2021-2022学年江苏省连云港市灌南县九年级上学期物理期末考试题及答案

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1. 下列关于功率、机械效率说法中，正确的是（ ）
A. 机械效率越高，机械做功一定越快B. 做功越多的机械，机械效率越高
C. 做功越快的机械，功率越大D. 功率越大的机械，做功一定越多
【1题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．机械效率是指有用功与总功的比值，功率表示物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，机械效率越高，机械做功不一定越快，故A错误；
B．有用功与总功的比值叫机械效率，与做功的多少没有直接关系，故B错误；
C．做功快的机械，说明单位时间内完成的功多，所以功率一定大，故C正确；
D．根据W＝Pt可知，做功的多少与时间和功率有关，若只是功率大，但时间短做功也不一定多，故D错误。
故选C。
2. 一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精（ ）
A. 热值不变，比热容不变B. 热值和比热容都减小一半
C. 热值不变，比热容减小一半D. 热值减小一半，比热容不变
【2题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】A．酒精的比热容、热值两个物理量，都是表示酒精的某种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量和体积无关，所以，一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精的热值和比热容不变，故A符合题意；
BCD．酒精的比热容、热值两个物理量，都是表示酒精的某种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量和体积无关，故BCD不符合题意；
3. 关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A. 做功冲程：燃气推动活塞做功B. 压缩冲程：缸内温度降低
C. 吸气冲程：进气门和排气门都打开D. 排气冲程：内能转化为机械能
【3题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】A．在做功冲程气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，故A正确；
B．压缩冲程中，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高，内能增加，故B错误；
C．吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，故C错误；
D．排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，没有能量的转化，故D错误。
故选A。
4. 关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A. 物体的温度越高，所含的热量越多B. 物体内能增加，一定要 从外界吸收热量
C. 物体吸收热量时，温度可能不变D. 物体内能减少时，温度一定降低
【4题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．热量是过程量，不能说含有或者具有热量，故A错误；
B．物体内能增加，有可能是吸收了热量，也可能是对该物体做了功，故B错误；
C．物体吸收热量时，温度可能不变，比如：晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，故C正确；
D．物体内能减少，但温度不一定降低，例如：晶体在凝固过程中虽然继续放热，内能减少，但温度是不变的，故D错误。
故选C。
5. 小华同学用小灯泡、电池、开关和导线等来模拟路口的交通信号为，要求红、绿、黄灯都可独立发光，他设计了如图所示的电路图，其中符合题意的是（ ）
A. B. C. D.
【5题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，要使红、绿、黄灯可独立发光，应采用三灯泡并联的连接方式，其三灯泡各有一个开关控制。
A．由图可知，开关S在干路中，控制整个电路，三个灯并联，三个灯各有一个开关控制，故A符合题意；
B．由图可知，红灯和绿灯并联后再和黄灯串联，属于混联电路，故B不符合题意；
C．由图可知，绿灯和黄灯并联后再和红灯串联，属于混联电路，故C不符合题意；
D．由图可知，三个灯串联，故D不符合题意。
故选A。
6. 一个孩子从滑梯上匀速滑下，其臀部有灼热的感觉，这一过程中，小孩子的（ ）
A. 动能增大，势能减少，机械能不变
B. 动能不变，势能不变，机械能不变
C. 动能增大，势能减少，机械能不变，内能增大
D. 动能不变，势能减小，机械能减小，内能增大
【6题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】AC．一个孩子从滑梯上匀速滑下，小孩的质量不变，速度不变，动能不变，故AC不符合题意；
BD．小孩在下滑的过程中，高度减小，重力势能减小，机械能是动能和重力势能之和，下滑时，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大，故B不符合题意，D符合题意。
故选D。
7. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，发现两个电表的示数都变大，则出现这种故障的可能原因是（ ）
A. R1短路B. R1断路C. R2短路D. R2断路
【7题答案】
【答案】C
【解析】
【分析】判断电路故障问题，是中考题中常见的题型，在不能直接确定故障原因时，将选项逐一代入题干，检查是否符合题意。
【详解】A．如果R1发生了短路，电压表示数变为零，故A错误；
B．如果R1发生了断路，电流表示数变为零，故B错误；
C．如果R2出现短路，电压表测量电源电压，示数变大；电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，故C正确；
D．如果R2出现断路，电流表示数变为零，故D错误。
故选C。
8. 在如图所示电路中，当开关S闭合后，移动滑动变阻器的滑片P，下列各物理量中大小发生改变的是（ ）
A. 小灯泡的额定电压B. 小灯泡的实际功率
C. 小灯泡的额定功率D. 滑动变阻器的最大阻值
【8题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．灯泡正常发光时的电压为额定电压，具有唯一性，滑片移动时，灯泡的额定电压不变，故A不符合题意；
B．滑片移动时，变阻器接入电路中的电阻发生变化，由可知，电路中的电流发生变化，由P=I2R可知，灯泡的实际功率发生变化，故B符合题意；
C．额定电压下灯泡的功率为额定功率，具有唯一性，滑片移动时，灯泡的额定功率不变，故C不符合题意；
D．滑动变阻器的最大阻值是由电阻丝本身决定的，滑片移动时，滑动变阻器的最大阻值不变，故D不符合题意。
故选B。
9. 很多同学都在用“思维导图”梳理章节知识，如图是小刚同学用“思维导图”总结的第十一章知识要点，其中第二点内容空缺，请在下列选项中选出合理的一项，把图补充完整（ ）
A. 杠杆的平衡条件B. 滑轮
C. 机械能D. 探究动滑轮的机械效率与哪些因素有关
【9题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】第十一章知识要点是简单机械和功，简单机械主要包括杠杆、滑轮，功这里包含了功、功率、机械效率，所以“二”应该是滑轮。
故选B。
10. 如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）
A. 此电能表接在电源为36V电路中也能正常工作
B. 小英家上个月消耗的电能为1011kW•h
C. 电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D. 电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
【10题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．电能表盘上的“220V”表示这个电能表应在220V的电路中使用，故电能表接在电源为36V电路中不能正常工作，故A错误；
B．小英家上月消耗的电能为
5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h
故B错误；
C．1600imp/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，则指示灯闪烁320次消耗的电能
故C错误；
D．1600imp/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。
故选D。
二、填空题（本大题共7小题，第11-16题每空1分，第17题每空2分，共21分）
11. 某导体两端的电压为6V时，通过它的电流是0.5A，该导体的电阻是 ______Ω，如果将导体两端的电压增大到12V时，通过导体的电流为 ______A，如果导体两端的电压突然变为0，此时导体的电阻是 ______Ω。
【11题答案】
【答案】 ①. 12 ②. 1 ③. 12
【解析】
【详解】[1]根据欧姆定律可知，该导体的电阻
[2][3]导体的电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积等因素有关，与电流、电压无关；如果导体两端的电压突然变为0，导体的电阻不变仍为12Ω；如果将导体两端的电压增大到12V时，通过导体的电流为
12. 探究杠杆平衡条件的实验中，实验前调节杠杆在水平位置平衡的目的是 ___________，实验中调节杠杆在水平位置平衡的目的是 ___________。
【12题答案】
【答案】 ①. 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，便于测量力臂 ②. 便于测量力臂
【解析】
【详解】[1]实验前，杠杆在水平位置平衡，使杠杆的重心通过支点，杠杆重力的力臂为零，其目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。
[2]实验中使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。
13. 如图所示，用滑轮组将一重为160N的物体竖直向上匀速提升2m，所用拉力F=100N，时间为2s，则该过程中滑轮组的机械效率为___________%，拉力F做功的功率为___________W。
【13题答案】
【答案】 ①. 80 ②. 200
【解析】
【详解】[1]由图知，承担物重的绳子有2段，即n=2，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
有用功
W有=Gh=160N×2m=320J
总功
W总=Fs=100N×4m=400J
该过程中滑轮组的机械效率为

[2]拉力F做功的功率为
14. 如图所示实验（h1大于h2）是探究物体动能大小与 ___________的关系，实验中观察到s、s2的长短比较接近，为使实验现象更明显，下列措施一定可行的是 ___________。
A．增大h2
B．增大h1
C．图（a）实验用质量更小的木块
D．图（b）实验用更粗糙的水平面
【14题答案】
【答案】 ①. 速度 ②. A
【解析】
详解】[1]由图可知
h1＞h2
小车的质量不变，小车到达斜面底端的速度不同，探究动能大小与速度的关系。
[2]由图可知，（a）中小车下滑的高度大于（b）中小车下滑的高度，实验中观察到木块移动的距离s1、s2接近，这表明小车的动能接近。
AB．为了使现象更明显，可以增大h1来增大小车的动能，从而使s1更大，故A符合题意，B不符合题意。
CD．探究动能大小与速度的关系时，需要控制小车的质量以及木块的质量均相同、水平面的粗糙程度相同，故CD不符合题意。
15. 小明同学在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中，提出了如下猜想：
猜想一：导体电阻的大小跟导体长度有关；
猜想二：导体电阻的大小跟导体的横截面积有关；
猜想三：导体电阻的大小跟导体的材料有关。
他利用如图所示电路进行探究，实验中分别将多根规格、材料不同的电阻丝两端接入电路MN两点间，请你帮他完成下列内容：
（1）实验中通过观察 ___________来比较电阻的大小；
（2）为了验证猜想二，小明同学应选用 ___________和 ___________相同，而 ___________不同的电阻丝进行对比实验。
【15题答案】
【答案】 ①. 电流表示数 ②. 材料 ③. 长度 ④. 横截面积
【解析】
【详解】（1）[1]由转换法可知，通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，电流表示数越大，说明导体的电阻越小，电流表示数越小，说明导体的电阻越大。
（2）[2][3][4]为了验证猜想二，即验证导体电阻的大小跟导体的横截面积的关系，根据控制变量法可知，选择导体的材料和长度相同，横截面积不同的电阻丝进行对比。
16. 小红同学估算煤气灶烧水时的效率，他在水壶中装入2.5kg水，烧水前，水的温度为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化0.105m3，则水吸收的热量为_______J，燃气灶烧水效率是___________%。（煤气的热值取4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)）
【16题答案】
【答案】 ①. 8.4×105 ②. 20
【解析】
【详解】[1]水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J
[2]煤气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=0.105m3×4×107J/m3=4.2×106J
煤气灶烧水效率为
17. 将标有“2V 1W”字样的小灯泡（灯丝电阻不变）和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路图中，电源两端电压恒为4.5V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关，为保证电路安全，在移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表示数的最小值是___________V，整个电路的最大功率为___________W，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是___________。
【17题答案】
【答案】 ①. 2.5 ②. 2.25 ③. 5~8Ω
【解析】
【详解】[1]由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。灯的额定电流
由于串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0~0.6A，所以，电路中的最大电流为Imax=0.5A，电路中的最小总电阻
灯泡的电阻
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知：滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R滑min=Rmin-RL=9Ω-4Ω=5Ω
滑动变阻器两端的最小电压为
U滑min=ImaxR滑min=0.5A×5Ω=2.5V
电压表示数的最小值是2.5V。
[2]电路中的最大电流为Imax=0.5A，该电路的最大功率
Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W
[3]当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，此时电路中的电流
则滑动变阻器两端电压为
Umax=IminR滑max=0.1875A×20Ω=3.75V＞3V
所以，滑动变阻器接入电路中的电阻不能为20Ω，则当滑动变阻器两端的最大电压为3V，根据串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和可知：灯泡两端的最小电压为
ULmin=U-U滑max=4.5V-3V=1.5V
电路中的最小电流为
滑动变阻器接入电路中的最大电阻为
则滑动变阻器阻值变化范围是5~8Ω。
三、作图与实验题（本大题共5小题，每图或每空2分，共30分。请把答案填在答题卡相应的位置）
18. 如图用螺丝刀撬图钉，请画出在A点处所用最小力F1的示意图，并画出阻力F2的力臂。
【18题答案】
【答案】
【解析】
【详解】由图知道O是支点，由杠杆的平衡条件知道，力臂最长，力最小；若在A点处所用最小力F1，则力臂应是最长，即OA，此时F1 的方向要与OA垂直，方向向下；过O点向力F2 的作用线作垂线，则为阻力F2 的力臂l2，如图所示：
19. 如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，请画出滑轮组最省力的绕法。
【19题答案】
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】图中有一个动滑轮和一个定滑轮，要求最省力，则从动滑轮开始绕线时绳子段数最多，最省力，绕绳方法；绳子先系在动滑轮的上挂钩，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示
20. 小明用如图所示电路“探究通过导体的电流与电阻的关系”，电源电压为6V，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”，有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个。
（1）在连接电路的过程中，开关必须处于___________状态；
（2）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P发现电压表有示数，电流表始终无示数，其原因可能是定值电阻R___________（选填“断路”或“短路”）；
（3）实验中，若保持电压表的示数为2V不变，将10Ω的电阻换成15Ω后，应将滑动变阻器的滑片向___________端移动（选填“A”或“B”）；
（4）小明将实验数据记录在下表中，根据数据分析得到的结论是___________。
【20题答案】
【答案】 ①. 断开 ②. 断路 ③. A ④. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]连接电路时，为了保护电路，开关必须处于断开状态。
（2）[2]将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表始终无示数，这说明电路出现了断路现象；电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，所以故障是定值电阻断路。
（3）[3]将10Ω的电阻换成15Ω后，由串联分压可知电压表的示数变大，保持电压表的示数为2V不变，需要减小电压表的示数，由串联电路电压的规律可知增大变阻器两端的电压，由串联分压可知增大变阻器连入电路的电阻，应将滑动变阻器的滑片向A端移动。
（4）[4]由表中数据可知，电阻增大为原来的几倍，电流减小为原来的几分之一，可得到电压一定时，电流与电阻成反比。
21. 同学们利用如图所示的装置“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，温度计显示煤油的温度。
（1）实验中发现乙烧瓶中温度计的示数升得快，这表明：在通电时间和 ___________相同的情况下，导体的 ___________越大，产生的热量越多。
（2）在烧瓶中装煤油，而不装水，这是因为 ___________。
（3）利用此电路还可“探究电流通过导体产生的热量与电流的关系”，实验时移动滑动变阻器的滑片P，观察 ___________（选填“同一”或“不同”）烧瓶中相等时间内的温度计示数变化。
【21题答案】
【答案】 ①. 电流 ②. 电阻 ③. 水的比热容比煤油的大 ④. 同一
【解析】
【详解】（1）[1][2]实验中，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，两电阻串联，电路中电流处处相等，发现乙烧瓶中温度计的示数升得快，根据控制变量法思想，在通电时间和电流相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。
（2）[3]由于水的比热容比煤油的大，在吸收相同热量时温度升高较小，不利于实验开展与观察，所以在烧瓶中装煤油而不装水。
（3）[4]利用此电路还可“探究电流通过导体产生的热量与电流的关系”，根据控制变量法思想，实验时移动滑动变阻器的滑片P，只改变电路中的电流，观察同一烧瓶中相等时间内的温度计示数变化。
22. 在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为U额=2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整，要求滑片P向右滑动时，小灯泡变暗；（ ）
（2）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为___________W；
（3）小明在进行实验时，发现电流表已损坏无法使用，老师又给他一个已知阻值为R0的定值电阻，他设计了如图丙所示的电路，并正确地测出了小灯泡的额定功率，已知电源电压不变，实验步骤如下：
①当开关S闭合、___________（填写开关S1和S2的状态）时，调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡的额定电压U额；
②当开关S闭合、___________（填写开关S1和S2的状态）时，保持滑动变阻器滑片P位置不动，读出此时电压表的示数为U；
③小灯泡额定功率的表达式P额=___________。（用U额、U、R0表示）
【22题答案】
【答案】 ①. ②. 0.75 ③. 开关S1闭合，S2断路 ④. 开关S1断开，S2闭合 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]滑片P向右滑动时，小灯泡变暗，电路中的电流变小，变阻器连入电路的电阻变大，连接变阻器左下方的接线柱，小灯泡的额定电压为U额=2.5V，电压表选择0~3V的量程，电压表和灯泡并联，如图所示：
（2）[2]由图乙可知，电流表选用0~0.6A的量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
（3）①[3]当开关S闭合，开关S1闭合，S2断路，调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡的额定电压U额。
②[4]当开关S闭合，开关S1断开，S2闭合，持滑动变阻器滑片P位置不动，读出此时电压表的示数为U。
③[5]在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光，在②中，电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压
U0=U-U额
由欧姆定律可得，灯泡的额定电流
小灯泡额定功率的表达式
四、计算题（本大题共2小题，第22题9分，第23题10分，共计19分，请写出必要的文字说明、公式和演算过程）
23. 如图甲所示为一个超声波加湿器，它可以对干燥的房间进行加湿，给人们创设舒适的生活环境，图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0=20Ω，湿敏电阻R的阻值随湿度（RH）变化的关系图像如图丙所示。在电路安全工作的前提下，电流表的示数范围为0~0.2A，电压表的示数范围为0~9V，求：
（1）当电流表示数为0.2A时，电压表的示数；
（2）当湿度为50%时，电路中电流表的示数；
（3）请通过计算，说明该装置能否监测到90%的湿度值。
【23题答案】
【答案】（1）8V；（2）0.15A；（3）不能
【解析】
【详解】解：（1）当电流表示数为0.2A时，R0两端的电压为
由串联电路电压特点可知电压表的示数为
（2）由丙图可知当湿度为50%时，湿敏电阻R的阻值为60Ω，由欧姆定律可知电路中电流表示数为
（3）由丙图可知当湿度为90%时，湿敏电阻R的阻值为100Ω，由欧姆定律可知电路中电流表示数为
此时R两端电压为
超过了电压表的示数范围0~9V，所以该装置不能监测到90%的湿度值。
答：（1）当电流表示数为0.2A时，电压表的示数8V；
（2）当湿度为50%时，电路中电流表的示数为0.15A；
（3）该装置不能监测到90%的湿度值。
24. 电水壶是大家非常喜欢的电器，如图甲所示，它有加热、保温等功能，接在220V的家庭电路中使用，图乙是电水壶的工作原理电路图，S是一个温控开关，R1为电加热丝，阻值为88Ω，当处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置，电水壶处于保温状态，且保温时加热丝的功率为88W；不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值，A、B是两种不同颜色的指示灯，红灯亮表示加热状态，绿灯亮表示保温状态，求：
（1）请标明指示灯的颜色：A为 ___________色灯，B为 ___________色灯；
（2）该电水壶的加热功率；（ ）
（3）电阻R2的阻值及电水壶处于保温状态时R2在10s内产生的热量。（ ）
【24题答案】
【答案】 ①. 红 ②. 绿 ③. 550W ④. 132Ω，1320J
【解析】
【详解】（1）[1][2]由图可知，当开关拨到左边时，此时A灯亮，只有R1工作，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于加热状态，A是红灯；当开关拨到右边时，此时B灯亮，R1、R2串联，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于保温状态，B是绿灯。
（2）[3]当开关拨到左边时，为加热状态，此时的电功率
（3）[4]当开关拨到右边时，处于保温状态，R1、R2串联，电路中的电流
电路中的总电阻
定值电阻R2的阻值
R2=R总-R1=220Ω-88Ω=132Ω
保温状态时R2在10s内产生的热量
Q=I2R2t=(1A)2×132Ω×10s=1320J序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.40
2
10
0.20
3
15
0.14
4
25
0.08