安徽省合肥市高新区2019-2020学年九年级上学期期末物理试题

这是一份安徽省合肥市高新区2019-2020学年九年级上学期期末物理试题，共16页。试卷主要包含了填空题，选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。

2019-2020学年安徽省合肥市高新区九年级（上）期末物理试卷
一、填空题
1．（3分）如图所示，是伽利略发明的世界上第一支温度计，A处是上午8点钟液面的位置，B处为第二天上午8点钟液面的位置，两次温度比较，　 　处的温度比较高（选填“A”或“B”）。

2．（3分）热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中瓶内气体的内能转化为软木塞的机械能，该能量转化过程与汽油机的　 　冲程相同。
3．（3分）一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要　 　L汽油（汽油的热值为3.5×107J/L）。
4．（3分）一天，小畅同学在家里其它用电器都没有使用时，将台灯的插头刚插入电源插座，他家的空气开关就自动断开了。这很可能是由于台灯 　 　（填“功率过大”、“断路”或“短路”）造成的。
5．（3分）如图所示，闭合开关后，其中电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3，则三个电压表示数之间存在的关系是　 　。

6．（3分）在如图的电路中，电流从P点流入，从Q点流出，R1＝R2＝R3，通过R2电流大小为0.3A则通过R2电流的方向为　 　（填“向左”或“向右”）电流表A的示数是　 　A。

7．（3分）如图所示电路，电源电压不变，调节滑动变阻器，使电压表示数从6V变化到2V，同时观察电流表示数由0.5A变为1A时，定值电阻R0＝　 　Ω，电源电压U＝　 　V。

8．（3分）如图为电路的某一部分，箭头表示电流方向。已知电流表和电压表的示数分别是2A和3V，通过L的电流是3A，那么电阻器R的电阻是　 　。

9．（3分）如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则该过程中电路的总功率最大值为 　 　W。
10．（3分）图中R1＝4Ω，R2＝6Ω，把它们串联接在U＝6V的电路中。则通电1min，电阻R1产生的热量为　 　J。

二、选择题（共7小题，每题2分，共14分）
11．（2分）下列对生活中的物理现象及其原因分析，正确的是（　　）
A．将湿衣服撑开晾到通风、向阳的地方是为了减慢水的蒸发
B．冬天，窗玻璃上出现冰花，是由于水蒸气发生了凝华
C．游泳后，从水中出来感觉较冷，是由于水液化时吸热
D．樟脑球越放越小，是由于樟脑球发生了熔化
12．（2分）房间里有甲、乙、丙三支温度计，其中只有一支温度计刻度不正确，如图所示，将甲放在空气中，乙的玻璃泡插在密封于玻璃瓶中的酒精里，丙的玻璃泡放在盛有酒精的敞口容器中，它们的示数都是15℃，那么这支刻度不正确的温度计是（　　）

A．甲温度计 B．乙温度计 C．丙温度计 D．无法判断
13．（2分）质量和初温相同的甲、乙两种金属块，同时分别放入两杯完全相同的水中，达到热平衡后，放入甲的杯中水温降低了5℃，放入乙的杯中水温降低了10℃，假设热传递过程中没有能量损耗，则甲、乙金属块比热容的关系是（　　）
A．c甲＞c乙 B．c甲＜c乙 C．c甲＝c乙 D．无法判断
14．（2分）如图所示，当开关S闭合后，电路中的两只小灯泡L1、L2均正常发光，则下面几个说法中正确的是（　　）

A．a是电流表，b是电压表 B．a是电压表，b是电流表
C．a、b都是电流表 D．a、b都是电压表
15．（2分）《中国诗词大会》第四季冠军赛在两位理工科才女之间展开，比赛中用到了抢答器。其原理是：任意位选手按下抢答键时显示屏亮灯（红灯或绿灯）同时扬声器发出声音。以下符合这一要求的电路是（　　）
A． B．
C． D．
16．（2分）某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
17．（2分）一白炽灯泡标有“36V，36W”字样，当它两端电压为18V时，问灯泡的实际功率为（提示：灯丝电阻与温度有关）（　　）
A．18W B．大于9W，小于36W
C．9W D．小于9W
三、实验探究题[共3小题，每空2分，共16分）
18．（6分）双休日，李强随家人到海边玩耍时，发现阳光下的海水和岸边的沙子温差很大。于是他设计了如图甲所示的实验装置想比较沙子和水这两种物质比热容的差异。实验过程中所使用仪器规格完全相同，请你帮他完成以下实验：

（1）用天平测出　 　相同的水和沙子，然后安装仪器，并记下沙子和水的初始温度。
（2）图乙是李强根据实验数据绘制的图象，由图可知沙子的比热容　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的比热容。
（3）完成实验后李强认为本套实验装置还有许多可以改进的地方，请你帮他提出一条改进意见：　 　。
19．（4分）在测电阻Rx的实验中，若电压表损坏，利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图所示（滑动变阻器最大阻值已知为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整。
（1）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数I1；
（2）闭合开关S，　 　，记录电流表示数I2；
（3）写出待测电阻的表达式：Rx＝　 　（用已知量和测量量符号表示）。
（4）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最　 　端（选填“左”或“右”）

20．（6分）小明同学利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率，已知电源电压为3V且保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）连接图甲的实物电路时，滑动变阻器的滑片应调到最　 　端（选填“左”或“右”）。
（2）闭合开关后，小明发现两电表指针处于图乙所示的位置，则此时灯泡　 　（选填“不发光”、“发光较暗”或“比正常亮”）；造成这种现象的原因可能是　 　。
（3）故障排除后，小明从滑动变阻器接入电路阻值最大处缓慢移动滑片，同时记录电压表和电流表的示数，并根据实验记录的数据在图丙中描绘出小灯泡的U﹣I曲线，根据图丙中的数据可计算出该小灯泡的额定功率是　 　W，描绘出小灯泡的U曲线不是直线的原因是　 　。
四、计算题
21．（4分）如图所示的电路，电源电压保持不变，灯泡正常发光时的电压为6V，当开关S1闭合，S2断开时，电灯恰好正常发光，电流表读数为0.5A，电压表读数为4V。求：
（1）电源电压和电阻R0的阻值。
（2）当开关S1、S2都闭合时，电流表和电压表的读数分别是多少？

22．（6分）某太阳能热水器公司研制出一种新的太阳能、电能两用热水器。天气晴朗时使用太阳能；在阳光不足时，用电热丝辅助加热。实物如图所示，热水器铭牌如表：
**牌热水器
型号﹣18A
集热管数28支
额定频率50Hz
水箱体积200L
集热管管长180cm
额定电压220V
防水等级A
系统水压3.0MPa
额定功率4400W
（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少？
（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多热量？
（3）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20℃升高到50℃时，不考虑热量的损失，需要多少立方天然气？（天然气的热值为4.0×109J/m3）
（4）由于天气不好，太阳能热水器只将水加热到35℃，现要通过电热丝将水加到50℃使用，需电加热器正常工作多少秒？（设电能转化为内能的效率为70%）


2019-2020学年安徽省合肥市高新区九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题
1．【解答】解：
当外界温度升高时，球形容器中气体受热膨胀，体积增大，管中液面将向下运动；当外界温度降低时，球形中容器的气体遇冷收缩，体积减小，管中的液面上升，两次温度比较，B处的温度比较高。
故答案为：B。
2．【解答】解：
软木塞会跳起来，机械能增大，这是由于热水瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；
汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能；故该能量转化过程与汽油机的做功冲程相同。
故答案为：做功。
3．【解答】解：由P＝可得，汽车牵引力做的功：
W＝Pt＝35×103W×3600s＝1.26×108J，
由η＝×100%可得，汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝＝＝4.2×108J，
由Q放＝mq可得，需要燃烧汽油的体积：
m＝＝＝12L。
故答案为：12。
4．【解答】解：
在其它用电器都没有使用时，将台灯的插头刚插入电源插座，他家的空气开关就自动断开了，而台灯的功率为几十瓦，不会使总功率过大，且台灯断路时不会造成空气开关“跳闸”，所以只可能是台灯短路造成的。
故答案为：短路 。
5．【解答】解：
由电路图可知，L1和L2串联连接，V1并联在L1两端，所以V1测量L1两端的电压；而V2与L2并联，所以V2测量L2两端的电压；V3直接并联在电源两端，所以V3测量电源电压；
因为串联电路两端的电压等于各部分电压之和，所以电源电压等于L1两端的电压与L2两端的电压之和，则三个电表示数之间存在的关系为U3＝U1+U2。
故答案为：U3＝U1+U2。
6．【解答】解：因为R1、R2、R3并联，
所以三电阻两端的电压U相等，
因为并联电路干路电流等于各支路电流之和，
又因为三个电阻相同，故三个电阻的电流相同，由图可知，通过R2电流的方向向左。
电流表A在干路上，则电流表A的示数I＝0.3A+0.3A+0.3A＝0.9A。
故答案为：向左；0.9。
7．【解答】解：由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
当电压表的示数减小时，
因为串联电路的总电压等于各分电压之和，
所以定值电阻两端的电压增大，根据U＝IR可知，电路中的电流增大，
故当电压表的示数为6V时，电路中的电流为0.5A，则电源的电压U＝6V+0.5A×R0；
当电压表的示数为2V，电路中的电流为1A，则电源的电压U＝2V+1A×R0；
因为电源的电压不变，
所以6V+0.5A×R0＝2V+1A×R0，
解得：R0＝8Ω，
电源的电压：U＝2V+1A×R0＝2V+1A×8Ω＝10V。
故答案为：8；10。
8．【解答】解：由题意可知，电流表为2A，通过L的电流是3A，通过电流表和灯泡L的电流不相等，说明灯泡L和电阻器R并联，在并联中干路电流大于支路电流，所以电流表应该在支路中；
由电路图可知，如果电阻器R应该在干路中，则通过电阻器R的电流为I＝2A+3A＝5A；电阻器R两端电压为U＝3V；电阻器R的电阻为：R＝＝＝0.6Ω；
如果电阻器R在支路上，则通过电阻器R的电流为I′＝3A﹣2A＝1A；电阻器R两端电压为U＝3V；电阻器R的电阻为：R′＝＝＝3Ω。
故答案为：0.6Ω或3Ω。
9．【解答】解：
由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。
（1）滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R2两端的电压变大；所以图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；
（2）由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，
由图象可以看出，滑片P在b点时电流Ib＝1A，U1＝2V、U2＝10V，
所以电源电压：U＝U1+U2＝2V+10V＝12V，
滑片P在a点时，电路中电阻最小，电流最大，所以最大电流Ia＝3A，
所以电路消耗的总功率最大值：
P＝UIa＝12V×3A＝36W。
故答案为：36。
10．【解答】解：
由题知，R1、R2串联接在6V的电路中，
由串联电路特点和欧姆定律可得，通过R1的电流：
I1＝I＝＝＝0.6A，
由焦耳定律可得，通电1min电阻R1产生的热量：
Q1＝I12R1t＝（0.6A）2×4Ω×60s＝86.4J。
故答案为：86.4。
二、选择题（共7小题，每题2分，共14分）
11．【解答】解：A、将湿衣服撑开晾到通风、向阳的地方，提高了液体温度，增加了液体表面积，加快液体上方空气流动速度，蒸发加快，故A错误。
B、冬天，窗玻璃上出现冰花，是空气中的水蒸气遇冷从气态变为固态，发生了凝华现象。故B正确；
C、游泳后刚从水中出来感觉很冷，是因为人身上的水蒸发时要吸热，蒸发属于汽化，故C错误；
D、樟脑球越放越小，是由于樟脑球从固态直接变为气体，发生了升华现象，故D错误。
故选：B。
12．【解答】解：甲放在空气中时，它所显示的是空气的温度；
乙放在密闭的酒精瓶中，它的显示的是瓶中酒精的温度，因为是密闭的，因此它的温度等于外边空气的温度；
丙的玻璃泡放在盛有酒精的敞口容器中，酒精要蒸发，蒸发要吸热，使丙玻璃泡的温度比外界空气的温度低，因此该温度计的示数应该比外界空气的温度低。
由此可以判断，甲、乙两只温度计的刻度是正确的，而丙的示数应该比其它两支的示数要低才对，现在三支温度计的示数相同，故丙是不正确的。
故选：C。
13．【解答】解：两个杯子中水的质量m相同，
金属块放入水中后，水放出热量温度降低，
甲杯的水温降低5℃，乙杯中水温降低10℃，即：△t甲＜△t乙，水的比热容相同，
不计热量损失，由Q＝cm△t可知，
所以△Q甲吸＜△Q乙吸，
水的初温t相同，降低的温度关系为：△t甲＜△t乙，
所以热平衡后水的温度关系为：t甲＞t乙，
即两金属块的温度关系为：t甲＞t乙，
金属块的初温t初相同，
所以t甲﹣t初＞t乙﹣t初；
质量相同、初温t初相同的两金属块甲和乙，
对于甲有：△Q甲吸＝c甲m甲（t甲﹣t初）…①
对于乙有：△Q乙吸＝c乙m乙（t乙﹣t初）…②
已知：△Q甲吸＜△Q乙吸，ma＝mb，得：＜1，
所以c甲m甲（t甲﹣t初）＜c乙m乙（t乙﹣t初）；
因为t甲﹣t初＞t乙﹣t初，
则有c甲＜c乙。
故选：B。
14．【解答】解：A、若a是电流表，b是电压表，灯泡L1和L2并联，两灯发光，电流表测L2电流，电压表测电源电压；故A符合题意；
B、若a是电压表，b是电流表，导线会将灯泡L2短路，不发光；故B不符合题意；
C、若a、b都是电流表，则L1和L2都短路，都不能正常发光；故C不符合题意；
D、若a、b都是电压表，灯泡L2和电压表b串联，不发光，故D不符合题意。
故选：A。
15．【解答】解：由题意可知，当任意位选手按下抢答键时显示屏亮灯（红灯或绿灯）同时扬声器发出声音，则扬声器接在干路上，两灯可独立工作互不影响，红灯或绿灯分别与抢答器串联，控制相应的灯，可单独工作，故两灯并联，故只有A正确。
故选：A。
16．【解答】解：
A、当开关闭合时，R0短路，电压表测电源电压，设此时示数为U1，当开关断开时，R0与RX串联，电压表测RX的电压，设此时示数为U2，则此时R0两端的电压为U1﹣U2。
根据串联电路电流处处相等可列出等式：＝，推导得出RX＝R0，故此电路可以测出RX阻值。
B、当开关闭合时，RX被短路，电压表测电源电压，当开关断开时，RX与R0串联，电压表仍测电源电压，无法推导出通过RX的电流，故此电路不能测出RX阻值。
C、当开关掷到1挡时，只有RX接入电路，电压表示数等于电源电压，设此时示数为U1，当开关掷到2挡时，RX与R0串联，电压表测RX的电压，设此时示数为U2，则此时R0两端电压为U1﹣U2。
根据串联电路电流处处相等可列出等式：＝，推导得出RX＝R0，故此电路可以测出RX阻值。
D、当开关掷到1挡时，只有R0接入电路，电压表示数等于电源电压，设此时示数为U1，当开关掷到2挡时，RX与R0串联，电压表测R0的电压，设此时示数为U2，则此时RX两端电压为U1﹣U2。
根据串联电路电流处处相等可列出等式：＝，推导得出RX＝R0，故此电路可以测出RX阻值。
故选：B。
17．【解答】解：忽略灯丝电阻与温度的关系，由P＝得，
灯泡电阻为R＝＝＝36Ω，
灯泡接到18V电源上，实际功率为P实＝＝＝9W；
额定功率是在额定电压下的功率，灯泡电压低，电流小，因为灯丝电阻与温度有关，这时候灯丝的实际电阻并不是36Ω，而是小于36Ω，所以功率为小于36W，大于9W。
故选：B。
三、实验探究题[共3小题，每空2分，共16分）
18．【解答】解：
（1）据题意可知，要比较沙子和水这两种物质比热容的差异，需要控制水和沙子的质量相同。
（2）由两种物质的温度﹣时间变化图象可知，在相同的时间内（即吸收的热量Q吸相同），且质量相同，而水的温度变化小，根据Q吸＝cm△t可知，所以水的比热容大，沙子的比热容小。
（3）从实验过程分析可知，该装置没有用搅拌棒对沙子和水进行搅拌，物质受热不均匀，所以改进措施是：用搅拌棒对沙子和水进行搅拌，让物质受热均匀；
同时该装置中没有温度计，所以改进措施是：用温度计测量两装置中物质的温度。
故答案为：（1）质量；（2）小于；（3）用搅拌棒对沙子和水进行搅拌，让其受热均匀。
19．【解答】解：（1）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数I1；
（2）闭合开关S，应将滑片移到b端，记录电流表示数I2。
（3）Rx表达式的推导：
步骤②，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，Rx被短路，只有R0工作，电流表示数为I2；
所以电源电压：U＝I2R0，
步骤①，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，两电阻并联，总电流为I1；
两次实验中，R0两端电压均等于电源电压，R0阻值不变，所以通过R0的电流均为I2，
根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流Ix＝I1﹣I2，
并联电路电压相等，则待测电阻两端的电压：Ux＝U＝I2R0，
所以待测电阻：
Rx＝＝R0。
（4）根据并联电阻小于其中任一个电阻，串联电路的电阻大于其中任一电阻，故为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最右端。
故答案为：（2）将滑片P移到b端 （3）R0；（4）右。
20．【解答】解：（1）连接图1的电路时滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处，即最左端。
（2）经分析，闭合开关，小明发现两电表指针处于图2所示位置，即电压表示数为电源电压，电流表示数为零，说明电路为小灯泡断路，此时灯泡不发光。
（3）由小灯泡I一U图象如图3所示，则灯额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
由图可知，当变阻器连入电路中最大电阻时，电路中电流I′＝0.1A最小，变阻器的电压为：
U滑＝3V﹣0.5V＝2.5V；
由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以I﹣U图象不是直线。
故答案为：（1）左；（2）不发光；灯泡处于开路状态；（3）0.75；灯丝的电阻随温度的升高而增大。
四、计算题
21．【解答】解：
（1）由电路图可知，当S1闭合、S2断开时，L与R0串联，电压表测R0两端电压，电流表测电路中电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电灯恰好正常发光，
所以，电源的电压：
U＝UL+U0＝6V+4V＝10V，
由I＝可得，R0的阻值：
R0＝＝＝8Ω；
（2）当S1、S2都闭合时，电路为R0的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
则电压表的示数UV＝U＝10V，
此时电流表示数：
I′＝＝＝1.25A。
答：（1）电源的电压为10V，电阻R0的阻值为8Ω；
（2）当开关S1、S2都闭合时，电流表的读数为1.25A，电压表的读数为10V。
22．【解答】解：
（1）因为电热水器正常工作，
所以U＝U额＝220V，P＝P额＝4400W；
根据P＝IU
可得电热水器正常工作时的电流：
I＝＝＝20A；
热水器电热丝的电阻：
R＝＝＝11Ω；
（2）由ρ＝得：水的质量：
m＝ρ水V＝1000kg/m3×200×10﹣3m3＝200kg；
水吸收太阳的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃﹣20℃）＝2.52×107J；
（3）由题知，Q吸＝Q放＝Vq，所以需要天然气的体积：η
V＝＝＝0.63m3；
（4）水从35℃加热到50℃吸收的热量：
Q吸′＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃﹣35℃）＝1.26×107J，
电能转化为内能的效率为70%
由题知，W电＝＝＝1.8×107J，
则电加热器正常工作时间：
t＝＝＝4091s。
答：（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是11Ω、20A；
（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了2.52×107J；
（3）不考虑热量的损失，需要0.63m3天然气；
（4）现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作4091s的时间。
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