浙江省杭州市下城区2019-2020学年九年级上学期期末物理试题

2019-2020学年浙江省杭州市下城区九年级（上）期末物理试卷

一、选择题（本大题共60分，每小题3分．每题只有一个选项符合题意）

1．（3分）如图为汽油机工作过程中某个冲程的示意图，该冲程是（　　）

A．吸气冲程 B．排气冲程 C．做功冲程 D．压缩冲程

2．（3分）在同一斜面上先后用相同大小的拉力F，平行于斜面拉动质量为m和2m的物体，使它们在斜面上移动相同的距s，如图甲和乙所示。若拉力F在前后两个过程中所做的功分别为W甲和W乙，则W甲和W乙的大小关系是（　　）

A．W甲＞W乙 B．W甲＝W乙 C．W甲＜W乙 D．无法确定

3．（3分）如图所示，钩码A的重力大于钩码B，用手托钩码A使两者处于静止状态。若不计摩擦、绳重和空气阻力，放手后至钩码B碰到滑轮前的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．钩码A的机械能保持不变 

B．钩码B的机械能保持不变 

C．钩码A的动能增加，机械能增加 

D．钩码B的动能增加，机械能增加

4．（3分）如图所示电路，电源电压恒定，定值电阻的阻值为R1，滑动变阻器的最大阻值为R2、已知R2＞R1，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片从左端向右端移动过程中（　　）

A．电压表V1的示数变大，电阻R1的电功率先变大后变小 

B．电压表V2的示数变小，滑动变阻器的电功率一直不变 

C．电流表A的示数变大，电路消耗的总功率一直变大 

D．电流表A的示数变大，电路消耗的总功率先变大后变小

5．（3分）如图所示，甲滑轮组中动滑轮的总质量为3m，乙滑轮组中动滑轮的质量为2m，物体A的质量为2m，物体B的质量为m。在相同的时间内，分别用甲、乙两滑轮组使物体A和B匀速升高相同的高度h，绳子自由端的拉力分别为F1、F2．若不计绳重和摩擦，则下列判断正确的是（　　）

A．拉力F1大于F2 

B．拉力F1拉动绳子自由端的速度小于F2拉动绳子自由端的速度 

C．拉力F1的功率小于拉力F2的功率 

D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率

二、填空题（本大题共26分）

6．（4分）如图所示，斜面长5m，高3m，用大小为90N沿斜面向上的拉力F，将重120N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为　   　，物体受到的摩擦力为　   　N。

7．（6分）一辆汽油车在高速公路上以72km/h的速度匀速行驶20km的过程中，汽车发动机的输出功率始终为69kW，发动机的效率为25%，则此过程中，发动机做的功是　   　J，汽油车受到的阻力是　   　N，消耗的汽油为　   　kg．（汽油的热值为4.6×107J/kg）

三、实验探究题（本大题共42分）

8．（6分）利用斜面探究“动能大小与哪些因素有关”的实验如图所示，实验中质量为m和2m的小球从图示的高度由静止开始滚下，撞击水平面上的物体M，并将物体M推至虚线所在位置。

（1）甲组实验探究的问题是　   　。

（2）根据乙组实验所示的结果，可得出的结论是　   　。

（3）实验中通过观察比较水平面上的物体M移动的距离大小来判断小球动能的大小。这种方法称为转换法，请写出可以这样转换的原因　   　。

9．（8分）在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。

（1）用笔画代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：当滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的电阻变大；连线不得交叉）。

（2）连接电路后试触开关，发现电压表指针发生如图乙所示偏转，则出现的故障是　   　。

（3）排除故障后，闭合开关，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是　   　。

（4）继续移动滑片P，得到多组对应的电压表和电流表示数，并绘制成图丙所示的I﹣U关系图象，根据图象信息，判断实验数据是否可靠？　   　，原因是　   　。

四、计算题（本大题共32分）

10．（7分）如图，电动机的线圈电阻为0.5Ω，其转轴上所绕的细线悬挂一个质量为2kg的重物，细绳足够长。当S闭合时，标有“6V，3W”的电灯L恰好能正常工作；电动机使重物匀速上升时，电流表读数为2.5A，取g＝10N/kg。计算：

（1）通过电灯L的电流有多大？

（2）重物被匀速提升时，电动机输出的机械功率有多大？

（3）重物被匀速提升时的速度有多大？

11．（6分）一根质量分布均匀的细杆AB，可绕固定点A自由转动，杆长为1.0米，重力为160N．水平推力F0推着一个棱长为0.4米的立方体，使杆恰好与水平面秤30°夹角而静止，如图所示。不计一切摩擦力。计算：（结果均保留根式）

（1）图示位置时，立方体对细杆的支持力。

（2）缓慢匀速推动立方体，使杆与水平面的夹角从30°到60°的过程中，外力F0所做的功。

12．（6分）如图为某品牌家用电速热水龙头。打开水龙头，3﹣5秒就可流出热水。电热速水龙头的额定电压是220V，额定功率是3300W．某次该水龙头在额定电压下工作时，流入水的初温为15℃，在加热的21s时间内，得到0.45千克、末温48℃的热水。

（1）该速热水龙头的电阻为多少？（取整数）

（2）该速热水龙头工作效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

13．（9分）2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继星传回了近距离的月背影像图（如图甲所示），揭开了月背的神秘面纱。

（1）“嫦娥四号”探测器在着陆过程中逐渐减速，在距月面100米处开始悬停，选定相对平坦区域后开始匀速缓慢垂直下降。在此过程中，若不考虑其质量变化，它的机械能　   　（选填“增大”“减小”或“不变”）；重力做功为　   　J（已知“嫦娥四号”探测器质量为1.0×103kg，月球表面的物体重力和质量的比值g月＝1.63N/kg）。

2019-2020学年浙江省杭州市下城区九年级（上）期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、选择题（本大题共60分，每小题3分．每题只有一个选项符合题意）

1．【解答】解：由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，因此是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。

故选：D。

2．【解答】解：

在同一斜面上先后用相同大小的拉力F，平行于斜面拉动质量为m和2m的物体，使它们在斜面上移动相同的距s，

拉力F相等，物体在拉力的方向上移动的距离s相等，

根据W＝Fs可知，拉力F在前后两个过程中所做的功相等，即W甲＝W乙。

故选：B。

3．【解答】解：

不计摩擦、绳重和空气阻力，用手托钩码A，钩码A和B都处于静止状态，

因为钩码A的重力大于钩码B，

所以放手后钩码A向下运动，速度不断变大；钩码B向上运动，碰到滑轮前的过程中，速度不断变大。

根据以上分析可知：

AC、钩码A在下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能变小，速度变大，动能变大，故A的重力势能转化为A和B的动能，所以机械能减小，故AC错误。

BD、钩码B在上升过程中，质量不变、速度变大，动能变大；同时其高度增加，重力势能变大，所以机械能增加，故B错误，D正确。

故选：D。

4．【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；

将滑动变阻器滑片从左端向右端移动过程中，接入电路中的电阻变小，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；

根据U＝IR可知，R1和R3两端的电压均增大，则电压表V1的示数增大，

因为串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以滑动变阻器R2两端的电压变小，电压表V2示数变小；

由P＝I2R可知，R1的电功率都变大，故A错误；

由P＝UI可知，电源电压一定时，电流变大，总功率变大，故C正确，D错误。

滑动变阻器功率为：P2＝×R2＝＝，

当R滑＝R1+R3时，滑动变阻器的电功率最大，之后又逐渐减小，所以滑动变阻器的电功率是变化的，故B错误。

故选：C。

5．【解答】解：

由图知，n1＝4，n2＝2，

A、不计绳重和摩擦，两滑轮组绳端的拉力分别为：

F1＝（G1+G轮1）＝（2mg+3mg）＝1.25mg；

F2＝（G2+G轮2）＝（mg+2mg）＝1.5mg，

所以拉力F1小于F2；故A错误；

B、在相同时间内，分别用甲、乙两滑轮组使物体A和B匀速升高相同的高度h，则物体上升的速度v是相同的；由图知，n1＝4，n2＝2，则绳端的速度v1＝4v，v2＝2v，即拉力F1拉动绳子自由端的速度大于F2拉动绳子自由端的速度，故B错误；

C、拉力F1所做功的功率为：P1＝F1v1＝1.25mg×4v＝5mgv；

拉力F2所做功的功率为：P2＝F2v2＝1.5mg×2v＝3mgv；

所以拉力F1的功率大于拉力F2的功率，故C错误；

（4）不计绳重和摩擦，甲滑轮组的机械效率：η1＝＝＝40%；

乙滑轮组的机械效率：η2＝＝≈33.3%；

所以，甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率，故D正确。

故选：D。

二、填空题（本大题共26分）

6．【解答】解：

（1）拉力做的总功：

W总＝Fs＝90N×5m＝450J，

拉力做的有用功：

W有用＝Gh＝120N×3m＝360J，

斜面的机械效率：

η＝×100%＝×100%＝80%。

（2）因为W总＝W有用+W额，

所以额外功：W额＝W总﹣W有用＝450J﹣360J＝90J，

由W额＝fs得，物体受到的摩擦力：

f＝＝＝18N。

故答案为：80%；18。

7．【解答】解：

（1）v＝72km/h＝20m/s，

由v＝得汽车行驶的时间：

t＝＝＝1000s，

根据P＝得发动机做的功：

W＝Pt＝69×103W×1000s＝6.9×107J；

（2）由W＝Fs得汽车的牵引力：

F＝＝＝3.45×103N，

因为汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，

所以阻力：

f＝F＝3.45×103N；

（3）由η＝×100%可得消耗汽油完全燃烧释放的热量为：

Q放＝＝＝2.76×108J，

由Q放＝mq得消耗汽油的质量：

m＝＝＝6kg。

故答案为：6.9×107；3.45×103；6。

三、实验探究题（本大题共42分）

8．【解答】解：

（1）由图甲可知，小球的质量相同，从不同的高度滚下，到达水平面时的速度不同，推动木块移动的距离不同，所以是探究动能的大小与速度的关系；

（2）由图乙可知，球滚下的高度相同，速度相同，质量不同，质量大的，推动木块移动的距离大，则结论为：在速度相等且不为零的情况下，物体的质量越大，动能越大；

（3）小球的动能全部转化为小球与物体M的内能，等于摩擦力做功fL．所以L越大，代表摩擦力作用越多，内能越大，小球的动能越大。

故答案为：（1）动能的大小与速度的关系；（2）在速度相等且不为零的情况下，物体的质量越大，动能越大；

（3）小球的动能全部转化为小球与物体M的内能，等于摩擦力做功fL．所以L越大，代表摩擦力作用越多，内能越大，小球的动能越大。

9．【解答】解：

（1）当滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联，

小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程与灯并联，如下所示：

（2）连接电路后试触开关，发现电压表指针发生如图乙所示偏转，则出现的故障是：电压表正负接线柱接反了；

（3）为保护电路，连接电路时，变阻器连入电路电阻应最大，因灯在额定电压下正常发光，

排除故障后，闭合开关，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是向左移动滑动变阻器的滑片P，直至电压表的示数为2.5V，并记录此时电流表的示数进行计算；

（4）根据绘制成图丙所示的I﹣U关系图象知，电压分别为1.5V、2V、2.5V时的电流分别为0.1A、0.15A、0.25A，

由欧姆定律I＝，电压为1.5V时灯的电阻R1＝＝＝15Ω，同理电压为2V、2.5V时灯的电阻分别为13.3Ω、10Ω，

故根据图象信息，判断实验数据不可靠，原因是：小灯泡的阻值随着温度的升高而降低了，而实验室所用灯泡灯丝一般都是钨丝，电阻随温度的升高而增大。

故答案为：

（1）如上所示；

（2）电压表正负接线柱接反；

（3）向左移动滑动变阻器的滑片P，直至电压表的示数为2.5V，并记录此时电流表的示数进行计算；

（4）不可靠；小灯泡的阻值随着温度的升高而降低了，而实验室所用灯泡灯丝一般都是钨丝，电阻随温度的升高而增大。

四、计算题（本大题共32分）

10．【解答】解：

（1）由于电灯L恰好能正常工作，所以电源电压U＝U额＝6V，

由P＝UI可得通过电灯L的电流：IL＝I额＝＝＝0.5A；

（2）由图可知灯泡与电动机并联，电流表测总电流，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，通过电动机的电流：IM＝I﹣IL＝2.5A﹣0.5A＝2A，

电动机的总功率：P总＝UI＝6V×2A＝12W，

电动机线圈的发热功率：P热＝IM2R＝（2A）2×0.5Ω＝2W，

电动机输出的机械功率：P机械＝P总﹣P热＝12W﹣2W＝10W；

（3）重物被匀速提升，则由P机械＝Fv＝mgv可得重物匀速上升的速度：

v＝＝＝0.5m/s。

答：（1）通过电灯L的电流为0.5A；

（2）重物被匀速提升时，电动机输出的机械功率为10W；

（3）重物被匀速提升时的速度为0.5m/s。

11．【解答】解：

（1）如图所示：

；

杆恰好与水平面成30°夹角，D为杆的中点，即重心的位置，则AD＝L杆＝0.5m；

立方体的棱长为0.4m，则CE的长度为0.4m，

因∠CAE＝30°，则由直角三角形的知识可知，F的力臂LF＝2CE＝2×0.4m＝0.8m；

重力的力臂为：LG＝ADcos30°＝0.5m×＝0.25m；

根据杠杆平衡的条件可得FLF＝GLG，

所以：F＝＝＝50N；

（2）上图中，当杆与水平面的夹角为30°时，细杆重心离地的高度为BD＝AD×sin30°＝0.5m×＝0.25m；

当杆与水平面的夹角为60°时，如下图所示：

；

此时细杆重心离地的高度为：B'D＝ADsin60°＝0.5m×＝0.25m；

所以使杆与水平面的夹角从30°到60°的过程中，重心上升的高度为：h＝0.25m﹣0.25m；

克服重力所做的功为：W＝Gh＝160N×（0.25m﹣0.25m）＝40（﹣1）J；

不考虑一切摩擦，外力F0做功全部用于克服杆的重力做功，则外力F0所做的功为40（﹣1）J。

答：（1）图示位置时，立方体对细杆的支持力为50N；

（2）缓慢匀速推动立方体，使杆与水平面的夹角从30°到60°的过程中，外力F0所做的功为40（﹣1）J。

12．【解答】解：（1）由P＝可得，速热水龙头的电阻：

R＝＝≈15Ω。

（2）水吸收的热量：

Q＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.45kg×（48℃﹣15℃）＝62370J，

速热水龙头工作21s消耗的电能：

W＝Pt＝3300W×21s＝69300J，

速热水龙头的工作效率：

η＝×100%＝×100%＝90%。

答：（1）该速热水龙头的电阻为15Ω；

（2）该速热水龙头工作效率为90%。

13．【解答】解：（1）探测器匀速缓慢垂直下降时，质量不变，速度不变，高度降低，则其动能不变，重力势能减小，因动能和势能统称为机械能，所以其机械能减小；

该过程中重力做功：W＝G月h＝mg月h＝1.0×103kg×1.63N/kg×100m＝1.63×105J；

故答案为：（1）减小；1.63×105；

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