2021-2022学年安徽省合肥市庐江县九年级上学期物理期末试题及答案

这是一份2021-2022学年安徽省合肥市庐江县九年级上学期物理期末试题及答案，共18页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示是南渝中学首届科技节活动中一位同学在触摸静电起电球后场景，这位同学的头发“爆开”的原因是头发带上___________电荷（选填“同种”或“异种”）。
【答案】同种
【解析】
【详解】这位同学头发“爆开”的原因是头发带上同种电荷，相互排斥的结果。
2. 2021年10月16日，搭载神舟十三号飞船的火箭将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，在加速升空阶段，飞船的机械能 _____。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
【答案】变大
【解析】
【详解】在火箭携带飞船加速升空阶段，飞船的质量不变，速度增大，其动能增大；同时其高度增加，则重力势能增大；因机械能等于动能与势能的总和，所以飞船的机械能变大。
3. 热气腾腾的“油焖大虾”放入口中舌尖上，舌尖的内能 _____（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过 _____的方式改变了舌尖的内能（选填“热传递”或“做功”）。
【答案】 ①. 增大 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1][2]一个热气腾腾的“油焖大虾”放入口中，除舌尖上感觉到美味外，舌尖的温度升高，舌尖的内能增大，是通过热传递方式改变了舌尖的内能。
4. 某款手机用的锂电池，上面标明的电压有3.7V，容量为4000mA•h，它充满电后，电池存储的电能为 _____J。
【答案】53280
【解析】
【详解】手机电池充满电后储存的电能为
W＝UIt＝3.7V×4000×10-3A×3600s＝53280J
5. 如图所示，多芯线是由多根细导线制成，细导线之间的连接方式是并联，则多芯线的电阻 _____每根细导线的电阻。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】小于
【解析】
【详解】多芯线是由多根细导线绕制而成，多芯线中的各根细导线之间是并联的，并联相当于增大了导体的横截面积，则多芯线的电阻小于每根细导线的电阻
6. 如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在10s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂2m，把1000N的重物匀速抬高14cm。则重物上升的速度为 ______m/s，人做的功为 ______J，千斤顶的效率是 ______%。
【答案】 ①. 0.014 ②. 200 ③. 70
【解析】
【详解】[1]重物上升的速度为
[2]人做的功为
[3]千斤顶的效率是
7. 铜的比热容比铝的比热容小，质量和初始温度相同的铜块和铝块，放出相同的热量后再相互接触，则热量是从_____（选填“铜块传到铝块”或“铝块传到铜块”）。
【答案】铝块传到铜块
【解析】
【详解】根据Q放=cmΔt可得，当Q放和m一定的情况下，c越大，Δt越小。
质量和初温都相同的铜块和铝块，当它们放出相同的热量后，铝的比热容大，所以铝块降低的温度Δt小，由于初温相同，所以铝块的末温高。
此时铜块和铝块再互相接触，根据热传递的条件可知，热量由高温的铝块传给低温的铜块。
8. 如图所示，当S闭合时，通过L1的电流和通过L2的电流之比是2∶1，则电流表A1和电流表A2的示数之比是 _____。
【答案】3∶1
【解析】
【详解】由电路图可知，两灯泡并联，电流表A2测灯L2支路的电流，电流表A1测干路电流；通过L1的电流和通过L2的电流之比是2∶1，即

并联电路中干路电流等于各支路电流之和，电流表A1和A2的示数之比为
9. 如图所示，为小灯泡L和电阻R的连接电路图，在R右边串联一个4Ω电阻，R两端电压变为原来的0.6倍，电流表示数减小0.4A，则电阻R的阻值为 _____Ω，此时灯L的两端的电压为 _____V。（假设灯泡的电阻不变）
【答案】 ①. 6 ②. 6
【解析】
【详解】[1]闭合开关，灯泡和定值电阻并联，电流表测量干路电流。设电源电压为U，根据欧姆定律可知通过定值电阻的电流；在R右边串联一个4Ω电阻，R两端电压变为原来的0.6倍，则R两端的电压U1=0.6U，故此时流过R的电流为
则4Ω电阻两端的电压为
U2=U﹣U1=U﹣0.6U＝0.4U
则流过4Ω电阻的电流为
因为R与4Ω电阻串联，故I1=I2，即
解得R=6Ω。
[2]根据并联电路的特点可知通过灯泡的电不变，电流表示数减小0.4A，则通过定值电阻的电流减小0.4A，则
I-I1=0.4A
所以
解得U=6V。根据并联电路的电压特点可知此时灯L的两端的电压等于电源电压为6V。
10. 小菲家电能表如图所示，可知她家最多能接入总功率为 _____W的用电器；将某家用电器单独接在该电能表电路上正常工作5min，电能表指示灯闪烁了160次（即160imp），则该家用电器的功率是 _____W。
【答案】 ①. 6600 ②. 600
【解析】
【详解】[1]30A表示电能表的额定最大电流是30A，她家最多能接入用电器的总功率
P总＝UI＝220V×30A＝6600W
[2]电能表指示灯闪烁了160次，用电器消耗的电能
该家用电器的功率
二、选择题（每小题3分，共30分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意的）
11. 在同样的条件下，小明利用两个不同的动滑轮把木料拉上四楼时，发现利用较轻的动滑轮在提升木料时机械效率较高，这是因为( )
A. 可以减少有用功
B. 在总功不变的情况下增加有用功
C. 在总功不变的情况下减少额外功
D. 在有用功不变的情况下减少总功
【答案】D
【解析】
【详解】提升相同的木料到四楼，所做的有用功是相同的，利用较轻的动滑轮，所做的额外功较少，这样总功减少，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率很提高．故选D.
点睛：影响滑轮组的主要因素有：物体被提升的高度和动滑轮的重力；额外功相同，提升的物体越重，有用功越多，机械效率越高；有用功相同，动滑轮的重力越小，额外功越少，滑轮组的机械效率越高．
12. 关于温度、热量和内能，下列说法正确是（ ）
A. 温度相同的物体接触时不发生热传递
B. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
C. 100℃水的内能一定比30℃水的内能大
D. 具有机械能的物体不一定具有内能
【答案】A
【解析】
【详解】A．热传递过程中，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，即热量由高温物体传向低温物体，或从物体的高温部分传给低温部分，故温度相同的物体接触时不发生热传递，故A正确；
B．物体的内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故B错误；
C．不同物体的内能不但和物体的温度高低有关，还与物体的质量、状态有关，温度高的物体内能不一定比温度低的物体内能大，故C错误；
D．内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，而分子在永不停息的做无规则运动，因此一个物体不管有没有机械能，都一定具有内能，故D错误。
故选A。
13. 如图甲是无风条件下铝箔气球的静止状态，当用a棒靠近气球时，情景如图乙所示；当用b棒靠近气球时，情景如图丙所示，且用不同带异种电荷的棒子靠近时也是一样的。则下列说法正确的是（ ）
A. 气球一定带电B. a棒一定带正电
C. 若a棒带负电，则b棒一定带正电D. 若a棒带正电，b棒肯定也带电
【答案】D
【解析】
【详解】A．铝箔气球是轻小物体，由题可知，用不同带异种电荷的棒子靠近时气球都会被吸引，根据电荷间的相互作用规律和带电体的性质可知气球一定不带电，故A错误；
BCD．乙图中，a棒靠近气球时，气球被吸引，因气球不带电，则a棒一定带电，但不能确定电荷种类；丙图中，b棒靠近气球时，气球被吸引，因气球不带电，则b棒一定带电，但不能确定电荷种类；由此可知，ab棒都带电，但不能确定电荷种类，故BC错误，D正确。
故选D。
14. 如图所示，天和核心舱绕地球沿椭圆轨道运动，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列关于核心舱的说法正确的是（ ）
A. 在远地点的势能最大、动能为零
B. 在近地点的动能最大、势能为零
C. 从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D. 从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．卫星质量一定，在远地点时相对地球的高度最大，势能最大，卫星仍在运动，故动能不为零；故A错误；
B．卫星质量一定，在近地点时速度最大，动能最大，相对地球有一定高度，势能不为零；故B错误；
CD．卫星在运行过程中不受空气阻力，机械能保持不变，从近地点向远地点运动过程中，速度变小，动能变小；高度变大，势能变大，动能转化为势能；故C正确，D错误。
故选C。
15. 连接完如图所示的电路后，闭合开关S，小灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时，两灯仍不亮；接触b、c两点时，小灯泡L1亮，L2不亮。若电路中只有一处故障，则对该电路故障判断正确的是（ ）
A. 灯L1断路B. 灯L2断路C. 灯L1短路D. 灯L2短路
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知，该电路为串联电路，闭合开关时两灯均不亮，说明电路中某处断路或两灯均被短路。由于题干中提到该电路中只有一处故障，故只可能是电路中某处发生了断路。当用一根导线连接b、c两点时，小灯泡L1亮，L2不亮，说明灯L2断路发生了断路，灯L1和电路其他地方是正常的。故ACD错误，B正确。
故选B。
16. 如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 随着技术的进步，内燃机的效率达到100%
B. 内燃机在吸气冲程时吸入的都是空气和燃料的混合气体
C. 如图所示冲程把机械能转化为内能
D. 内燃机的转速是60r/s，其每秒对外做功30次
【答案】D
【解析】
【详解】A．内燃机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而做额外功，因此内燃机的效率不能达到100%，故A错误；
B．内燃机有汽油机和柴油机两种，汽油机在吸气冲程时吸入的是空气和燃料的混合气体；柴油机在吸气冲程时吸入的是空气；因此内燃机在吸气冲程时不一定都是吸入空气和燃料的混合气体，故B错误；
C．由图可知，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程；做功冲程是将内能转换为机械能，故C错误；
D．内燃机每转两圈，完成一个工作循环，对外做一次功；已知内燃机的转速是60r/s，则每秒完成30个工作循环，对外做30次功，故D正确。
故选D。
17. 如图，开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P从左向右滑动的过程中（ ）
A. 电流表的示数变大，电压表的示数变小，灯亮度变亮
B. 电流表的示数变大，电压表的示数变大，灯亮度变亮
C. 电流表的示数不变，电压表的示数变小，灯亮度不变
D. 电流表的示数不变，电压表的示数变大，灯亮度不变
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知滑动变阻器最大阻值连入电路，电压表测滑动变阻器接滑片P右端部分电压，电流表测电路电流，当P从左向右滑动的过程中，电路中电阻不变，电流大小不变，滑动变阻器滑片P右端部分电压减小，电压表示数减小，灯泡亮度不变。故C符合题意。
故选C。
18. 如图所示，用滑轮组提升重900N的物体，使它在10s内匀速上升1m．已知所用的拉力F为400N．则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A. 拉力做功的功率为90W
B. 拉力在这10s内做的功为400J
C. 动滑轮的重力为300N
D. 若用该滑轮组匀速提升更重的物体时，则绳子拉力会变大，但机械效率不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当不计绳重和摩擦时，克服物重和动滑轮重力所做的功为总功，故在10s内拉力做的总功是：W总 =Fs=400N×3m=1200J，拉力F的功率是：，故AB错误；
C.由图知道，承担物重的绳子的股数是：n=3，故拉力是 ，代入数据解得G动=300N，故C正确；
D.不计绳重和摩擦，由 知道，如果提起更重的物体，则滑轮组的机械效率变大，故D错误．
19. 某台直流电动机两端的电压为5V，通过电动机的电流为2A，线圈的电阻为0.5Ω。则在1min内电动机产生的热量及所做的机械功为 （ ）
A. 120J 600JB. 120J 480JC. 480J 600JD. 480J 120J
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】1min内，电动机消耗的总电能
W总=UIt=5V×2A×60s=600J
电动机产生的热量
Q=I2Rt=(2A)2×0.5Ω×60s=120J
则电动机所做的机械功
W有=W总-Q=600J-120J=480J
故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
20. 图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S时，电压表的示数为1V。电源两端电压保持不变，下列说法中正确的是（ ）
A. 只闭合开关S时，电阻R的阻值为5Ω
B. 只闭合开关S时，通过电阻R的电流为0.2A
C. 闭合开关S和S1时，电压表的示数仍为1V
D. 小灯泡L的电阻始终为5Ω
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由图甲知，当小灯泡L两端的电压为1V时，通过小灯泡的电流为0.2A。由图乙知，只闭合开关S时，小灯泡L和电阻R串联在电路中，电压表测小灯泡两端的电压。那么此时电路中的电流为0.2A，由图甲知，电阻R两端的电压为5V，电源电压
U=1V+5V=6V
电阻
故A错误，B正确；
C．闭合开关S和S1时，电阻R被短路，电路中只有小灯泡工作，则电压表测电源电压，其示数为6V，故C错误；
D．由图甲知，小灯泡的I-U图像是一曲线，说明其阻值是变化的，故D错误。
故选B。
三、实验题（第21小题6分，第22小题6分，第23小题10分，共22分）
21. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中，用滑轮组提升不同钩码，如图是某次实验测力计的示数。
（1）上面给出了实验数据记录表，请完成数据记录，并计算出机械效率（结果保留至0.1%）；
（2）实验中测量绳子自由端的拉力F时，甲同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，乙同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是______（选填“甲”或“乙”）同学的方法。
【答案】 ①. 1.6 ②. 83.3% ③. 乙
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1][2]弹簧测力计分度值是0.2N，拉力的大小为1.6N。滑轮组做的有用功是克服物体重力做功，总功是拉力做的功，根据可得
（2）[3]在使用滑轮组时，滑轮组还要克服摩擦，静止时为静摩擦，提升物体时为动摩擦，所以要测量滑轮组提升物体时的机械效率，需使物体上升进行读数，所以正确的为乙。
22. （1）如图中所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华选用沙子和水进行实验，用两个相同的容器（图中用虚线框表示）分别装入质量相等的沙子和水，用相同的装置加热。从实验效果考虑，本实验选择 _____（填“烧杯”或“易拉罐”）作为盛放液体的容器较好，两种物体吸收热量的多少可通过_____（填“物体升高的温度”或“加热时间”）比较；
（2）小明认为也可以选用质量相等的A、B两种液体按图乙所示的装置进行探究，该探究方案的优点是 _____（答出一个即可）；
（3）小明实验中作出如图丙所示的图像，分析图像可知，A、B两种液体的比热容之比为 _____。
【答案】 ①. 易拉罐 ②. 加热时间 ③. 控制相同时间内沙子和水吸收的热量相同 ④. 9：4
【解析】
【详解】（1）[1]因金属导热性能好，故以从实验效果考虑，本实验选择易拉罐作为盛放液体的容器较好。
[2]根据转换法，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较。
（2）[3]图乙所示的装置，该装置易控制相同时间内沙子和水吸收的热量相同。
（3）[4]根据绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像知，A温度升高
ΔtA=40℃﹣30℃＝10℃
用时3min，因为在相同时间内吸收的热量相同，所以若要使A温度升高30℃，则应用时9min。B温度升高
ΔtB=40℃﹣10℃＝30℃
用时4min，由转换法可得，A、B吸收热量之比为9：4。
根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容大小成正比，故两种液体比热容之比为9：4。
23. 测量小灯泡的额定功率一只小灯泡的额定电压为2.5V，小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验器材如图甲所示。
（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整；______
（2）实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向 _____（选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.32A，此时小灯泡的额定功率为 _____W；
（3）完成上述实验后，小明又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作：
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 _____，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；
②滑动变阻器的滑片 _____，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U1；
③用U1、U额、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P＝_____。
【答案】 ①. ②. B ③. 0.8 ④. 1 ⑤. 不动 ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]在连接实物图时，滑动变阻器要“一上一下”的连接；由小灯泡正常发光时，电流表示数为0.32A小于0.6A，故选电流表量程为0～6A；由于要测量2.5V小灯泡的额定功率，2.5V小于3V，故电压表选小量程；连接时注意电流从电表的正接线柱流入、从负接线柱流出，如下图所示
（2）[2]由上图知，电压表使用的0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.5V，小灯泡的额定电压是2.5V，根据串联电路中各电阻分担电压的作用，电阻越大分担的电压越大，所以要减小滑动变阻器连入电路的阻值，故滑动变阻器滑片向B端移动，直到小灯泡正常发光。
[3]当灯正常发光时，电流表示数为0.32A，小灯泡额定功率为
（3）如丙图，定值电阻R0、小灯泡和滑动变阻器串联在电路中。
①[4]连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点1，电压表测量小灯泡两端的电压，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额。
②[5]保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到触点2，电压表测量小灯泡和定值电阻两端的总电压，读出电压表的示数U1；则定值电阻两端的电压
根据欧姆定律得，通过定值电阻的电流
根据串联电路中电流处处相等，则小灯泡的额定电流
③[6]小灯泡的额定功率
四、计算题（第24小题6分，第25小题6分，第26小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程）
24. 港珠澳大桥被誉为现代七大奇迹之一，其中长约5600m的沉管隧道通过引桥与人工岛路面相连，引桥长1000m，竖直高度为40m，简化图如图所示。重5×104N的汽车在沉管隧道中以90km/h的速度匀速行驶，所受阻力为其重力的0.05倍。从引桥最低端开始汽车功率增大到90kW匀速行驶，耗时45s到达人工岛路面，求：
（1）汽车完全通过沉管隧道需要________s？
（2）汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做了多少J的功_______？功率为多少？（ ）
（3）汽车在引桥上所受阻力的大小。（ ）
【答案】 ①. 224 ②. 1.4×107J ③. 6.25×104W ④. 2050N
【解析】
【分析】
【详解】（1）沉管隧道中汽车速度为
v1=90km/h=25m/s
则汽车完全通过沉管隧道需要的时间
（2）汽车所受阻力大小为
f=0.05G=0.05×5×104N=2500N
因为汽车做匀速直线运动，所以，汽车所受牵引力为
F=f=2500N
则汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做的功
W1=Fs1=2500N×5600m=1.4×107J
由 知道，功率
（3）汽车在引桥上行驶时功率为
P=90kW=9×104W
由 知道，牵引力所做的功为
W牵=Pt=9×104W×45s=4.05×106J
重力做功为
W重=Gh=5×104N×40m=2×106J
阻力做功为
W2=W牵-W重=4.05×106J-2×106J=2.05×106J
汽车所受阻力大小为
答：（1）汽车完全通过沉管隧道需要224s；
（2）汽车在沉管隧道中行驶时牵引力所做的功1.4×107J；功率是6.25×104W；
（3）汽车在引桥上所受阻力大小为2050N。
25. 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是二十一世纪最理想的能源，氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用。氢的热值为1.4×108J/kg，，求：
（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若放出的热量全部被初温为15℃的水吸收后，水的温度升高到65℃，则水质量是多少？
（3）燃烧0.5kg的氢燃料可以使汽车做功4.2×107J，则氢燃料公交车的效率为多少？
【答案】（1）8.4×107J；（2）400kg；（3）60%
【解析】
【详解】解：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q放1＝m1q＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J
（2）放出的热量全部被初温为15℃的水吸收，则有
Q吸＝Q放1＝8.4×107J
由Q吸＝cm(t﹣t0)可知，水的质量
（3）燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量
Q放2＝m2q＝0.5kg×1.4×108J/kg＝7×107J
公交车的效率
答：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是8.4×107J；
（2）水的质量为400kg；
（3）氢燃料公交车的效率为60%。
26. 空气质量指数是环境监测的重要指标，下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪，工作原理电路图如图所示。已知恒压电源电压U=18V，电压表量程为0~15V，定值电阻R0的阻值为100Ω，气敏电阻阻值R与A的关系为。
(1)当电压表示数为12V时：①请计算流过R0的电流大小？②计算此时气敏电阻R的大小？③请判断对应的空气质量等级（第③题直接回答，不用计算过程）；
(2)电压表示数为12V时，定值电阻R0的功率为多少？50s内定值电阻R0和气敏电阻R消耗的总电能为多少？
【答案】(1)0.12A；50Ω；轻度污染；(2)1.44W；108J
【解析】
【分析】
【详解】解：(1)当电压表示数为12V时，串联电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以气敏电阻R两端的电压
则此时气敏电阻的阻值
此时的空气质量指数
由101