2024届湖南省长沙市长雅中学物理九上期末考试试题含解析

2024届湖南省长沙市长雅中学物理九上期末考试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、选择题1．如图所示，首先闭合S，然后再闭合S1，，则下列说法正确的是（）A．电压表V和电流表A1示数均变大B．电流表A1和电流表A2示数都变大C．电压表V和电流表A1示数的比值变大D．R2消耗的功率变大2．下列关于能量转化和转移现象的说法中，错误的是（）A．暖瓶塞跳起时，内能转化为机械能 B．给蓄电池充电，电能转化为化学能C．内燃机的压缩冲程，机械能转化为内能 D．用热水袋取暖时，能量的形式发生变化3．某同学要把一个阻值为15Ω、正常工作电压为3V的灯泡接在电压为9V的电源上使其正常工作,那么需给灯泡A．串联一只阻值为45Ω的电阻 B．串联一只阻值为30Ω的电阻C．并联一只阻值为45Ω的电阻 D．并联一只阻值为30Ω的电阻4．关于热学中的物理概念，下列叙述中有几句话是正确的（）①相同质量的不同物质，吸收热量越多的比热容越大②比热容越大的物质，吸热能力越强③某种物质放出的热量与其质量及温度变化量乘积之比越大，比热容越大④某种燃料燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值⑤燃料的热值越大，燃烧放出的热量越多⑥一桶汽油用去一半后，比热容和热值都不变A．2 B．3 C．4 D．55．下列工具、物品或设施中，使用时利用了大气压强的是:A．天平 B．温度计 C．船闸 D．塑料吸盘6．某款售水机通过刷卡（闭合“感应”开关S1）或投币（闭合“投币”开关S2）后，再将出水开关S3按下，即可接通供水电机取水。下列简化电路中符合要求的是A． B． C． D．7．如图所示，甲、乙均为理想电表，当开关S闭合后灯L1、L2都能发光，下列说法中正确的是A．灯L1、L2是串联在电路中的B．甲一定是电流表，乙一定是电压表C．当L2短路时L1仍能发光D．乙、甲两电表示数的比值与L1的阻值相等8．下列各项中，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向均正确的是（）A．B．C．D．9．电工维修电路有时需要带电操作，如图所示．以下操作不会发生触电事故的是（

）A．甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线 B．乙站在绝缘凳上仅接触火线C．丙站在地上仅接触火线 D．丁站在地上同时接触火线和零线10．小明用图所示装置“探究动能大小与速度的关系”，下列说法正确的是()A．实验研究对象是木块B．水平表面必须光滑C．让不同的小车从同一斜面同一高度由静止释放D．用木块移动距离表示小车动能大小11．如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点．不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球A．受到的弹力始终不变 B．运动过程动能一直增大C．运动过程机械能不变 D．在b点时重力等于弹力12．下列物理量的估计中最接近事实的是A．人体的安全电压是不高于220VB．一节新的1号干电池的电压为C．一盏日光灯正常工作时功率约为400WD．家用空调正常工作时的电流约为二、填空题13．牛肉面是全省人民“舌尖上的美食”。端上一碗牛肉面香味扑鼻而来，是由于分子的______造成的。14．酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由_____（选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”）发现的。装置通电后密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）密封罩的重力；若提不起，则应将滑动变阻器滑片向_____（选填“左”或“右”）滑动。15．如图是“把声信息转转换成电信息”实验装置，当对着线圈说话时，示波器上出现了与声音变化相对应的图象，这个实验的原理是_____，请你再例举出一个与它的工作原理相同的装置或电器：_____。16．如图是一种“手摇充电式电筒”，握住它上下摇动就能自动充电．从透明外壳可观察到内部有固定线圈；摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动。据此猜测，这种电筒的制造原理是______________，其中那个滑动的物块是_________________。三、实验题17．（8分）实验桌上有两个完全相同的烧瓶，完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2（且R1>R2）、滑动变阻器、电源、开关、以及导线．小亮将它们连成如图所示的电路，用来探究：电流通过电阻产生热量跟什么因素有关．请按要求回答问题：（1）小亮实验前要在烧瓶内装入_____相等和初温相同的煤油．（2）实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用煤油的温度变化量来表示，这种物理学研究方法为（____）A．控制变量法B．等效替代法C．放大法D．转换法（3）在以下实例中与（2）中研究方法相同的是（____）A．借助水压学习电压B．借助磁感线来描述磁场C．借助电动机提升重物的高度判断电流做功多少D借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少（4）闭合开关，通电一段时间后，他观察到A温度计升高的温度比B温度计升高的温度多．由此可以得出：电流通过电阻产生的热量和____大小有关．18．（8分）在“测定小灯泡功率”的实验中，提供的器材有：“3.8V？A”的小灯泡、“10Ω1A”的滑动变阻器、四节新干电池等。(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大；（______）(2)闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数。为了查找故障，小明将电压表拆下，在开关闭合状态下，分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端，结果只有接在滑动变阻器两端时，电压表无示数，则肯定出现故障的元件是_____；(3)排除故障后继续实验，滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑片P向_____端移动，直至电压表的示数为3.8V，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_____W；(4)若用该电路测量规格是“25V0.3A”灯泡的额定功率，须对实验进行适当调整，写出你认为合理的一种做法是_____。19．（8分）实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生，小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，实验前U形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。（1）在实验过程中，通过观察U形管中________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。（2）图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与________的关系，分析图乙所示的装置的实验现象，可以得出的结论是：_______.（3）利用图甲装置探究“比较不同物质吸热能力”（a）在两个完全相同的容器中分别装入___、初温都相同的水和煤油（b）为了完成实验，应将b瓶中的电阻丝变为_____Ω，可以认为在相同时间内水和煤油吸收的热量___（c）根据实验测得的数据绘制图丙图像，由图像可知煤油的比热容是______四、作图题20．（8分）如图所示，请在图中作出两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线．21．（8分）请你设计一个电路，使直流电动机在人的操作下既能正转，也能反转。要求：用两个单刀双掷开关。一个电池组，导线若干。（______）五、计算题22．（10分）可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷,其开采是世界难题,据中央电视台2017年5月18日报道,我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,用燃气锅炉烧水时,把质量为500kg,初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了12m3天然气,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg⋅℃),天然气热值q=4.2×107J/m3(1)水吸收的热量；(2)燃气锅炉烧水时的效率23．（12分）我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热坑”．其工作电路可简化为如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选档开关，可绕0点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个档位的转换（档位顺序未知，电功率越大档位越高）．小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率．他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/（kW•h）”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转．已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V．完成下列问题：(1)当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？(2)当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是多少？(3)当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度？[无热损失，c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数]

参考答案一、选择题1、A【解析】如图所示，首先闭合S时，R２和R３串联在一起，再闭合S１时，相当于R１和R２并联，再和R３串联，R１和R２并联，他们两个的总电阻小于其中的任何一个电阻，相当于电路的总电阻在减小，电源电压不变，根据欧姆定律，所以总电流A1在增大，又因为R３是定值电阻，所以它的电压V在增大，故A正确，C错误；又因为电源电压不变，电压表V在增大，所以R１和R２的电压在减小，根据欧姆定律，所以电流表A2在减小，R2消耗的功率变小，故BD错误．故选A【点睛】考查电路的动态分析：本题中电键的闭合均会引起电阻的变小，再由电路的联接关系可分析各表的示数的变化，可见明确电路的结构是求解的关键．2、D【详解】A．暖瓶塞跳起时，瓶内空气的内能减少，瓶塞获得了机械能，所以是内能转化为机械，故A正确，A不符合题意；B．蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，所以是电能转化为化学能。故B正确，B不符合题意；C．内燃机的压缩冲程，活塞对混合气体做功，机械能转化为内能，故C正确，C不符合题意；D．利用热水袋取暖时，热水袋温度降低内能减少，人体获得热量，所以是内能的转移，能量的形式不变，故D错误，D符合题意。故选D。3、B【详解】由题知，电源电压大于灯泡正常工作的电压，由串联电路的分压特点可知，要使小灯泡在9V的电源上正常发光时应串联一个电阻分压；小灯泡正常发光时的电压为3V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电阻两端的电压：，因串联电路各处的电流相等，所以，由可得，电路中的电流：，即，解得：．故选B．4、B【详解】①根据可知，相同质量的不同物质，吸收热量多的不一定比热容大，因为未指明变化的温度，故①错误；②比热容是表示物质吸热能力强弱的一个物理量，比热容大的吸热能力强，故②正确；③根据可知，物质放出的热量与其质量及温度变化量乘积之比越大，比热容越大，故③正确；④质量为1kg的某物质完全燃烧所放出的热量，叫做这种燃料的热值，故④错误；⑤燃料燃烧放出的热量的多少与燃料的质量、热值和燃烧的状态有关，故⑤错误；⑥物质的比热容和热值是物质本身所固有的性质，与物质的各类和状态有关，与物质的质量无关，故⑥错误。故选B。5、D【解析】A项，天平利用的是杠杆原理，故A项错误．B项，温度计利用的是液体的热胀冷缩，故B项错误;C项，船闸利用的是连通器原理，故C项错误．D项，塑料吸盘利用的是大气压强，故D项正确．综上所述，本题正确答案为D．6、D【详解】由题知，自动售水机通过刷卡闭合“感应开关S1”或者通过投币闭合“投币开关S2”后，再将出水开关S3按下，即可接通供水电机取水。由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，感应开关S1和投币开关S2应并联，然后再和出水开关S3串联共同控制电动机；故选D。7、B【详解】AB．由图知道，开关S闭合后，要使灯L1和L2都能发光只有并联才行，因为电压表要并联在电路中，电流表要串联在电路中，所以电流从正极出发分两支，一支经电流表甲、灯泡L2回负极，另一支经电流表甲、灯L1回负极，所以甲一定是电流表，乙一定是电压表，故A错误，B正确；C．因为甲是电流表，当L2短路时，发生电源短路，L1不能发光，故C错误；D．乙是电压表，测量L2两端电压，甲是电流表，测量干路上的电流，所以，乙、甲两电表示数的比值不等于L1的阻值，故D错误．8、A【分析】首先根据右手螺旋定则判断通电螺线管的NS极，然后可知磁感线方向，利用磁极间的相互作用规律判断小磁针N极的指向．【详解】四幅图中电流方向和线圈的绕法都相同，且电流从右前方流入、左后方流出，根据安培定则，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的左端为N极，螺线管的右端为S极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极，则磁感线方向向右，故CD错误；由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左下端为N极，右上端为S极，故A正确，B错误．故选A．9、B【详解】A.甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线属于双线触电，A不符合题意.B.乙站在绝缘凳上仅接触火线时没有电流流过人体，不会触电，B符合题意.C.丙站在地上仅接触火线时，人与大地形成通路，由电流流过人体，会发生触电，C不符合题意.D.丁站在地上同时接触火线和零线属于双线触电，D不符合题意.10、D【详解】A．小车才是该实验的研究对象，木块不是，A错误；BD．判断小车动能的大小，是通过小车对木块做功的大小来判断的，小车推动木块越远，对木块做的功越多，具有的动能越大，所以可用木块移动距离表示小车动能大小；假设水平表面是光滑的，那么木块没有受到摩擦力，会继续运动下去，无法观察木块运动距离的远近，那么也不知道小车动能的大小，所以水平表面不能是光滑的，B错误、D正确；C．探究动能的大小与速度的关系，必须控制质量相同，而让不同的小车从同一斜面同一高度由静止释放，这样会让质量不同，速度相同，这样不符合实验要求，C错误。11、D【解析】A．弹簧的弹力大小与弹簧的形变有关，形变越大弹力越大，A说法错误；B．动能的大小与速度有关，在质量不变时，速度越大，物体动能越大，由乙图可得小球的速度先增大后减小，B说法错误；C．在小球与弹簧发生作用时，有能量转移，即小球的机械能转移到弹簧上，C说法错误；D．小球在b点时速度最大，小球向下的合力为零，即此时重力等于弹力，D说法正确．12、B【解析】A、人体的安全电压是不高于36V，故A错误；B、一节新的1号干电池的电压为1.5V，故B正确；C、日光灯正常工作时功率约为40W，故C错误；D、家用空调正常工作时的电流约为5A，故D错误；故选B．二、填空题13、无规则运动【解析】端上一碗牛肉面，香味扑鼻而来，这是扩散现象，说明分子在不停做无规则运动；14、奥斯特大于左【详解】[1]在通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，即发现电流周围存在磁场。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是奥斯特发现的。[2]若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，由图可知，衔铁这段电磁吸力的力臂小于密封罩的重力的力臂，根据杠杆的平衡条件，左侧电磁吸力应大于密封罩的重力。[3]提不起，则应增大衔铁这段电磁吸力，故可将滑动变阻器滑片向左移动，减小滑动变阻器接入电路的电阻，从而增大电路中电流，衔铁这段电磁吸力就会变大。15、电磁感应现象发电机【详解】[1]薄纸在声波的作用下振动下，线圈随着薄纸一起运动，并切割磁感线产生感应电流。所以这个实验的原理是电磁感应现象；[2]与它的工作原理相同的装置为发电机。16、电磁感应磁铁【解析】“手摇充电式电筒”消耗了机械能产生了电能；握住它上下摇动为了让线圈切割磁感线产生感应电流，故是利用了电磁感应原理；由于线圈是固定的，因此那个滑动的物块是磁铁．【点睛】重点电磁感应现象的判断，在初中物理中能产生“电”的现象有两个，一是摩擦起电，二是电磁感应原理，而要能形成稳定的电流，就只有电磁感应现象，据此进行判断。三、实验题17、质量DCD电阻【详解】（1）根据控制变量法的思想：小实验前要在烧瓶内装入质量相等和初温相同的煤油．（2）实验中通过温度计示数的变化来测量产生热量的多少．这种方法是转换法，这种物理学研究方法为转换法，故选D．（3）在以下实例中与（2）中研究方法相同的是A．借助水压学习电压，采用的是类比法；B．借助磁感线来描述磁场是运用的理想模型法；C．借助电动机提升重物的高度判断电流做功多少，采用的是转换法；D．借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少，采用的转换法；（4）由图可知，该电路为串联电路，电流相同，但电阻不同，所以探究的是当电流和通电时间一定时，电流产生的热量跟电阻的关系大小有关．18、开关右1.14换最大阻值较大的滑动变阻器；(或串联定值电阻；或减少电池个数；)【解析】(1)[1]因为3.8V>3V，电压表应选用大量程，由图丙知，电流表选用小量程；要使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大，滑片以右部分的电阻丝连入电路，如图所示：；(2)[2]闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数，则此电路为断路；在开关闭合状态下，将电压表接在电源两端时，电压表有示数，说明电源、电压表是完好的；电压表接在开关两端时有示数，说明开关以外的电路是通路，而开关是断开的，所以，肯定出现故障的元件是开关（电压表接在滑动变阻器两端，因无电源，没有示数）；(3)[3]灯的额定电压为3.8V＞3V，电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为3V，所以，为使灯正常发光，应增加灯的电压，减小变阻器的电压，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻减小，滑动变阻器的滑片向右移动；[4]电流表小量程的分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率；(4)[5]方法一：“2.5V0.3A”灯泡，表示灯的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，由欧姆定律，灯正常工作时的电阻：，根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，滑动变阻器要分去的电压：，变阻器分得的电压为灯的额定电压的倍，根据分压原理可得滑动变阻器的电阻至少为：，所以，可换最大阻值较大的滑动变阻器（或串联定值电阻）；方法二：由上面的计算可知，“10Ω1A”的滑动变阻器最大阻值连入电路时，灯的电压高于2.5V，所以，也可以采用减小电池个数的方法来减小电源电压达到使灯正常发光的目的。19、液面高度电阻在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多质量5相等【详解】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气盒内温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法为转换法；(2)[2]如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻的关系；[3]图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，由串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即；两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知：所以，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，c容器中U形管液面高度差大，电流产生的热量多；分析图乙两装置的实验现象，可以得出的结论是：在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。(3)[4]根据控制变量法，要比较不同物质的吸热能力，要控制不同物质的质量相同，故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油；[5][6]