内容正文:
西宁市2024—2025学年第一学期末调研测试卷.
九年级物理
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间120分钟。
2.本试卷为试题卷,不允许作为答题卷使用,答题部分请在答题卡上作答,否则无效。
3.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场、座位号填写在答题卡上,同时填写在试卷上。
4.选择题用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑(如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号)。非选择题用0.5毫米的黑色签字笔答在答题卡相应的位置,字体工整,笔迹清楚。
一、单选题(本题包括10个小题,每题3分,共计30分)
1. 麒麟9000S是华为公司自主开发的一款芯片,它的推出对我国芯片产业发展具有重大意义。制造芯片的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体
【答案】B
【解析】
【详解】芯片是指内含集成电路的硅片,硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,属于半导体材料。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2. 青海尕面片是青海特有的一种传统美食,做面时,将面拉成扁条,再揪成指甲盖大小的面片,放入装有水的锅内煮熟,将煮熟的面片和菜、肉翻炒出锅即成美味。下列说法正确的是( )
A. 揪成面片时要用力揪,主要是因为分子间存在斥力
B. 煮面是通过做功的方式增加面片的内能
C. 面片出锅时香气扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动
D. 面汤的温度越高,内能越小
【答案】C
【解析】
【详解】A.揪成面片时压用力揪,主要是因为分子间存在引力的作用,故A错误;
B.煮面的过程中,面片吸收热量,其内能增大,这是通过热传递方式增加了面片的内能,故B错误;
C.面片的香气扑鼻,属于扩散现象,扩散现象表明分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D.面汤的温度越高,其内部分子做无规则运动的速度越大(即内部分子的动能越大),则面汤的内能越大,故D 错误。
故选C
3. 物理小实验中蕴含着大道理,下列实验能揭示“同种电荷相互排斥”的现象是( )
A. 水流弯曲 B. 金属箔张开
C 吸附纸屑 D. 两棒相“随”
【答案】B
【解析】
【详解】A.水流弯曲是因为摩擦过得梳子带电,带电体可以吸引轻小物体,故A不符合题意;
B.验电器金属箔张开原理是同种电荷相互排斥,故B符合题意;
C.摩擦过得梳子可以吸引碎纸屑,是由于带电体可以吸引轻小物体,故C不符合题意;
D.玻璃棒和橡胶棒相互吸引是由于异种电荷相互吸引,故D不符合题意。
故选B。
4. 青少年科技创新大赛的获奖作品-5G 高铁轨道螺丝警报器,设计了检测螺丝松动的报警方案,如图所示,其主要的科学原理是:螺丝(其电阻不计)连接在电路中,当螺丝松动时,它会与下端的导线分离而断开,此时报警灯工亮起而发出警报,及时提醒工人修理。下列符合题意的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电路图知,螺丝无论是否松动,闭合开关,灯都能亮,但螺丝松动,与导线分离而断开时,电阻与灯L串联在电路中,电路中的电阻较大,据欧姆定律知,电路中的电流较小,灯较暗;螺丝(电阻不计)未松动,与导线正常连接时,电阻R被短路,电路中只有灯L工作,电路的电阻较小,电路中的电流较大,灯L较亮,故A不符合题意;
B.由电路图知,螺丝松动时,电阻R与灯串联,灯亮;螺丝未松动时,灯被短路,电路中只有R工作,灯不亮,故B符合题意;
C.由电路图知,螺丝松动时,电路断开,灯不亮,螺丝未松动时,电路接通,灯亮,故C不符合题意;
D.由电路图知,螺丝松动时,螺丝与导线断开,电路中只有灯工作,灯亮;螺丝未松动时,螺丝与导线接通,灯被短路,电源也被短路,电路被损坏,故D不符合题意。
故选B。
5. 2024年4月25日,搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭(如图)在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )
A. 火箭的燃料燃烧得越充分,热值越大
B. 火箭发动机工作过程中的热机效率不可能达到100%
C. 火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃,内能为零
D. 火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢比热容较大
【答案】B
【解析】
【详解】A.热值是燃料的特性,与燃烧情况无关,所以火箭的燃料燃烧得越充分,热值不变,故A错误;
B.火箭发动机在工作过程中,其热机效率并不能达到100%。这是因为火箭发动机在工作时,不可避免地会产生一些能量损失。故B正确;
C.一切物体在任何情况下都具有内能,所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃,内能不为零,故C错误;
D.火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢热值较大,与质量相同的其它燃料相比,完全燃烧时放出的热量较多,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,甲图是小灯泡L和电阻R并联的电路图,乙图是小灯泡L和电阻R电流随电压变化的图像,当开关都闭合时,电流表的示数为0.2A,此时( )
A. 灯L两端的电压为2V B. 通过R的电流为0.15A
C. R的电阻为10Ω D. 电路的总电阻为5Ω
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由电路图可知,闭合开关S、S1,为并联电路,电流表测干路的电流,电流表的示数为0.2A,由图乙可知,当灯泡和电阻两端电压为1V时,通过电阻的电流为0.05A,通过灯泡的电流为0.15A,则通过干路的电流为
又因为当开关都闭合时,电流表的示数为0.2A,刚好符合题意,所以灯L两端的电压为1V,通过R的电流为0.05A,故AB不符合题意;
C.电阻两端电压为1V时,通过电阻的电流为0.05A,则R的电阻为
故C不符合题意;
D.由题可知,在并联电路中,电源电压等于灯泡或电阻两端的电压为1V,此时电路的总电阻为
故D符合题意。
故选D。
7. 如图所示是不同形式的能量的相互转化图,下列说法不正确的是( )
A. 序号⑩的实例可以是摩擦生热
B. 序号④的实例可以是给充电宝充电
C. 圆圈内B的能量形式是电能
D. 各种形式的能量都可以无条件的相互转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律
【答案】D
【解析】
【详解】AC.由图知道,加湿器不存在发电的功能,但可以将电能转化为内能,因此,圆圈内A的能量形式不可能是电能,而应该内能,B是电能;内能对外做功,可以转化为机械能,所以序号⑩的实例可以不是摩擦生热,故AC正确,不符合题意;
B.序号④是电能转化为化学能,给充电宝充电是电能转化为化学能,能量的转化相同,故B正确,不符合题意;
D.根据能量转化和守恒定律知道,各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律,故D错误,符合题意。
故选D。
8. 如图是探究电流通过导体时产热的多少与哪些因素有关的实验装置,下列说法正确的是( )
A. 可通过U形管中液面高度差来计算产热多少
B. 通过该装置所反应的实验现象得知,当电流和通电时间一定时,电阻越大,产热越多
C. 该实验装置不仅可以探究导体产热的多少与电流的关系,还可以探究导体产热的多少与通电时间的关系
D. 若R3损坏而将其换成更大的电阻,依然可以完成实验且两个U形管差异更明显
【答案】C
【解析】
【详解】A.电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,实验前,应使两个U形管中的液面高度相同,容器内气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,不能直接计算产生热量的多少,故A错误;
B.探究电流通过导体产生的热的多少与电阻的关系,要控制电流和时间不变,改变电阻大小。虽然并联的电阻小于其中任一电阻,但该装置图中有一个5Ω的电阻在容器的外面,无法实现,故B错误;
C.探究电流通过导体产生的热的多少与通电时间的关系,要控制I与R相同,改变通电时间,两个容器中任一个都可做为研究对象,比较两管液面高度即可,故C正确;
D.为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成更小的,由并联电路电压的规律及欧姆定律可知,这样通过R3的电流更大,通过R2的电流更小,实验现象更明显,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,是某单缸四冲程汽油机工作的四个冲程示意图,该汽油机的效率是25%,汽油的热值为,下列说法正确的是( )
A. 该汽油机工作时吸入100g汽油可输出的有用功
B. 通过改善汽油机结构,可将其效率从25%提升到100%
C. 若该汽油机飞轮转速为3600r/min,则1s内完成150个冲程
D. 该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→丁→甲→丙
【答案】A
【解析】
【详解】A.100g汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=100×10-3kg×4×107J/kg=4×106J
该汽油机工作时吸入100g汽油可输出的有用功W=Q放η=4×106J×25%=1×106J
故A正确;
B.通过改善汽油机结构,可得提高汽油机的效率,但由于能量损耗不可避免,其效率不可能达到100%,故B错误;
C.汽油机在一个工作循环中,飞轮转动2周,经历4个冲程,若该汽油机飞轮转速为3600r/min=60r/s,即1s内飞轮转60周,则1s内完成120个冲程,故C错误;
D.四个冲程正确的工作顺序是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程,由图可知,甲中活塞上行,两个气门关闭,为压缩冲程;乙中活塞下行,进气门打开、排气门关闭,为吸气冲程;丙中活塞上行,进气门关闭、排气门打开,为排气冲程;丁中活塞下行,两个气门关闭,火花塞点火,为做功冲程,即正确的顺序是乙→甲→丁→丙,故D错误。
故选A。
10. 小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到最左端
B. 小灯泡的电阻约为12.7Ω
C. 小灯泡正常发光10min,消耗的电能为684J
D. 小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为8.8W
【答案】C
【解析】
【详解】A.闭合开关S前,为了保护电路,滑动变阻器应移至阻值最大处,即最右端,故A错误;
B.由乙图可知,当灯泡正常发光时电压为3.8V时,电流为0.3A,则小灯泡的电阻约为
而灯泡的电阻会随温度变化,不同电压下电阻值不同,故B错误;
C.小灯泡正常发光10min,消耗的电能为
故C正确;
D.小灯泡两端电压为2.0V时,由乙图可知电路中的电流为0.22A,滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器消耗的电功率为
故D错误。
故选C。
二、填空题(本题包括8个小题,每空1分,共计20分)
11. 西宁市北川河湿地公园对周围气温起到很好的调节作用,这是由于水的______较大。夏天,气温升高,公园里的花香味更浓,说明温度越高,分子热运动越______。
【答案】 ①. 比热容 ②. 剧烈
【解析】
【详解】[1]水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,吸收或放出相同的热量时,水的温度变化较小,因此湿地的水可以对周围气温起到调节作用。
[2]分子的热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,所以夏天气温升高时,花香分子的运动更活跃,香味会更浓。
12. 如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,快速压下活塞,可观察到棉花着火燃烧,此过程中活塞对筒内气体做功,气体的内能_____(选填“增加”或“减少”),这与四冲程汽油机的_____冲程的能量转化相同。
【答案】 ①. 增加 ②. 压缩
【解析】
【详解】[1]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来;说明压缩筒内空气做功,使空气的内能增加;
[2]压火仪实验中,活塞的机械能转化为空气的内能,与内燃机的压缩冲程的能量转化相同。
13. 电路如图所示,闭合开关时,灯泡和________联,闭合开关________时,灯泡和并联,一定不能同时闭合的两个开关是________。
【答案】 ①. 串 ②. S1和S3 ③. S2和S3
【解析】
【详解】[1]由图可知,只闭合开关S2时,电流的路径只有一条,灯泡L1和L2串联接入电路中。
[2]只闭合开关S1和S3时,电流的路径有两条,分别经过两个灯泡,所以灯泡L1和L2是并联的。
[3]若同时闭合开关S2、S3,会造成电源短路,损坏电源,这是绝对不允许的。
14. 小西家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头。经过测试,正常工作时进水温度为20℃,出水温度为45℃,30s内的出水量为800mL,已知水的比热容为,则30s内水吸收的热量是________J,此电热水龙头的加热效率________。
【答案】 ①. 8.4×104 ②. 87.5%
【解析】
【详解】[1]水的体积V=800mL=800cm3=8×10-4m3
水的质量m=ρV=1×103kg/m3×8×10-4m3=0.8kg
水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.8kg×(45℃-20℃)=8.4×104J
[2]电热水龙头消耗的电能W=Pt=3200W×30s=9.6×104J
电热水龙头的效率
15. 在图所示的电路中,已知R1∶R2=1∶2,电源电压不变。当只闭合S时,电压表的示数为U1;当S和S1都闭合时,电压表示数为U2。则U1∶U2=______,前后两次R1的功率之比为______。
【答案】 ①. 1∶3 ②. 1∶9
【解析】
【详解】[1]当S和S1都闭合时,此时电阻R2被短路,电路为只有电阻R1的简单电路,电压表测电阻R1两端的电压,此时电压表示数U2等于电源电压U。当只闭合S时,该电路为R1、R2串联电路,电压表测电阻R1两端的电压,电压表的示数U1为
U1=IR1
根据电功率推导式可知,此时电阻R1的电功率为
①
根据欧姆定律和串联电路的电压特点,电源电压为
U=I(R1+R2)
因为当S和S1都闭合时,U2=U。已知R1∶R2=1∶2,所以有
[2]当S和S1都闭合时,根据电功率推导式可知,电阻R1的电功率为
②
由①②可得,前后两次R1的功率之比为
16. 一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲,电源电压为24 V,灯泡L的额定电压为24 V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为____Ω,调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为3.6 W时,滑动变阻器R此时实际功率为____W.
【答案】 ①. 60 ②. 3.6
【解析】
【详解】解答:(1)灯泡正常工作时的电压UL=24V,由图可知通过灯泡的电流IL=0.4A,
由I可得,此时灯泡的电阻:RL= =60Ω;(2)由图象可知,当U′L=12V,I=I′L=0.3A时,灯泡的实际功率为3.6W,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时滑动变阻器两端的电压:UR=U−U′L=24V−12V=12V,滑动变阻器R此时实际功率:PR=URI=12V×0.3A=3.6W.
点睛:(1)额定电压下灯泡正常工作,根据图象读出对应的电流,根据欧姆定律求出此时灯丝的电阻;(2)先根据P=UI从图象中得出灯泡的实际功率为3.6W时灯泡两端的电压和通过的电流,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据P=UI求出滑动变阻器R此时实际功率.
17. 如图所示是一款有“低温挡”和“高温挡”的挂烫机的工作电路图,正常工作电压为220V,加热电阻,只闭合开关时,推烫机处于________挡。当开关、都闭合时,挂烫机的功率为________W,此时工作10min消耗的电能为________J。
【答案】 ①. 低温 ②. 1100 ③. 6.6×105
【解析】
【详解】[1]根据串并联电路的电阻特点和题图可知,只闭合开关S1时,电路中为R1的简单电路,电路的总电阻最大,由可知,电源的电压一定时,电路的总功率最小,挂烫机处于低温挡。
[2][3]同时闭合S1、S2时,两电阻并联,电路的总电阻最小,由可知,电源的电压一定时,电路的总功率最大,挂烫机处于高温挡,挂烫机的功率为
此时工作10min消耗的电能W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J
18. 阅读下列材料,回答下列问题:
1911年,荷兰科学家卡末林﹣昂内斯(Heike Kam erlingh﹣Onnes)用液氦冷却汞,当温度下降到4.2K(零下268.95℃)时,水银的电阻完全消失。当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零,这即为超导现象。1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质﹣完全抗磁性,也称迈斯纳效应。完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时,体内的磁感应强度为零的现象。迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船,由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静性,并有效减少机械磨损。另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承,将轴承转速提高到每分钟10万转以上。
发生超导现象时的温度称为临界温度。2014年12月,我国科学家发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物,其超导转变温度高达40K(零下233.15摄氏度)以上,这是世界上首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料,堪称铁基超导研究的重大进展,为相关体系新超导体的探索提供了新的研究思路。同时,为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系。
(1)当温度降低到足够低时,有些材料的_____变为零,这即为超导现象。
(2)荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质_____,也称迈斯纳效应。
(3)利用超导材料输电,可最大限度地减少电能转化为_____ 能所造成的能量损失。
(4)假如白炽灯的灯丝、电动车内电动机的线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作,当用电器通电时,假设这些导体的电阻都变为零,下列说法正确的是_____
A.白炽灯仍能发光且更省电 B.电动车仍能行驶且效率更高
C.电饭锅仍能煮饭且效率更高 D.电熨斗仍能熨烫衣服且更省电。
【答案】 ①. 电阻 ②. 完全抗磁性 ③. 内 ④. B
【解析】
【分析】(1)(2)根据资料中的信息解答;
(3)导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关,长度越大,横截面积越小,电阻越大;长度和横截面积相同的导体,材料不同,电阻不同;电流通过导体是会放出热量,所以导线上损失的电能转化为内能。
(4)假设导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,利用电流的热效应工作的家用电器将不能工作。
【详解】(1)[1]当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零,这即为超导现象。
(2)[2]荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质完全抗磁性,也称迈斯纳效应。
(3)[3]普通导体输电时,电流通过导体是会放出热量,而超导材料电阻为零,不会产热,所以可最大限度地减少电能转化为内能。
(4)[4]白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的,如果导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,白炽灯不能发光,电饭锅不能煮饭,电熨斗不能熨衣服。导体有电阻时,电动机工作,电能转化为机械能和内能,假设导体没有电阻,当电动机通电时,电动机不会产生电热,效率更高更好,故选B。
【点睛】假设导体没有电阻,利用电流热效应工作的电器都不能工作,利用电流的磁效应和效应工作的用电器不受影响。
三、作图题(本题包括2个小题,每题3分,共计6分)
19. 智能电子门锁正在逐步替代传统门锁。如图所示是某款智能门锁,它支持密码与指纹两种认证方式开门。密码输入正确时可视为开关闭合;指纹信息输入正确时可视为开关闭合,无论哪种方式均能单独控制开门电动机工作。请在答题卡的虚线框内画出符合上述要求的电子门锁简化电路图。(用“”表示电子门锁的电动机)
【答案】
【解析】
【详解】根据题意,密码开关和指纹开关均能单独控制开门电动机工作,所以两开关并联,因为无论哪种方式均能单独控制开门电动机工作,所以电动机在干路中,如图所示:
20. 用笔画表示导线,按照图甲所示的电路图,将图乙中各元件连接起来。
【答案】
【解析】
【详解】由电路图可知,电路中电灯与电铃并联,开关S1控制干路,开关S2控制支路电铃,实物图连接如下:
四、实验探究题(本题包括3个小题,21题4分,22题7分,23题8分,共计19分)
21. 小明同学按图所示电路图连接电路完成“探究串联电路电流规律”的实验:
(1)在连接电路时,开关应处于_________状态。
(2)闭合开关前,发现电流表的指针指在零刻度的左侧,接下来的操作是_________。
(3)闭合开关S后,发现发光,不发光,请分析发生此现象的可能原因是_______(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小明将电流表分别接到A、B、C三处,将实验数据记录在表中,马上总结出实验结论,同组小红觉得就这样得出结论有问题,他们应该_________再得出结论。
序号
电流IA/A
电流IB/A
电流IC/A
1
0.42
0.42
0.42
【答案】(1)断开 (2)对电流表进行调零
(3)短路 (4)换用不同规格的灯泡进行多次实验
【解析】
【小问1详解】
为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
【小问2详解】
闭合开关前,发现电流表的指针指在零刻度的左侧,没有指在零刻度线处,为了准确测量电流的大小,接下来的操作是将电流表的指针调零。
【小问3详解】
“探究串联电路电流规律”的实验,两灯泡串联在电路中,闭合开关S,灯L1发光,说明电路通路,无断路故障,L2不发光,则可能是L2短路了。
小问4详解】
表格数据只记录一次数据,即只进行一次实验,不能得出具有普遍性的实验结论,所以应换用不同规格的灯泡多次实验,得出多组实验数据,寻找普遍规律。22. 如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是20g。
(1)①比较不同物质的比热容,应选择________两图;
②在两只烧杯中应分别装入________(选填“质量”或“体积”)相等的液体;通过比较________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;
(2)①比较不同燃料的热值,应选择________两图进行实验;
②两种燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”)来反映的;
③若已知液体a是水,先计算出水吸收的热量,再计算出燃料的热值,计算结果是________的(选填“不变”、“偏大”或“偏小”),理由是________。
【答案】(1) ①. 甲、丙 ②. 质量 ③. 加热时间
(2) ①. 甲、乙 ②. 温度计上升的示数 ③. 偏小 ④. 见解析
【解析】
【小问1详解】
①[1]探究不同物质的比热容的实验中,应只改变液体的种类,其他条件应控制不变,由此可知应选择甲、丙实验装置来进行实验探究。
②[2][3]根据控制变量法,比较两种液体的比热容,需要用相同的加热装置加热质量相同的两种液体,根据转换法可知,实验中液体吸收的热量由加热时间的长短来反映,加热时间越长,物质吸收的热量越多。
【小问2详解】
①[1]为了比较不同燃料的热值,应选用不同的燃料,加热同种液体,让液体的质量相同,所以应选择甲、乙两图进行实验。
②[2]通过燃料燃尽时温度计上升的示数得出燃料完全燃烧放出热量的多少,进而判断热值大小。
③[3][4]因为存在热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收,根据可知所测得的热值会偏小。
23. 小西和实验小组的同学在“测量小灯泡电阻”的实验时,实验器材有:额定电压为2.5V的小灯泡、三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(50Ω 1A)、开关、导线若干。
(1)连接电路时,开关应该________,滑动变阻器的滑片调到阻值最大处;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮;
(3)闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现电表指针左右摆动,同时看到小灯泡闪烁,用手捏紧滑动变阻器的滑片后,电路恢复正常,其原因可能是________;
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据,并绘制出图乙所示的关系图像;当电压表的示数为________V时小灯泡正常发光,此时的电阻为________Ω;
(5)实验小组同学发现,该电路还可以测量小灯泡的电功率。小灯泡正常发光时的电功率为________W,结合图乙分析,发现小灯泡的实际电压变为额定电压的一半时,小灯泡的实际功率________(选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率的四分之一,原因是________。
【答案】(1)断开 (2)
(3)滑动变阻器的滑片接触不良
(4) ①. 2.5 ②. 10
(5) ①. 0.625 ②. 大于 ③. 见解析
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,连接电路时,开关必须断开。
【小问2详解】
滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮,说明电路中电流变大,变阻器连入阻值变小,所以应将滑动变阻器右下端接入电路中且与灯泡串联,实物连接如图所示:
【小问3详解】
在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,可能有接触不良的位置,用手捏紧滑动变阻器的滑片后,使滑片和变阻器接触良好,电路恢复正常,可能是滑动变阻器接触不良。
【小问4详解】
[1][2]小灯泡的额定电压是2.5V,当电压表的示数是2.5V时,小灯泡正常发光,由图乙可知,灯的额定电压下的电流为0.25A,小灯泡正常发光时的电阻
【小问5详解】
[1]小灯泡正常发光时的电功率
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
[2][3]由图乙可知,灯泡两端的电压变大,通过灯泡的电流变大,由P=UI可知灯泡的电功率变大,灯泡的灯丝温度升高,灯丝的电阻变大,实际电压是额定电压一半时的灯丝电阻小于额定电压时的电阻,由可知,灯泡两端的实际电压为其额定电压的一半时,它的实际功率大于额定功率的四分之一。
五、计算题(本题包括2个小题,第24题9分,第25题16分,共计25分)
24. 如图,这是某款医用红外线体温计的简化电路图,定值电阻R0=10Ω,电源电压U=3V,温度与热敏电阻的对应值关系如下表。当测量者体温超过37℃时,体温计就会发出提示声。
温度/℃
15
25
37
38
40
热敏电阻/Ω
53
38
20
15
5
(1)当测量者的体温为37℃时,求电路中的电流;
(2)当电压表的示数为1.8V时,通过计算判断体温计是否会发出提示声。
【答案】(1)0.1A;(2)会发出提示声
【解析】
【详解】解:(1)由表格数据可知,当测量者的体温为37℃时热敏电阻的阻值:R=20Ω,由图可知热敏电阻R与定值电阻R0串联,根据串联电路规律可得,此时电路的总电阻为
R总=R+R0=20Ω+10Ω=30Ω
根据欧姆定律可得,此时电路中的电流为
(2)当电压表的示数为UV=1.8V时,根据串联电路电压规律可得,定值电阻的两端电压为
由欧姆定律可得,通过定值电阻中的电流为
由串联电路的电流规律可得,电路中的电流为
已知37℃时电路中的电流大小:I=0.1A,分析题中表格数据可知,温度越高,热敏电阻的阻值越小,电路中的电流越大,因为I′>I,所以表明体温计此时的温度高于37℃,因此体温计会发出提示声。
答:(1)当测量者的体温为37℃时,电路中的电流为0.1A;
(2)当电压表的示数为1.8V时,体温计会发出提示声。
25. 小宁研究了家里的智能电热马桶(马桶盖如图甲),设计出如图乙所示的便座加热电路通过开关和的不同接法组合,实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能(如表所示)。
断开
断开
闭合
闭合
接b
接a
接a
接b
功率
(1)求出的阻值;
(2)求出表中“”;
(3)老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的,假设小宁想让马桶圈的温度升高6℃,则用“高温挡”加热的方式需要多长时间。[设马桶圈吸热效率为60%,马桶圈的质量,马桶圈材料的比热容]。
【答案】(1)1100W
(2)22W (3)30s
【解析】
【小问1详解】
由图乙和表中数据可知,当开关S1闭合、S2接a时,电路为R1的简单电路,此时P1=44W,R1的阻值
当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联,此时P2=88W,因电路的总功率等于各用电器功率之和,所以,R2的电功率P′2=P2-P1=88W-44W=44W
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2的阻值
【小问2详解】
当开关S1断开、S2接a时,R1和R2串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时的电功率
【小问3详解】
马桶圈吸收的热量Q吸=cmΔt=0.44×103J/(kg•℃)×600×10-3kg×6℃=1584J
消耗的电能
当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,处于高温挡,高温挡加热功率P2=88W,用“高温挡”加热的方式需要的时间
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西宁市2024—2025学年第一学期末调研测试卷.
九年级物理
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间120分钟。
2.本试卷为试题卷,不允许作为答题卷使用,答题部分请在答题卡上作答,否则无效。
3.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场、座位号填写在答题卡上,同时填写在试卷上。
4.选择题用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑(如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号)。非选择题用0.5毫米的黑色签字笔答在答题卡相应的位置,字体工整,笔迹清楚。
一、单选题(本题包括10个小题,每题3分,共计30分)
1. 麒麟9000S是华为公司自主开发的一款芯片,它的推出对我国芯片产业发展具有重大意义。制造芯片的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体
2. 青海尕面片是青海特有的一种传统美食,做面时,将面拉成扁条,再揪成指甲盖大小的面片,放入装有水的锅内煮熟,将煮熟的面片和菜、肉翻炒出锅即成美味。下列说法正确的是( )
A. 揪成面片时要用力揪,主要是因为分子间存在斥力
B. 煮面是通过做功的方式增加面片的内能
C. 面片出锅时香气扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动
D. 面汤的温度越高,内能越小
3. 物理小实验中蕴含着大道理,下列实验能揭示“同种电荷相互排斥”的现象是( )
A. 水流弯曲 B. 金属箔张开
C. 吸附纸屑 D. 两棒相“随”
4. 青少年科技创新大赛的获奖作品-5G 高铁轨道螺丝警报器,设计了检测螺丝松动的报警方案,如图所示,其主要的科学原理是:螺丝(其电阻不计)连接在电路中,当螺丝松动时,它会与下端的导线分离而断开,此时报警灯工亮起而发出警报,及时提醒工人修理。下列符合题意的电路图是( )
A. B.
C. D.
5. 2024年4月25日,搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭(如图)在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )
A. 火箭的燃料燃烧得越充分,热值越大
B. 火箭发动机工作过程中的热机效率不可能达到100%
C. 火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃,内能为零
D. 火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢比热容较大
6. 如图所示,甲图是小灯泡L和电阻R并联的电路图,乙图是小灯泡L和电阻R电流随电压变化的图像,当开关都闭合时,电流表的示数为0.2A,此时( )
A. 灯L两端的电压为2V B. 通过R的电流为0.15A
C. R的电阻为10Ω D. 电路的总电阻为5Ω
7. 如图所示是不同形式的能量的相互转化图,下列说法不正确的是( )
A. 序号⑩的实例可以是摩擦生热
B. 序号④的实例可以是给充电宝充电
C. 圆圈内B的能量形式是电能
D. 各种形式的能量都可以无条件的相互转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律
8. 如图是探究电流通过导体时产热的多少与哪些因素有关的实验装置,下列说法正确的是( )
A. 可通过U形管中液面高度差来计算产热多少
B. 通过该装置所反应的实验现象得知,当电流和通电时间一定时,电阻越大,产热越多
C. 该实验装置不仅可以探究导体产热的多少与电流的关系,还可以探究导体产热的多少与通电时间的关系
D. 若R3损坏而将其换成更大的电阻,依然可以完成实验且两个U形管差异更明显
9. 如图所示,是某单缸四冲程汽油机工作的四个冲程示意图,该汽油机的效率是25%,汽油的热值为,下列说法正确的是( )
A. 该汽油机工作时吸入100g汽油可输出的有用功
B. 通过改善汽油机结构,可将其效率从25%提升到100%
C. 若该汽油机飞轮转速为3600r/min,则1s内完成150个冲程
D. 该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→丁→甲→丙
10. 小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到最左端
B. 小灯泡的电阻约为12.7Ω
C. 小灯泡正常发光10min,消耗电能为684J
D. 小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为8.8W
二、填空题(本题包括8个小题,每空1分,共计20分)
11. 西宁市北川河湿地公园对周围气温起到很好的调节作用,这是由于水的______较大。夏天,气温升高,公园里的花香味更浓,说明温度越高,分子热运动越______。
12. 如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,快速压下活塞,可观察到棉花着火燃烧,此过程中活塞对筒内气体做功,气体的内能_____(选填“增加”或“减少”),这与四冲程汽油机的_____冲程的能量转化相同。
13. 电路如图所示,闭合开关时,灯泡和________联,闭合开关________时,灯泡和并联,一定不能同时闭合的两个开关是________。
14. 小西家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头。经过测试,正常工作时进水温度为20℃,出水温度为45℃,30s内的出水量为800mL,已知水的比热容为,则30s内水吸收的热量是________J,此电热水龙头的加热效率________。
15. 在图所示的电路中,已知R1∶R2=1∶2,电源电压不变。当只闭合S时,电压表的示数为U1;当S和S1都闭合时,电压表示数为U2。则U1∶U2=______,前后两次R1的功率之比为______。
16. 一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲,电源电压为24 V,灯泡L的额定电压为24 V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为____Ω,调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为3.6 W时,滑动变阻器R此时实际功率为____W.
17. 如图所示是一款有“低温挡”和“高温挡”的挂烫机的工作电路图,正常工作电压为220V,加热电阻,只闭合开关时,推烫机处于________挡。当开关、都闭合时,挂烫机的功率为________W,此时工作10min消耗的电能为________J。
18. 阅读下列材料,回答下列问题:
1911年,荷兰科学家卡末林﹣昂内斯(Heike Kam erlingh﹣Onnes)用液氦冷却汞,当温度下降到4.2K(零下268.95℃)时,水银的电阻完全消失。当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零,这即为超导现象。1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质﹣完全抗磁性,也称迈斯纳效应。完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时,体内的磁感应强度为零的现象。迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船,由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静性,并有效减少机械磨损。另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承,将轴承转速提高到每分钟10万转以上。
发生超导现象时的温度称为临界温度。2014年12月,我国科学家发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物,其超导转变温度高达40K(零下233.15摄氏度)以上,这是世界上首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料,堪称铁基超导研究的重大进展,为相关体系新超导体的探索提供了新的研究思路。同时,为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系。
(1)当温度降低到足够低时,有些材料的_____变为零,这即为超导现象。
(2)荷兰迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质_____,也称迈斯纳效应。
(3)利用超导材料输电,可最大限度地减少电能转化为_____ 能所造成的能量损失。
(4)假如白炽灯的灯丝、电动车内电动机的线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作,当用电器通电时,假设这些导体的电阻都变为零,下列说法正确的是_____
A.白炽灯仍能发光且更省电 B.电动车仍能行驶且效率更高
C.电饭锅仍能煮饭且效率更高 D.电熨斗仍能熨烫衣服且更省电。
三、作图题(本题包括2个小题,每题3分,共计6分)
19. 智能电子门锁正在逐步替代传统门锁。如图所示是某款智能门锁,它支持密码与指纹两种认证方式开门。密码输入正确时可视为开关闭合;指纹信息输入正确时可视为开关闭合,无论哪种方式均能单独控制开门电动机工作。请在答题卡的虚线框内画出符合上述要求的电子门锁简化电路图。(用“”表示电子门锁的电动机)
20. 用笔画表示导线,按照图甲所示的电路图,将图乙中各元件连接起来。
四、实验探究题(本题包括3个小题,21题4分,22题7分,23题8分,共计19分)
21. 小明同学按图所示电路图连接电路完成“探究串联电路电流规律”的实验:
(1)连接电路时,开关应处于_________状态。
(2)闭合开关前,发现电流表的指针指在零刻度的左侧,接下来的操作是_________。
(3)闭合开关S后,发现发光,不发光,请分析发生此现象的可能原因是_______(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小明将电流表分别接到A、B、C三处,将实验数据记录在表中,马上总结出实验结论,同组小红觉得就这样得出结论有问题,他们应该_________再得出结论。
序号
电流IA/A
电流IB/A
电流IC/A
1
0.42
0.42
0.42
22. 如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是20g。
(1)①比较不同物质的比热容,应选择________两图;
②在两只烧杯中应分别装入________(选填“质量”或“体积”)相等的液体;通过比较________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;
(2)①比较不同燃料的热值,应选择________两图进行实验;
②两种燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”)来反映的;
③若已知液体a是水,先计算出水吸收的热量,再计算出燃料的热值,计算结果是________的(选填“不变”、“偏大”或“偏小”),理由是________。
23. 小西和实验小组的同学在“测量小灯泡电阻”的实验时,实验器材有:额定电压为2.5V的小灯泡、三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(50Ω 1A)、开关、导线若干。
(1)连接电路时,开关应该________,滑动变阻器的滑片调到阻值最大处;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮;
(3)闭合开关,在移动滑动变阻器滑片过程中,发现电表指针左右摆动,同时看到小灯泡闪烁,用手捏紧滑动变阻器的滑片后,电路恢复正常,其原因可能是________;
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据,并绘制出图乙所示的关系图像;当电压表的示数为________V时小灯泡正常发光,此时的电阻为________Ω;
(5)实验小组同学发现,该电路还可以测量小灯泡的电功率。小灯泡正常发光时的电功率为________W,结合图乙分析,发现小灯泡的实际电压变为额定电压的一半时,小灯泡的实际功率________(选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率的四分之一,原因是________。
五、计算题(本题包括2个小题,第24题9分,第25题16分,共计25分)
24. 如图,这是某款医用红外线体温计的简化电路图,定值电阻R0=10Ω,电源电压U=3V,温度与热敏电阻的对应值关系如下表。当测量者体温超过37℃时,体温计就会发出提示声。
温度/℃
15
25
37
38
40
热敏电阻/Ω
53
38
20
15
5
(1)当测量者的体温为37℃时,求电路中的电流;
(2)当电压表的示数为1.8V时,通过计算判断体温计是否会发出提示声。
25. 小宁研究了家里的智能电热马桶(马桶盖如图甲),设计出如图乙所示的便座加热电路通过开关和的不同接法组合,实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能(如表所示)。
断开
断开
闭合
闭合
接b
接a
接a
接b
功率
(1)求出阻值;
(2)求出表中的“”;
(3)老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的,假设小宁想让马桶圈的温度升高6℃,则用“高温挡”加热的方式需要多长时间。[设马桶圈吸热效率为60%,马桶圈的质量,马桶圈材料的比热容]。
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