精品解析:辽宁锦州市实验学校2026-2027学年九年级上学期期中物理试卷
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内容正文:
九年级物理学科期中检测试卷
(本试卷共24小题 满分80分 物理和化学考试时长共150分钟)
考生注意:所有试题必须在答题卡指定区域内作答,在本试卷上作答无效
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1. 全息LED屏幕可显示3D动画,LED屏幕主要利用发光二极管工作,发光二极管的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 以上均不属于
【答案】B
【解析】
【详解】发光二极管的主要制作材料为半导体,故选B。
2. 央视节目《一馔千年》再现了《清明上河图》中荔枝膏(如图所示)的制作过程,让我们感受到千年都城东京(今开封)的繁华。先用清水煮荔枝,煮到水剩一半,去掉荔枝继续煮,陆续放入各种辅料直到最后熬成稠膏。制成的荔枝膏,清香扑鼻,舀起荔枝膏时会拉出细丝。下列说法中错误的是( )
A. 用清水煮荔枝的过程中荔枝温度升高,含有的热量增多
B. 制成的荔枝膏,清香扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动
C. 舀起荔枝膏时会拉出细丝,说明分子间存在引力
D. 用清水煮荔枝的过程中荔枝温度升高,内能增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.热量是一个过程量,不能说含有热量,应该说吸收热量或放出热量,故A错误,符合题意;
B.制成的荔枝膏,清香扑鼻,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故B正确,不符合题意;
C.舀起荔枝膏时会拉出细丝,分子间的距离较小体现为引力,说明分子间存在引力,故C正确,不符合题意;
D.用清水煮荔枝的过程中荔枝温度升高,分子热运动更剧烈,荔枝的质量不变,内能增大,故D正确,不符合题意。
故选A。
3. 某同学设计并制作了一个“盲人水杯”,其工作原理如图所示。杯中近杯口处A点是水位器的两个金属触点,当杯中的水位达到A位置时,水位器会发出音乐声,以此提示水已盛满。下列说法正确的是( )
A. 当水位器会发出音乐声时,电池在电路中消耗了电能
B. 导线芯通常是绝缘体材料制作
C. 水位达到A位置时,电路处于通路状态
D. 通电后电流从电池负极经发音器流向正极
【答案】C
【解析】
【详解】A.电池是电路的电源,作用是提供电能,发声时是电池将自身的化学能转化为电能向外输出,并非消耗电能,故A错误;
B.导线芯的作用是传导电流,通常用铜、铝等导体材料制作,绝缘体无法导电,不能做导线芯,故B错误;
C.水位达到A位置时,水(日常的水含有杂质属于导体)将两个金属触点连通,整个电路接通,发音器工作,电路处于通路状态,故C正确;
D.电路中电流的方向规定为从电源正极流出,经过用电器后流回电源负极,并非从负极经发音器流向正极,故D错误。
故选C。
4. 如图所示的电路中,闭合开关S,灯、都不发光,电流表没有示数。为了找出其中的原因,现用电压表进行检测,结果是:a、b两接线柱间的电压为0,而a、c两接线柱间的电压和a、d两接线柱间的电压都为3V,则电路故障可能是( )
A. 电流表A断路 B. 断路 C. 断路 D. 短路
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,两灯串联,电流表测串联电路电流。两灯都不亮且电流表无示数,则可判断电路中出现断路故障。用电压表测a、c两接线柱间的电压和a、d两接线柱间的电压都为3V,说明a与电源负极、c、d与电源正极相通,则断路的位置在a、c之间。a、b两接线柱间的电压为0,说明b与电源正极不通。则故障为电流表A断路。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 科技小组同学们利用所学知识将小夜灯改造成一款可调节亮度的小夜灯。他们查阅资料发现,一般可调亮度的台灯上使用的变阻器称为电位器,于是将如图甲所示的电位器接在图乙中的MN两端进行调试,闭合开关后,下列分析正确的是( )
A. 若只将a、c接入电路,顺时针旋转触片,灯泡变亮
B. 若只将a、c接入电路,逆时针旋转触片,灯泡变亮
C. 若只将a、b接入电路,顺时针旋转触片,灯泡变亮
D. 若只将b、c接入电路,顺时针旋转触片,灯泡变亮
【答案】D
【解析】
【详解】AB.若只将a、c接入电路,电位器全部电阻丝接入电路,阻值不变,电路中电流也不变,所以灯泡亮度不变,故AB错误;
C.若只将a、b接入电路,顺时针旋转触片,接入电路的电阻丝变长,电阻变大,电路中的电流会变小,所以灯泡会变暗,故C错误;
D.若只将b、c接入电路,顺时针旋转触片,接入电路的电阻丝变短,电阻变小,电路中电流会变大,所以灯泡会变亮,故D正确。
故选D。
6. 如图所示为甲、乙两导体的电流与电压关系的图像,下列说法正确的是( )
A. 导体甲的电阻为10Ω
B. 导体甲的电阻大于导体乙的电阻
C. 将甲、乙两导体串联后接在电源电压为3V的电路中时,甲、乙两端的电压之比是
D. 将甲、乙两导体并联后接在电源电压为3V的电路中时,干路中的电流为0.9A
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图像可知,当时,,。
甲、乙的电阻分别为
导体甲的电阻小于导体乙的电阻,故AB错误;
C.串联时电流相等,甲、乙两端的电压之比,故C错误;
D.并联在3V电路中时,通过甲、乙的电流分别为、,干路电流,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,在跨学科实践中,同学们制作了一个简易的热机模型——“蒸汽船”。他们在铜制容器中盛入一定量的水之后安装在“船体”上,用酒精灯对铜制容器底部加热,一段时间后容器内水温升高产生的水蒸气沿铜管向右喷出,“蒸汽船”向左行驶,下列说法正确的是( )
A. 酒精燃烧过程中,其热值不断减小
B. “蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能
C. “蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同
D. 水在沸腾时会有热量的散失,但仍遵守能量守恒定律
【答案】CD
【解析】
【详解】A.热值是燃料的特性,只与燃料种类有关,酒精燃烧时热值不变,故A错误;
B.“蒸汽船”向左运动时,水蒸气对外做功,将内能转化为机械能,故B错误;
C.“蒸汽船”运动时水蒸气内能转化为机械能,与热机做功冲程能量转化相同,故C正确;
D.能量守恒定律适用于所有能量转化和转移过程,水沸腾时虽有热量散失但仍遵守该定律,故D正确。
故选CD。
8. 实验小组的同学们在老师的指导下,用如图甲所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像。如图乙所示,乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精()。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,;则下列说法正确的是( )
A. 酒精燃烧时化学能转化为内能 B. 乙的比热容是
C. 0~8min乙吸收的热量为 D. 该酒精灯的加热效率为35%
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.酒精燃烧时,消耗化学能,产生内能,是将化学能转化为内能,故A正确;
B.由图乙可知,甲液体加热温度从升高到后保持不变,说明甲的沸点是,甲是水。甲、乙质量为
升高相同的温度,甲用时,乙用时。因单位时间吸热相等,故
即
乙的比热容
故B错误;
C.甲吸收的热量
因单位时间吸热相等,时间相同,故乙吸收的热量,故C正确;
D.由图可知乙加热沸腾,吸热为的倍,乙吸收的热量
酒精完全燃烧放出的热量
加热效率
故D正确。
故选ACD。
9. 图甲是探究欧姆定律的实验电路图,电源电压恒定,滑动变阻器的电阻为,定值电阻的电阻为;图乙中的分别是将滑动变阻器的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表的示数变化关系图像。下列说法正确的是( )
A. 图线是电流表A的示数随电压表的示数变化关系图像
B. 当电压表的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C. 电源电压是6V
D. 定值电阻的电阻是
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图线a显示电流随电压的增加而减小,这符合滑动变阻器接入电路时,随着滑片向右移动,其接入电路的电阻减小,导致电流增大的情况。因此,图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图像,故A正确;
B.串联电路中电压相等时,,由
当时,电流,则
当滑片在最左端时,最大,此时,,故
此时
所以滑片不在中点位置,故B错误;
C.根据图线a和b,当电流为0.5A时,电压表V1的示数为1V,电压表V2的示数为5V,因此电源电压为两者之和。,故C正确;
D.当电流为0.5A时,电压表V2的示数为5V,根据欧姆定律 ,可以计算定值电阻的阻值。,故D错误。
故选AC。
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
10. 我国已成为全球电动汽车制造中心,占全球产量的70%以上。电动汽车是指以车载蓄电池驱动电机行驶的车辆,当给汽车充电时,蓄电池相当于________(选填“电源”或“用电器”)。充电桩有较好的防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿而出现________现象。
【答案】 ①. 用电器 ②. 短路
【解析】
【详解】由充电过程中蓄电池消耗电能,可知此时蓄电池相当于用电器。
因日常用水为导体,线路过于潮湿时绝缘性能下降,易出现短路现象,故充电桩需做防水保护。
11. 某班举行折返跑比赛,在折返点放置如图所示的提示装置,它由木板、弹簧、踏板、金属片A和B以及提示电路组成,踏板在弹力作用下与A、B接触。选手只有从起点跑到折返点踩下踏板,再返回到起点,比赛成绩才有效。踏板应选用______(填“金属”“塑料”或“橡胶”)板。闭合开关,踩下踏板时,电铃______。
【答案】 ①.
金属 ②.
响
【解析】
【详解】未踩踏板时踏板在弹力作用下踏板需要同时接触金属片A、B,将A、B连通,电铃与踏板并联,电铃被短路,此时电铃不响,因此踏板必须是导体,金属是导体,而塑料、橡胶都是绝缘体,无法连通A、B,所以踏板选金属板。
踩下踏板后踏板与A、B分离,电铃接入电路有电流通过,故电铃响。
12. 同学们知道了铅笔芯是导体后,进而想知道某一段铅笔芯电阻的大小。把一支铅笔芯接入电压为3V的电路中,测出通过它的电流是0.15A,则该铅笔芯的电阻为_______;若加在这支铅笔芯两端的电压增加了4V,则通过它的电流增加了_______mA。
【答案】 ①. 20 ②. 200
【解析】
【详解】铅笔芯的电阻
因导体电阻与两端电压无关,故电压升高时铅笔芯电阻保持20Ω不变。
由欧姆定律可得电压增加对应的电流增加量
13. 2026米兰冬奥会中,我国运动员在单板滑雪男子坡面障碍技巧中获得首金。图甲是运动员的滑雪轨迹,从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是运动员在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,运动员在C、E两点的重力势能为________,运动员在整个运动过程中机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】 ①. 0##0J ②. 不守恒
【解析】
【详解】重力势能的影响因素是质量和高度,运动员质量不变,从图甲可知,C、E两点都在水平地面上,高度为零,因此C、E两点的重力势能大小相等,均为0(从图乙也可以看出,C、E两点的重力势能均为0)。
机械能为动能与重力势能之和,运动过程中运动员需克服摩擦和空气阻力做功,部分机械能转化为其他形式的能,故整个运动过程中机械能不守恒。
14. 坐位体前屈电子测试仪原理如下图所示,为定值电阻,挡板P固定在滑动变阻器的滑片上方。当测试同学推动挡板P由B端向A端滑动时,电流表示数________,电压表示数________。(两空均选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】 ①. 不变 ②. 变大
【解析】
【详解】由图乙知,与串联,电流表测电路中的电流,滑片移动时电路总电阻不变,电源电压不变,由可知,电路电流不变,故电流表示数不变;电压表测滑片P与B端间电阻的电压,当P由B向A滑动时,PB段电阻变大,由可知,电流不变、电阻变大,故电压表示数变大。
15. 如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻、的阻值分别为10Ω和20Ω。只闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P移到中点,电压表示数为6V,通过的电流为;闭合开关S、,将滑片P移到最左端,通过电阻的电流为I2,且。电源电压为________V;滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
【答案】 ①. 9 ②. 40
【解析】
【详解】因只闭合开关S时与滑动变阻器(滑片在中点)串联,闭合S、且滑片在最左端时滑动变阻器接入电阻为0、与并联。滑动变阻器滑片在中点时接入电路阻值为。由欧姆定律可知,串联电路电流
并联电路通过的电流
因,故
代入数据得
解得,滑动变阻器最大阻值为
由串联电路分压原理可知
代入数据得
代入数据解得电源电压
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16. 请你根据图甲所示的电路图,在图乙的实物图中,用笔画线代替导线完成电路连接(连接时导线不交叉)。
【答案】
【解析】
【详解】分析电路图可知,从电源正极出发,经过开关后,分为两路,一路经过L1,一路经过电流表、L2,电压表并联在L2两端;故补全导线连接电源负极与L1右侧接线柱、L2左侧接线柱与电压表负极接线柱,即可对应电路图要求。
17. 为了便于医院病房的病员与护士值班室的联系,请你按下列要求将图中的元件连成电路图:病房1中的病员闭合开关S1,值班室铃响,灯L1亮;病房2中的病员闭合开关S2,值班室铃响,灯L2亮。
【答案】略
【解析】
【详解】因为S1控制L1,S2控制L2,所以S1与L1串联,S2与L2串联,又因为当病房里的病人闭合开关时,值班室的电铃响,与病房对应的指示灯亮,所以L1与L2并联后再与电铃串联,电铃在干路上,电路图如下图所示:
四、实验题(本题共4小题,共24分)
18. 在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线b相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越______;
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示。此时电流为______A;
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数
1.3A
2.2A
2.7A
①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与______的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是______(填写导线代号);
②由此可知:导线电阻的大小与材料有关,用相同材料制成的导线长度越______,横截面积越______,电阻越大。
【答案】 ①. 小 ②. 0.22 ③. 横截面积 ④. b、d ⑤. 长 ⑥. 小
【解析】
【详解】(1)[1]实验中通过电流表示数大小反映电阻大小,电流表示数越大,说明导线的电阻越小。
(2)[2]图乙中,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.22A。
(3)①[3]导线a、b的材料、长度都相同但横截面积不同,b的横截面积较大,是为了探究导线电阻的大小与横截面积的关系。
[4]探究导线电阻的大小与材料的关系,需要控制长度、横截面积都相同,改变材料,故导线b、d符合题意。
②[5][6]由表格数据a、b可知,通过a的电流小于b的电流,所以可以得出在材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小;由表格数据a、c可知,通过a的电流小于c的电流,所以可以得出在材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大;综合分析可以得出结论为:用相同材料制成的导线长度越长,横截面积越小,电阻越大。
19. 材料物理学领域研制出新材料时,往往需要研究材料的热学性质。
(1)质量相等的甲、乙两种固态物质在用相同热源加热时,温度随时间变化的图像如图1所示,若不计热损失,已知固体甲的比热容为。下列说法中正确的是________。
A. 甲、乙两者有不同的熔点,甲的熔点更高
B. 在各自的熔化过程中(即整个固液共存过程),乙比甲吸收的热量多
C. 固体乙比热容
D. 人们常用液体来冷却发热的机器,甲物质更适合做冷却剂
(2)用稳定的热源给一个新材料均匀加热,得到它的熔化图像(加热过程热量损失忽略不计),如图2所示。若该物体在AB段的比热容为,在CD段的比热容为,则________;
(3)如图3所示,甲与乙分别是同种材料的高温状态和低温状态,将两者混合时,温度随时间变化的图像,由图中所给的信息可知,甲图线对应的物质是通过________方式使另一物质的内能________(选填:A增加 B不变 C减少),假设在此过程中没有热量损失,那么甲与乙的质量之比是________。
【答案】(1)D (2)
(3) ①. 热传递 ②. A ③.
【解析】
【小问1详解】
A.晶体熔化时温度保持不变,水平段对应的温度为熔点,甲的水平段温度更低,故甲的熔点更低,两者熔点不同,故A错误;
B.相同热源且不计热损失,物质吸收的热量与加热时间成正比。甲熔化时间
乙熔化时间
甲、乙加热时间相同,吸收的热量相等,故B错误;
C.固态时,升高相同温度,甲的加热时间为,乙的加热时间为。由,、相同时,与成正比,即与加热时间成正比,因此,则固体乙比热容,故C错误;
D.液态时,相同加热时间甲升温更慢,由可知甲的液态比热容更大,相同质量升高相同温度能吸收更多热量,更适合做冷却剂,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
设单位时间内物质吸收的热量为,物体质量为。AB段吸热①,其中,
CD段吸热②,其中,
①②两式相比得:
化简代入数据得:
即
【小问3详解】
甲、乙温度不同,混合后通过热传递的方式改变内能,甲放出热量,乙吸收热量,因此乙的内能增加,故选A;
由图3可知,甲的温度变化量
乙的温度变化量
不计热量损失,,同种材料比热容相同,即
化简代入数据得:
即甲、乙质量之比为。
20. 科创小组在进行“探究串联电路中电压的特点”实验时,设计了如图甲所示的电路图。
实验序号
/V
/V
U/V
1
1.7
1.2
2.9
2
1.6
1.3
2.9
3
1.5
1.4
2.9
(1)小组同学想先测量小灯泡两端的电压,在图甲所示的电路中接入电压表时,连接电压表负接线柱的导线应接________(选填“a”、“b”或“c”)点。
(2)电路连接完成后闭合开关,同学们发现电压表的指针偏转如图乙所示,此时应该断开开关,并________。
(3)接着同学们更换不同规格的小灯泡,并分别测出图甲中a与b、b与c、a与c两点间的电压、、U,将实验数据记录在上面的表格中:
分析数据可知,串联电路中各小灯泡两端的电压与电源电压的关系是:________(写表达式)。
(4)同学们继续用图甲所示电路“探究串联电路中电流的特点”实验时,发现小灯泡较亮、较暗,认为是“电流从电源的正极出发,经过、时电流逐渐减小的原因”,如果只用该实验中的器材,最简单的检验方案是:________,再观察发光情况。
(5)为了探究并联电路中电流的特点,他们找来一只电流表,测量出各支路和干路电流,读数时只在纸上记录了三个电流值0.22A、0.18A和0.4A。当电流表连接在图丙电路中的位置时,电流表的示数为________A。
【答案】(1)b (2)将电压表改接小量程##将电压表改接0~3V量程##将电压表接“15”接线柱改接“3”接线柱
(3)
(4)将小灯泡和交换位置
(5)0.4
【解析】
【小问1详解】
电压表测量两端电压时,需遵循“正进负出”的接线规则,电流从的a端流入、b端流出,因此电压表的负接线柱要接电流流出的b点。
【小问2详解】
如图所示,电压表指针偏转角度很小,说明电压表的量程选择过大,故应断开开关,将电压表改接小量程(将电压表改接0~3V量程或将电压表接“15”接线柱改接“3”接线柱)。
【小问3详解】
a与b两端、b与c两端、a与c两端所测的电压值分别为、、电源两端的电压、、U,每一组数据都满足电源电压U等于两个灯泡的分电压、之和,即,这就是串联电路的电压规律。
【小问4详解】
该同学认为“电流经过用电器后逐渐减小,所以先经过的更亮”,所以只需调换两个灯泡的位置,让电流先经过再经过,若仍然是更亮,就可以推翻该错误结论,这是只用现有器材最简单的检验方案。
【小问5详解】
如图丙所示,电路为并联电路,电流表接在干路中,由于并联电路干路电流等于两支路电流之和,给出的三个数值有的关系,因此可推测干路电流为0.4A,所以图丙电流表示数为0.4A。
21. 图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路,电源由三节新干电池组成。实验小组的同学们分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求:导线不能交叉,滑片P向B端移动时,电路中的电流变大)。
(2)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表有示数,电压表无示数,可能的故障是定值电阻R________(选填“断路”或“短路”);排除故障后,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图乙所示,为________V。
(3)将同学们的数据汇总后,得到下表,分析可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成________比。
5Ω
10Ω
15Ω
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
U/V
1.2
1.8
2.2
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.40
I/A
0.12
0.18
0.22
0.26
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
(4)同学们利用上述器材进一步探究“电流与电阻的关系”。
①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变,在上表的数据中有________组可用于分析;
②为得到更多的实验数据,老师给同学们又提供一个30Ω的定值电阻,在实验中,无论怎样移动滑片P都不能将两端的电压调为1.5V,其原因是滑动变阻器的最大阻值太________(选填“大”或“小”),他们所使用的滑动变阻器的规格可能是________(填字母)。
A.20Ω 3A B.50Ω 2A C.100Ω 1A
③对实验过程和数据进一步分析、论证,绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器、电流与总电阻”之间的关系图像(如图丙),图中阴影部分面积表示的物理含义是________。
【答案】(1) (2) ①. 短路 ②. 1.8
(3)正 (4) ①. 2 ②. 小 ③. B ④. 滑动变阻器两端电压
【解析】
【小问1详解】
如实物图所示,电路中缺少滑动变阻器和电流表接入电路的部分导线,根据题目要求,滑片P向B端移动时,电路中的电流变大,即此时滑动变阻器的阻值变小,将导线从滑动变阻器右下接线柱连接定值电阻左端接线柱;电流表应串联入电路,用导线连接开关右侧接线柱与电流表“0.6”接线柱即可满足题目要求。
【小问2详解】
由题意可知,电流表有示数,说明电路是通路;而电压表无示数,则故障可能是电压表并联部分短路,即定值电阻短路。
电压表选用的是量程,分度值为0.1V,示数为1.8V。
【小问3详解】
实验中使用到不同阻值的定值电阻进行分组实验,每组实验都有定值电阻两端电压与对应电流的比值是一定值,为其自身的阻值,因此电阻一定时,通过导体的电流和导体两端电压成正比。
【小问4详解】
要求定值电阻两端电压为1.5V,查表可知,5Ω电阻的1.5V、15Ω电阻的1.5V这2组数据符合要求。
电源为三节新干电池,所以电源电压为4.5V,若定值电阻两端电压保持1.5V,则滑动变阻器需要分担的电压为
根据串联分压规律可得,滑动变阻器需接入的阻值
即当换用30Ω的定值电阻时,滑动变阻器需要至少60Ω才能完成分压,现在无法调到1.5V,说明滑动变阻器最大阻值太小。
同时之前用15Ω电阻实验时,滑动变阻器分压3V,需要滑动变阻器阻值
说明滑动变阻器最大阻值大于或等于30Ω、小于60Ω,因此题目中的滑动变阻器规格只有“50Ω 2A”符合。故选B。
由可知,在I-R图像中,曲线上任意一点与坐标轴围成的矩形面积代表电压;根据上述分析可知电源电压为4.5V、滑动变阻器两端分压为3V、定值电阻两端电压保持1.5V,所以电流与总电阻的乘积为4.5V、电流与滑动变阻器的乘积为3V、电流与定值电阻的乘积为1.5V;同一电流值下,电流与总电阻的图线矩形面积最大,即对应曲线c,电流与定值电阻的图线矩形面积最小,即对应曲线a;如图丙阴影面积,同一电流值下,c曲线电流与总电阻乘积减去电流与定值电阻乘积,即电源电压减去定值电阻两端的电压,阴影部分面积为滑动变阻器两端电压。
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
22. 小华一家利用秋假驾车从锦州到位于沈阳市的辽宁省博物馆研学参观。全程约250km,假设汽车在平直公路匀速行驶时的阻力为660N,油箱剩余汽油10kg,发动机效率为30%,所加的95#汽油热值为。则:
(1)汽车牵引力做的功为多大?
(2)行驶全程需要汽油完全燃烧放出多少热量?
(3)通过计算分析,到达目的地至少还需要加95#汽油多少kg?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,汽车在平直公路匀速行驶,根据二力平衡可知,其受的牵引力等于其受到的阻力,即
所以汽车牵引力做的功
【小问2详解】
发动机效率为30%,所以行驶全程需要汽油完全燃烧释放的热量
【小问3详解】
行驶全程需要汽油的质量
油箱剩余汽油10kg,所以至少还需要加汽油的质量
23. 如图所示,电源电压不变,电阻R1=18Ω,灯泡的电阻为12Ω,当S1、S2闭合时,灯泡两端的电压为6V,电流表的读数为0.9A。
(1)求R2的阻值;
(2)当S1和S2都断开时,求灯泡两端的电压。
【答案】(1)15Ω;(2)2.4V
【解析】
【分析】(1)当S1、S2闭合时,灯泡与R2并联,电流表测干路电流,根据已知条件可得出电源电压,再根据欧姆定律可计算R2的阻值;
(2)当S1和S2都断开时,电阻R1与灯泡串联,根据电源电压和电阻可求出电流的大小,再根据欧姆定律可计算灯泡两端的电压。
【详解】解:(1)开关S1、S2都闭合时,电阻R1被短路,灯泡与R2并联,电流表测干路中的电流,此时灯泡正常发光,电源电压U=UL=6V;通过灯泡的电流
IL==0.5A
通过R2的电流
R2的阻值
R2==15Ω
(2)开关S1、S2都断开时,电阻R1与灯泡串联,由欧姆定律得:电路电流
I'= =0.2A
灯两端的电压
答:(1)R2的阻值是15Ω;
(2)当S1和S2都断开时,灯泡两端的电压是2.4V。
24. 阅读短文,回答问题:
跨学科实践——设计太阳能储能系统【任务要求】设计原理如图甲的储能系统,用来给用户供暖或供电。
【设计制作】
任务一:太阳能供暖储能系统。由集热、蓄热和供暖组成,工作过程如图乙。白天集热板接收太阳能,经热交换器使蓄水箱水温升高并供暖;集热板不供热时,蓄水箱与热交换器间阀门关闭。冬日晴天,满足用户全天取暖的同时,富余内能储于蓄水箱供夜间供热。
任务二:太阳能供电储能系统。如图丙是蓄水储能系统,白天自动阀门关闭,抽水机将水从低位水槽抽到高位水槽,到设定水位时抽水机停止工作;夜间自动阀门开启,水流推动发电机工作,将机械能转化为电能供用户使用。
(1)图甲中,A、B、C三处表示的时段分别是( )
A. 白天、晚上、白天 B. 白天、白天、晚上 C. 晚上、晚上、白天 D. 晚上、白天、白天
(2)储能的方式很多,如蓄水箱储能、蓄电池储能等。蓄水箱中水内能的增加是通过___________方式实现的。
(3)同学们收集到某蓄水储能系统的数据如下表所示,不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为水的密度为]
太阳辐射能量
集热板面积
蓄水箱全天持续供暖输出能量
若每天光照时间为10小时,集热板的光热转化效率为60%,则集热板中的水将获得内能___________J;这些内能的一部分通过蓄水箱对用户全天持续供暖,另一部分则能使蓄水箱内的水温最终升高分析计算该蓄水箱中水的质量为___________kg。
(4)同学们在老师指导下按图丙制作了小型水力发电储能系统,该储能系统的设计要求是综合效率(输出能量与输入能量之比)达到70%;已知高位水槽距发电机3.6m,水槽中100kg水冲击发电机可发电此过程发电效率为___________%,实测抽水机的效率为80%,计算说明该储能系统___________(选填“是”或“否”)达到设计要求,请计算说明。
【答案】(1)A (2)
热传递 (3) ①.
②.
(4) ①.
80 ②.
否
【解析】
【小问1详解】
白天有太阳能,可将能量输送到储能系统储存,也可直接供给用户端;夜间无太阳能,由储能系统向用户端供能。因此A为白天、B为晚上、C为白天,故选A。
【小问2详解】
集热板的热量通过热交换器转移给水,使水的内能增加,是通过热传递的方式实现的。
【小问3详解】
10小时集热板接收的太阳辐射能为
水获得的内能为
蓄水箱内的水用于升高水温的热量为
蓄水箱中水的质量为
【小问4详解】
水的重力势能为
发电效率为
设抽水机消耗的电能为,则水获得的重力势能,输出电能
综合效率,故该储能系统未达到设计要求。
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九年级物理学科期中检测试卷
(本试卷共24小题 满分80分 物理和化学考试时长共150分钟)
考生注意:所有试题必须在答题卡指定区域内作答,在本试卷上作答无效
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1. 全息LED屏幕可显示3D动画,LED屏幕主要利用发光二极管工作,发光二极管的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 以上均不属于
2. 央视节目《一馔千年》再现了《清明上河图》中荔枝膏(如图所示)的制作过程,让我们感受到千年都城东京(今开封)的繁华。先用清水煮荔枝,煮到水剩一半,去掉荔枝继续煮,陆续放入各种辅料直到最后熬成稠膏。制成的荔枝膏,清香扑鼻,舀起荔枝膏时会拉出细丝。下列说法中错误的是( )
A. 用清水煮荔枝的过程中荔枝温度升高,含有的热量增多
B. 制成的荔枝膏,清香扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动
C. 舀起荔枝膏时会拉出细丝,说明分子间存在引力
D. 用清水煮荔枝的过程中荔枝温度升高,内能增大
3. 某同学设计并制作了一个“盲人水杯”,其工作原理如图所示。杯中近杯口处A点是水位器的两个金属触点,当杯中的水位达到A位置时,水位器会发出音乐声,以此提示水已盛满。下列说法正确的是( )
A. 当水位器会发出音乐声时,电池在电路中消耗了电能
B. 导线芯通常是绝缘体材料制作
C. 水位达到A位置时,电路处于通路状态
D. 通电后电流从电池负极经发音器流向正极
4. 如图所示的电路中,闭合开关S,灯、都不发光,电流表没有示数。为了找出其中的原因,现用电压表进行检测,结果是:a、b两接线柱间的电压为0,而a、c两接线柱间的电压和a、d两接线柱间的电压都为3V,则电路故障可能是( )
A. 电流表A断路 B. 断路 C. 断路 D. 短路
5. 科技小组同学们利用所学知识将小夜灯改造成一款可调节亮度的小夜灯。他们查阅资料发现,一般可调亮度的台灯上使用的变阻器称为电位器,于是将如图甲所示的电位器接在图乙中的MN两端进行调试,闭合开关后,下列分析正确的是( )
A. 若只将a、c接入电路,顺时针旋转触片,灯泡变亮
B. 若只将a、c接入电路,逆时针旋转触片,灯泡变亮
C. 若只将a、b接入电路,顺时针旋转触片,灯泡变亮
D. 若只将b、c接入电路,顺时针旋转触片,灯泡变亮
6. 如图所示为甲、乙两导体的电流与电压关系的图像,下列说法正确的是( )
A. 导体甲的电阻为10Ω
B. 导体甲的电阻大于导体乙的电阻
C. 将甲、乙两导体串联后接在电源电压为3V的电路中时,甲、乙两端的电压之比是
D. 将甲、乙两导体并联后接在电源电压为3V的电路中时,干路中的电流为0.9A
7. 如图所示,在跨学科实践中,同学们制作了一个简易的热机模型——“蒸汽船”。他们在铜制容器中盛入一定量的水之后安装在“船体”上,用酒精灯对铜制容器底部加热,一段时间后容器内水温升高产生的水蒸气沿铜管向右喷出,“蒸汽船”向左行驶,下列说法正确的是( )
A. 酒精燃烧过程中,其热值不断减小
B. “蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能
C. “蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同
D. 水在沸腾时会有热量的散失,但仍遵守能量守恒定律
8. 实验小组的同学们在老师的指导下,用如图甲所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像。如图乙所示,乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精()。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,;则下列说法正确的是( )
A. 酒精燃烧时化学能转化为内能 B. 乙的比热容是
C. 0~8min乙吸收的热量为 D. 该酒精灯的加热效率为35%
9. 图甲是探究欧姆定律的实验电路图,电源电压恒定,滑动变阻器的电阻为,定值电阻的电阻为;图乙中的分别是将滑动变阻器的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表的示数变化关系图像。下列说法正确的是( )
A. 图线是电流表A的示数随电压表的示数变化关系图像
B. 当电压表的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C. 电源电压是6V
D. 定值电阻的电阻是
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
10. 我国已成为全球电动汽车制造中心,占全球产量的70%以上。电动汽车是指以车载蓄电池驱动电机行驶的车辆,当给汽车充电时,蓄电池相当于________(选填“电源”或“用电器”)。充电桩有较好的防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿而出现________现象。
11. 某班举行折返跑比赛,在折返点放置如图所示的提示装置,它由木板、弹簧、踏板、金属片A和B以及提示电路组成,踏板在弹力作用下与A、B接触。选手只有从起点跑到折返点踩下踏板,再返回到起点,比赛成绩才有效。踏板应选用______(填“金属”“塑料”或“橡胶”)板。闭合开关,踩下踏板时,电铃______。
12. 同学们知道了铅笔芯是导体后,进而想知道某一段铅笔芯电阻的大小。把一支铅笔芯接入电压为3V的电路中,测出通过它的电流是0.15A,则该铅笔芯的电阻为_______;若加在这支铅笔芯两端的电压增加了4V,则通过它的电流增加了_______mA。
13. 2026米兰冬奥会中,我国运动员在单板滑雪男子坡面障碍技巧中获得首金。图甲是运动员的滑雪轨迹,从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是运动员在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,运动员在C、E两点的重力势能为________,运动员在整个运动过程中机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。
14. 坐位体前屈电子测试仪原理如下图所示,为定值电阻,挡板P固定在滑动变阻器的滑片上方。当测试同学推动挡板P由B端向A端滑动时,电流表示数________,电压表示数________。(两空均选填“变大”“不变”或“变小”)
15. 如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻、的阻值分别为10Ω和20Ω。只闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P移到中点,电压表示数为6V,通过的电流为;闭合开关S、,将滑片P移到最左端,通过电阻的电流为I2,且。电源电压为________V;滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16. 请你根据图甲所示的电路图,在图乙的实物图中,用笔画线代替导线完成电路连接(连接时导线不交叉)。
17. 为了便于医院病房的病员与护士值班室的联系,请你按下列要求将图中的元件连成电路图:病房1中的病员闭合开关S1,值班室铃响,灯L1亮;病房2中的病员闭合开关S2,值班室铃响,灯L2亮。
四、实验题(本题共4小题,共24分)
18. 在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线b相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越______;
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示。此时电流为______A;
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数
1.3A
2.2A
2.7A
①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与______的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是______(填写导线代号);
②由此可知:导线电阻的大小与材料有关,用相同材料制成的导线长度越______,横截面积越______,电阻越大。
19. 材料物理学领域研制出新材料时,往往需要研究材料的热学性质。
(1)质量相等的甲、乙两种固态物质在用相同热源加热时,温度随时间变化的图像如图1所示,若不计热损失,已知固体甲的比热容为。下列说法中正确的是________。
A. 甲、乙两者有不同的熔点,甲的熔点更高
B. 在各自的熔化过程中(即整个固液共存过程),乙比甲吸收的热量多
C. 固体乙比热容
D. 人们常用液体来冷却发热的机器,甲物质更适合做冷却剂
(2)用稳定的热源给一个新材料均匀加热,得到它的熔化图像(加热过程热量损失忽略不计),如图2所示。若该物体在AB段的比热容为,在CD段的比热容为,则________;
(3)如图3所示,甲与乙分别是同种材料的高温状态和低温状态,将两者混合时,温度随时间变化的图像,由图中所给的信息可知,甲图线对应的物质是通过________方式使另一物质的内能________(选填:A增加 B不变 C减少),假设在此过程中没有热量损失,那么甲与乙的质量之比是________。
20. 科创小组在进行“探究串联电路中电压的特点”实验时,设计了如图甲所示的电路图。
实验序号
/V
/V
U/V
1
1.7
1.2
2.9
2
1.6
1.3
2.9
3
1.5
1.4
2.9
(1)小组同学想先测量小灯泡两端的电压,在图甲所示的电路中接入电压表时,连接电压表负接线柱的导线应接________(选填“a”、“b”或“c”)点。
(2)电路连接完成后闭合开关,同学们发现电压表的指针偏转如图乙所示,此时应该断开开关,并________。
(3)接着同学们更换不同规格的小灯泡,并分别测出图甲中a与b、b与c、a与c两点间的电压、、U,将实验数据记录在上面的表格中:
分析数据可知,串联电路中各小灯泡两端的电压与电源电压的关系是:________(写表达式)。
(4)同学们继续用图甲所示电路“探究串联电路中电流的特点”实验时,发现小灯泡较亮、较暗,认为是“电流从电源的正极出发,经过、时电流逐渐减小的原因”,如果只用该实验中的器材,最简单的检验方案是:________,再观察发光情况。
(5)为了探究并联电路中电流的特点,他们找来一只电流表,测量出各支路和干路电流,读数时只在纸上记录了三个电流值0.22A、0.18A和0.4A。当电流表连接在图丙电路中的位置时,电流表的示数为________A。
21. 图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路,电源由三节新干电池组成。实验小组的同学们分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求:导线不能交叉,滑片P向B端移动时,电路中的电流变大)。
(2)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表有示数,电压表无示数,可能的故障是定值电阻R________(选填“断路”或“短路”);排除故障后,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图乙所示,为________V。
(3)将同学们的数据汇总后,得到下表,分析可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成________比。
5Ω
10Ω
15Ω
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
U/V
1.2
1.8
2.2
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.40
I/A
0.12
0.18
0.22
0.26
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
(4)同学们利用上述器材进一步探究“电流与电阻的关系”。
①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变,在上表的数据中有________组可用于分析;
②为得到更多的实验数据,老师给同学们又提供一个30Ω的定值电阻,在实验中,无论怎样移动滑片P都不能将两端的电压调为1.5V,其原因是滑动变阻器的最大阻值太________(选填“大”或“小”),他们所使用的滑动变阻器的规格可能是________(填字母)。
A.20Ω 3A B.50Ω 2A C.100Ω 1A
③对实验过程和数据进一步分析、论证,绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器、电流与总电阻”之间的关系图像(如图丙),图中阴影部分面积表示的物理含义是________。
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
22. 小华一家利用秋假驾车从锦州到位于沈阳市的辽宁省博物馆研学参观。全程约250km,假设汽车在平直公路匀速行驶时的阻力为660N,油箱剩余汽油10kg,发动机效率为30%,所加的95#汽油热值为。则:
(1)汽车牵引力做的功为多大?
(2)行驶全程需要汽油完全燃烧放出多少热量?
(3)通过计算分析,到达目的地至少还需要加95#汽油多少kg?
23. 如图所示,电源电压不变,电阻R1=18Ω,灯泡的电阻为12Ω,当S1、S2闭合时,灯泡两端的电压为6V,电流表的读数为0.9A。
(1)求R2的阻值;
(2)当S1和S2都断开时,求灯泡两端的电压。
24. 阅读短文,回答问题:
跨学科实践——设计太阳能储能系统【任务要求】设计原理如图甲的储能系统,用来给用户供暖或供电。
【设计制作】
任务一:太阳能供暖储能系统。由集热、蓄热和供暖组成,工作过程如图乙。白天集热板接收太阳能,经热交换器使蓄水箱水温升高并供暖;集热板不供热时,蓄水箱与热交换器间阀门关闭。冬日晴天,满足用户全天取暖的同时,富余内能储于蓄水箱供夜间供热。
任务二:太阳能供电储能系统。如图丙是蓄水储能系统,白天自动阀门关闭,抽水机将水从低位水槽抽到高位水槽,到设定水位时抽水机停止工作;夜间自动阀门开启,水流推动发电机工作,将机械能转化为电能供用户使用。
(1)图甲中,A、B、C三处表示的时段分别是( )
A. 白天、晚上、白天 B. 白天、白天、晚上 C. 晚上、晚上、白天 D. 晚上、白天、白天
(2)储能的方式很多,如蓄水箱储能、蓄电池储能等。蓄水箱中水内能的增加是通过___________方式实现的。
(3)同学们收集到某蓄水储能系统的数据如下表所示,不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为水的密度为]
太阳辐射能量
集热板面积
蓄水箱全天持续供暖输出能量
若每天光照时间为10小时,集热板的光热转化效率为60%,则集热板中的水将获得内能___________J;这些内能的一部分通过蓄水箱对用户全天持续供暖,另一部分则能使蓄水箱内的水温最终升高分析计算该蓄水箱中水的质量为___________kg。
(4)同学们在老师指导下按图丙制作了小型水力发电储能系统,该储能系统的设计要求是综合效率(输出能量与输入能量之比)达到70%;已知高位水槽距发电机3.6m,水槽中100kg水冲击发电机可发电此过程发电效率为___________%,实测抽水机的效率为80%,计算说明该储能系统___________(选填“是”或“否”)达到设计要求,请计算说明。
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