安徽省淮南市洞山中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷

这是一份安徽省淮南市洞山中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷，共13页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、填空题（每空2分，共22分）
1．（2分）在中考体能测试中，质量为60kg的同学选择跳绳项目，他在1min内跳180个，假设他每次跳离地面的平均高度为5cm，他跳绳功率是 W。
2．（4分）小明想设计一个地震自动报警器，他找来了一个报警灯泡，其电阻是5Ω。从其铭牌上可知灯泡在正常工作时的电压是3V，但小明手边现有的电源电压是9V，要把电灯接在这个电源上，并使它正常工作，应给它 联一个 Ω的电阻。
3．（2分）在试管中装适量的水，试管口用塞子塞住，用酒精灯对试管加热，如图所示。加热一段时间后，塞子冲出时，看到试管口出现了“白气”。此时，管内气体与瓶塞之间发生了能量转化，这种转化与四冲程汽油机 （选填“压缩”或“做功”）冲程的能量转化相同。
4．（2分）实验室常用的双量程电压表是由小量程的电流表（灵敏电流计）改装而成的。我们可以把小量程的电流表和一个分压电阻串联在一起当成一个电压表，如图所示是小聪利用灵敏电流计和不同的定值电阻串联后改装成电压表的原理图，若R1＜R2，则改装后的电压表V1的量程 （填“＞”“＝”或“＜”）电压表V2的量程。
5．（4分）有一种亮度可以调节的小台灯，其工作电路如图甲所示。如果电源电压为220V，灯泡L的额定电压为24V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为 Ω，调节滑动变阻器R的滑片P，使灯泡L的实际功率为1.2W时，此时滑动变阻器R连入电路的阻值是 Ω。
6．（4分）电流表和电压表本身就有一定大小的阻值，正常工作时均有电流通过，接入电路后电流表会分压，电压表会分流，导致测量值不准。如图所示为测电阻Rx阻值大小的两种接法（其他元件未画出），如果考虑电流表和电压表对电路的影响。则利用图甲测得的阻值 ；图乙测得的阻值 （均选填“偏大”或“偏小”）。
7．（4分）如图所示的是用来描绘某﹣磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，b点的磁场比a点的磁场 （选填“强”或“弱”）；若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其S极指向 处（选填“P”或“Q”）。
二、选择题（每题2分，共14分）
8．（2分）如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则运动员在下落过程中（ ）
A．重力势能转化为动能，机械能增大
B．重力势能转化为动能，机械能不变
C．动能转化为重力势能，机械能增大
D．动能转化为重力势能，机械能不变
9．（2分）关于电功、电功率的下列说法正确的是（ ）
A．电流做功的过程就是电能转化为内能的过程
B．用电器的电功率越大，电流做功就越快
C．千瓦和千瓦时都是电功率的单位
D．工作时间短的用电器消耗的电能少
10．（2分）如图所示，用F＝10N的拉力使重物匀速上升0.1m，已知物体的重力为27N（忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力），下列说法正确的是（ ）
A．绳子末端移动的距离是0.2m
B．拉力做的功是2.7J
C．滑轮组的机械效率是90%
D．动滑轮的重力是1N
11．（2分）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。下列说法正确的是（ ）
A．温度计中的水银是绝缘体
B．电铃响时，电磁铁右端是N极
C．温度降低到74℃以下，电铃响
D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱
12．（2分）如图所示，电源电压保持不变，R1＝10Ω，当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示，则电源电压的大小和滑动变阻器的最大值分别为（ ）
A．4V 10ΩB．4V 20ΩC．6V 10ΩD．6V 20Ω
13．（2分）小花利用电能表测量其家用电器的电功率，当电路中只有这个用电器工作时，测得10min内，消耗电能0.2kW•h，则这个用电器可能是（ ）
A．空调B．电冰箱C．日光灯D．收音机
14．（2分）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1和S2，灯L正常发光，则断开开关S2时（ ）
A．电流表示数变大，灯L变亮
B．电压表示数变大，灯L的实际功率变小
C．电流表示数变小，灯L仍然正常发光
D．电压表示数不变，电路的总功率变大
三、实验探究题（每空2分，共20分）
15．（4分）如图所示是奥斯特实验：
①图甲和图乙所示实验说明 ；
②图甲和图丙所示实验说明 。
16．（6分）如图所示，小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V不变）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格为“30Ω，0.5A”的滑动变阻器一个，导线若干。
（1）连接好电路后，闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P置于A端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生 （选填“短路”或“断路”）。
（2）排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；根据实验数据作出了小灯泡的U﹣I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
17．（10分）用如图的实验装置“探究电流产生的热量跟什么因素有关”（实验前“U”形管内液面是相平的）。
（1）通电一段时间，通过观察 比较出瓶内电阻丝的发热多少，这种研究物理问题的方法叫做 ；
（2）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是使通过电阻C、D中的 不相等；
（3）图甲探究的是电流通过导体产生的热量与 的关系；图乙探究的是电流通过导体产生的热量与 的关系。
四、计算题（第18题4分，第19题4分，第20题6分，共14分）
18．（4分）如图是小明家新买的电热饮水机的电路图，饮水机上有“加热”和“保温”两个挡位，其中R1和R2为电阻丝。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
（1）试分析说明：开关S接哪一挡（“1”或“2”）时为保温挡。
（2）在额定电压下饮水机在“加热”和“保温”时，电路消耗的总功率分别为500W、22W。求R1和R2的电阻。（不考虑温度对电阻阻值的影响）
19．（4分）如图所示的电路中，电源电压为15V，灯泡L上标有“10V，0.2A”字样，R为定值电阻。闭合开关S时，灯泡L恰好正常发光。通过计算回答：
（1）灯泡L的额定功率是多少瓦？
（2）整个电路在5min内消耗的电能是多少焦？
20．（6分）如图所示为家用电能表，为测试某款电热水壶的工作性能，将该电热水壶单独接在电路中。给水壶注入1.5L温度为20℃的水，加热到刚好沸腾，在这段时间内发现如图所示电能表的转盘转了108转。（已知C水＝4.2×103J/（kg•℃））
计算：
（1）水吸收的热量
（2）该热水壶的加热效率。
2023-2024学年安徽省淮南市洞山中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空2分，共22分）
1．【解答】解：初中生的重力大约为G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，每次跳离地面的高度为h＝5cm＝0.05m，所以P=Wt=nGℎt=180×600N×0.05m60s=90W。
故答案为：90。
2．【解答】解：要使报警灯泡正常工作，需要给报警灯泡串联一个电阻R分压，
串联电路中总电压等于各分电压之和，串联电阻R两端的电压：UR＝U﹣U灯＝9V﹣3V＝6V，
串联电路中各处的电流相等，且报警灯泡正常工作，
根据欧姆定律可得，电路中的电流：I=U灯R灯=3V5Ω=0.6A，
串联电阻的阻值：R=URI=6V0.6A=10Ω。
故答案为：串；10。
3．【解答】解：水蒸气体积膨胀做功，将内能转化为塞子的机械能，塞子被冲出去，这个过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能。内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，所以此过程的能量转化情况与内燃机的做功冲程相同。
故答案为：做功。
4．【解答】解：灵敏电流计的阻值相同，R1＜R2，根据电阻串联的特点可知电压表V1的阻值小于电压表V2的阻值，通过的电流相同时，根据欧姆定律的变形式U＝IR可知改装后的电压表V1的量程小于电压表V2的量程。
故答案为：＜。
5．【解答】解：（1）灯泡正常发光时两端的电压UL＝24V，
由图乙可知，灯泡正常发光时的电流IL＝0.4A，
由I=UR可得，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻：
RL=ULIL=24V0.4A=60Ω；
（2）由图象可知，灯泡两端的电压UL′＝6V、通过的电流IL′＝0.2A时，灯泡的实际功率：
PL′＝UL′IL′＝6V×0.2A＝1.2W，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR＝U﹣UL′＝220V﹣6V＝214V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R=URIR=URIL′=214V0.2A=1070Ω。
故答案为：60；1070。
6．【解答】解：由图甲知电流表与未知电阻串联，电压表与电流表与未知电阻并联，由于电流表有内阻，会分得一部分电压，使得电压表的示数大于定值电阻两端的电压，电流表就是测量通过未知电阻的电流，由欧姆定律的变形公式R=UI知利用图甲测得的阻值偏大；
由图乙知电压表与未知电阻并联，再与电流表串联，由于电压表的分流，导致电流表测量值大于通过未知电阻的电流，电压值测量准确，由欧姆定律的变形公式R=UI知利用图乙测得的阻值偏小。
故答案为：偏大；偏小。
7．【解答】解：从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线疏，故a点的磁场比b点的磁场弱，即b点的磁场比a点的磁场强。小磁针静止在b点时，其N极指向与该点磁感线的方向一致，故N极指向Q点，S极和N极的指向相反，所以S极指向P点。
故答案为：强；P；
二、选择题（每题2分，共14分）
8．【解答】解：不计空气阻力，运动员的机械能是守恒的；运动员在下落过程中质量不变，速度增大，动能变大；高度减小，重力势能变小，此过程中重力势能转化为动能，故B正确。
故选：B。
9．【解答】解：A、电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，不是都转化为内能，故A错误；
B、电功率反映了电流做功的快慢程度，用电器的电功率越大，做功就越快，故B正确；
C、千瓦是电功率的单位，千瓦时是电功的单位，故C错误；
D、根据W＝Pt可知，不知道电功率的大小，只根据工作时间无法判定用电器消耗的电能多少，故D错误。
故选：B。
10．【解答】解：
A、由图知n＝3，则绳子末端移动的距离：s＝3h＝3×0.1m＝0.3m，故A错误；
B、拉力做的总功：W总＝Fs＝10N×0.3m＝3J，故B错误；
C、有用功为：W有用＝Gh＝27N×0.1m＝2.7J；
机械效率为：η=W有用W总=2.7J3J=90%，故C正确；
D、拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝3J﹣2.7J＝0.3J；
不计绳重和滑轮的摩擦，由W额＝G动h可得，动滑轮的重力：G动=W额ℎ=，故D错误。
故选：C。
11．【解答】解：
A、水银容易导电，是导体，故A错误；
B、电铃响时，电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，电磁铁右端是N极，故B正确；
C、当温度升高到74℃以上时，水银与金属丝接触，电磁铁的电路中有电流，电磁铁具有磁性，会吸引衔铁，电铃中有电流通过，电铃响，故C错误；
D、电铃响且滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，电磁铁磁性变强，故D错误。
故选：B。
12．【解答】解：由图甲知，闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
当滑片在a端时，滑动变阻器全部接入电路，由图象乙可知，此时滑动变阻器两端电压U2＝4V，通过滑动变阻器的电流I2＝0.2A；
由I=UR可知，滑动变阻器的最大电阻：R大=U2I2=4V0.2A=20Ω；
根据串联电路的电流特点可知，此时通过定值电阻R1的电流I1＝I2＝0.2A；
根据串联电路的电压特点可知，电源电压U＝U1+U2＝I1R1+4V＝0.2A×10Ω+4V＝6V，故ABC错误，D正确。
故选：D。
13．【解答】解：用电器在t＝10min=16h，消耗的电能W＝0.2kW•h，
则用电器的电功率：P=Wt=0.2kW⋅ℎ16ℎ=1.2kW＝1200W，
空调的电功率一般大于1000W，电冰箱的功率通常在90W到300W之间，电功率约为40W，收音机的电功率约几瓦，所以电功率为1200W的用电器可能是空调。
故选：A。
14．【解答】解：由电路图可知，闭合开关S1和S2时，定值电阻R与灯泡L并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，
当断开开关S2时，电路为灯泡L的简单电路，电压表测电源两端的电压，电流表测通过L的电流，
因电源电压保持不变，
所以，电压表的示数不变，故B错误；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过灯泡L的电流不变，灯L仍然正常发光，故A错误；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路的总电流变小，即电流表的示数变小，故C正确；
由P＝UI可知，电路的总功率最小，故D错误。
故选：C。
三、实验探究题（每空2分，共20分）
15．【解答】解：（1）甲、乙两图，当电路闭合时，电路中有电流，小磁针发生偏转，受到磁场作用。电路断开时，电路中无电流，小磁针不发生偏转，所以甲、乙两图得到的结论：电流周围存在磁场
（2）甲、丙两图，电路中电流方向相反时，小磁针偏转方向发生也相反，说明小磁针受到的磁场作用相反，所以甲、丙两图得到的结论：电流的磁场方向跟电流的方向有关。
故答案为：（1）电流周围存在磁场；（2）电流的磁场方向跟电流的方向有关。
16．【解答】解：（1）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联的电路短路或电压表短路，则故障原因可能是小灯泡发生短路；
（2）闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，小于灯泡的额定电压2.5V，若想测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理可知应减小变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V；
由小灯泡的U﹣I图像可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A（即额定电流为0.25A），
则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W。
故答案为：（1）短路；（2）B；0.625。
17．【解答】解：（1）在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U形管内左右两侧液面高度大小来体现的，这种方法叫“转换法”；
（2）串联电路各处电流相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，根据串联电路电流特点和并联电路电流规律可知通过两电阻的电流不同，因此乙图中右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是改变右侧电阻的电流，使通过电阻C、D中的电流不相等；
（3）由图甲可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，研究的是当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系；图乙中右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，根据串联电路电流特点和并联电路电流规律可知通过两电阻的电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系。
故答案为：（1）U形管的液面高度变化情况；转换法；（2）电流；（3）电阻；电流。
四、计算题（第18题4分，第19题4分，第20题6分，共14分）
18．【解答】解：（1）当开关S接1时，电路中只有R1，此时功率为P=U2R1；
当开关S接2时，电路中R1和R2串联，总电阻较大，此时功率为P=U2R1+R2，总功率较小；
所以当开关S接2时，饮水机处于“保温”挡位。
（2）根据P=U2R知，
饮水机在“加热”时，P热＝500W，
电阻R1的阻值：R1=U额2P加热=(220V)2500W=96.8Ω，
而饮水机在“保温”时，P温＝22W，
总电阻R总=U额2P保温=(220V)222W=2200Ω，
R2＝R总﹣R1＝2200Ω﹣96.8Ω＝2103.2Ω。
答：（1）开关S接2时为保温挡。
（2）R1和R2的电阻分别为96.8Ω、2103.2Ω。
19．【解答】解：（1）由题意可知，灯泡L的额定电压为10V，额定电流为0.2A，
则灯泡L的额定功率为：PL＝ULIL＝10V×0.2A＝2W；
（2）由图可知，灯泡L和电阻R串联，电流表测电路中的电流，
闭合开关S时，灯泡L恰好正常发光，因串联电路中电流处处相等，则电路中的电流为：I＝IL＝0.2A，
整个电路在5min内消耗的电能为：W＝UIt＝15V×0.2A×5×60s＝900J。
答：（1）灯泡L的额定功率是2W；
（2）整个电路在5min内消耗的电能是900J。
20．【解答】解：（1）水的体积：
V＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，
由ρ=mV可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J；
（2）转盘转108转消耗的电能：
W=108720kW•h＝0.15kW•h＝5.4×105J，
该热水壶的加热功率：
η=Q吸W×100%=5.04×105J5.4×105J×100%≈93.3%。
答：（1）水吸收的热量5.04×105J；
（2）该热水壶的加热效率为93.3%。