还剩27页未读，
继续阅读
广东省深圳市南山区2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案)
展开
这是一份广东省深圳市南山区2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案)，共30页。试卷主要包含了单项选择题，双选题，作图题，填空及实验探究题，计算题，综合分析题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年广东省深圳市南山区九年级（上）期中物理试卷
一、单项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分）
1．在试管中装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气把软木塞冲开，在冲开软木塞的过程中（ ）
A．水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能增加
B．水蒸气膨胀做功，消耗了水蒸气的内能
C．水蒸气膨胀做功，但水蒸气的内能不变
D．水蒸气膨胀做功，水蒸气的温度不变
2．关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（ ）
A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C．内能和机械能的单位都是J，它们是同一种形式的能量
D．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
3．以下说法不正确的是（ ）
A．燃料不完全燃烧时，它的热值不变
B．永动机不可制作成功，因为它违反了能量守恒定律
C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多
D．汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物
4．如图是单缸四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．甲冲程中机械能转化为内能
B．这四个冲程的正确顺序是乙→丙→甲→丁
C．每个工作循环活塞往返1次，曲轴转动2周
D．若该汽油机的转速为1200 r/min，则完成一个工作循环的时间为0.2s
5．如图所示电路中，下列关于灯泡L1、L2、L3连接说法中不正确的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L3串联
B．S1、S2都闭合，L2、L3并联
C．S1闭合，S2断开，L1、L3串联
D．S1断开，S2闭合，L1、L2、L3都能发光
二、双选题（有错选不得分、有漏选得1分，本题共5小题、每题2分，共10分）
（多选）6．（2分）下列说法中不正确的是（ ）
A．堆在墙角的煤会使墙体内部变黑，说明分子间有引力
B．搓手取暖是通过做功的方式改变内能的
C．常用水作冷却剂，是利用了水的比热容大
D．立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
（多选）7．（2分）如图所示的四种情景中，与汽油机的压缩冲程原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
（多选）8．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，下列对电路的分析正确的是（ ）
A．L1 与 L2 并联，电流表 A1 测 L2 的电流
B．L1 与 L2 串联，电流表 A2 测干路上的电流
C．当开关 S2 断开时，通过 L1 的电流不变，A2 的示数变小
D．当开关 S2 断开时，A2 的示数不变，通过 L1 的电流变大
（多选）9．（2分）在如图（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图（b）所示，则（ ）
A．电阻R1两端的电压为4.8V
B．电阻R2两端的电压为4.8V
C．若开关闭合后，两个电表示数相同，则R1可能断路
D．若开关闭合后，电压表V2的示数为零，则R1可能断路
（多选）10．（2分）如图的电路，闭合开关，电路正常工作，图中电流表A1、A2、A3、A4对应的示数为I1、I2、I3、I4，电压表V1、V2、V3、V4对应的示数为U1、U2、U3、U4。下列说法正确的是（ ）
A．I1＜I2，I3＝I4 B．I1＝I2，I3＜I4
C．U1＝U2，U3＞U4 D．U1＜U2，U3＝U4
三、作图题（本题共2小题，每题2分，共4分）
11．（2分）图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门排气门的开闭情况用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。
12．（2分）单轮平衡车的电路部分安装电源开关S1和压力开关S2，当手动闭合S1时，指示灯亮起；此时骑行者再站立于平衡车踏板上后S2自动闭合，电动机才能正常启动，平衡车才开始运动。请根据上述要求将电路图连接完整。
四、填空及实验探究题（本题共4小题，每空1分，共22分）
13．（3分）实验测得1kg某物质熔化时温度随时间变化的图像如图所示。已知该物质在液态下的比热容c＝4200J/（kg•℃），设物质从热源吸热的功率恒定不变。在第10～14min内，物质温度升高了20℃，则吸收的热量为 ，吸热功率 ，该物质在固态下的比热容为 。
14．（2分）我国汽车保有量在迅速增长，目前我国处于使用状态的汽车数量已突破2亿辆，每辆汽车每年耗油1.6吨，汽车内燃机的效率平均取值30%，如果把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油 t，相当于煤炭 t。（燃油的热值为4.5×107J/kg，煤炭的热值为3.0×107J/kg）
15．（8分）为了比较水和煤油的吸热能力，小雨用如图所示的实验装置进行探究。
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 相同的水和煤油。用同样的酒精灯加热，相同时间内水吸收的热量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（2）如果使水和煤油都升高10℃，我们发现 的加热时间较长，这表明相等 的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是 的，由此引入的物理量是 ；
（3）如图所示是水和煤油的t温﹣t时图像，则图线 是水，由图像可知煤油的比热容大小为 。
16．（8分）（1）暑假期间，亮亮在预习电学知识时，对串联电路的电压规律进行了探究。
猜想与假设：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和；
设计与进行实验：
①按如图所示的电路图连接电路；
②闭合开关，排除故障，用电压表在AB间测出L两端的电压；
③在测L2两端的电压时，亮亮为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上。
④测出AC间的电压，得出结论。
交流与评估：
步骤②中，在连接电路时，开关必须 。
步骤②中，闭合开关，如图所示的电路，发现电压表示数为零，则小灯泡的故障可能是L1 。（选填“短路”或“断路”）
步骤③中，亮亮的方法能否测出L2两端的电压？ 。（选填“能”或“不能”）
方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中
亮亮分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和，此做法存在的不足之处是 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
（2）接着亮亮继续用如图a所示电路探究电流与电压的关系。
①连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，其原因可能是R ；（选填“短路”或“断路”）
②故障排除后，向左移动滑动变阻器滑片P，电压表示数会 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；
③当电流表示数为0.5A时，电压表示数如图b所示，其值为 V；
④补齐表中的数据后，根据表中数据可得到的结论是：电阻一定时，电流与电压成 比（选填“正”或“反”）。
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
电压U/V
0.5
1.0
1.6
1.9
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
五、计算题（共2小题，16分）
17．（8分）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度v/（m/s）
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？
18．（8分）小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg，液化气的热值是5×107J/kg。
（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
（2）21kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
（3）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，那么可利用的热量是多少？可以把多少kg的水温度由20℃加热到70℃？
六、综合分析题（共8分）
19．（8分）阅读材料，回答问题。
热阻
当物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与垂直传导方向的横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。
房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，另一侧是低温环境，墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），则在墙壁中能形成稳定的热量流动，单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。
（1）同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在 ；热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中 （选填“电流”或“电压”）。
（2）同样形状的材料，导热系数越大，热阻 （选填“越大”或“越小”）。
（3）如图甲所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、1.5L、3L，当热量从左向右流动时，铝块的热阻为R1，热量从下向上流动时，铝块的热阻为R2，则R1 R2（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）如图乙所示，墙壁厚度为d，墙壁外侧环境温度为t0，内侧环境温度为，虚线到内侧墙壁的距离为，热量在墙壁中稳定地流动，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则虚线处的温度为 （用t0表示），若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0。内侧环境温度仍为，则单位时间内传到内侧墙壁的热量为 （用Q0表示）。
2022-2023学年广东省深圳市南山区九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分）
1．（2分）在试管中装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气把软木塞冲开，在冲开软木塞的过程中（ ）
A．水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能增加
B．水蒸气膨胀做功，消耗了水蒸气的内能
C．水蒸气膨胀做功，但水蒸气的内能不变
D．水蒸气膨胀做功，水蒸气的温度不变
【分析】本题抓住做功与物体内能改变，对物体做功，物体的内能增加，物体对外做功内能会减少。
【解答】解：加热使水沸腾，水蒸气把软木塞冲开，水蒸气对外做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了做功与内能的改变。对物体做功物体内能增加。
2．（2分）关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（ ）
A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C．内能和机械能的单位都是J，它们是同一种形式的能量
D．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
【分析】（1）热量是一个过程量，区别于状态量，只是在热传递这个过程中才有热量这个物理量，当两物体温度相等时，热传递就停止，所以只能说某物体吸收了多少热量，放出了多少热量；
（2）内能的大小跟质量、温度、状态有关；
（3）内能和机械能是两种不同形式的能量，可以相互转化；
（4）热传递的条件是有温度差。
【解答】解：
A、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高；热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；
B、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，因此只有温度不变，若物体的质量、状态改变时，则物体的内能可能改变，故B错误；
C、内能和机械能是两种不同形式的能量，可以相互转化，故C错误；
D、热传递的条件是：有温度差；热传递的特点是：高温物体放出热量，低温物体吸收热量，热量从高温物体传给低温物体，但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高，因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了对热量、内能、能量的转化以及热传递现象，是一道热学综合题。
3．（2分）以下说法不正确的是（ ）
A．燃料不完全燃烧时，它的热值不变
B．永动机不可制作成功，因为它违反了能量守恒定律
C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多
D．汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物
【分析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
（2）能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的，这就是能量守恒定律；
（3）根据Q＝mq分析燃料燃烧产生热量的大小关系；
（4）汽油机的吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物。
【解答】解：
A、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，燃料不完全燃烧时，它的热值不变，故A正确；
B、不可能造出永动机，是因为机械能在转化过程中会有一部分转化为其它形式的能，因此永动机违反了能量守恒定律，故B正确；
C、煤的热值比干木柴大，但两种燃料的质量未知，由Q放＝mq可知，不能比较两种燃料燃烧放出的热量，故C错误；
D、汽油机的吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故D正确。
故选：C。
【点评】本题综合考查了热值的特性、能量守恒定律、汽油机的工作过程，知识点多，内容简单。
4．（2分）如图是单缸四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．甲冲程中机械能转化为内能
B．这四个冲程的正确顺序是乙→丙→甲→丁
C．每个工作循环活塞往返1次，曲轴转动2周
D．若该汽油机的转速为1200 r/min，则完成一个工作循环的时间为0.2s
【分析】内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程；
吸气冲程是活塞向下运动，进气门开，排气门关闭；
压缩冲程是活塞向上运动，两个气门全关闭，将机械能转化为内能；
做功冲程是两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，将内能转化为机械能；
排气冲程是活塞向上运动，进气门关闭，排气门开启；
在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次。
【解答】解：
甲中的两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，是内能转化为机械能；
乙中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程；
丙中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，将机械能转化为内能；
丁中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；
在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次；
A、甲冲程中内能转化为机械能，故A错误；
B、四个冲程的正确顺序是乙→丙→甲→丁，故B正确；
C、在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次，故C错误；
D、由题意可知，汽油机的飞轮转速是1200r/min，即每秒钟转20圈，因曲轴转2圈完成一个工作循环，所以每秒完成10个工作循环，则完成一个工作循环需要＝0.1s，故D错误。
故选：B。
【点评】此题主要考查了内燃机四个冲程的特点；以及在四冲程内燃机的工作过程中，1个工作循环中包括4个冲程，对外做功1次，曲轴转2圈。简记为1412。
5．（2分）如图所示电路中，下列关于灯泡L1、L2、L3连接说法中不正确的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L3串联
B．S1、S2都闭合，L2、L3并联
C．S1闭合，S2断开，L1、L3串联
D．S1断开，S2闭合，L1、L2、L3都能发光
【分析】对每个选项中的开关开合情况进行分析，然后利用“电流路径法”确定灯泡连接关系，找出正确的选项。
【解答】解：A、S1、S2都断开时，电流从电源正极出发，经过灯泡L3、L1回到电源负极，所以灯泡L1、L3串联，故A正确。
B、S1、S2都闭合，电流从电源正极出发分支，一支经灯泡L3、另一支经开关S2、灯泡L2，然后共同经S1回负极，则L2、L3并联，故B正确；
C、S2断开，S1闭合，灯泡L2断路，灯泡L1短路，电流只从灯泡L3经过，此时只有灯泡L3工作，故C错误。
D、S1断开，S2闭合，灯泡L1、L3并联，然后再与L1串联，则L1、L2、L3都能发光，故D正确。
故选：C。
【点评】此题考查我们对多个开关的开合引起电路连接关系变化的认识，分析电路连接关系时，特别注意开关与某一用电器并联造成的部分电路短路问题。
二、双选题（有错选不得分、有漏选得1分，本题共5小题、每题2分，共10分）
（多选）6．（2分）下列说法中不正确的是（ ）
A．堆在墙角的煤会使墙体内部变黑，说明分子间有引力
B．搓手取暖是通过做功的方式改变内能的
C．常用水作冷却剂，是利用了水的比热容大
D．立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
【分析】（1）一切物质的分子都在不停地做无规则运动；
（2）（4）改变物体内能的两种方式：做功和热传递；做功改变内能是能量的转化，热传递改变内能是能量的转移；
（3）水具有较大的比热容，相同质量的水和其它物质相比，吸收相同的热量，温度变化小，因此水常被用来做取暖介质和冷却剂。
【解答】解：A、堆在墙角的煤会使墙体内部变黑，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B、搓手取暖时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式增加手的内能，故B正确；
C、常用水作冷却剂，利用了水比热容较大的性质，这样在同等情况下可以吸收更多的热量，故C正确；
D、立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过热传递的方式实现的，故D错误。
故选：AD。
【点评】此题考查了分子动理论、改变内能的方式、水的比热容较大的应用，包含的知识点较多，熟练掌握基础知识是解答的关键。
（多选）7．（2分）如图所示的四种情景中，与汽油机的压缩冲程原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。
【解答】解：A、滚摆上下滚动，是动能和势能之间的相互转化，与汽油机的压缩冲程原理不同，故A不合题意；
B、从滑梯滑下，臀部发热是克服摩擦力做功，机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程原理相同，故B符合题意；
C、对试管中的水加热，加快水的汽化，使试管中水蒸气增加；体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，水蒸气的内能减小，液化形成白雾，与汽油机的压缩冲程原理不同，故C不合题意；
D、用力将活塞压下，活塞对空气做功，机械能转化为内能，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，与汽油机的压缩冲程原理相同，故D符合题意。
故选：BD。
【点评】此题考查了内燃机的压缩冲程的特点及能量转化情况，是基础性题目。
（多选）8．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，下列对电路的分析正确的是（ ）
A．L1 与 L2 并联，电流表 A1 测 L2 的电流
B．L1 与 L2 串联，电流表 A2 测干路上的电流
C．当开关 S2 断开时，通过 L1 的电流不变，A2 的示数变小
D．当开关 S2 断开时，A2 的示数不变，通过 L1 的电流变大
【分析】电路元件的连接有串联和并联两种方式：由于串联电路只有一条电流路径，流过一个元件的电流同时流过另一个元件，因此各元件相互影响；而并联电路中有多条支路，所以各元件独立工作、互不影响，据此判断两灯泡的连接方式，再根据电流表与被测电路元件串联判断测量的电路元件，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S2断开时电流表A2的示数和通过L1的电流变化。
【解答】解：
AB．由图知，闭合开关S1、S2后，A1、L2、S2在同一支路上，L1单独在一个支路上，则L1与L2并联，A1测L2的电流，电流表A2测干路上的电流，故A正确、B错误；
CD．当开关S2断开时，L2所在支路断路，电流A1的示数变为0，而L1所在支路电流不受影响，保持不变，根据并联电路的电流关系可知，干路电流变小，因此电流表A2的示数变小，故C正确，D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了电路串并联的辨别和电流表所测电路元件的判断以及电路的动态分析，判断电路连接方式时可以根据电流流向法进行解答。
（多选）9．（2分）在如图（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图（b）所示，则（ ）
A．电阻R1两端的电压为4.8V
B．电阻R2两端的电压为4.8V
C．若开关闭合后，两个电表示数相同，则R1可能断路
D．若开关闭合后，电压表V2的示数为零，则R1可能断路
【分析】（1）由电路图分析电路的连接方式和电压表的作用，根据电路的电压特点确定电压表的量程并读数从而得到两灯电压的大小。
（2）若R1断路，根据电路图分析两电表示数情况即可判断。
【解答】解：
AB、由电路图可知，闭合开关后R1、R2串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测R2两端的电压。
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电压表V1的示数应大于V2的示数；
而两个电压表指针偏转相同，所以电压表V1的量程是0～15V，分度值为0.5V，示数为6V，即电源电压U＝6V；
电压表V2的量程是0～3V，分度值为0.1V，示数1.2V，即R2两端的电压U2＝1.2V，
所以R1两端的电压U1＝U﹣U2＝6V﹣1.2V＝4.8V．故A正确，B错误；
CD、由电路图知，开关闭合后，若R1断路，整个电路断路，电压表V1仍测电源电压为6V，V2示数为0，故C错误，D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查串联电路的电压特点的理解和应用以及电路故障的判断，解题的关键是正确分析电路，确定两电压表的量程。
（多选）10．（2分）如图的电路，闭合开关，电路正常工作，图中电流表A1、A2、A3、A4对应的示数为I1、I2、I3、I4，电压表V1、V2、V3、V4对应的示数为U1、U2、U3、U4。下列说法正确的是（ ）
A．I1＜I2，I3＝I4 B．I1＝I2，I3＜I4
C．U1＝U2，U3＞U4 D．U1＜U2，U3＝U4
【分析】（1）电流表在电路中相当于导线，电压表在电路中相当于开路，据此简化电路可知，R1与R2串联，两电流表均测串联电路中的电流，电压表V1测量R1两端电压，V2测量电源电压；根据串联电路的电流、电压规律确定I1、I2及U2、U2关系；
（2）R3与R4并联，两电压表均测并联电路两端的电压，电流表A3测量R4中的电流，A4测量干路电流；根据并联电路电流、电压规律确定I3、I4及U3、U4关系。
【解答】解：
（1）简化电路可知，R1与R2串联，两电流表均测串联电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，则I1＝I2；
电压表V1测量R1两端电压，V2测量电源电压，因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，则U1＜U2；
（2）R3与R4并联，两电压表均测并联电路两端的电压，因并联电路中各支路两端电压相等（都等于电源电压），则U3＝U4；
电流表A3测量R4中的电流，A4测量干路电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则I3＜I4；
综上分析可知：I1＝I2、I3＜I4、U1＜U2、U3＝U4；故BD正确，AC错误。
故选：BD。
【点评】本题考查了串并联电路的特点的应用，是一道较为常见的应用题。
三、作图题（本题共2小题，每题2分，共4分）
11．（2分）图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门排气门的开闭情况用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。
【分析】在内燃机的四个冲程中，进气门和排气门均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气门打开，另一个气门关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动，据此进行解答。
【解答】解：在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，如图所示：
【点评】熟悉每个冲程的特征是作图的关键；本题的难点是准确作图。
12．（2分）单轮平衡车的电路部分安装电源开关S1和压力开关S2，当手动闭合S1时，指示灯亮起；此时骑行者再站立于平衡车踏板上后S2自动闭合，电动机才能正常启动，平衡车才开始运动。请根据上述要求将电路图连接完整。
【分析】由题意可知，当手动闭合S1时，指示灯亮起，骑行者再站立于平衡车踏板上后S2自动闭合，电动机才能正常启动，说明电动机和指示灯可以独立工作、互不影响即为并联；未闭合S1或骑行者未站立于踏板上，电动机都无法启动，说明两开关可以同时控制电路，此时两开关串联，据此设计电路图。
【解答】解：
由题意可知，当手动闭合S1时，指示灯亮起；骑行者再站立于平衡车踏板上后S2自动闭合，电动机才能正常启动，说明电动机和指示灯可以独立工作、互不影响即为并联；未闭合S1或骑行者未站立于踏板上，电动机都无法启动，说明S1控制干路，开关S2控制电动机，如图所示：
。
【点评】本题考查了串并联电路的设计相关知识的了解与掌握，利用所学知识解释身边现象，学了用，有意义。
四、填空及实验探究题（本题共4小题，每空1分，共22分）
13．（3分）实验测得1kg某物质熔化时温度随时间变化的图像如图所示。已知该物质在液态下的比热容c＝4200J/（kg•℃），设物质从热源吸热的功率恒定不变。在第10～14min内，物质温度升高了20℃，则吸收的热量为 8.4×104J ，吸热功率 350W ，该物质在固态下的比热容为 2.1×103J/（kg•℃） 。
【分析】（1）由图象可知，第10～14min内，该物质处于液态，根据Q吸＝c1mΔt可以求出吸收的热量，然后根据可求出吸热功率；
（2）由图可知，该物质在0～2min时间内处于固态，由于吸热功率恒定不变，根据Q＝Pt可求出这一段时间内吸收的热量，然后利用公式可以求出固态下的比热容。
【解答】解：（1）由图象可知，第10～14min内，该物质处于液态，
其比热容c＝4200J/（kg•℃） 质量m＝1kg 升高的温度Δt＝20℃，
物体吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4200J/（kg•℃）×1kg×20℃＝8.4×104J，
吸收这么多的热量用时：
t＝4分钟＝240s，
由此可以求出吸热功率：
；
（2）物体在0～2min时间内，加热时间T＝2min＝120s，
物体吸收的热量：
Q吸′＝PT＝350W×120s＝42000J，
物体在此过程中为固体，质量m＝1kg 温度的变化Δt1＝20℃
物体的比热容：
。
故答案为：8.4×104J；350W；2.1×103J/（kg•℃）。
【点评】本题考查了晶体熔化的规律、吸收热量的计算、物体吸热功率的计算，涉及到从温度﹣时间图象搜集信息并加以利用，知识点多，属于难题。
14．（2分）我国汽车保有量在迅速增长，目前我国处于使用状态的汽车数量已突破2亿辆，每辆汽车每年耗油1.6吨，汽车内燃机的效率平均取值30%，如果把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油 1×107 t，相当于煤炭 1.5×107 t。（燃油的热值为4.5×107J/kg，煤炭的热值为3.0×107J/kg）
【分析】由于内燃机效率提高后有用功是相同的列等式算出效率提高后消耗燃油的质量，知道每辆汽车每年耗油1.6t，可求每辆汽车每年节约燃油，继而根据我国的汽车数量可求我国可以节约的燃油；然后根据煤油的热值与煤炭的热值的倍数关系求出节约煤炭的质量。
【解答】解：因为内燃机效率提高1%，
所以内燃机效率变为：
η2＝η1+1%＝30%+1%＝31%，
由于内燃机效率提高后有用功是相同的，即W1＝W2，
根据η＝＝可得η1qm1＝η2qm2，
所以内燃机效率提高效率后消耗的燃料为：
m2＝m1，
则每辆汽车每年节约燃油：
Δm＝m1﹣m2＝m1﹣m1＝（1﹣）m1＝（1﹣）×1.6t≈0.05t；
所以我国可以节约的燃油：
Δm总＝nΔm＝2.0×108×0.05t＝1×107t；
根据Q＝qm可知，如果燃油和煤炭放出相同的热量则有：q油m油＝q煤m煤；
所以煤炭质量为：
m煤＝m油＝×1×107t＝1.5×107t。
故答案为：1×107；1.5×107。
【点评】本题考查了学生利用所学知识分析解释实际现象的能力，设计到设计节能问题，要求灵活选用公式进行计算。
15．（8分）为了比较水和煤油的吸热能力，小雨用如图所示的实验装置进行探究。
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 质量 相同的水和煤油。用同样的酒精灯加热，相同时间内水吸收的热量 等于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（2）如果使水和煤油都升高10℃，我们发现 水 的加热时间较长，这表明相等 质量相等 的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是 不同 的，由此引入的物理量是 比热容 ；
（3）如图所示是水和煤油的t温﹣t时图像，则图线 b 是水，由图像可知煤油的比热容大小为 2.1×103J/（kg•℃） 。
【分析】（1）分别由控制变量法和转换法入手进行分析；
（2）由实验可知，质量相同的水和煤油，升高相同的温度，水需要吸收的热量多；
（3）由图可知，相同质量的a、b升高相同的温度，b吸收的热量是a的2倍，然后结合比热容公式列式，算出煤油比热容。
【解答】（1）比较不同物质的吸热能力，要控制不同物质的质量和初温相同；用相同酒精灯加热，相同时间内水吸收的热量等于煤油吸收的热量；
（2）质量相等的水和煤油都升高10℃，水需要吸收的热量多，所以水的加热时间比较长；同时说明，质量相等的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是不同的，由此引入了比热容这个物理量；
（3）图中a、b加热相同的时间，吸收的热量相同，但b的温度升高的少，吸热能力强，所以图线b是水；
由图可知，煤油、水由20℃加热到80℃，温度升高60℃，分别用时10min、20min，所以水吸收的热量Q水是煤油吸收热量Q油的2倍，即：
Q水＝2Q油；
代入公式得：
c水m水Δt水＝2c油m油Δt油；
因为：
m水＝m油；
Δt水＝Δt油＝60℃；
所以化简上式可得：
c水＝2c油；
代入水的比热容数据得：
2c油＝4.2×103J/（kg•℃）；
解得：
c油＝2.1×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）质量；等于；
（2）水；质量相等；比热容；
（3）b；2.1×103J/（kg•℃）。
【点评】此题考查了控制变量法、转换法、比热容、热量公式、图像在物理研究中的应用等知识点。
16．（8分）（1）暑假期间，亮亮在预习电学知识时，对串联电路的电压规律进行了探究。
猜想与假设：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和；
设计与进行实验：
①按如图所示的电路图连接电路；
②闭合开关，排除故障，用电压表在AB间测出L两端的电压；
③在测L2两端的电压时，亮亮为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上。
④测出AC间的电压，得出结论。
交流与评估：
步骤②中，在连接电路时，开关必须 断开 。
步骤②中，闭合开关，如图所示的电路，发现电压表示数为零，则小灯泡的故障可能是L1 短路 。（选填“短路”或“断路”）
步骤③中，亮亮的方法能否测出L2两端的电压？ 不能 。（选填“能”或“不能”）
方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中
亮亮分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和，此做法存在的不足之处是 只进行了一次实验，结论不具有普遍性 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
（2）接着亮亮继续用如图a所示电路探究电流与电压的关系。
①连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，其原因可能是R 断路 ；（选填“短路”或“断路”）
②故障排除后，向左移动滑动变阻器滑片P，电压表示数会 变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；
③当电流表示数为0.5A时，电压表示数如图b所示，其值为 2.5 V；
④补齐表中的数据后，根据表中数据可得到的结论是：电阻一定时，电流与电压成 正 比（选填“正”或“反”）。
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
电压U/V
0.5
1.0
1.6
1.9
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
【分析】（1）为了保护电路，在拆接电路时，开关必须断开，以防止由于接错出现短路烧坏电源；
闭合开关，发现电压表示数为零，可能是与电压表并联的支路以外的电路某处断路，或电压表并联的支路短路，或电压表短路，或电压表断路，据此回答；
用电压表测电压时，电压表要与被测电路并联且电压表正负接线柱不要接反；
为了得到普遍规律，实验时应换用不同规格的灯泡多次实验；
（2）①闭合开关，发现电流表无示数，说明电路出现了断路现象；电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了；
②由图知道，滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路中的电阻变小，总电阻变小，由I＝知道，电路中的电流变大，根据U＝IR判断电压表示数的变化；
③根据电压表选用的量程确定分度值读数；
④根据表中数据分析得出结论。
【解答】解：（1）为了保护电路，在拆接电路时，开关必须断开，以防止由于接错出现短路烧坏电源；
因为闭合开关，发现电压表示数为零，可能是与电压表并联的支路以外的电路某处断路，或电压表并联的支路短路，或电压表短路，或电压表断路；故小灯泡的故障可能是L1短路；
当电压表B点不动，只断开A点，并改接到C点上时，虽然电压表此时与L2并联，但电压表的正负接线柱却是反的，闭合开关后，指针会反向偏转，所以不能测出L2两端的电压；
该实验只进行了一次实验，只测出了一组实验数据，根据一次实验得出结论，结论具有片面性与偶然性，不具有普遍性，为得出普遍结论，应进行多次实验，测出多组实验数据。改进措施是换用不同规格的小灯泡多次实验；
（2）①闭合开关，发现电流表无示数，说明电路出现了断路现象；电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，故原因可能是电阻R断路；
②由图知道，滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路中的电阻变小，总电阻变小，由I＝知道，电路中的电流变大；由UR＝IR知道，定值电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大；
③由图b知道，电压表量程为0～3V，其分度值为0.1V，所以电压表的示数为2.5V；
④分析表中的数据知道，考虑到误差因素，电压变为原来的几倍，通过的电流变为原来的几倍，即电阻一定时，电流跟两端的电压成正比。
故答案为：（1）断开；短路；不能；只进行了一次实验，结论不具有普遍性；（2）①断路；②变大；③2.5；④正。
【点评】本题探究串联电路的电压规律和探究电流与电压的关系实验，考查了注意事项、电路故障、电压表读数、实验结论等知识，具有一定综合性，难度不大。
五、计算题（共2小题，16分）
17．（8分）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度v/（m/s）
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？
【分析】（1）已知燃油的质量，根据Q＝mq求出放出的热量；
（2）根据表中提供的数据，利用P＝＝＝Fv可求得飞机发动机的输出功率是多少千瓦；
（3）已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，求得机械能，从表中查到500m/s时的阻力，利用W＝fs可求得飞机的最大航程。
【解答】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量：
Q＝mq＝1×104kg×5×107J/kg＝5×1011J；
（2）由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8×104N，
则飞机发动机的输出功率P＝＝＝Fv＝4.8×104N×400m/s＝1.92×107W＝1.92×104kW，
（3）由（1）可知Q＝5×1011J；
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，
则有用功W＝40%×Q＝40%×5×1011J＝2×1011J，
根据表格查出500m/s时的阻力为7.5×104N，
则由W＝fs＝Fs，可得s＝＝≈2.7×106m＝2.7×103km。
答：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；
（2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×104kW，
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是2.7×103km。
【点评】新一代战斗机是一项高科技的研究成果，它包含了众多与物理学相关的知识，我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相关的疑问。
18．（8分）小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg，液化气的热值是5×107J/kg。
（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
（2）21kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
（3）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，那么可利用的热量是多少？可以把多少kg的水温度由20℃加热到70℃？
【分析】（1）（2）根据Q放＝mq求出液化气完全燃烧释放的热量；
（3）根据题意求出可利用的热量，再根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出可加热温度由20℃加热到70℃水的质量。
【解答】解：（1）1kg的液化气完全燃烧释放的热量：Q放1＝m1q＝1kg×5×107J/kg＝5×107J；
（2）21kg的液化气完全燃烧释放的热量：
Q放2＝m2q＝21kg×5×107J/kg＝1.05×109J；
（2）整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，则可利用的热量：Q有用＝Q放2η＝1.05×109J×40%＝4.2×108J，
水吸收热量为：Q吸＝Q有用＝4.2×108J，
根据Q吸＝cm（t﹣t0）可知，可加热温度由20℃加热到70℃水的质量：
m′＝＝＝2000kg。
答：（1）1kg的液化气完全燃烧释放的热量是5×107J；
（2）21kg的液化气完全燃烧释放的热量是1.05×109J；
（3）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，那么可利用的热量是4.2×108J，可以把2000kg的水温度由20℃加热到70℃。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放出热量公式、效率公式的掌握和运用，密切联系实际。
六、综合分析题（共8分）
19．（8分）阅读材料，回答问题。
热阻
当物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与垂直传导方向的横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。
房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，另一侧是低温环境，墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），则在墙壁中能形成稳定的热量流动，单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。
（1）同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在 温度差 ；热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中 电压 （选填“电流”或“电压”）。
（2）同样形状的材料，导热系数越大，热阻 越小 （选填“越大”或“越小”）。
（3）如图甲所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、1.5L、3L，当热量从左向右流动时，铝块的热阻为R1，热量从下向上流动时，铝块的热阻为R2，则R1 ＜ R2（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）如图乙所示，墙壁厚度为d，墙壁外侧环境温度为t0，内侧环境温度为，虚线到内侧墙壁的距离为，热量在墙壁中稳定地流动，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则虚线处的温度为 t0 （用t0表示），若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0。内侧环境温度仍为，则单位时间内传到内侧墙壁的热量为 1.4Q0 （用Q0表示）。
【分析】（1）当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递；热传递的条件是有温度差，电压时形成电流的原因；
（2）物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与垂直传导方向的横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝；
（3）根据“单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比”分析解答。
【解答】解：（1）由题中信息知：当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递；热传递的条件是有温度差，电压是形成电流的原因，热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中电压；
（2）由R＝可知，同样形状的材料，导热系数越大，热阻越小；
（3）由R＝可知，当热量从左向右流动时，铝块的热阻为：R1＝＝，
热量从下向上流动时，铝块的热阻为：R2＝＝，
则R1＜R2；
（4）设虚线处的温度为t，墙壁的横截面积为S，由题意可知，从外侧传到内虚线处的热量为：Q1＝＝＝，
从虚线处传到内侧环境的热量为：Q2＝＝＝，
因为热量在墙壁中稳定地流动，故有Q1＝Q2，即：
＝，
解得：t＝t0；
设墙壁外侧到内侧的热阻为R，由题意知，墙壁外侧环境温度为t0，内侧环境温度为时，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则有：Q0＝＝，
若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0。内侧环境温度仍为，则单位时间内传到内侧墙壁的热量为：Q＝＝＝1.4Q0。
故答案为：（1）温度差；电压；（2）越小；（3）＜；（4）t0；1.4Q0。
【点评】本题以热阻为背景考查了学生根据题中信息分析解答能力，有一定的难度。
2022-2023学年广东省深圳市南山区九年级（上）期中物理试卷
一、单项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分）
1．在试管中装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气把软木塞冲开，在冲开软木塞的过程中（ ）
A．水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能增加
B．水蒸气膨胀做功，消耗了水蒸气的内能
C．水蒸气膨胀做功，但水蒸气的内能不变
D．水蒸气膨胀做功，水蒸气的温度不变
2．关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（ ）
A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C．内能和机械能的单位都是J，它们是同一种形式的能量
D．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
3．以下说法不正确的是（ ）
A．燃料不完全燃烧时，它的热值不变
B．永动机不可制作成功，因为它违反了能量守恒定律
C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多
D．汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物
4．如图是单缸四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．甲冲程中机械能转化为内能
B．这四个冲程的正确顺序是乙→丙→甲→丁
C．每个工作循环活塞往返1次，曲轴转动2周
D．若该汽油机的转速为1200 r/min，则完成一个工作循环的时间为0.2s
5．如图所示电路中，下列关于灯泡L1、L2、L3连接说法中不正确的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L3串联
B．S1、S2都闭合，L2、L3并联
C．S1闭合，S2断开，L1、L3串联
D．S1断开，S2闭合，L1、L2、L3都能发光
二、双选题（有错选不得分、有漏选得1分，本题共5小题、每题2分，共10分）
（多选）6．（2分）下列说法中不正确的是（ ）
A．堆在墙角的煤会使墙体内部变黑，说明分子间有引力
B．搓手取暖是通过做功的方式改变内能的
C．常用水作冷却剂，是利用了水的比热容大
D．立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
（多选）7．（2分）如图所示的四种情景中，与汽油机的压缩冲程原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
（多选）8．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，下列对电路的分析正确的是（ ）
A．L1 与 L2 并联，电流表 A1 测 L2 的电流
B．L1 与 L2 串联，电流表 A2 测干路上的电流
C．当开关 S2 断开时，通过 L1 的电流不变，A2 的示数变小
D．当开关 S2 断开时，A2 的示数不变，通过 L1 的电流变大
（多选）9．（2分）在如图（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图（b）所示，则（ ）
A．电阻R1两端的电压为4.8V
B．电阻R2两端的电压为4.8V
C．若开关闭合后，两个电表示数相同，则R1可能断路
D．若开关闭合后，电压表V2的示数为零，则R1可能断路
（多选）10．（2分）如图的电路，闭合开关，电路正常工作，图中电流表A1、A2、A3、A4对应的示数为I1、I2、I3、I4，电压表V1、V2、V3、V4对应的示数为U1、U2、U3、U4。下列说法正确的是（ ）
A．I1＜I2，I3＝I4 B．I1＝I2，I3＜I4
C．U1＝U2，U3＞U4 D．U1＜U2，U3＝U4
三、作图题（本题共2小题，每题2分，共4分）
11．（2分）图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门排气门的开闭情况用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。
12．（2分）单轮平衡车的电路部分安装电源开关S1和压力开关S2，当手动闭合S1时，指示灯亮起；此时骑行者再站立于平衡车踏板上后S2自动闭合，电动机才能正常启动，平衡车才开始运动。请根据上述要求将电路图连接完整。
四、填空及实验探究题（本题共4小题，每空1分，共22分）
13．（3分）实验测得1kg某物质熔化时温度随时间变化的图像如图所示。已知该物质在液态下的比热容c＝4200J/（kg•℃），设物质从热源吸热的功率恒定不变。在第10～14min内，物质温度升高了20℃，则吸收的热量为 ，吸热功率 ，该物质在固态下的比热容为 。
14．（2分）我国汽车保有量在迅速增长，目前我国处于使用状态的汽车数量已突破2亿辆，每辆汽车每年耗油1.6吨，汽车内燃机的效率平均取值30%，如果把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油 t，相当于煤炭 t。（燃油的热值为4.5×107J/kg，煤炭的热值为3.0×107J/kg）
15．（8分）为了比较水和煤油的吸热能力，小雨用如图所示的实验装置进行探究。
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 相同的水和煤油。用同样的酒精灯加热，相同时间内水吸收的热量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（2）如果使水和煤油都升高10℃，我们发现 的加热时间较长，这表明相等 的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是 的，由此引入的物理量是 ；
（3）如图所示是水和煤油的t温﹣t时图像，则图线 是水，由图像可知煤油的比热容大小为 。
16．（8分）（1）暑假期间，亮亮在预习电学知识时，对串联电路的电压规律进行了探究。
猜想与假设：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和；
设计与进行实验：
①按如图所示的电路图连接电路；
②闭合开关，排除故障，用电压表在AB间测出L两端的电压；
③在测L2两端的电压时，亮亮为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上。
④测出AC间的电压，得出结论。
交流与评估：
步骤②中，在连接电路时，开关必须 。
步骤②中，闭合开关，如图所示的电路，发现电压表示数为零，则小灯泡的故障可能是L1 。（选填“短路”或“断路”）
步骤③中，亮亮的方法能否测出L2两端的电压？ 。（选填“能”或“不能”）
方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中
亮亮分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和，此做法存在的不足之处是 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
（2）接着亮亮继续用如图a所示电路探究电流与电压的关系。
①连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，其原因可能是R ；（选填“短路”或“断路”）
②故障排除后，向左移动滑动变阻器滑片P，电压表示数会 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；
③当电流表示数为0.5A时，电压表示数如图b所示，其值为 V；
④补齐表中的数据后，根据表中数据可得到的结论是：电阻一定时，电流与电压成 比（选填“正”或“反”）。
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
电压U/V
0.5
1.0
1.6
1.9
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
五、计算题（共2小题，16分）
17．（8分）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度v/（m/s）
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？
18．（8分）小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg，液化气的热值是5×107J/kg。
（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
（2）21kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
（3）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，那么可利用的热量是多少？可以把多少kg的水温度由20℃加热到70℃？
六、综合分析题（共8分）
19．（8分）阅读材料，回答问题。
热阻
当物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与垂直传导方向的横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。
房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，另一侧是低温环境，墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），则在墙壁中能形成稳定的热量流动，单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。
（1）同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在 ；热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中 （选填“电流”或“电压”）。
（2）同样形状的材料，导热系数越大，热阻 （选填“越大”或“越小”）。
（3）如图甲所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、1.5L、3L，当热量从左向右流动时，铝块的热阻为R1，热量从下向上流动时，铝块的热阻为R2，则R1 R2（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）如图乙所示，墙壁厚度为d，墙壁外侧环境温度为t0，内侧环境温度为，虚线到内侧墙壁的距离为，热量在墙壁中稳定地流动，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则虚线处的温度为 （用t0表示），若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0。内侧环境温度仍为，则单位时间内传到内侧墙壁的热量为 （用Q0表示）。
2022-2023学年广东省深圳市南山区九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分）
1．（2分）在试管中装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气把软木塞冲开，在冲开软木塞的过程中（ ）
A．水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能增加
B．水蒸气膨胀做功，消耗了水蒸气的内能
C．水蒸气膨胀做功，但水蒸气的内能不变
D．水蒸气膨胀做功，水蒸气的温度不变
【分析】本题抓住做功与物体内能改变，对物体做功，物体的内能增加，物体对外做功内能会减少。
【解答】解：加热使水沸腾，水蒸气把软木塞冲开，水蒸气对外做功，水蒸气的内能减少，温度降低，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了做功与内能的改变。对物体做功物体内能增加。
2．（2分）关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（ ）
A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C．内能和机械能的单位都是J，它们是同一种形式的能量
D．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
【分析】（1）热量是一个过程量，区别于状态量，只是在热传递这个过程中才有热量这个物理量，当两物体温度相等时，热传递就停止，所以只能说某物体吸收了多少热量，放出了多少热量；
（2）内能的大小跟质量、温度、状态有关；
（3）内能和机械能是两种不同形式的能量，可以相互转化；
（4）热传递的条件是有温度差。
【解答】解：
A、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高；热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；
B、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，因此只有温度不变，若物体的质量、状态改变时，则物体的内能可能改变，故B错误；
C、内能和机械能是两种不同形式的能量，可以相互转化，故C错误；
D、热传递的条件是：有温度差；热传递的特点是：高温物体放出热量，低温物体吸收热量，热量从高温物体传给低温物体，但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高，因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了对热量、内能、能量的转化以及热传递现象，是一道热学综合题。
3．（2分）以下说法不正确的是（ ）
A．燃料不完全燃烧时，它的热值不变
B．永动机不可制作成功，因为它违反了能量守恒定律
C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多
D．汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物
【分析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
（2）能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的，这就是能量守恒定律；
（3）根据Q＝mq分析燃料燃烧产生热量的大小关系；
（4）汽油机的吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物。
【解答】解：
A、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，燃料不完全燃烧时，它的热值不变，故A正确；
B、不可能造出永动机，是因为机械能在转化过程中会有一部分转化为其它形式的能，因此永动机违反了能量守恒定律，故B正确；
C、煤的热值比干木柴大，但两种燃料的质量未知，由Q放＝mq可知，不能比较两种燃料燃烧放出的热量，故C错误；
D、汽油机的吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故D正确。
故选：C。
【点评】本题综合考查了热值的特性、能量守恒定律、汽油机的工作过程，知识点多，内容简单。
4．（2分）如图是单缸四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．甲冲程中机械能转化为内能
B．这四个冲程的正确顺序是乙→丙→甲→丁
C．每个工作循环活塞往返1次，曲轴转动2周
D．若该汽油机的转速为1200 r/min，则完成一个工作循环的时间为0.2s
【分析】内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程；
吸气冲程是活塞向下运动，进气门开，排气门关闭；
压缩冲程是活塞向上运动，两个气门全关闭，将机械能转化为内能；
做功冲程是两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，将内能转化为机械能；
排气冲程是活塞向上运动，进气门关闭，排气门开启；
在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次。
【解答】解：
甲中的两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，是内能转化为机械能；
乙中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程；
丙中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，将机械能转化为内能；
丁中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；
在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次；
A、甲冲程中内能转化为机械能，故A错误；
B、四个冲程的正确顺序是乙→丙→甲→丁，故B正确；
C、在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次，故C错误；
D、由题意可知，汽油机的飞轮转速是1200r/min，即每秒钟转20圈，因曲轴转2圈完成一个工作循环，所以每秒完成10个工作循环，则完成一个工作循环需要＝0.1s，故D错误。
故选：B。
【点评】此题主要考查了内燃机四个冲程的特点；以及在四冲程内燃机的工作过程中，1个工作循环中包括4个冲程，对外做功1次，曲轴转2圈。简记为1412。
5．（2分）如图所示电路中，下列关于灯泡L1、L2、L3连接说法中不正确的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L3串联
B．S1、S2都闭合，L2、L3并联
C．S1闭合，S2断开，L1、L3串联
D．S1断开，S2闭合，L1、L2、L3都能发光
【分析】对每个选项中的开关开合情况进行分析，然后利用“电流路径法”确定灯泡连接关系，找出正确的选项。
【解答】解：A、S1、S2都断开时，电流从电源正极出发，经过灯泡L3、L1回到电源负极，所以灯泡L1、L3串联，故A正确。
B、S1、S2都闭合，电流从电源正极出发分支，一支经灯泡L3、另一支经开关S2、灯泡L2，然后共同经S1回负极，则L2、L3并联，故B正确；
C、S2断开，S1闭合，灯泡L2断路，灯泡L1短路，电流只从灯泡L3经过，此时只有灯泡L3工作，故C错误。
D、S1断开，S2闭合，灯泡L1、L3并联，然后再与L1串联，则L1、L2、L3都能发光，故D正确。
故选：C。
【点评】此题考查我们对多个开关的开合引起电路连接关系变化的认识，分析电路连接关系时，特别注意开关与某一用电器并联造成的部分电路短路问题。
二、双选题（有错选不得分、有漏选得1分，本题共5小题、每题2分，共10分）
（多选）6．（2分）下列说法中不正确的是（ ）
A．堆在墙角的煤会使墙体内部变黑，说明分子间有引力
B．搓手取暖是通过做功的方式改变内能的
C．常用水作冷却剂，是利用了水的比热容大
D．立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
【分析】（1）一切物质的分子都在不停地做无规则运动；
（2）（4）改变物体内能的两种方式：做功和热传递；做功改变内能是能量的转化，热传递改变内能是能量的转移；
（3）水具有较大的比热容，相同质量的水和其它物质相比，吸收相同的热量，温度变化小，因此水常被用来做取暖介质和冷却剂。
【解答】解：A、堆在墙角的煤会使墙体内部变黑，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B、搓手取暖时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式增加手的内能，故B正确；
C、常用水作冷却剂，利用了水比热容较大的性质，这样在同等情况下可以吸收更多的热量，故C正确；
D、立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过热传递的方式实现的，故D错误。
故选：AD。
【点评】此题考查了分子动理论、改变内能的方式、水的比热容较大的应用，包含的知识点较多，熟练掌握基础知识是解答的关键。
（多选）7．（2分）如图所示的四种情景中，与汽油机的压缩冲程原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。
【解答】解：A、滚摆上下滚动，是动能和势能之间的相互转化，与汽油机的压缩冲程原理不同，故A不合题意；
B、从滑梯滑下，臀部发热是克服摩擦力做功，机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程原理相同，故B符合题意；
C、对试管中的水加热，加快水的汽化，使试管中水蒸气增加；体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，水蒸气的内能减小，液化形成白雾，与汽油机的压缩冲程原理不同，故C不合题意；
D、用力将活塞压下，活塞对空气做功，机械能转化为内能，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，与汽油机的压缩冲程原理相同，故D符合题意。
故选：BD。
【点评】此题考查了内燃机的压缩冲程的特点及能量转化情况，是基础性题目。
（多选）8．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，下列对电路的分析正确的是（ ）
A．L1 与 L2 并联，电流表 A1 测 L2 的电流
B．L1 与 L2 串联，电流表 A2 测干路上的电流
C．当开关 S2 断开时，通过 L1 的电流不变，A2 的示数变小
D．当开关 S2 断开时，A2 的示数不变，通过 L1 的电流变大
【分析】电路元件的连接有串联和并联两种方式：由于串联电路只有一条电流路径，流过一个元件的电流同时流过另一个元件，因此各元件相互影响；而并联电路中有多条支路，所以各元件独立工作、互不影响，据此判断两灯泡的连接方式，再根据电流表与被测电路元件串联判断测量的电路元件，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S2断开时电流表A2的示数和通过L1的电流变化。
【解答】解：
AB．由图知，闭合开关S1、S2后，A1、L2、S2在同一支路上，L1单独在一个支路上，则L1与L2并联，A1测L2的电流，电流表A2测干路上的电流，故A正确、B错误；
CD．当开关S2断开时，L2所在支路断路，电流A1的示数变为0，而L1所在支路电流不受影响，保持不变，根据并联电路的电流关系可知，干路电流变小，因此电流表A2的示数变小，故C正确，D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了电路串并联的辨别和电流表所测电路元件的判断以及电路的动态分析，判断电路连接方式时可以根据电流流向法进行解答。
（多选）9．（2分）在如图（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图（b）所示，则（ ）
A．电阻R1两端的电压为4.8V
B．电阻R2两端的电压为4.8V
C．若开关闭合后，两个电表示数相同，则R1可能断路
D．若开关闭合后，电压表V2的示数为零，则R1可能断路
【分析】（1）由电路图分析电路的连接方式和电压表的作用，根据电路的电压特点确定电压表的量程并读数从而得到两灯电压的大小。
（2）若R1断路，根据电路图分析两电表示数情况即可判断。
【解答】解：
AB、由电路图可知，闭合开关后R1、R2串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测R2两端的电压。
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电压表V1的示数应大于V2的示数；
而两个电压表指针偏转相同，所以电压表V1的量程是0～15V，分度值为0.5V，示数为6V，即电源电压U＝6V；
电压表V2的量程是0～3V，分度值为0.1V，示数1.2V，即R2两端的电压U2＝1.2V，
所以R1两端的电压U1＝U﹣U2＝6V﹣1.2V＝4.8V．故A正确，B错误；
CD、由电路图知，开关闭合后，若R1断路，整个电路断路，电压表V1仍测电源电压为6V，V2示数为0，故C错误，D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查串联电路的电压特点的理解和应用以及电路故障的判断，解题的关键是正确分析电路，确定两电压表的量程。
（多选）10．（2分）如图的电路，闭合开关，电路正常工作，图中电流表A1、A2、A3、A4对应的示数为I1、I2、I3、I4，电压表V1、V2、V3、V4对应的示数为U1、U2、U3、U4。下列说法正确的是（ ）
A．I1＜I2，I3＝I4 B．I1＝I2，I3＜I4
C．U1＝U2，U3＞U4 D．U1＜U2，U3＝U4
【分析】（1）电流表在电路中相当于导线，电压表在电路中相当于开路，据此简化电路可知，R1与R2串联，两电流表均测串联电路中的电流，电压表V1测量R1两端电压，V2测量电源电压；根据串联电路的电流、电压规律确定I1、I2及U2、U2关系；
（2）R3与R4并联，两电压表均测并联电路两端的电压，电流表A3测量R4中的电流，A4测量干路电流；根据并联电路电流、电压规律确定I3、I4及U3、U4关系。
【解答】解：
（1）简化电路可知，R1与R2串联，两电流表均测串联电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，则I1＝I2；
电压表V1测量R1两端电压，V2测量电源电压，因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，则U1＜U2；
（2）R3与R4并联，两电压表均测并联电路两端的电压，因并联电路中各支路两端电压相等（都等于电源电压），则U3＝U4；
电流表A3测量R4中的电流，A4测量干路电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则I3＜I4；
综上分析可知：I1＝I2、I3＜I4、U1＜U2、U3＝U4；故BD正确，AC错误。
故选：BD。
【点评】本题考查了串并联电路的特点的应用，是一道较为常见的应用题。
三、作图题（本题共2小题，每题2分，共4分）
11．（2分）图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门排气门的开闭情况用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。
【分析】在内燃机的四个冲程中，进气门和排气门均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气门打开，另一个气门关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动，据此进行解答。
【解答】解：在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，如图所示：
【点评】熟悉每个冲程的特征是作图的关键；本题的难点是准确作图。
12．（2分）单轮平衡车的电路部分安装电源开关S1和压力开关S2，当手动闭合S1时，指示灯亮起；此时骑行者再站立于平衡车踏板上后S2自动闭合，电动机才能正常启动，平衡车才开始运动。请根据上述要求将电路图连接完整。
【分析】由题意可知，当手动闭合S1时，指示灯亮起，骑行者再站立于平衡车踏板上后S2自动闭合，电动机才能正常启动，说明电动机和指示灯可以独立工作、互不影响即为并联；未闭合S1或骑行者未站立于踏板上，电动机都无法启动，说明两开关可以同时控制电路，此时两开关串联，据此设计电路图。
【解答】解：
由题意可知，当手动闭合S1时，指示灯亮起；骑行者再站立于平衡车踏板上后S2自动闭合，电动机才能正常启动，说明电动机和指示灯可以独立工作、互不影响即为并联；未闭合S1或骑行者未站立于踏板上，电动机都无法启动，说明S1控制干路，开关S2控制电动机，如图所示：
。
【点评】本题考查了串并联电路的设计相关知识的了解与掌握，利用所学知识解释身边现象，学了用，有意义。
四、填空及实验探究题（本题共4小题，每空1分，共22分）
13．（3分）实验测得1kg某物质熔化时温度随时间变化的图像如图所示。已知该物质在液态下的比热容c＝4200J/（kg•℃），设物质从热源吸热的功率恒定不变。在第10～14min内，物质温度升高了20℃，则吸收的热量为 8.4×104J ，吸热功率 350W ，该物质在固态下的比热容为 2.1×103J/（kg•℃） 。
【分析】（1）由图象可知，第10～14min内，该物质处于液态，根据Q吸＝c1mΔt可以求出吸收的热量，然后根据可求出吸热功率；
（2）由图可知，该物质在0～2min时间内处于固态，由于吸热功率恒定不变，根据Q＝Pt可求出这一段时间内吸收的热量，然后利用公式可以求出固态下的比热容。
【解答】解：（1）由图象可知，第10～14min内，该物质处于液态，
其比热容c＝4200J/（kg•℃） 质量m＝1kg 升高的温度Δt＝20℃，
物体吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4200J/（kg•℃）×1kg×20℃＝8.4×104J，
吸收这么多的热量用时：
t＝4分钟＝240s，
由此可以求出吸热功率：
；
（2）物体在0～2min时间内，加热时间T＝2min＝120s，
物体吸收的热量：
Q吸′＝PT＝350W×120s＝42000J，
物体在此过程中为固体，质量m＝1kg 温度的变化Δt1＝20℃
物体的比热容：
。
故答案为：8.4×104J；350W；2.1×103J/（kg•℃）。
【点评】本题考查了晶体熔化的规律、吸收热量的计算、物体吸热功率的计算，涉及到从温度﹣时间图象搜集信息并加以利用，知识点多，属于难题。
14．（2分）我国汽车保有量在迅速增长，目前我国处于使用状态的汽车数量已突破2亿辆，每辆汽车每年耗油1.6吨，汽车内燃机的效率平均取值30%，如果把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油 1×107 t，相当于煤炭 1.5×107 t。（燃油的热值为4.5×107J/kg，煤炭的热值为3.0×107J/kg）
【分析】由于内燃机效率提高后有用功是相同的列等式算出效率提高后消耗燃油的质量，知道每辆汽车每年耗油1.6t，可求每辆汽车每年节约燃油，继而根据我国的汽车数量可求我国可以节约的燃油；然后根据煤油的热值与煤炭的热值的倍数关系求出节约煤炭的质量。
【解答】解：因为内燃机效率提高1%，
所以内燃机效率变为：
η2＝η1+1%＝30%+1%＝31%，
由于内燃机效率提高后有用功是相同的，即W1＝W2，
根据η＝＝可得η1qm1＝η2qm2，
所以内燃机效率提高效率后消耗的燃料为：
m2＝m1，
则每辆汽车每年节约燃油：
Δm＝m1﹣m2＝m1﹣m1＝（1﹣）m1＝（1﹣）×1.6t≈0.05t；
所以我国可以节约的燃油：
Δm总＝nΔm＝2.0×108×0.05t＝1×107t；
根据Q＝qm可知，如果燃油和煤炭放出相同的热量则有：q油m油＝q煤m煤；
所以煤炭质量为：
m煤＝m油＝×1×107t＝1.5×107t。
故答案为：1×107；1.5×107。
【点评】本题考查了学生利用所学知识分析解释实际现象的能力，设计到设计节能问题，要求灵活选用公式进行计算。
15．（8分）为了比较水和煤油的吸热能力，小雨用如图所示的实验装置进行探究。
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 质量 相同的水和煤油。用同样的酒精灯加热，相同时间内水吸收的热量 等于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（2）如果使水和煤油都升高10℃，我们发现 水 的加热时间较长，这表明相等 质量相等 的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是 不同 的，由此引入的物理量是 比热容 ；
（3）如图所示是水和煤油的t温﹣t时图像，则图线 b 是水，由图像可知煤油的比热容大小为 2.1×103J/（kg•℃） 。
【分析】（1）分别由控制变量法和转换法入手进行分析；
（2）由实验可知，质量相同的水和煤油，升高相同的温度，水需要吸收的热量多；
（3）由图可知，相同质量的a、b升高相同的温度，b吸收的热量是a的2倍，然后结合比热容公式列式，算出煤油比热容。
【解答】（1）比较不同物质的吸热能力，要控制不同物质的质量和初温相同；用相同酒精灯加热，相同时间内水吸收的热量等于煤油吸收的热量；
（2）质量相等的水和煤油都升高10℃，水需要吸收的热量多，所以水的加热时间比较长；同时说明，质量相等的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是不同的，由此引入了比热容这个物理量；
（3）图中a、b加热相同的时间，吸收的热量相同，但b的温度升高的少，吸热能力强，所以图线b是水；
由图可知，煤油、水由20℃加热到80℃，温度升高60℃，分别用时10min、20min，所以水吸收的热量Q水是煤油吸收热量Q油的2倍，即：
Q水＝2Q油；
代入公式得：
c水m水Δt水＝2c油m油Δt油；
因为：
m水＝m油；
Δt水＝Δt油＝60℃；
所以化简上式可得：
c水＝2c油；
代入水的比热容数据得：
2c油＝4.2×103J/（kg•℃）；
解得：
c油＝2.1×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）质量；等于；
（2）水；质量相等；比热容；
（3）b；2.1×103J/（kg•℃）。
【点评】此题考查了控制变量法、转换法、比热容、热量公式、图像在物理研究中的应用等知识点。
16．（8分）（1）暑假期间，亮亮在预习电学知识时，对串联电路的电压规律进行了探究。
猜想与假设：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和；
设计与进行实验：
①按如图所示的电路图连接电路；
②闭合开关，排除故障，用电压表在AB间测出L两端的电压；
③在测L2两端的电压时，亮亮为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上。
④测出AC间的电压，得出结论。
交流与评估：
步骤②中，在连接电路时，开关必须 断开 。
步骤②中，闭合开关，如图所示的电路，发现电压表示数为零，则小灯泡的故障可能是L1 短路 。（选填“短路”或“断路”）
步骤③中，亮亮的方法能否测出L2两端的电压？ 不能 。（选填“能”或“不能”）
方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中
亮亮分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和，此做法存在的不足之处是 只进行了一次实验，结论不具有普遍性 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
（2）接着亮亮继续用如图a所示电路探究电流与电压的关系。
①连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，其原因可能是R 断路 ；（选填“短路”或“断路”）
②故障排除后，向左移动滑动变阻器滑片P，电压表示数会 变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；
③当电流表示数为0.5A时，电压表示数如图b所示，其值为 2.5 V；
④补齐表中的数据后，根据表中数据可得到的结论是：电阻一定时，电流与电压成 正 比（选填“正”或“反”）。
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
电压U/V
0.5
1.0
1.6
1.9
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
【分析】（1）为了保护电路，在拆接电路时，开关必须断开，以防止由于接错出现短路烧坏电源；
闭合开关，发现电压表示数为零，可能是与电压表并联的支路以外的电路某处断路，或电压表并联的支路短路，或电压表短路，或电压表断路，据此回答；
用电压表测电压时，电压表要与被测电路并联且电压表正负接线柱不要接反；
为了得到普遍规律，实验时应换用不同规格的灯泡多次实验；
（2）①闭合开关，发现电流表无示数，说明电路出现了断路现象；电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了；
②由图知道，滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路中的电阻变小，总电阻变小，由I＝知道，电路中的电流变大，根据U＝IR判断电压表示数的变化；
③根据电压表选用的量程确定分度值读数；
④根据表中数据分析得出结论。
【解答】解：（1）为了保护电路，在拆接电路时，开关必须断开，以防止由于接错出现短路烧坏电源；
因为闭合开关，发现电压表示数为零，可能是与电压表并联的支路以外的电路某处断路，或电压表并联的支路短路，或电压表短路，或电压表断路；故小灯泡的故障可能是L1短路；
当电压表B点不动，只断开A点，并改接到C点上时，虽然电压表此时与L2并联，但电压表的正负接线柱却是反的，闭合开关后，指针会反向偏转，所以不能测出L2两端的电压；
该实验只进行了一次实验，只测出了一组实验数据，根据一次实验得出结论，结论具有片面性与偶然性，不具有普遍性，为得出普遍结论，应进行多次实验，测出多组实验数据。改进措施是换用不同规格的小灯泡多次实验；
（2）①闭合开关，发现电流表无示数，说明电路出现了断路现象；电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，故原因可能是电阻R断路；
②由图知道，滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路中的电阻变小，总电阻变小，由I＝知道，电路中的电流变大；由UR＝IR知道，定值电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大；
③由图b知道，电压表量程为0～3V，其分度值为0.1V，所以电压表的示数为2.5V；
④分析表中的数据知道，考虑到误差因素，电压变为原来的几倍，通过的电流变为原来的几倍，即电阻一定时，电流跟两端的电压成正比。
故答案为：（1）断开；短路；不能；只进行了一次实验，结论不具有普遍性；（2）①断路；②变大；③2.5；④正。
【点评】本题探究串联电路的电压规律和探究电流与电压的关系实验，考查了注意事项、电路故障、电压表读数、实验结论等知识，具有一定综合性，难度不大。
五、计算题（共2小题，16分）
17．（8分）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度v/（m/s）
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？
【分析】（1）已知燃油的质量，根据Q＝mq求出放出的热量；
（2）根据表中提供的数据，利用P＝＝＝Fv可求得飞机发动机的输出功率是多少千瓦；
（3）已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，求得机械能，从表中查到500m/s时的阻力，利用W＝fs可求得飞机的最大航程。
【解答】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量：
Q＝mq＝1×104kg×5×107J/kg＝5×1011J；
（2）由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8×104N，
则飞机发动机的输出功率P＝＝＝Fv＝4.8×104N×400m/s＝1.92×107W＝1.92×104kW，
（3）由（1）可知Q＝5×1011J；
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，
则有用功W＝40%×Q＝40%×5×1011J＝2×1011J，
根据表格查出500m/s时的阻力为7.5×104N，
则由W＝fs＝Fs，可得s＝＝≈2.7×106m＝2.7×103km。
答：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；
（2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×104kW，
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是2.7×103km。
【点评】新一代战斗机是一项高科技的研究成果，它包含了众多与物理学相关的知识，我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相关的疑问。
18．（8分）小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg，液化气的热值是5×107J/kg。
（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
（2）21kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
（3）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，那么可利用的热量是多少？可以把多少kg的水温度由20℃加热到70℃？
【分析】（1）（2）根据Q放＝mq求出液化气完全燃烧释放的热量；
（3）根据题意求出可利用的热量，再根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出可加热温度由20℃加热到70℃水的质量。
【解答】解：（1）1kg的液化气完全燃烧释放的热量：Q放1＝m1q＝1kg×5×107J/kg＝5×107J；
（2）21kg的液化气完全燃烧释放的热量：
Q放2＝m2q＝21kg×5×107J/kg＝1.05×109J；
（2）整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，则可利用的热量：Q有用＝Q放2η＝1.05×109J×40%＝4.2×108J，
水吸收热量为：Q吸＝Q有用＝4.2×108J，
根据Q吸＝cm（t﹣t0）可知，可加热温度由20℃加热到70℃水的质量：
m′＝＝＝2000kg。
答：（1）1kg的液化气完全燃烧释放的热量是5×107J；
（2）21kg的液化气完全燃烧释放的热量是1.05×109J；
（3）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，那么可利用的热量是4.2×108J，可以把2000kg的水温度由20℃加热到70℃。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放出热量公式、效率公式的掌握和运用，密切联系实际。
六、综合分析题（共8分）
19．（8分）阅读材料，回答问题。
热阻
当物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与垂直传导方向的横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。
房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，另一侧是低温环境，墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），则在墙壁中能形成稳定的热量流动，单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。
（1）同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在 温度差 ；热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中 电压 （选填“电流”或“电压”）。
（2）同样形状的材料，导热系数越大，热阻 越小 （选填“越大”或“越小”）。
（3）如图甲所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、1.5L、3L，当热量从左向右流动时，铝块的热阻为R1，热量从下向上流动时，铝块的热阻为R2，则R1 ＜ R2（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）如图乙所示，墙壁厚度为d，墙壁外侧环境温度为t0，内侧环境温度为，虚线到内侧墙壁的距离为，热量在墙壁中稳定地流动，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则虚线处的温度为 t0 （用t0表示），若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0。内侧环境温度仍为，则单位时间内传到内侧墙壁的热量为 1.4Q0 （用Q0表示）。
【分析】（1）当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递；热传递的条件是有温度差，电压时形成电流的原因；
（2）物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与垂直传导方向的横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝；
（3）根据“单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比”分析解答。
【解答】解：（1）由题中信息知：当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递；热传递的条件是有温度差，电压是形成电流的原因，热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中电压；
（2）由R＝可知，同样形状的材料，导热系数越大，热阻越小；
（3）由R＝可知，当热量从左向右流动时，铝块的热阻为：R1＝＝，
热量从下向上流动时，铝块的热阻为：R2＝＝，
则R1＜R2；
（4）设虚线处的温度为t，墙壁的横截面积为S，由题意可知，从外侧传到内虚线处的热量为：Q1＝＝＝，
从虚线处传到内侧环境的热量为：Q2＝＝＝，
因为热量在墙壁中稳定地流动，故有Q1＝Q2，即：
＝，
解得：t＝t0；
设墙壁外侧到内侧的热阻为R，由题意知，墙壁外侧环境温度为t0，内侧环境温度为时，单位时间内传到内侧墙壁的热量为Q0，则有：Q0＝＝，
若外侧墙壁的环境温度升高到1.2t0。内侧环境温度仍为，则单位时间内传到内侧墙壁的热量为：Q＝＝＝1.4Q0。
故答案为：（1）温度差；电压；（2）越小；（3）＜；（4）t0；1.4Q0。
【点评】本题以热阻为背景考查了学生根据题中信息分析解答能力，有一定的难度。
相关试卷
2022-2023学年广东省深圳市南山区九年级上学期物理期中试题及答案： 这是一份2022-2023学年广东省深圳市南山区九年级上学期物理期中试题及答案，共18页。试卷主要包含了单项选择题，双选题，作图题，填空及实验探究题，计算题，综合分析题等内容，欢迎下载使用。
广东省深圳市南山区2023-2024学年九年级上学期11月期中物理试题： 这是一份广东省深圳市南山区2023-2024学年九年级上学期11月期中物理试题，共6页。
2022-2023学年广东省深圳市南山区八年级上期中物理试卷及答案解析： 这是一份2022-2023学年广东省深圳市南山区八年级上期中物理试卷及答案解析，共21页。
