湖北省武汉市武昌区七校联考2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷
一、选择题(本大题有10小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共30分)
1.(3分)如图所示是一款普通的无线蓝牙耳机,关于此耳机估测合理的是( )
A.单只耳机的质量为1kg
B.耳机内置发声单元直径5cm
C.耳机单次充满能正常工作4小时
D.耳机的工作电流为2A
2.(3分)如图所示,这是小明所画的冰熔化时温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.由图可知,冰的比热容大于水的比热容
B.由图可知,冰的比热容小于水的比热容
C.BC段中,使冰熔化的唯一方法只有热传递
D.BC段中,由于温度不变,因此内能不变
3.(3分)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
4.(3分)如图所示,对其中所涉及的物理现象分析不正确的是( )
A.图甲:用金属棒连接带负电的验电器A与不带电的验电器B,金属棒中的瞬时电流方向为B到A
B.图乙:N95口罩的中间层为多孔结构的熔喷布,熔喷布在生产过程中通过处理得到了大量的电子,所以熔喷布带负电
C.图丙:甲、乙两轻质小球靠近时相互吸引,说明两球一定带异种电荷
D.图丁:擦拭过的镜面很容易粘上细小的灰尘,主要是因为带电体能够吸引轻小物体
5.(3分)共享电单车可以在手机上进行还车操作,步骤如下:①若未使用头盔,头盔与车筐连接完好(S2闭合),则可以进行一键还车(S1闭合),电磁锁启动;②若使用了头盔,则需要先归还头盔,再进行一键还车操作。以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6.(3分)发光二极管的电流从“+”极流入时二极管能通电且发光,当电流从“﹣”极流入时二极管不能发光。现将一红一绿两个发光二极管组成一个变光设备,要求:电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光。则符合要求的是下列( )
A. B.
C. D.
7.(3分)如图所示,闭合开关,甲、乙、丙三灯泡均正常发光,两电表均有示数。一段时间后,三灯泡突然熄灭,两电表示数均变为零。若将甲、乙两灯泡互换,一电表示数仍为零,另一电表有示数。造成此现象的原因可能是( )
A.甲灯短路 B.甲灯断路 C.乙灯断路 D.丙灯断路
8.(3分)关于如图所示四个电路的说法中,不正确的是( )
A.利用如图所示电路,无法探究出并联电路的电流规律
B.如图所示电路开关由断开到闭合,电压表示数变小
C.如图所示电路可知道通过L1、L2和干路电流的大小
D.如图所示电路能知道L1两端电压、L2两端电压和电源电压各是多少
9.(3分)甲图是反应身体柔韧水平的“坐位体前屈测量仪”,乙图是其内部电路图(电源电压恒定),两个身形接近但柔韧性差异较大的同学先后推动挡板进行测量,“显示器”示数的大小能够反映柔韧性的好差。下列与测量仪有关的说法正确的是( )
A.“显示器”是电压表
B.柔韧性好的同学测量时,电阻丝接入电路中的电阻更大
C.柔韧性差的同学测量时,电路中的电流较小
D.通过电阻R的电流做功会消耗电能,为了节约电能,可以将R去掉
10.(3分)如图所示,实验得到定值电阻和小灯泡的电流和电压的关系图象,在图线上取三个点,这三个点的电阻大小关系正确的是( )
A.RA=RB B.RB>RC C.RC=RB D.RA<RB
11.(3分)使用中国自主芯片制造的神威太湖之光是全球首个理论性能达到10亿亿次的超级计算机,太湖之光已经全部使用国产CPU处理器。电脑的中央运算器简称CPU,是电脑的心脏,决定着电脑的运算速度,电脑爱好者喜欢“超频”来提高CPU运算速度,“超频”方法之一就是通过改变主板上“跳线”来提高CPU核心电压。如图所示为主板上一跳线装置,跳线装置的总电压为3V,“超频”工作时通过CPU的电流是3mA,下列说法正确的是( )
A.CPU正常工作时应连接“1、3”两个接线柱
B.某人超频需要改接这一跳线,则应连接“1、2”两个接线柱
C.“超频”工作时CPU的电阻是10Ω
D.计算机芯片中的硅是导体材料
12.(3分)“绿水青山就是金山银山!”为打赢蓝天、碧水、净土保卫战,许多地方都安装了污染指数感知设备,其原理如图甲所示。R0为限流电阻,开关闭合后起保护电路的作用,R为可以感知污染指数的气敏电阻,其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示,p是感知用的电学仪表。以下分析中( )
①p是电压表;
②p是电流表;
③污染指数越小,仪表示数越大;
④污染指数越小,仪表示数越小。
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
二、非选择题(本大题有12小题,共60分)
13.(3分)在冬季旅行时,如果能够吃一份热乎乎的食物,那是十分幸福的事情。如图是一款自热装置的使用过程。甲图,把自动加热包放到盒里,倒入凉水;乙图,把盛食物的另一个容器放入盒中;丙图,盖上盖子,装置自动加热,水放出的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)食物吸收的热量。若倒入盒子中100g初温是5℃的水,则这些水升温到100℃,吸收的热量是 J,若这些热量由固体酒精提供,则需要消耗的酒精是 g。[水的比热容是4.2×103J/(kg ℃),固体酒精的热值是2.1×107J/kg]
14.(2分)如图是9月25日华为官方最新发布的华为Mate60,该手机搭载了一块4460mAh的电池,其中mAh是物理量 的单位;若该手机理论播放视频时间为10小时,则理论播放视频时电流为 A。
15.(3分)热敏电阻的阻值会随环境温度变化而发生规律变化,如表记录了热敏电阻R1阻值随温度t的变化情况。利用R1可以制作温度报警装置,其部分电路如图所示,其中R2为定值电阻,电源电压为12伏不变。
环境温度t/℃ 5 10 20 30 40 50 60
热敏电阻R1/千欧 6.0 4.4 2.8 1.8 1.1 0.8 0.7
请依据表中数据及相关信息,回答问题:
①开关S闭合后,当环境温度升高时,R1两端的电压 ,通过R2的电流 。(选填“增大”“不变”或“减小”)
②要求:当环境温度到达40℃、R2两端电压为8伏时,触发报警器,则R2阻值应为 千欧。(不考虑报警器对电路的影响)
16.(5分)在用如图所示装置探究“不同燃料燃烧的放热能力”的实验中,所用燃料如图,烧杯中的液体均为水[水的比热容是4.2×103J/(kg ℃)]。
(1)实验开始时,必须控制相同的量是 ;实验过程中,必须控制相同的量是 。
(2)该装置的安装应该 (选填“自下而上”或“自上而下”)进行,实验过程中,燃料放出的热量通过计算 的热量来体现。
(3)经过实验,同学们计算出了所用燃料的热值,与书中热值表中所给数据进行对比,发现偏差很大,导致这种现象的主要原因是 (答出一条即可)。
17.(8分)小明用器材:学生电源(6V),电流表、电压表、定值电阻R1(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω各1个)、开关、滑动变阻器R2和导线若干,探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中实物电路连接完整(要求:滑片向右移,电流表示数变小);
(2)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,电压表示数不为零,出现这种现象的原因可能是定值电阻R1 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,先将5Ω的R1接入电路,将滑片P滑到 (选填“A”或“B”)端,闭合开关,移动滑片,使电压表示数到达某一数值,读出电流表的示数,在图丙的I—图像上描上相应点。
(4)接下来应该 ,并将滑动变阻器阻值调到最大,然后用10Ω的电阻替换5Ω的电阻。闭合开关,移动滑片P,使电压表示数与第一次相同,重复上面的步骤。
(5)当R1为10Ω时,电流表的示数如图乙,请在图丙中补描该点并作出I—图像。由图像可知,当电压不变时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
(6)图丙上有一个错误数据点,小明回忆,是由于将R1的阻值由 Ω变换为该数据点对应的阻值时,没有调节滑动变阻器就读取了电流值而造成的。
18.(7分)如图所示是小明设计的实验电路,将一段铅笔芯接入电路,A、B、C三点的导线都接在金属环上,且与铅笔芯紧密接触并能自由滑动。
(1)该电路可以用来探究 联电路中的电压关系。若B点在铅笔芯的中间时,闭合开关,电压表V1和V2的示数都是1.5V,则电压表V3的示数是 V。
(2)小明将B点的金属环移动到铅笔芯上的不同位置可以获得多组数据,这样做的目的是 。
(3)小明将B点的金属环固定,将C点的金属环移动在铅笔芯上向左移动,这时电压表V1的示数将 ;电压表V2示数将 ,电压表V3示数将 。(以上三空均填“变大”“变小”或“不变”)这时BC段铅笔芯和两个金属环在电路中的作用就相当于一个 (填一个常用的电学元件)。
19.(6分)如图甲所示为一款即热式水龙头,如表为其部分参数,图乙为其电路原理图,R1、R2为电热丝,通过旋转手柄开关S至1、2和3处可分别实现水龙头出冷水、温水、热水。[水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]求:
(1)水龙头正常出温水时,通过电路的电流;
(2)若冷水温度为12℃,热水温度45℃,水龙头出水速度为1.4kg/min,水龙头的加热效率是多少。
产品型号 **即热式水龙头
进水方式 下进水 额定电压 220V
适用水压 0.2﹣0.6MPa 额定功率 热水 3300W
防水等级 IPX4 温水 2200W
参考答案与试题解析
一、选择题
1.解:A.单只耳机的质量约为5g=0.005kg,故A不符合实际;
B.耳机内置发声单元直径5mm=0.5cm,故B不符合实际;
C.耳机单次充满能正常工作4小时,故C符合实际;
D.耳机的工作电流约为0.1A,故D不符合实际。
故选:C。
2.解:AB.由图知冰吸热2min,温度升高10℃,水吸热4min,温度升高10℃,由于冰熔化为水质量不变,由c=知,在质量和升高温度相同时,水吸热时间长,吸收的热量多,所以水的比热容大,故A错误,B正确;
C.通过克服摩擦做功的方式也可以使冰熔化,故C错误;
D.冰熔化时吸收热量,其内能增大,故D错误。
故选:B。
3.解:
A、根据图甲可知,两个气门关闭、活塞上行,为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,机械能转化为内能,气体的温度升高,故A正确;
B、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由图可知,输出有用功所占比例为:100%﹣36%﹣30%﹣6%=28%,即该汽油机的效率为28%,故B错误;
CD、热值是燃料本身的一种特性,只与燃料本身决定,和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关,故CD错误。
故选:A。
4.解:A、电流的方向为:正电荷的定向移动方向为电流的方向,负电荷的定向移动方向与电流的方向相反;若A带负电,连接后,自由电子通过导体从A验电器流向B验电器,所以电流的方向是由B到A,故A正确;
B、熔喷布得到大量电子而带负电,故B正确;
C、两个轻质小球靠近时相互吸引,两个小球可能是带有异种电荷,也可能是一个带电,另一个不带电,故C错误;
D、镜面上粘上了细小的灰尘主要是因为带电体可以吸引轻小物体,故D正确。
故选:C。
5.解:根据题意可知,若未使用头盔,头盔与车筐连接完好(S2闭合),则可以进行一键还车(S1闭合),电磁锁启动,这说明两个开关都闭合后,电磁锁工作;
若使用了头盔,则需要先归还头盔,即先使得开关S2闭合后才能使电磁锁启动,这说明两个开关工作时相互影响,是串联的,然后与电磁锁、保护电阻串联接在电路中,故B正确。
故选:B。
6.解:因为二极管具有单向导电性,当电流从二极管的正接线柱流入,负接线柱流出时,二极管将电路接通;当电流从二极管的负接线柱流入时,二极管在电路中处于断开状态,所以两个二极管应并联,且正负极的方向相反,故C正确。
故选:C。
7.解:由图知,闭合开关,三只灯泡串联,电压表测量乙两端电压,电流表测量电路电流。
A、如果甲灯短路,其它灯泡能够发光。故A不符合题意;
B、如果甲灯断路,整个电路断路,所以三只灯泡都不能发光,电流表、电压表都无示数;将甲、乙两灯泡互换,电压表串联在电源两端有示数,电流表仍然断路无示数。故B符合题意;
C、如果乙灯断路,电压表串联在电源两端有示数。故C不符合题意;
D、如果丙灯断路,整个电路断路,所以三只灯泡都不能发光,电流表、电压表都无示数;将甲、乙两灯泡互换,整个电路仍然断路,电流表、电压表都无示数。故D不符合题意。
故选:B。
8.解:
A.由电路图可知,闭合开关,两灯泡并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测L2支路的电流,还缺少一只电流表,无法测出干路电流的大小,所以不能探究出并联电路的电流规律,故A正确;
B、由电路图可知,开关S断开时,两灯泡串联,电压表测电源的电压;开关S闭合时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压;由电源的电压不变可知,电压表的示数不变,故B错误;
C、S断开时,电路为L2的简单电路,电流表测量通过L2的电流;
S闭合时,两灯泡并联,电流表测量干路电流,并联电路各支路相互独立工作、互不影响,故通过L2的电流不变,根据并联电路的电流特点可知通过L1的电流,故C正确;
D、由电路图可知,当开关S1闭合、S2断开时,两灯泡串联,电压表测电源的电压;当开关S1断开、S2闭合时,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压;根据串联电路中总电压等于各分电压之和求出L1两端的电压,故D正确。
故选:B。
9.解:A、由图乙可知,显示器串联在电路中,因此显示器应为电流表,故A错误;
B、由图乙可知,柔韧性好的同学测量时,滑片更加靠近电阻丝的左端,电阻丝接入电路的长度更短,因此电阻丝接入电路中的电阻更小,故B错误;
C、由图乙可知,柔韧性差的同学测量时,滑片更加靠近电阻丝的右端,电阻丝接入电路的电阻较大,由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻较大,由欧姆定律可知,电路中的电流较小,故C正确;
D、由图乙可知,若去掉R,当滑片移到最左端时,电阻丝接入电路的电阻为零,会引起电源短路,因此,为了保护电路,不能将R去掉,故D错误。
故选:C。
10.解:根据R=可知I﹣U图线中,三个点的电阻值就是该点与坐标原点连线的斜率值的倒数,由图像可知:RA=RB<RC,故A正确。
故选A。
11.解:AB.为了形成闭合回路,接线柱只有连接“1、2”和“2、3”两种接法,若连接“1、2”两个接线柱,CPU核心电压为电源电压;若连接“2、3”两个接线柱,R与CPU串联分压,CPU核心电压小于电源电压。超频”方法之一就是通过改变主板上“跳线”来提高CPU核心电压,所以CPU正常工作时应连接“2、3”两个接线柱,某人超频需要改接这一跳线,应连接“1、2”两个接线柱。故A不符合题意,B符合题意;
C.跳线装置的总电压为3V,“超频”工作时通过CPU的电流是3mA,由I=可得“超频”工作时CPU的电阻是:
R===1000Ω,故C不符合题意;
D.计算机芯片中的硅是半导体材料,故D不符合题意。
故选:B。
12.解:由电路图可知,两电阻串联,电表与R0并联,为电压表;
由图象乙可知,污染指数越小,可变电阻的阻值越大,根据串联电路的分压特点可知,可变电阻分担的电压越大,由串联电路电压的规律可知,定值电阻分担的电压减小,即电压表示数减小;故①④正确。
故选:D。
二、非选择题
13.解:(1)水放出的热量有一部分被容器吸收,所以水放出的热量大于食物吸收的热量;
(2)将水烧开吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃﹣5℃)=3.99×104J;
(3)由题可知酒精完全燃烧放出的热量:Q放=Q吸=3.99×104J,
由Q放=qm′可知需要完全燃烧酒精的质量:m′===0.0019kg=1.9g。
故答案为:大于;3.99×104;1.9。
14.解:由电流的定义式可得电荷量Q=It,所以电荷量的单位是由电流单位和时间单位的乘积组成,则mAh是电荷量的单位;
根据电流的定义式可得播放视频时的电流为:。
故答案为:电荷量;0.446。
15.解:①闭合开关,两电阻串联接入电路,由表格可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,环境温度升高时,R1接入电路的阻值变小,根据串联分压原理可知R1两端的电压减小,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时定值电阻两端的电压变大,根据欧姆定律可知通过定值电阻的电流变大;
②根据串联电路电压规律可知当环境温度到达40℃时热敏电阻两端的电压:U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V,
由表格可知当环境温度到达40℃时热敏电阻的阻值为1.1kΩ,
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得=,代入数据可得=,解方程可得R2=2.2kΩ。
故答案为:①减小;增大;②2.2。
16.解:(1)水吸收热量后温度的变化,与吸热的多少及质量有关,所以实验开始时,必须控制相同的量是两杯水的质量相等;
实验过程中,必须控制相同的量是燃烧燃料的质量;
(2)为保证用火焰的外焰加热,且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁,所以先安装下面器材,再安装上面器材,便于调节器材间的距离;
实验过程中,燃料放出的热量通过计算水吸收的热量来体现;
(3)因为存在热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收,所以测得的热值会偏小。
故答案为:(1)水的质量;燃烧燃料的质量;(2)自下而上;水吸收;(3)燃料不能完全燃烧、加热过程存在散热损失。
17.解:(1)滑动变阻器图电阻串联,滑片右移电流表示数变小,即电阻变大,故滑片以左电阻丝连入电路中,如下所示:
(2)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的定值电阻R1 断路了;
(3)为了保护电路,闭合开关前滑片在阻值最大处,即B端;
(4)为了保护电路,更换电阻时需要断开开关,所以接下来应该断开开关,并将滑动变阻器阻值调到最大,然后用10Ω的电阻替换5Ω的电阻;
(5)由图乙知,电流表的量程是0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.3A;
当电阻R1为10Ω时,=0.1Ω﹣1,电流为0.3A,在坐标系中补描对应的坐标点(0.1,0.3),然后用平滑的曲线把各点连接起来,作出I﹣的图像,如图所示:
由图象可知,电压一定,通过导体的电流与电阻的倒数成正比,说明通过导体电流与导体电阻成反比;
(6)由图知,在连线时只有一个点(0.05,0.2)使图象明显不能成为一条直线,由欧姆定律:电压表示数:
U表=IR=0.6A×Ω=3V不变,
坐标点是(0.05,0.2),=0.05Ω﹣1,R1=20Ω,此时电路中的电流I=0.2A,
由欧姆定律I=得,电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.2A×20Ω=4V,
由串联电路电压的规律,则滑动变阻器两端的电压:
U滑=U﹣U0=6V﹣4V=2V,
由欧姆定律,此时滑动变阻器接入电路中的阻值:
R滑===10Ω,
由图象可知,变换错误数据点之前,此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣UV=6V﹣3V=3V,电压表示数为变阻器电压的 =1倍,根据分压原理,定值电阻的阻值大小等于变阻器连入电路中电阻,即为R1=R滑=10Ω,
故是将R1的阻值由10Ω变换为错误数据点对应阻值时,未调节滑片P就读取电流而造成的。
故答案为:(1)见上图;(2)断路;(3)B;(4)断开开关;(5)见上图;反比;(6)10。
18.解:(1)闭合开关,电阻AB段铅笔芯和BC段铅笔芯串联接入电路,电压表V1测AB段铅笔芯两端的电压,电压表V2测BC段铅笔芯两端的电压,电压表V3测整段铅笔芯两端的电压,所以该电路可以用来探究串联电路中的电压关系;
若B点在铅笔芯的中间时,闭合开关,电压表V1和V2的示数都是1.5V,串联电路总电压等于各部分电压之和,则电压表V3的示数是1.5V+1.5V=3V;
(2)将B点的金属环移动到铅笔芯上的不同位置可以获得多组数据,这样做的目的是多次实验,使实验结论具有普遍性;
(3)将B点的金属环固定,将C点的金属环移动在铅笔芯上向左移动,AB段铅笔芯接入电路的电阻不变,BC段铅笔芯接入电路的电阻变小,这时BC段铅笔芯和两个金属环在电路中的作用就相当于一个滑动变阻器,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,实验电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据U=IR可知电压表V2示数将变小,电源电压不变,则电压表V3示数不变,根据串联电路电压规律可知这时电压表V1的示数将变大。
故答案为:(1)串;3;(2)使实验结论具有普遍性;(3)变大;变小;不变;滑动变阻器。
19.解:(1)已知温水的功率P温=2200W,电压U=220V,电路中的电流I===10A;
(2)1min内水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×1.4kg×(45℃﹣12℃)=194040J;
1min消耗的电能W=P热t=3300W×60s=198000J;
加热效率η=×100%=×100%=98%。
答:(1)水龙头正常出温水时,通过电路的电流为10A;
(2)水龙头的加热效率是98%。
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