2021-2022学年江苏省南京市溧水区九年级上学期物理期末考试题及答案

这是一份2021-2022学年江苏省南京市溧水区九年级上学期物理期末考试题及答案，共26页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示的器具，属于省力杠杆的是（ ）
A. 镊子B. 独轮车C. 托盘天平D. 筷
【答案】B
【解析】
【详解】A．镊子，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，不符合题意；
B．独轮车，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，符合题意；
C．托盘天平是等臂杠杆，不符合题意；
D．筷子，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，不符合题意。
故选B。
2. 关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A. 0℃的冰块内能为零
B. 物体温度不变，内能可能增大
C. 具有机械能的物体不一定具有内能
D. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【答案】B
【解析】
【详解】A．0℃的冰块是由分子构成，分子在不停地做无规则运动，所以分子的动能和势能不可能为0，因此0℃的冰块的内能不可能为0，故A错误；
B．物体温度不变，内能可能增大，例如晶体熔化的过程中，不断吸热，内能增大，但温度保持不变，故B正确；
C．具有机械能的物体是由分子构成，分子在不停地做无规则运动，所以物体一定具有内能，故C错误；
D．热传递的条件是温度差，不是内能差，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能大的物体温度不一定高，故D错误。
故选B。
3. 以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（ ）
A. 阳光下路面发热B. 搓手时手掌发热
C. 锯木头锯条发热D. 铁丝反复弯折后发热
【答案】A
【解析】
【详解】A．阳光下路面发热，路面从阳光中吸收热量，是通过热传递的方式改变物体的内能；
B．搓手时手掌发热，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能；
C．用锯条锯木头时锯条发热，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能
D．反复弯折铁丝时，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能；
综上分析可知，改变内能的方式与其他三个不同的是A。
故选A。
4. 根据表中数据，下列判断正确的是（ ）
一些物质的比热容[J/(kg·℃)]
A. 物质的比热容与物质的状态无关
B. 100 g水比热容是50 g水的比热容的两倍
C. 质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大
D. 寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂主要是因为水的比热容较大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由表格可知，冰和水的状态不同，比热容不同，因此物质的比热容与物质的状态有关，故A错误；
B．比热容是物质本身的一种特性，同种物质状态一定时，比热容一定，与质量大小无关，故B错误；
C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，由于铜的比热容小于铝的比热容，由公式可知，铜块温度变化较大，故C正确；
D．水结冰时，质量不变，密度变小，导致其体积变大，所以冬天放在室外盛有水的水缸会破裂，与水的比热容大小无关，故D错误。
故选C。
5. 2021年7月28日，中国女子三人篮球在东京奥运会历史性夺得铜牌，如图是篮球落地后又弹起的示意图，A、C两点等高。分析可知，篮球（ ）
A. 在B点时动能为零
B. 在A点的动能等于在C点的动能
C. 在A点的机械能大于在B点的机械能
D. 在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
【答案】C
【解析】
【详解】A．篮球在B点时，在水平方向上有一定的速度，篮球有质量，所以在B点时动能不为零，故A不符合题意；
B．图中篮球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则C点的机械能一定小于A点的机械能；机械能等于动能与势能之和，A点和C点高度相等，质量不变，所以A点和C点的重力势能相等，则在A点的动能大于在C点的动能，故B不符合题意；
C．图中篮球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则B点的机械能一定小于A点的机械能，故C符合题意；
D．在运动过程中，篮球还要克服空气阻力等对外做功，其机械能在减小，因此不只存在动能和势能的相互转化，还存在机械能与内能的转化，故D不符合题意。
故选C。
6. 一位同学用20s，从一楼走到三楼，他上楼时的功率可能是（ ）
A. 1.5WB. 15WC. 150WD. 1500W
【答案】C
【解析】
【详解】一个学生的质量约m=50kg，则一个学生的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N，每一层楼的高度约为3m，从一楼走到三楼，上升的高度：h=（3-1）×3m=6m，他上楼时克服重力做的功：W=Gh=500N×6m=3000J，则他上楼时的功率：，故ABD错误，C正确．故选C．
7. 汽车转向前，司机会拨动转向杆，同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭，当其中一个损坏时，另一个仍能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A 两灯一定串联B. 两灯一定并联
C. 两灯的电阻一定相等D. 通过两灯的电流一定相等
【答案】B
【解析】
【详解】AB．同侧的前后两个转向灯其中一个损坏时，另一个仍能正常发光，说明两个灯是独立工作，互不影响，因此两个灯是并联的，如果两个灯串联，一个损坏时，另一个也不能发光，故A错误，B正确；
CD．由于两个灯泡的规格不一定相同，电阻不一定相等，两灯并联，两灯两端的电压相等，由可知，通过两灯的电流不一定相等，故CD错误。
故选B。
8. 楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着会浪费电能。小明和小刚利用“光控开关”（天黑时自动闭合，天亮时自动断开）和“声控开关”（当有人走动发出声音时，自动闭合，无人走动没有声音时，自动断开）设计了如图所示的电路，使楼道照明变得“智能化”，下列符合这种“智能”要求的电路图是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．当声控开关闭合时，电灯被短路，同时形成电源短路，电灯不亮，故A不符合题意；
B．光控开关和声控开关是并联的，光暗到一定程度或有声音时都能使电灯发光，故B不符合题意；
C．当光控开关闭合时，电灯被短路，同时形成电源短路，电灯不亮，故C不符合题意；
D．光控开关、声控开关和电灯是串联的，光控开关、声控开关同时闭合时电路形成通路，电灯发光，故D符合题意。
故选D。
9. 如图，闭合开关，灯泡不亮，在闭合开关且不拆开导线的情况下，将M接电源“+”极，N依次试触E、F、G接线柱，发现电压表示数第一次为零，第二次、第三次接近3V。若故障只有一个，则可能是（ ）
A. 灯泡断路B. 灯泡短路C. 开关断路D. 电源没电
【答案】A
【解析】
【详解】A．一节干电池的电压约1.5V，电源由两节干电池组成，电源电压是3V，如果灯泡断路，将M接电源“+”极，N试触E接线柱，电压表示数为零，N试触F、G接线柱，电路是通路，电压表有示数，接近3V，故A符合题意，
B．如果灯泡短路，将M接电源“+”极，N试触E接线柱，电路是通路，电压表有示数，接近3V，N试触F、G接线柱，电路是通路，电压表有示数，接近3V，故B不符合题意；
C．如果开关断路，将M接电源“+”极，N试触E、F接线柱，电路是断路，电压表示数为零，N试触G接线柱，电路是通路，电压表有示数，接近3V，故C不符合题意；
D．如果电源没电，将M接电源“+”极，N依次试触E、F、G接线柱，电压表示数都为零，故D不符合题意。
故选A。
10. 如图甲所示电路中，电源电压可调，灯L1、L2的额定电压均为6V，L1、L2的I﹣U图象如图乙所示，闭合开关S，逐步调大电源电压至电路允许的最大值，此时（ ）
A. L1正常发光
B. 电源电压为12V
C. 电路总电阻为30Ω
D. 电路总功率为2.4W
【答案】D
【解析】
【分析】由图乙可知两灯泡额定电流下的电流，根据串联电路的特点可知电路中的最大电流为两灯泡额定电流中较小的，即额定电流较小的灯泡能正常发光，根据图象读出两灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电路的总功率．
【详解】根据电路图，两灯串联，电流相等，根据乙图知，L1灯的正常工作电流为0.6A，L２灯的正常工作电流为0.3A，故电路中的电流最大为0.3A，此时L2灯正常工作；
L1灯的电压为2V，所以电源电压为：；
电路总电阻为；
电路总功率为：．
故D正确，ABC错误．
【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键．
11. 小兰设计了一种烟雾报警装置，其简化电路如图所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电流表示数减小到某一值时，装置报警。开关S闭合后，当有烟雾遮挡射向R的激光时( )
A. 电流表的示数增大，电压表的示数增大
B. 电流表的示数减小，电压表的示数减小
C. 电压表与电流表的示数之比减小
D. 增大R0的阻值，可使装置在更低浓度烟雾下报警
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以，当有烟雾遮挡射向R的激光时，R的阻值增大，电路中的总电阻增大，由可知，电路中的电流减小，即电流表的示数减小，故A错误；
B．由U=IR可知，R0两端电压减小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，光敏电阻R两端的电压增大，即电压表的示数增大，故B错误；
C．由于电压表与电流表的示数之比等于R的阻值，因此比值变大，故C错误；
D．增大R0的阻值时电路中的总电阻增大，由可知，电路中的电流减小，则可使装置在更低浓度烟雾下报警，故D正确。
故选D。
12. 如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2A和3V；移动滑片P到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.3A和1.5V。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为4.5V
B. R2的最大阻值为20Ω
C. 电流表示数为0.4A时，R1与R2消耗的功率之比为1∶1
D. 电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为3∶1
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
AB．由题意可知，R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2A和3V，即电压表的示数不为零，所以此时滑片应位于左端，即接入电路中的电阻最大。由可知，R2的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压
……①
滑片移动时，只能是减小接入电路中的电阻，此时电路中的电流变大，由串联电路的分压特点可知，电压表的示数变小；由两表的示数分别变化了0.3A和1.5V可知，此时电路中的电流I2为0.5A，电压表的示数U2为1.5V，则电源的电压
……②
解①②可得
故AB错误；
CD．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的总电阻最大，电路消耗的总功率最小，则R1与R2接入电路的阻值之比
当电流表示数为0.4A时，电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路中的电阻
因串联电路中各处的电流相等，由和可知，R1与R2消耗的功率之比为1:1，故D错误，C正确。
故选C。
二、填空题（本题共7小题，每空1分，共26分）
13. 如图所示是演示点火爆炸的实验装置。按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。燃气的___________能转化为盒盖的机械能，这与四冲程汽油机的___________冲程的能量转化相同。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为1200 r/min，此汽油机每秒钟做功___________次。
【答案】 ①. 内 ②. 做功 ③. 10
【解析】
【详解】[1]按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，使酒精燃烧，产生高温高压的燃气，将酒精的化学能转化为燃气的内能，燃气膨胀对外做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能。
[2]四冲程汽油机的做功冲程是将燃气的内能转化为活塞的机械能，所以演示实验的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
[3]四冲程汽油机一个工作循环，飞轮转2转，完成4个冲程，对外做功1次；飞轮的转速为1200 r/min，则飞轮每秒钟转20r，完成40个冲程，对外做功10次。
14. 用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N．此过程中有用功为_______J，总功为_______J，滑轮组机械效率为_______，根据已知条件，以下四个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有_______和_______（选填序号）
【答案】 ①. 170 ②. 200 ③. 85% ④. ① ⑤. ③
【解析】
详解】[1]有用功
W有＝Gh＝85N×2m＝170J
[2]由图可知，n＝2，绳子移动的距离
s＝2h＝2×2m＝4m
则总功
W总＝Fs＝50N×4m＝200J
（3）[3]滑轮组的机械效率
η＝×100%＝75%
[4][5]①动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；②因不知道摩擦和绳重的影响，故无法计算动滑轮的重力；③额外功等于总功减去有用功，即
W额＝W总﹣W有用＝200J﹣170J＝30J
④因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率。可见，还能求出的有①、③。
【点睛】（1）利用W＝Gh求拉力做的有用功；
（2）由图可知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的总功；
（3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
（4）①使用滑轮组提升重物时，由于动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度；②不计摩擦和绳重，拉力F＝（GG轮）；③额外功等于总功减去有用功；④拉力的功率等于拉力做的功与做功时间之比。
15. 如图所示，电源电压恒定，R1=20Ω。闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3 A；再闭合S1，此时R1与R2___________联，若电流表示数变化了0.2 A，则电源电压为___________V，R2的阻值为___________Ω。
【答案】 ①. 并 ②. 6 ③. 30
【解析】
【详解】[1]闭合开关S和S1，此时R1与R2的并列连在一起，电路中有两条支路，因此R1与R2是并联的。
[2]只闭合开关S，电路中只有R1工作，电流表示数是0.3 A，则通过R1电流为I1=0.3A，由欧姆定律可知，电源电压为
[3]当闭合S和S1时，此时R1与R2并联，电流表测干路电流，电流表示数变化了0.2 A，由于并联电路中各用电器独立工作，互不影响，所以通过R2的电流为I2=0.2A，并联电路中各用电器两端电压相等，都等于电源电压，即
因此R2的阻值为
16. 小明用如图装置探究电流产生的热量与电流的关系，锥形瓶内装有200g煤油。他先闭合开关，调节滑片P使电流表示数为0.5A，记录到5分钟内温度计示数升高了t1 =5℃，则煤油吸收的热量为___________J，接着他调节滑片P使电流表示数为1.0A，记录到5分钟内温度计示数升高了t2，则t1:t2 =___________。利用该装置还可探究电流产生的热量与___________的关系。[c煤油=2.1×103J/(kg·℃)]
【答案】 ①. 2.1×103 ②. 1:4 ③. 通电时间
【解析】
【详解】[1]煤油吸收的热量为
[2]调节滑片P使电流表示数为1.0 A，由可知，在电阻和通电时间相同时，电流变为原来的2倍，电阻丝产生的热量变为原来的4倍，由可知，在质量一定时，煤油吸收热量后，升高的温度也变为原来的4倍，即t2=4t1，所以
t1:t2 =1:4
[3]利用该装置控制通过电阻丝的电流大小不变，改变电阻丝的通电时间，观察温度计的示数变化，通电时间不同，温度计升高的温度也不同，所以可以探究电流产生的热量与通电时间的关系。
17. 如图所示的电路中，灯泡L1与L2的电阻不变，两者电阻之比为3:2。
（1）如果只闭合S3而断开S1、S2，则灯泡___________亮；
（2）若要使两灯均发光，且流过灯泡L1的电流I1等于流过灯泡L2的电流I2，则应闭合开关___________；
（3）若要使两灯均发光，且流过灯泡L1的电流I1小于流过灯泡L2的电流I2，则应闭合开关___________；
（4）把开关S1换成电压表V1，S3换成电压表V2，闭合开关S2，则电压表V1与电压表V2的示数比值为___________。
【答案】 ①. L1 ②. S2 ③. S1、S3 ④. 3:2
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，流过开关S1或S2的电流都要流过灯泡L2才能流回电源负极，因此如果只闭合S3而断开S1、S2，则灯泡L2不亮，电源、开关S3与灯泡L1构成闭合回路，因此灯泡L1亮。
（2）[2]若要使两灯均发光，且流过灯泡L1的电流I1等于流过灯泡L2的电流I2，说明灯泡L1和灯泡L2是串联的，电流的路径只有一条，则应闭合开关S2，断开开关S1、S3。
（3）[3]若要使两灯均发光，且流过灯泡L1的电流I1小于流过灯泡L2的电流I2，流过两个灯泡的电流不相等，说明两个灯泡不是串联，是并联，故应使两个灯泡在不同的支路上，则应闭合开关S1、S3，断开开关S2。
（4）[4]把开关S1换成电压表V1，S3换成电压表V2，闭合开关S2，此时灯泡L1和灯泡L2是串联的，电压表V2测灯泡L2两端的电压，电压表V1测灯泡L1两端的电压，流过灯泡L1和灯泡L2的电流相等，由于两者电阻之比为3:2，根据可知，两个灯泡的电压之比为
因此电压表V1与电压表V2的示数比值为3:2。
18. 如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，电源电压为12 V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，最大阻值为20 Ω，它的金属滑片连在杠杆的一端，从油量表（由量程为0~0.6 A的电流表改装而成）指针所指的刻度就可以知道油箱内油面高度。当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，油量表指针满偏；当油箱内没有油时，R全部接入电路，油量表的读数最小，则R0的阻值是___________Ω，油量表的最小读数是___________A。计算分析可知油量表的刻度___________（选填“均匀”或“不均匀”）。
【答案】 ①. 20 ②. 0.3 ③. 不均匀
【解析】
【详解】[1]当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，油量表指针满偏，说明电路中的电流为0.6A，此时电路中只有工作R0，所以R0的阻值为
[2]R的金属滑片在最上端时，滑动变阻器全部接入电路，电阻R0与滑动变阻器串联，电路中的电流为
油量表的最小读数是0.3A。
[3]根据电路中的电流为
可知，电路中的电流与滑动变阻器R不成反比，所以油量表的刻度是不均匀的。
19. 电饭锅是家庭里常用的用电器。
（1）某型号的电饭锅有两档，其原理图如图甲所示，电阻R0=44 Ω，R=2156 Ω。开关S置于___________档时为低温档。电饭锅处于高温档时，1min内R0产生的热量为___________J，电饭锅的功率为___________W；
（2）小明家电能表如图乙所示，此时电能表的示数为___________kW·h。小明利用电能表和秒表估测电饭锅的高温档功率。他只让电饭锅正常工作，记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1。由于电能表常数被遮挡，他借助额定功率为P0的电热水器，只让电热水器正常工作，记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2，则电饭锅的高温档功率为___________。（用字母P0、n1、t1、n2、t2表示）
【答案】 ①. 1 ②. 66000 ③. 1100 ④. 6362.6 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]电饭锅处于低温挡时电路的总功率最小，由
可知，电源的电压一定时，电路的总电阻应最大，由电路图可知，开关S置于1挡，此时R1与R2串联，电路的总电阻最大，此时是低温挡。
[2]当开关S置于2挡时，电阻R被短路，只有R0工作，电路的总电阻最小，此时电饭锅处于高温档，电路中的电流为
1min内R0产生的热量为
[3]电饭锅的功率为
（2）[4]小明家电能表如图乙所示，电能表的示数最后一位是小数位，所以电能表的示数为6362.6kW·h。
[5]当电能表指示灯闪烁n2次时，电热水器正常工作的时间为t2，则电热水器消耗的电能为
因此指示灯闪烁一次时，用电器消耗的电能为；
只让电饭锅正常工作，记下电能表的指示灯闪烁n1次，则电饭锅消耗的电能为
则电饭锅的高温挡功率为
三、解答题（本题共9小题，共50分）
20. 如图是用木棒撬石块的示意图，请在图中用小黑点标出支点，用符号O表示，并画出动力F1的力臂．
【答案】见解析
【解析】
【详解】由图知道，杠杆支点在石头和撬棒的接触点上，所以，过支点向动力作用线F1做垂线段，即为其力臂L1，如图所示
21. 如图所示，用瓶起开启瓶盖，请画出在A点所用最小力的示意图。
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】用瓶起开启瓶盖，支点为O，由杠杆的平衡条件（F1l1=F2l2）可知，OA为最长动力臂时，动力最小，连接OA，过A点作垂直于OA的有向线段，方向向上。如图所示：
22. 如图所示，有两根导线没有连接，请用笔画线代替导线，连线要求：L1和L2并联，开关S同时控制L1和L2，电流表测L1的电流。
【答案】
【解析】
【详解】L1与L2并联；开关S同时控制L1与L2，S在干路上；电流表测通过L1的电流，则电流表与L1串联，如下图所示：
23. 在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）用图甲所示的装置进行实验。实验前，发现杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向___________调节。实验时，在A点挂4个钩码（每个钩码重0.5 N），要使杠杆在水平位置平衡，在B点竖直向下拉的弹簧测力计示数F1为___________N。若弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动某一角度，杠杆仍保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数为F2，则两者的大小关系为：F1___________F2；
（2）为帮助学生理解力臂，物理老师制作了图乙所示的“杠杆力臂演示仪”（杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出），杠杆在水平位置平衡，松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'（B'点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图丙位置保持平衡，则G2应该移动到位置___________；（选填字母）
A．B'点处 B．①点处 C．②点处 D．③点处
（3）学以致用：小明家有个木衣架，他把书包挂在衣架A处，已知木衣架重30 N，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心，圆底盘直径30 cm，其他数据如图，为防止木衣架倒下，书包最多重___________N。
【答案】 ①. 右 ②. 3 ③. 小于 ④. C ⑤. 45
【解析】
【详解】（1）[1]实验前杠杆，左端向下沉，说明这一侧的力与力臂的乘积较大，故应向右调节平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡。
[2]在A点挂4个钩码，则钩码的总重力
G总=4×0.5N=2N
若每个小格长L，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，弹簧测力计的示数
[3]弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动某一角度，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件可知，杠杆在水平位时平衡时，拉力变大，所以
F1