电压减去报警灯泡的额定电压；利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出串联电阻的阻值。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
10.【答案】做功
【解析】解：水蒸气体积膨胀做功，将内能转化为塞子的机械能，塞子被冲出去，这个过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能。内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，所以此过程的能量转化情况与内燃机的做功冲程相同。
故答案为：做功。
做功可以改变物体的内能；汽油机的压缩冲程中，活塞压缩空气和汽油的混合物做功，将机械能转化为内能。物质由气态变成液态的过程叫液化，液化过程需要放热。
本题考查了做功改变物体内能的利用以及汽油机中的能量转化，难度不大。
11.【答案】<
【解析】解：灵敏电流计的阻值相同，，根据电阻串联的特点可知电压表的阻值小于电压表的阻值，通过的电流相同时，根据欧姆定律的变形式可知改装后的电压表的量程小于电压表的量程。
故答案为：<。
灵敏电流计的阻值相同，，根据电阻串联的特点可知电压表的阻值小于电压表的阻值，通过的电流相同时，根据欧姆定律的变形式可知改装后的电压表的量程与电压表的量程的大小关系。
本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，属于对基础知识的考查，难度不大。
12.【答案】60 1070
【解析】解：灯泡正常发光时两端的电压，
由图乙可知，灯泡正常发光时的电流，
由可得，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻：
；
由图象可知，灯泡两端的电压、通过的电流时，灯泡的实际功率：
，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，滑动变阻器接入电路中的电阻：
。
故答案为：60；1070。
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过灯泡的电流，根据欧姆定律求出正常发光时的电阻；
根据图象读出灯泡L的实际功率为时的电压和电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻。
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，关键是根据图乙得出灯泡实际功率为时灯泡两端的电压和通过的电流。
13.【答案】偏大 偏小
【解析】解：由图甲知电流表与未知电阻串联，电压表与电流表与未知电阻并联，由于电流表有内阻，会分得一部分电压，使得电压表的示数大于定值电阻两端的电压，电流表就是测量通过未知电阻的电流，由欧姆定律的变形公式知利用图甲测得的阻值偏大；
由图乙知电压表与未知电阻并联，再与电流表串联，由于电压表的分流，导致电流表测量值大于通过未知电阻的电流，电压值测量准确，由欧姆定律的变形公式知利用图乙测得的阻值偏小。
故答案为：偏大；偏小。
根据电流表的分压，会导致电压表示数偏大，根据欧姆定律判断出甲图的偏差；
根据电压表的分流，导致电流表测量值大于通过未知电阻的电流，根据欧姆定律判断出乙图的偏差。
本题考查了不同方法测量待测电阻阻值，其中利用串并联电路特点和欧姆定律是关键。
14.【答案】强 P
【解析】解：从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线疏，故a点的磁场比b点的磁场弱，即b点的磁场比a点的磁场强。小磁针静止在b点时，其N极指向与该点磁感线的方向一致，故N极指向Q点，S极和N极的指向相反，所以S极指向P点。
故答案为：强；P；
磁感线的分布疏密可以反映磁场的强弱，越密越强，反之越弱。磁感线是有方向的，磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致。
本题考查了磁感线的分布疏密可以反映磁场的强弱和磁感线的方向性。
15.【答案】电流周围存在磁场 电流的磁场方向跟电流的方向有关
【解析】解：甲、乙两图，当电路闭合时，电路中有电流，小磁针发生偏转，受到磁场作用。电路断开时，电路中无电流，小磁针不发生偏转，所以甲、乙两图得到的结论：电流周围存在磁场
甲、丙两图，电路中电流方向相反时，小磁针偏转方向发生也相反，说明小磁针受到的磁场作用相反，所以甲、丙两图得到的结论：电流的磁场方向跟电流的方向有关。
故答案为：电流周围存在磁场；电流的磁场方向跟电流的方向有关。
小磁针发生偏转一定受到磁场力的作用，小磁针偏转的方向不同，说明受到磁场作用力不同，说明磁场的方向不同。
奥斯特实验通常利用这三幅图考查电流周围存在磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关。
16.【答案】短路
【解析】解：闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联的电路短路或电压表短路，则故障原因可能是小灯泡发生短路；
闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为，小于灯泡的额定电压，若想测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理可知应减小变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向B端移动，使电压表的示数为；
由小灯泡的图像可知，当灯泡两端电压为时，通过灯泡的电流为即额定电流为，
则小灯泡的额定功率为：。
故答案为：短路；；。
小灯泡不亮，而电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联的电路短路或电压表短路；
灯泡在额定电压下才能正常发光，比较此时电压表示数与灯泡额定电压的大小关系，根据串联电路的电压规律和分压原理确定变阻器滑片移动的方向；根据小灯泡的图像确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用求出灯泡的额定功率。
本题是测小灯泡电功率的实验，考查了实验的注意事项、电路故障、实验操作和电功率的计算等知识。
17.【答案】U形管液面的高度差 转换法 电流 电阻 电流
【解析】解：在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U形管内左右两侧液面高度大小来体现的，这种方法叫“转换法”；
串联电路各处电流相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，根据串联电路电流特点和并联电路电流规律可知通过两电阻的电流不同，因此乙图中右侧盒外连接的电阻的作用是改变右侧电阻的电流，使通过电阻C、D中的电流不相等；
由图甲可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，研究的是当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系；图乙中右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路，烧瓶内的电阻值都是，阻值相等，通电时间相等，根据串联电路电流特点和并联电路电流规律可知通过两电阻的电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系。
故答案为：形管的液面高度变化情况；转换法；电流；电阻；电流。
实验采用转换法和控制变量法，通过U形管内左右两侧液面高度大小来反映电阻丝放出热量的多少；
串联电路各处电流相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和；
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间不变；探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变。
探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验该题考查了控制变量法和转换法、焦耳定律的应用。
18.【答案】解：当开关S接1时，电路中只有，此时功率为；
当开关S接2时，电路中和串联，总电阻较大，此时功率为，总功率较小；
所以当开关S接2时，饮水机处于“保温”挡位。
根据知，
饮水机在“加热”时，，
电阻的阻值：，
而饮水机在“保温”时，，
总电阻，
。
答：开关S接2时为保温挡。
和的电阻分别为、。
【解析】首先判断当开关S接1、2时，电路的连接情况，再判断电路中电阻的大小，最后利用公式进行分析。
在题的基础上可知，饮水机在“加热”时，电路中只有，可利用公式计算电阻，饮水机在“保温”时，电路中和串联，可利用公式计算总电阻，再利用串联电路中电阻的特点计算出的阻值。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率的公式应用，属于中档题。
19.【答案】解：由题意可知，灯泡L的额定电压为10V，额定电流为，
则灯泡L的额定功率为：；
由图可知，灯泡L和电阻R串联，电流表测电路中的电流，
闭合开关S时，灯泡L恰好正常发光，因串联电路中电流处处相等，则电路中的电流为：，
整个电路在内消耗的电能为：。
答：灯泡L的额定功率是2W；
整个电路在内消耗的电能是900J。
【解析】知道灯泡L的额定电压和额定电流，根据求出灯泡L的额定功率；
由图知，灯泡L和电阻R串联，电流表测电路中的电流；
闭合开关S时，灯泡L恰好正常发光，由串联电路的电流特点可知电路中的电流等于灯泡的额定电流，根据求出整个电路在内消耗的电能。
本题考查了电功率公式、电功公式的应用，属于基础题。
20.【答案】解：水的体积：
，
由可得，水的质量：
，
水吸收的热量：
；
转盘转108转消耗的电能：
，
该热水壶的加热功率：
答：水吸收的热量；
该热水壶的加热效率为
【解析】知道水的体积，根据求出水的质量，又知道水的初温、末温以及比热容，根据求出水吸收的热量；
已知电路每消耗的电能，表盘就转过720r，据此可求转盘转108转消耗的电能，根据求出该热水壶的加热功率．
本题考查了密度公式和吸热公式、效率公式的灵活运用，要注意水的沸点为，明白电能表参数的含义是关键．