2021年广东城区张静中学九年级上期中物理试卷

这是一份2021年广东城区张静中学九年级上期中物理试卷，共13页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，实验题，作图题，科普阅读题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共7小题；共28分）
1. 对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是
A. 通过改进机械的性能可以使机械效率达到 100%
B. 做功多的机械，功率一定大
C. 功率大的机械，做功一定快
D. 做功快的机械，机械效率一定高

2. 如图所示的实验中，小车从斜面的某一高度由静止开始滑下，撞击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力）。则下列说法中，正确的是
A. 小车在斜面上下滑的过程中，小车的动能转化为重力势能
B. 小车在斜面上下滑的过程中，小车的机械能增大
C. 木块对木板的压力和木板对木块的支持力是一对平衡力
D. 若木板的表面光滑且足够长，则被撞击后的木块所获得的动能将保持不变

3. 如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是
A. 从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
B. 从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功
C. 从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功
D. 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功

4. 如图所示，是处于内陆地区的城市西宁和处于海边的城市三亚两地在 5 月 18 日的天气预报截图。请分析造成两地温差差异的主要原因是
A. 水的比热容比泥土、砂石的比热容大
B. 水的内能比泥土、砂石的内能大
C. 水的密度比泥土、砂石的密度小
D. 水的温度比泥土、砂石的温度低

5. 下面几个有趣的物理现象中，属于热现象的是
A. 在地热喷泉架一个锅，能煮熟食物
B. 1988 年在我国山东蓬莱海面出现—次奇特的日出景象，蔚为壮观
C. 下雨时，天上先出现闪电而后听到雷声
D. 每年八月，钱塘江口出现大潮，此时海水像千军万马，以排山倒海之势扑来

6. 小峰为了探究电动玩具车内部电动机与指示灯的连接方式，他将玩具车的电池取下，闭合开关，转动车轮（此时电动机相当于电源），车上的指示灯还能发光，玩具车内部电路由电源、开关、电动机、指示灯各一个组成，则该玩具车电路中电动机与指示灯
A. 一定串联
B. 一定并联
C. 串联、并联都行
D. 需要再断开开关，转动车轮，观察指示灯是否发光，才能判断

7. 如图击剑比赛中，甲的剑击中乙的导电服，乙头顶上的指示灯就会亮；乙的剑击中甲的导电服，甲头顶上的指示灯就会亮。这里剑相当于“开关”，图中能反映上述比赛原理的电路图是
A. B.
C. D.

二、填空题（共7小题；共34分）
8. 一位跳伞运动员从高空匀速下落，他的动能 ，重力势能 ，机械能 。（选填“增大”“减小”“不变”）

9. 毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒带 电，让它去接触验电器的金属球，验电器的金属箔片因带同种电荷相互排斥而张开，在这个过程中，瞬间电流方向是从 （选填“橡胶棒到验电器”或“验电器到橡胶棒”）。

10. 判断对错：冰的温度升高到 0∘C 就一定会熔化成水。 （"ד或”√"）

11. 太阳能热水器是利用 的方式给水加热的。一台可装 200 kg 水的太阳能热水器，加满水后，经过一段时间阳光的照射，水温由原来的 20∘C 升高到了 40∘C，则水吸收的热量为 J；若燃烧焦炭来提供热量，则至少需要 kg 的焦炭。[水的比热容 c水=4.2×103 J/(kg⋅∘C)，焦炭的热值 q=3.0×107 J/kg ]

12. 一台四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞轮的转速是 2400 r/min，它每秒完成 个冲程，对外做功 次。

13. 如图所示，是家用电冰箱及其部分电路图。冰箱压缩机由温控开关自动控制，冷藏室照明灯由冰箱门联动开关控制。冰箱门关闭后，联动开关应该处于 状态，当冰箱里的温度升高到一定程度时，温控开关会自动 （选填“断开”或“闭合”）。电冰箱压缩机与照明灯是 （选填“串联”或“并联”）的。

14. 2 节新干电池串联起来后的电压是 V。家庭电路电压 V，几十只街灯是 联。

三、实验题（共4小题；共40分）
15. 如图所示，是“测量滑轮组机械效率”的实验装置，还有一盒钩码、细绳等。
（1）该实验的原理是 。
（2）该实验需要的测量工具有刻度尺和 。
（3）组装如图所示的滑轮组，使绳自由端拉力 F 的方向竖直向上。
（4）小阳利用上述组装的滑轮组，测量了提升不同钩码的机械效率，实验数据如表。则第一次实验滑轮组的机械效率是 。
次数钩码重钩码升高的拉力绳子自由端移机械效率G/N距离h/mF/N动的距离s/mη%
（5）分析表中数据发现：滑轮组的机械效率跟 有关。

16. 小王在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。同样的太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢?小王想，是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢?于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究，小王在两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子，用一支大功率的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。记录的数据如下表所示。
（1）小王探究的物理问题是什么?
（2）小王根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图象，如图所示。请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图象。
（3）分析小王探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图象，你能得出什么探究结论?
（4）小王发现夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉。请你用简略的语言从日常生活或自然界中举一个类似的现象。

17. 小明在“探究并联电路的电流”实验中
（1）实验前在检查实验器材时，发现电流表的指针指在了零刻线的左侧（如甲图），接下来的操作是： 。
（2）请你设计一个记录数据的表格。
（3）某次实验，测得 IA=0.4 A，IB=0.2 A，IC=0.2 A，于是得出结论：IB=IC，你认为他的结论是 （“正确”、“错误”）的，理由是 。你认为他下一步应怎么做 。

18. 为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，某物理实验小组同学利用如图所示装置进行探究实验：将 A 、 B 、 C 三个小球先后从同一装置，高分别为 hA 、 hB 、 hC 的位置滚下（mA=mBhB），推动小木块运动一段距离后停上，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答下列问题：
（1）用来研究超载安全隐患时，我们应选择 两个图所示实验进行比较。
（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两个图所示实验进行比较。
（3）小华同学通过比较图中 B 、 C 两球，得出“质量大的物体动能大”，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，你知道错误是 。
（4）实验中，小球碰撞木块后，小球和木块继续在水平木板上滑动一段距离后停下，设碰撞前一瞬间小球的动能为 E，小球推动木块所做的功为 W，则 E （填“”或“=”）W。
（5）后来小勇将实验改装成用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后再放手，如图丁所示，两球离开弹簧时的速度 ，纸盒被推开的距离 。（均填“相同”或“不相同”）

四、作图题（共3小题；共39分）
19. 学习了电路相关知识后，小明想给自家的养殖场设计一种呼叫装置，要求前后门来的客人均可呼叫，前门来的客人关闭开关，办公室的电铃响、红灯亮；后门来的客人关闭开关，办公室的电铃响、绿灯亮。请在图中帮助他画出符合要求的电路图（导线不得交叉）。

20. 请照图甲所示的电路图，用笔画线，将图乙中各个元件连接起来。

21. 在如图所示的电路中，所在位置分别是电压表和电流表，请在其中填入字母 V 和 A，要求开关闭合时，两灯并联，且不损坏两电表。

五、科普阅读题（共1小题；共8分）
22. 阅读《新型材料》，回答下列题。
新型材料
小刚同学在科技馆“挑战与未来”A 厅“新型材料”展区看到了《发电纤维》和《压电陶瓷片》材料展品。其中《会发电的衣服》展品如图所示是由踏步机、发电纤维、 LED 灯、机械传动装置组成。其发电的原理是靠发电布料的抖动压折发电。小刚同学脚踩踏步机踏板，机械装置带动发电布料抖动，LED 灯被点亮，他加快踩动踏板的速度，LED 灯更亮，当停下踩动时，LED 灯渐渐变暗了。当人穿上由这种纤维制成的衣服后，在身体运动过程中产生压折或遇到微风吹时，就会形成源源不断的电流。这种发电方式是将机械能转化为电能并加以应用的最简单也最经济的方式。
小刚同学又观察了压电陶瓷片展品，它是由圆形的压电陶瓷片和长方形的灯带组成。当他用大小不同的力按压压电陶瓷片时会有不同数量的 LED 灯发光，用力越大发光的灯越多。
压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。压电陶瓷片在生活中应用很广泛。例如打火机中就有一块压电陶瓷，使用时只需按压点火开关（压电陶瓷）就能产生电压引起火花引燃燃气。此外还有电子音乐贺卡、燃气灶上的电子开关、压力传感器灯都用到了压电陶瓷。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）LED 灯核心元件的主要材料是 。
A．金属导体 B．半导体材料 C．纳米材料 D．超导体材料
（2）当人穿上发电纤维衣服遇风吹发电时，其能量转化方式为 。
A．机械能转化为电能 B．电能转化为机械能 C．化学能转化为机械能
（3）请你举出一个压电陶瓷应用的实例 。
（4）根据小刚同学的上述实验，判断下列问题中属于科学探究问题的是 。
A．LED 灯为什么能发光呢?
B．压电陶瓷片有敏感性吗?
C．发电纤维发电的多少与哪些因素有关呢?
D．按压压电陶瓷片的力越大可点亮 LED 灯越多吗?

六、计算题（共2小题；共26分）
23. 某同学用 50 N 的水平拉力，将重为 100 N 的箱子，在水平地面上用时 10 s 向前拉动了 2 m，求：
（1）拉力对箱子做功，
（2）重力对箱子做功，
（3）拉力的功率。

24. 一个边长为 20 cm，质量为 20 kg 的正方体石块静止在水平地面上。工人用如图所示的滑轮组将石块在 10 s 内匀速提升 5 m，工人施加的动力 F 为 125 N。求：（不计绳重和摩擦）
（1）滑轮组对石块做了多少有用功?
（2）人对滑轮组做功的功率是多少?
（3）该滑轮组的机械效率是多少?
答案
第一部分
1. C
【解析】A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于 1，也就是机械效率小于 100%。故A错误；
B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；
D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。
2. D
3. D
【解析】从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故A错；从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故B错；从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故C错；举着杠铃稳定站立的过程中，运动员施加了力，但杠铃没移动距离，所以人对杠铃不做功，故D正确。
4. A
5. A
【解析】在地热喷泉架一个锅，锅内的食物从中吸收热量、温度升高，而被煮熟，属于热现象，故A正确；
奇特的日出现象，属于光现象，故B错误；
下雨时，天上先出现闪电而后听到雷声，是因为光速大于声速，不属于热现象，故C错误；
钱塘江口出现大潮，是重力势能与动能之间的转化，不属于热现象，故D错误。
6. B
【解析】将电池取下，闭合开关，转动车轮，车轮带动电动机转动，车上的指示灯还能发光，说明此时电动机、指示灯构成闭合回路，故电动机与指示灯并联；如果电动机与指示灯是串联的，拆去电池，闭合开关后，电动机、指示灯组成的电路是开路，指示灯不会发光，故B选项正确。
7. B
第二部分
8. 不变；减小；减小
【解析】物体的动能与物体的质量和运动的速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高度有关；
一位跳伞运动员从高空匀速下落，他的质量和运动速度不变，所以动能不变；运动员的高度降低，重力势能减小；机械能是物体的动能和重力势能的总和，故机械能减小。
9. 负；验电器到橡胶棒
【解析】由于橡胶棒束缚电子的能力比毛皮强，电子带负电，因此毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒带负电。接触验电器的瞬间，电子从胶棒到验电器，电流方向与电子运动方向相反，因此瞬间电流的方向是从验电器到胶棒。
10. ×
11. 热传递；1.68×107；0.56
【解析】太阳能热水器给水加热，是通过热传递的方式来改变水的内能，使其温度升高；需要吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg⋅∘C)×200 kg×(40∘C−20∘C)=1.68×107 J；Q放=Q吸=1.68×107 J，根据 Q=mq 可得至少需要燃烧焦炭的质量 m=Q放q=1.68×107 J3.0×107 J/kg=0.56 kg。
12. 80；20
【解析】飞轮转速是 2400 r/min，合 40 r/s，表示每秒钟飞轮转动 40 圈，因为一个工作循环完成四个冲程，活塞往复运动 2 次，曲轴和飞轮转动 2 周，对外做功 1 次，所以，该汽油机每秒完成 80 个冲程，对外做功 20 次。
13. 断开；闭合；并联
【解析】冰箱门关上时，照明灯应熄灭，则联动开关应处于断开状态。
当冰箱里的温度升高到一定程度时，压缩机要工作，所以温控开关会自动闭合。
因为电冰箱的压缩机与照明灯可以单独工作，互不影响，因此电冰箱压缩机与照明灯为并联。
14. 3；220；并
【解析】一节新干电池的电压为 1.5 V，2 节干电池串联后电压为 3 V；家庭电路电压是 220 V；
街灯与街灯之间互不影响，独立工作，所以几十只街灯是并联。
第三部分
15. （1） η=W有W总
（2） 弹簧测力计
【解析】该实验需要刻度尺测量拉力移动的距离和物体上升的高度，需要弹簧测力计测量拉力的大小。
（3） 如图所示
【解析】要使绳自由端拉力 F 的方向竖直向上，应从动滑轮上端的挂钩开始绕线。
（4） 83.3%
【解析】有用功 W有=Gh=2 N×0.1 m=0.2 J，总功 W总=Fs=0.8 N×0.3 m=0.24 J，机械效率 η=W有W总=0.2 J0.24 J=83.3%。
（5） 物重
【解析】观察表中数据，钩码重不同，滑轮组的机械效率不同，说明滑轮组的机械效率跟物重有关。
16. （1） 质量相等的海水和沙子吸收相同的热量谁温度升高得快，谁的吸热本领强。（或海水和沙子吸热升温快慢相同吗?）
【解析】由题意知，相同质量的海水和沙子，用同一加热源加热相同的时间下物体吸收的热量相同。由表格得：在相同的条件下，不同物质的温度变化值不同，根据控制变量发可知，该题探究的物理问题是：相同质量的海水和沙子，吸收相同的热量，哪种物质升温快?（或海水、沙子的比热容哪个大）；
（2）
【解析】根据表格数据描点然后作图如答图；
（3） ①吸收相同的热量，沙子温度变化得快；②海水和沙子吸热温度变化随着时间延长而减慢（或沙子和海水温度越高时升温越缓慢）
【解析】根据表中数据和图象可得：质量相等的海水和沙子吸收相同的热量，沙子的温度变化的快。
（4） 早春季节，温差变化大，早稻育秧时，晚间往秧田灌水，白天将水放出，利用水的比热容大，在放出热量相同的情况下，水的温度下降少，防止秧苗冻坏。夏天的柏油马路比水泥人行道热得多。
17. （1） 进行调零
【解析】电流表的指针指在了零刻线的左侧，指针不指零，使用前要对电流表进行调零。
（2） 实验需要测出各处的电流，实验数据记录表格如下表所示：
IA/ AIB/ AIC/ A第一次测量第二次测量第三次测量
（3） 错误；用相同规格的器材进行实验，结论具有片面性；换用不同规格的灯泡进行多次实验。
【解析】并联电路干路电流等于各支路电流之和，支路电流不一定相等，由此可知，实验结论是错误的；
这是由于实验时，使用相同规格的实验器材进行实验造成的，为得出普遍结论，应采用不同规格的灯泡进行多次实验。
18. （1） 甲、丙
（2） 甲、乙
（3） 没有控制小球到达水平面时的速度相同
（4） >
（5） 不相同；相同
第四部分
19. 电路图如图所示：
【解析】由题意知，两个电灯为并联，且各有一个开关控制，而电铃串联在干路中；即绿灯亮、电铃响时表示人在后门按后门开关，红灯亮、电铃响时表示人在前门按前门开关。
20.
【解析】根据电路图，两灯并联，电流表测干路电流。
21.
【解析】闭合 S 后，两灯并联且均能发光，所以左边的电表应为电流表，右边的电表为电压表。
第五部分
22. （1） B
【解析】低碳节能的 LED 灯，是一种高效的节能光源，其核心元件是发光二极管，发光二极管具有单向导电性，主要材料是半导体；
（2） A
【解析】由题意可知，当人穿上发电纤维衣服遇风吹发电时，消耗了机械能，得到电能，所以是将人体的机械能转化为电能；
（3） 压电地震仪
【解析】根据题中信息知：压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离；
（4） D
【解析】科学问题通常是能够借助数据收集、分析等手段，用科学研究的方法来解决的问题；可以探究的科学问题中的因变量和自变量都是可以观察或测量的；
LED 灯为什么能发光呢?没有自变量和因变量，不是研究自变量和因变量的关系，故A不属于科学问题。
压电陶瓷片有敏感性吗?没有自变量和因变量，不是研究自变量和因变量的关系，故B不属于科学问题。
影响发电纤维发电的多少的因素有多个，没有明确说明发电纤维发电的多少哪一变量的关系，故C不属于科学问题。
可点亮 LED 灯越多，按压压电陶瓷片的力越大，故按压压电陶瓷片的力越大可点亮 LED 灯越多吗?是可探究性科学问题。故选：D。
第六部分
23. （1） 100 J
【解析】拉力对箱子做功：W=Fs=50 N×2 m=100 J。
（2） 0
【解析】因为箱子没有在重力的方向上通过距离，所以重力没有做功，重力做功为零。
（3） 10 W
【解析】拉力的功率：P=Wt=100 J10 s=10 W。
24. （1） 1000 J
【解析】滑轮组对石块做的功：W有用=Gh=mgh=20 kg×10 N/kg×5 m=1000 J。
（2） 125 W
【解析】s=2h=2×5 m=10 m，人对滑轮组做的总功为：W总=Fs=125 N×2×5 m=1250 J，P=W总t=1250 J10 s=125 W。
（3） 80%
【解析】滑轮组的机械效率：η=W有用W总×100%=1000 J1250 J×100%=80%。