2022-2023学年河南省新乡市辉县九年级(上)期末物理试卷
一、填空题(每空1分,共14分)(注意:标清题号1-2题,单独上传一张图片;3-4题单独上传一张图片,5-6题单独上传一张图片,共3张图片)
1.如图是小球在地面弹跳的频闪照片,其中A、B两点等高。则小球在A、B两点具有相同的 (选填“重力势能”、“内能”或“动能”),小球在A点的时机械能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在B点时的机械能。
2.北大港湿地公园是天津面积最大的“湿地自然保护区”。湿地能使周围环境昼夜的温差较小,这是因为水的比热容较 ;相同质量的铝和铜,吸收了相同的热量,已知c铜
4.我国爱国诗人文天祥的《扬子江》中有“臣心一片磁针石,不指南方不肯休”的诗句,磁针石是由于受到 的作用,所指的南方是地理的 (选填“南”或“北”)极附近。
5.两个定值电阻R1、R2,R1上标有“10Ω,1A”,R2上标有“15Ω,0.6A”。将它们并联在电路中,电路中所加的最大电压为 V,干路允许通过的最大电流为 A;将它们串联在电路中,电源电压最大为 V。
6.如图所示是某四冲程内燃机工作循环中的 冲程,该冲程发生的能量转化主要是 。
二、选择题(每题2分,共16分)
7.下列说法正确的是( )
A.炒菜时闻到香味说明分子在不停地做热运动
B.冬天搓手取暖是通过热传递改变手的内能
C.夏天往地上洒水降温是利用了水的比热容大的特性
D.物体吸收热量温度一定升高
8.对如图所示电路的分析,错误的是( )
A.当断开S1、S3,闭合S2时,L1、L2串联
B.当断开S2,闭合S1、S3时,L1、L2并联
C.当断开S3,闭合S1、S2时,L1、L2串联
D.只要同时闭合S2、S3,就会出现短路现象
9.小枫杨设计了一个自动测高仪,如图所示,R是定值电阻,R'是滑动变阻器。当人的身高越高,要求测高仪的示数变大,则下列相关说法正确的是( )
A.甲应该是电流表,乙应该是电压表
B.甲、乙应该都是电流表
C.应该将甲表改装成测高仪,才符合要求
D.当测量的人身高越高时,电路的总功率变大
10.第35届临沂市青少年科技创新大赛中,某科技创新小组发明了一款新型的带滚轮书包,其内部无电池,但拖动书包使轮子滚动时,嵌在轮子里的LED灯会发光,行走更安全。图中各实验装置中,能反映此现象原理的是( )
A. B.
C. D.
11.如图是小轩家的部分电路.下列说法正确的是( )
A.若熔断器熔丝断了,可以用铜丝代替
B.若导线cd间断路,仍然可以安全使用三线插座
C.若闭合开关S,灯泡L不发光.用测电笔检测e点,氖管不发光,则说明灯丝一定断了
D.若ab间断路,灯泡L仍能正常工作
12.下列说法正确的是( )
A.“220V 100W”的灯总比“220V 40W”的灯亮
B.动圈式话筒与电动机的工作原理相同
C.物体受到平衡力作用时一定处于匀速直线运动状态
D.发射火箭时用氢作燃料是因为氢的热值大
13.测温模拟电路如图甲所示,温度计由量程为0~3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示。则当开关S闭合后( )
A.此电路可测量的最高温度为50℃
B.温度计的0℃应标在电压表零刻度处
C.若只增大电源电压U,电路可测量的最高温度将减小
D.若只增大R,电路可测量的最高温度将增大
14.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端的过程中,电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。根据图象信息,下列说法正确的是( )
A.R的阻值是6Ω
B.滑动变阻器的最大阻值是18Ω
C.电源电压为9V
D.当滑片P在中点时,电流表的示数是0.6A
三、作图题(每题2分,共4分)
15.如图是家庭电路中的三孔插座和有开关控制的电灯,请将其正确的连接画在电路中。
16.如图所示,请根据通电螺线管的磁感线方向,在图上标出电源的“+”、“﹣”极。
四、实验探究题(每空1分,共19分)
17.某实验小组为了探究物质的温度升高时,吸收热量的多少与哪些因素有关,做了如图实验:在相同的烧杯里分别盛入水和煤油,用同样的电热器给它们加热,得到如下实验数据:
实验次数 液体 质量/g 初温/℃ 未温/℃ 加热时间/min
1 水 200 20 28 8
2 水 100 20 28 4
3 煤油 200 20 28 4
4 煤油 200 20 24 2
(1)在实验中水和煤油吸热的多少是通过 来反映,这种研究问题的方法我们称之为 法。
(2)比较1、3次实验可得结论:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量 。
(3)比较 两次实验可得结论:同种物质,升高相同的温度,质量越大,吸收的热量越多。
(4)比较3、4次实验可得结论: 。
(5)该实验小组获得探究成功,主要采用了 法。
18.在“测量未知电阻Rx的阻值”实验中,洋洋同学设计了如图甲所示的实验电路:
(1)在开关闭合之前,滑动变阻器的滑片P应滑至最 端(选填“左”或“右”),这样做的目的是 ;
(2)某次测量时电压表示数如图乙所示,此时电流表示数为0.2A,则本次测得的待测电阻Rx= Ω;
(3)小明认为这个结果不可靠,应该移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,再多测量出几组数据。多次测量的目的是 (选填序号);
A.求平均值减小误差
B.寻找普遍规律
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,则该电路测得的测量值与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”);
(5)若实验中不慎将电压表损坏,洋洋添加一个已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,同样测出了未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整;
①闭合开关S、S1,读出电流表的示数为I1;
② ,读出电流表的示数为I2;
③写出未知电阻Rx值表达式:Rx= (用I1、I2和R0表示)。
19.为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,小红同学利用大头针及两个相同的大铁钉绕制成的电磁铁进行实验,如图所示。
(1)小红是根据电磁铁吸引大头针的数量来判断磁性强弱的,这属于 (选填“控制变量法”或“转换法”)的应用;
(2)两电磁铁串联是为了保证 相同,从而探究磁性强弱与 的关系,观察图中的现象,你的结论是: ;
(3)图中甲电磁铁的下端为 极,要使两电磁铁的磁性增强,滑动变阻器的滑片应向 端滑动。
五、计算题(共17分)
20.某房间一段时间内循环流动的水质量为1000kg,供水温度为55℃,出水温度为40℃。
(1)这段时间里水向外界放出多少热量?[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]
(2)若这些水放出的热量全部由天然气提供,不计热量散失,则需要燃烧多少m3的天然气?(假设天然气完全燃烧)(天然气的热值为7×107J/m3)
21.某型号热水壶的原理图如图所示,它有加热和保温两挡,通过开关S进行调节,R0、R为电热丝,R0、R阻值恒定不变。
整壶水的质量 2kg
额定电压 220V
加热时的总功率 1000W
保温时的功率 44W
(1)在保温挡正常工作时,电路中的电流是多少?
(2)电热丝R0的阻值为多大?
(3)在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要15min,这个热水壶消耗的电能是多少?
试卷第6页,共7页
1. 重力势能 大于
【详解】[1]小球在A点的高度和B点的高度相等,质量不变,根据重力势能的影响因素可知:小球在A、B两点的重力势能相等。
[2]小球弹跳的高度越来越低,这说明小球受到空气阻力,一部分机械能转化为内能,所以小球的机械能减小,小球在A点的时机械能大于在B点时的机械能。
2. 大 铜
【详解】[1][2]因为水的比热容大,吸收热量的本领强,所以湿地能使周围环境昼夜的温差较小;已知c铜
【详解】[1]核反应分为核裂变和核聚变,太阳能来源于内部氢原子核聚变。
[2]电能无法从自然界直接获取,必须通过消耗一次能源才能得到,所以电能属于二次能源。
[3]硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,为半导体,太阳能电池使用的半导体材料主要是硅。
4. 地磁场 南
【详解】[1]磁针石相当于今天的小磁针,之所以指南北是磁针石在地磁场中受到地磁场作用的结果。
[2]古人研究磁的时候,发现小磁针总是指南北,于是就把指南的一端叫南极,指北的一端叫北极,后来发现磁针的指向与地理的南北有一定的夹角,所以磁针石所指的南方是地理南极附近。
5. 9 1.5 15
【详解】[1][2]由欧姆定律得R1两端最大电压
U1最大=I1最大R1=1A×10Ω=10V
R2两端最大电压
U2最大=I2最大R2=0.6A×15Ω=9V
因为并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,所以两电阻并联后的最大电压为9V。此时通过R1的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以允许通过干路的最大电流
I最大=I1+I2最大=0.9A+0.6A=1.5A
[3]由题知R1允许通过的最大电流是1A,R2允许通过的最大电流是0.6A, 因为串联电路中电流处处相等,所以两电阻串联后电路中最大电流为0.6A, 串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电压
U=I(R1+R2)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V
6. 压缩 机械能转化为内能
【详解】[1][2]由图可知,内燃机的进气阀门与排气阀门均关闭,活塞向上运动,所以该图是某四冲程内燃机工作循环中的压缩冲程,该冲程发生的能量转化主要是机械能转化为内能。
7.A
【详解】A.炒菜时闻到菜的香味是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故A正确;
B.冬天人们搓手取暖,克服摩擦做功,所以是通过做功方法改变手的内能的,故B错误;
C.炎热的夏天往地上洒水降温,主要是利用了水蒸发吸热的原理,故C错误;
D.物体吸收热量,温度不一定升高,例如晶体的熔化过程,吸收热量,温度不变,故D错误。
故选A。
8.C
【详解】A.当断开S1、S3,闭合S2时,电流从电源正极流出后依次通过L1、L2、S2回到电源负极,此时L1、L2串联,故A正确,不符合题意;
B.当断开S2,闭合S1、S3时,电流从电源正极流出后分成两支,一支通过S3、L2,另一支通过L1,两支电流汇合后通过 S1回到电源负极,所以L1、L2并联,故B正确,不符合题意;
C.当断开S3,闭合S1、S2时,L2被短路,故C错误,符合题意;
D.只要同时闭合S2、S3,电流不经过用电器直接将电源的两极连接,就会出现短路现象,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.C
【详解】AB.由电路图可知,定值电阻R和滑动变阻器R′串联;甲表与滑动变阻器并联,所以甲表是电压表,甲表测滑动变阻器两端电压,乙表串联在电路中,所以乙表是电流表,乙表测量电路中的电流,故AB错误;
C.当人的身高越高时,滑动变阻器电阻接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,因为串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流减小,即电流表示数变小;由U=IR可知定值电阻R0两端的电压变小,串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大,所以将甲表改装成测高仪才符合要求,故C正确;
D.当人的身高越高时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电流变小,根据P=UI可知电路的总功率变小,故D错误。
故选C。
10.D
【详解】A.拖动书包使轮子滚动时,嵌在轮子里的LED灯会发光,轮子转动时做切割磁感线运动,产生感应电流使LED灯发光,这是电磁感应现象,A选项图中,当导线通电时,导线周围的小磁针会转动,这是因为通电导线周围有磁场,不是电磁感应现象,故A不符合题意;
B.B选项图中,当开关闭合后,在磁场中的导体棒会运动,这是因为通电导线在磁场中会受到力的作用,不是电磁感应现象,故B不符合题意;
C.C选项图中,闭合开关后,通电螺线管会吸引大头针,这是因为电流具有磁效应,不是电磁感应现象,故C不符合题意;
D.D选项图中,当线圈在磁场中转动时,做切割磁感线运动,会产生感应电流,小灯泡会发光,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选D。
11.D
【详解】A.熔断器熔丝断了,应在排除故障后换用同规格的熔丝,绝不能用铜丝代替,因为铜丝在电流过大时不会熔断,不能起到保险作用,故A错误;
B.若cd间断路,则插座接地线断,用电器的金属外壳不能接地,在用电器漏电时会造成触电事故,所以不能再安全使用三线插座,故B错误;
C.e点与零线直接相连,闭合开关S,灯泡L不发光.用用测电笔检测e点,氖管不发光,可能是灯丝断了,也可能是熔丝断了,或者火线断了,所以不能说明灯丝一定断了,故C错误;
D.若ab间断路,即部分零线断路,但灯泡的两端依然可以连接到火线和零线形成回路,所以灯泡可以正常发光,故D正确.
12.D
【详解】A.“220V 100W”的灯和“220V 40W”的灯,额定电压相同,不知道实际电压大小关系,不能确定两灯的实际功率关系,不能确定哪个灯亮,故A错误;
B.动圈式话筒是利用电磁感应原理制成的,电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,它们的原理不同, 故B错误;
C.物体在平衡力的作用下,可能保持静止,也可能做匀速直线运动,故C错误;
D.质量相同的燃料完全燃烧,氢的热值比较大,氢放出热量多,所以火箭用氢作为燃料,故D正确。
故选D。
13.CD
【详解】A.如图所示,R与热敏电阻Rt串联,电压表测Rt的电压,电压表允许最大电压为3V,即Ut=3V,R两端电压为
UR=U-Ut=6V-3V=3V
根据串联电路电流的规律及欧姆定律可得
则热敏电阻Rt的阻值为
如图所示,当时,对应的温度为30℃,故A不符合题意;
B.温度为0℃时,Rt电阻不为0,根据串联电路分压的规律,两端电压不为0,故温度计的0℃不应标在电压表零刻度处,故B不符合题意;
C.根据串联电路分压的规律,若只增大电源电压U,则相同的温度Rt分得的电压增加,电压表示数增加,Rt允许接入的电阻将减小,电路可测量的最高温度将减小,故C符合题意;
D.根据串联电路分压的规律,若只增大R,则相同的温度Rt分得的电压减小,电压表示数减小,Rt允许接入的电阻将变大,电路可测量的最高温度将增大,故D符合题意。
故选CD。
14.AC
【详解】由图甲可知R和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压。
AC.当滑片P滑到a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,此时电路总电阻最小,由欧姆定律可知电路中的电流最大,由图乙可知最大电流为I1=1.5A,此时对应的电压表示数为9V,即电源电压为U=9V,由欧姆定律可知定值电阻R的阻值为
故AC正确;
B.当滑片P滑到b端时,滑动变阻器的阻值最大,此时电路总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小;由图乙可知最小电流为I2=0.5A,此时电压表示数为3V,即R两端的电压为UR=3V,由串联电路的电压特点可知此时滑动变阻器两端的电压为
UP=U﹣UR=9V﹣3V=6V
由欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值为
故B错误;
D.当滑片P在中点时,则滑动变阻器接入电路的电阻为
则电路的总阻值为
R总=R+R′=6Ω+6Ω=12Ω
电流表的示数为
故D错误。
故选AC。
15.
【详解】首先明确上面三根线分别为地线、火线、零线。灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线,如图所示:
16.
【详解】磁体外部磁感线的方向由N极指向S极,由图中磁感线的方向可知,通电螺线管的右端为N极,根据安培定则可知,螺线管正面电流向下,背面电流向上,所以电源左端为正极,右端为负极,如图所示
17. 加热时间的长短 转换 不相同 1、2 质量相同的同种物质,升高的温度越多,吸 收的热量越多 控制变量
【详解】(1)[1][2]同样的加热器工作时,在相等时间内放出的热量是相等的,本实验中,水和煤油吸热的多少就是通过比较相同 的电加热器加热时间的长短来判断的,这种方法我们称作转换法。
(2)[3]观察1、3两次实验的实验数据可以发现:质量相等的水和煤油,升高的温度相同,所需要的加热时间不相等,即所 吸收的热量不相等。
(3)[4]比较1、2两次实验的实验数据可以发现:同种物质,升高相同的温度,质量越大,吸收的热量越多。
(4)[5]3、4两次实验中,物质的种类、质量相同,但升高的温度不同,由此,可得出结论:质量相同的同种物质,升高的温度越多,吸收的热量越多。
(5)[6]这种将一个多变量问题变为几个单变量问题来进行研究的方法,叫做控制变量法。它是我们进行科学探究常用的方法。
18. 右 保护电路 9 A 偏小 闭合开关S,断开开关S1
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,防止电流过大,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,由图甲可知,在开关闭合之前,滑动变阻器的滑片P应滑至最右端,这样做的目的是保护电路。
(2)[3]由图乙可知,电压表选择的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表的读数为1.8V,由图甲可知,电压表测量待测电阻两端的电压,电流表测量流经待测电阻的电流,则待测电阻的阻值为
(3)[4]只测量一组数据计算得到的电阻存在误差,为了减小误差需多次测量求平均值,所以移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,多次测量的目的是求平均值减小误差,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(4)[5]考虑到电压表中也有电流通过,则电流表测量的是电压表和待测电阻的电流之和,所以测得电流值比真实值偏大,由可知,该电路测得的测量值与真实值相比偏小。
(5)②[6]没有电压表,可以借助并联电路中,各支路两端的电压相等计算得到待测电阻两端的电压,闭合开关S、S1,定值电阻R0与待测电阻并联在电路中,电流表测量干路中的电流,为了计算定值电阻R0两端的电压,进而得到待测电阻两端的电压,需再测出定值电阻R0的电流或待测电阻的电流,所以步骤②应为闭合开关S,断开开关S1,读出电流表的示数为I2,此时电路中只有待测电阻,即待测电阻的电流为I2。
③[7]无论开关S1是否闭合,待测电阻两端的电压均等于电源电压,则待测电阻的电流不变,所以闭合开关S、S1时,定值电阻R0的电流为
定值电阻R0两端的电压为
因为定值电阻R0与待测电阻并联在电路中,则待测电阻两端的电压为
待测电阻的阻值为
19. 转换法 电流 线圈匝数 见解析 S##南 左
【详解】(1)[1]磁性的强弱无法用肉眼直接观察,因此,可借助观察电磁铁能够吸起的大头针的数量来判断其磁性的强弱,这属于转换法的应用。
(2)[2][3][4]由图可知,两只电磁铁是串联在电路中的,所以流经它们的电流是相同时,同时还可以看到,它们线圈的匝数是不同的,因此,本实验研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系;观察图中的现象,甲电磁铁匝数较多,吸引大头针个数较多,可得到电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
(3)[5][6]由安培定则可知,图中甲电流从上端流入,下端流出,故图中甲电磁铁下端是S极;要使电磁铁磁性增强,电流需要变大,需要将变阻器连入电路的电阻减小,滑动变阻器滑片应向左端滑动。
20.(1)6.3×107J;(2)0.9m3
【详解】解:(1)水放出的热量
Q放=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×1000kg×(55℃ 40℃)=6.3×107J
(2)由题知,水放出的热量全部由天然气提供,即
则需要天然气的体积
答:(1)这段时间里水向外界放出6.3×107J的热量;
(2)若这些水放出的热量全部由天然气提供,不计热量散失,则需要燃烧0.9m3的天然气。
21.(1)0.2A;(2)1051.6Ω;(3)9×105J
【详解】解:(1)在保温挡正常工作时,根据电功率的计算公式可得,电路中的电流为
(2)开关S断开时,R0、R串联,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,开关S闭合时,电路的总电阻最小,由
可知,电路的总功率最大,电热水壶处于加热状态,则电阻丝R0的阻值为
开关S断开时,电路的总电阻最大,总功率最小,电热水壶处于保温状态,此时电路的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电热丝R的阻值
R=R总-R0=1100Ω-48.4Ω=1051.6Ω
(3)加热15min电热水壶消耗的电能
答:(1)在保温挡正常工作时,电路中的电流是0.2A;
(2)电热丝R的阻值是1051.6Ω;
(3)这个热水壶消耗的电能是9×105J。
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