2023年秋人教版九年级上学期物理期末综合素质评价（答案）

九年级上学期物理期末综合素质评价
一、选择题(每题3分，共21分)
1．[教材改编题]如图所示，下列家用电器工作时主要将电能转化为内能的是(　　)
2．[2022·珠海香洲区期中]关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　　)
A．0 ℃的冰块内能为0 J
B．温度高的物体含有的热量多
C．温度越高的物体内能一定越大
D．两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
3．下列选项可能符合汽车热机能量流向的是(　　)
4．在探究“串联电路中各处电流的关系”实验时，连接如图所示电路，电流表甲和乙的示数分别为0.32 A和0.3 A，造成两个电流表示数不同的原因可能是(　　)
A．电流表甲和乙在电路中的位置不同
B．L1和L2的电阻不同
C．导线有电阻
D．电流表所选量程不同
5．[2023·广州越秀区期中改编]如图甲所示是高层建筑的墙体中三根绞在一起的电线，可以用如图乙所示的“测量仪”把它们区分开。小华将A、B连在一起时，小明将“测量仪”连接在X、Z两端，灯泡发光；小华将B、C连在一起时，小明将“测量仪”连在X、Y两端，灯泡发光。则(　　)
A．C和Y是同一根电线
B．A和X是同一根电线
C．B和Y是同一根电线
D．C和Z是同一根电线
6．[科学思维·物理模型]如图所示是柴油机的示意图，柴油的热值约为4.0×107 J/kg。若该柴油机的效率为30%，下列关于柴油机工作过程描述正确的是(　　)
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A．如图所示的是压缩冲程
B．该柴油机消耗0.1 kg柴油可以获得1.2×106 J的有用功
C．该冲程将内能转化为机械能
D．该柴油机燃料释放的能量绝大部分用于克服机械摩擦
7．[易错题]如图丙所示的电路中，电表均为理想电表，R0、R1为定值电阻，闭合开关S，电压表 V和电流表A2的示数如图甲所示，将滑动变阻器的滑片P移动后，电压表 V、电流表A2的示数如图乙所示，下列说法中正确的是(　　)
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A．移动滑动变阻器滑片前后，通过R1的电流不变
B．移动滑动变阻器滑片前后，通过R1的电流变小
C．移动滑动变阻器滑片前后，通过R2的电流变小
D．移动滑动变阻器滑片前后，电压表和电流表A1的比值大小变化情况无法
判断
二、填空题(每空1分，共21分)
8．夏天是雷电高发季节，为避免高大建筑物遭受雷电的破坏，常在建筑物的顶端安装避雷针，并用粗金属线与大地相连。电流是由电荷的________形成的，当一大片带负电的云接近建筑物时，云层中的负电荷通过避雷针经金属线导入大地，则此时金属线中的电流方向是从________流向 ________。(后两空均填“云层”或“大地”)
9．[教材改编题]如图用打气筒给瓶内气体打气，当橡皮塞跳起来时，瓶内出现白雾，这是因为瓶内水蒸气对橡皮塞________(填“做功”或“热传递”)，水蒸气________能减少，温度降低，________(填物态变化名称)形成小水滴。
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10．[立德树人·人与环境]如图所示为人们所喜爱的电动车，它具有轻便、节能、环保等特点，只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的________，给电动车充电时，蓄电池相当于电路中的________，将电能转化为________储存起来。
11．如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6 V的电源上，通过灯泡的电流为________A，若这6只灯泡同时工作10 s，整个电路产生的热量是________ J；若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6 V的电源上，总电流为1.5 A，则该电阻的阻值为________ Ω。
12．[2022·东莞期中改编]可燃冰、石油、煤都属于不可再生能源。若可燃冰的热值为4×107 J/m3，完全燃烧1 m3的可燃冰可放出的热量是________J，这些热量有60%被水吸收，可把________kg的水从20 ℃加热到80 ℃。若可燃冰未充分燃烧，它的热值________(填“变大”“变小”或“不变”)。[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
13．[2022·河源期中]如图所示，小灯泡L1、L2是________联的，电源电压是6 V且不变，开关S闭合后，电压表示数为2 V，则L1两端电压为________V，L2两端电压为________ V。
14．[2022·佛山南海区期中]如图甲，分别用两个相同的加热器加热质量相等、初温相同的水和食用油(不计热量损失)，水和食用油吸收热量的多少是通过________(填“升高的温度”或“加热的时间”)来体现的；加热过程中温度随时间变化的图线如图乙所示，则图线a表示的物质是________，其比热容是________J/(kg·℃)。[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
三、作图题(共10分)
15．(1)请在图中定性画出酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象。
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(2)请在图中定性画出定值电阻R的阻值随其两端电压U变化的大致图象。
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(3)如图所示，学校有前、后两个门，在前、后门各装一个按钮开关，学校传达室有甲、乙两盏灯和电池组。要求：前门来人按下开关时甲灯亮，后门来人按下开关时乙灯亮。请连线图中实物。
INCLUDEPICTURE "../../../J143.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../J143.EPS" \* MERGEFORMAT \d
(4)某船上装有平衡警示器，其电路如图所示，其中S为重力开关，金属片M可绕O点自由转动。当船水平时，M在a、b中间；当船左倾到一定程度时，绿灯亮、电铃响；当船右倾到一定程度时，红灯亮、电铃响。请完成电路图。
INCLUDEPICTURE "../../../J144.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../J144.EPS" \* MERGEFORMAT \d
四、实验题(第16题7分，第17题3分，第18题8分，共18分)
16．利用某仪器观测质量相等的X、Y两个物体的放热情况，两物体温度随时间变化的图象如图甲所示，用时41 min，它们在这段时间内放出的热量如图乙所示(全过程两物体的物态没有变化)，则：
INCLUDEPICTURE "../../../J145.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../J145.EPS" \* MERGEFORMAT \d
(1)第16 min时，物体________(填“X”或“Y”)的分子运动更剧烈。
(2)在0～41 min内，物体X内能的减少量________(填“>” “＝”或“<”)物体Y内能的减少量。
(3)物体X的比热容________(填“>”“＝”或“<”)物体Y的比热容，依据：_______
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)某实验小组利用酒精灯对500 g冰均匀加热，整个加热过程共消耗40 g酒精，他们每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态，如图是他们根据记录的数据绘制的“温度—时间”图象，由图可知，CD段物质的比热容________(填“大于”“等于”或“小于”)AB段物质的比热容，在AB段冰的内能增加了________J。在BC段，物质吸收的热量是________J。[已知c冰＝2.1×
103 J/(kg·℃)，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3.0×107 J/kg]
INCLUDEPICTURE "../../../J146.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../J146.EPS" \* MERGEFORMAT \d
INCLUDEPICTURE "../../../密封线.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../密封线.EPS" \* MERGEFORMAT \d 17.利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5 Ω。
INCLUDEPICTURE "../../../J147.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../J147.EPS" \* MERGEFORMAT \d
(1)请你根据电路图用笔画线替代导线，将图乙的实验电路连接完整。
(2)正确连接电路后，调节滑动变阻器，记录多组数据并画出了待测电阻Rx的I－U图象，如图丙所示。由图象可得Rx＝________Ω。
(3)如图所示的实验电路图，不能够得出定值电阻Rx阻值的电路是________。
INCLUDEPICTURE "../../../J148.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../J148.EPS" \* MERGEFORMAT \d
18．[2023·深圳宝安区模拟]某小组用如图甲所示装置比较食用油和水的吸热本领。
INCLUDEPICTURE "../../../J149.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../J149.EPS" \* MERGEFORMAT \d 　　　 INCLUDEPICTURE "../../../J150.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../J150.EPS" \* MERGEFORMAT \d 　　　
(1)加热前，在一个烧杯里倒入270 mL的水，那么需要在另一个烧杯里装入________mL的食用油。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，ρ食用油＝0.9×103 kg/m3。这是由于本实验需要采用________法进行探究。
(2)用两个规格相同的电加热器来加热水和食用油，每隔1 min记录一次温度，描点，作图如图乙所示。可以判断，a物质是________。相比较而言，水的吸热本领更________。
(3)下列事实能用上述实验结果解释的是________。
A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸
C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D．夏天给教室洒水，感觉凉爽
(4)b物质在2 min时的内能________(填“>”“<”或“＝”)4 min时的内能，你判断的依据是__________________________。
(5)另一组同学做实验时，得到如图丙所示的图象。若a物质在OB段吸收的热量为Qa，b物质在AB段吸收的热量为Qb，则Qa________(填“>”“<”或“＝”)Qb。
五、计算题(本题2小题，共12分)
19．如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为6 V，灯泡标有“2.5 V　1.25 W”字样(灯丝阻值不变)，滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样。
(1)求灯泡正常发光1 min消耗的电能。
(2)求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值。
(3)该电路设计是否有缺陷。如有，请给出解决办法。
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20．小渝家买了一个三挡位的电烤炉，电烤炉加热板部分的简化电路如图甲所示，R1、R2是定值电阻，可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。电烤炉的相关参数如表格所示，求：
额定电压 220 V
高温挡功率
中温挡功率 800 W
低温挡功率 400 W
　　　
(1)电烤炉在低温挡正常工作时的电流。(结果保留一位小数)
(2)电烤炉高温挡的功率。
(3)若在用电高峰期，家庭电路的实际电压为198 V，电烤炉在中温挡工作30 min能使图乙中的电能表转盘转动多少圈。
六、综合能力题(第21题5分，第22题6分，第23题7分，共18分)
21．如图所示是一款家用烟雾报警器的简化原理图，烟雾报警器有一个外部光线无法进入的烟室，其中装有激光发射器和带有光敏电阻的电路，电路中电源电压不变，R0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值与光强的关系如表格所示(其中E是表示光强的物理量，单位为cd)。当烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡，使得射向光敏电阻的光强减小，当烟雾浓度大于或等于某一值时，电路中电流小于或等于200 mA，烟雾报警器报警。
光强E/cd 1 2 3 4 5 6
光敏电阻R/Ω 80 50 30 24 20 18
(1)当进入烟室的烟雾浓度增大时，射向光敏电阻的光强________，光敏电阻阻值________。(两空均填“增大”或“减小”)
(2)在一次测试中，当把光强调为5 cd时，测试电压表示数为8 V；当把光强降为3 cd时，测试电压表示数为9 V。电源电压是________。
(3)由于长时间工作，导致电源电压降低了1 V，烟雾报警器在烟雾浓度较小时误报警。在不更换此电源的情况下，要使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警，可以通过________(填“增大”或“减小”)R0的阻值来实现。更换后的R0阻值与原R0阻值相比，变化了________。
22．阅读材料，回答问题。
超级快充
当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其他通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，上市的手机不仅采用4 300 mA·h超大容量电池，还采用超级快充技术，不到10 min就可把电池的电量充达一半以上，极大方便了人们的使用。其电池的部分参数如表：
电池名称 锂聚合物电池
电压 3.7 V
容量 4 300 mA·h
(1)表格中的“容量”可由电流与________(填“时间”或“电压”)的乘积得出；给电池充电的过程中，电能转化为________能。
(2)有两个充电器，一个标有“输出5 V　600 mA”字样，它的充电功率是________W，另一个标有“输出11 V　6A”字样。其中有一个是超级快速充电器，假设其充电效率为80%，则选用超级快速充电器将上述电池从零到充满电需要________min。(保留整数)
(3)小光发现如果用充电功率为66 W的充电器将上述手机电池电量充满，充电时间大概为40 min，他认为充电过程功率应该不是保持全程66 W，他测量出充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制图象如图甲、乙所示，则前20分钟充电消耗的电能是________ J，后20分钟充电消耗的电能是________(不考虑充电时的电能损耗)。
23．某油电混合动力汽车工作原理如图甲所示，该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池给驱动电机供电；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以给蓄电池充电。测试人员驾驶该车在平直公路上以50 km/h的速度匀速行驶1 h，观察仪表盘发现这段时间内燃机消耗燃油10 kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。汽车的某些参数如表所示。(燃油热值q＝4.0×107 J/kg)
电机 50 km/h匀速行速时输出功率/kW 10
电池 最大储存电能/J 1.0×108
整车 质量/t 1
(1)该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，如图乙所示是汽油机的________冲程，此时活塞________(填“向上”或“向下”)运动，此冲程是利用________方式改变内能。
(2)若飞轮转速是2 400 r/min，则内燃机每秒对外做功________次。
(3)汽车中有如图丙所示的电路，其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路中，金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上。当汽车静止时，滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触。当汽车急刹车时，________(填“红”或“绿”)灯亮。
(4)“吨百公里能耗”是衡量新能源汽车的一项重要指标，是指车辆消耗的能量与行驶路程和车辆总质量乘积的比值，则该车在测试过程中的吨百公里能耗为________J/(100km·t)，汽车的能量利用率为________。
答案
一、1.B　2.D　3.B　4.D　5.A　6.B
7．C　点拨：图甲中电压表选用小量程，示数为2.1 V，电流表选用小量程，示数为0.3 A；图乙中电压表选用小量程，示数为2.6 V，电流表选用小量程，示数为0.1 A；将滑动变阻器的滑片P移动后，电压表的示数变大，说明并联部分两端的电压变大，根据I＝可知，通过R1的电流变大，故AB错误；电流表A2示数变小，干路电流变小，根据并联电路的电流关系可知，通过滑动变阻器的电流变小，即通过R2的电流变小，故C正确；根据欧姆定律可知，电压表和电流表A1的比值为并联部分的电阻，由于总电流减小，根据欧姆定律可知，并联部分的电阻变大，故D错误。故选C。
二、8.定向移动；大地；云层　9.做功；内；液化
10．开关；用电器；化学能　11.0.2；12；6
12．4×107 ；95.2；不变 　13.串；4；2
14．加热的时间；食用油；2.1×103 　点拨：由于使用两个相同的电加热器，所以，应用转换法通过比较加热时间的长短，来间接体现水和食用油吸收热量的关系。由图乙知道，质量和初始温度均相同的两种液体，a物质温度升高
60 ℃－10 ℃＝50 ℃用时3分钟，b物质温度升高50 ℃用时6分钟，根据比较吸热能力的方法，a物质吸热能力弱，故a物质是食用油，b物质是水。根据转换法知道，升高相同的温度，a物质吸收热量是b物质吸收热量的，由c＝知道，在质量和升高温度相同的情况下，a物质的比热容是b物质比热容的，a物质的比热容c＝c水＝×4.2×103 J/(kg·℃)＝2.1×103 J/(kg·℃)。
三、15.解：(1)如图所示。
(2)如图所示。
(3)如图所示。
(4)如图所示。
INCLUDEPICTURE "../../../Q36.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../Q36.EPS" \* MERGEFORMAT \d
四、16.(1)Y　(2)>
(3)>；在0～41 min内两物体温度变化相同，物体X放出的热量比物体Y多，且两物体质量相等，根据Q＝cmΔt可知，物体X的比热容大于物体Y的比
热容
(4)大于；2.1×104；1.68×105　点拨：(1)第16 min时，物体Y的温度较高，由于温度越高，分子热运动越剧烈，所以物体Y的分子比物体X的分子运动更剧烈；(2)由图乙知，相比于物体X，物体Y在0～41 min内，放出的热量较少，内能减少得较少。
17．(1)如图所示。　(2)4　(3)B
18．(1)300；控制变量　(2)食用油；强 　(3)A
(4)＜；同一物质，温度越高内能越大　(5)＝
点拨：(1)探究食用油和水的吸热本领，要控制两者的质量相同，由题意知水的质量为m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×270×10－6 m3＝0.27 kg，所以食用油的体积为V油＝＝＝3×10－4m3＝300 mL；(2)由图象知在相同时间内a物质温度变化快，所以a比热容小，a是食用油，b是水；比热容越大吸热本领就越强，b的比热容大，所以b的吸热本领就越强；(5)相同规格的电加热器供热，在相同时间内放出的热量是相同的，所以相同时间内a物质在OB段吸收的热量Qa等于b物质在AB段吸收的热量Qb。
五、19.解：(1)闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流。因为灯泡正常发光时的电功率为1.25 W，所以灯泡正常发光1 min消耗的电能W＝
PLt＝1.25 W×1×60 s＝75 J。
(2)灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为U′＝U－UL＝6 V－2.5 V＝
3.5 V，由P＝UI可知，灯泡的额定电流IL＝＝＝0.5 A，此时通过滑动变阻器的电流I′＝IL＝0.5 A，由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的阻值为R＝＝＝7 Ω。
(3)有缺陷。电源电压为6 V，大于灯泡的额定电压，由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻过小时，会造成灯泡两端的电压过大而损坏灯泡；为让滑片能自由移动，且灯泡安全工作，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡应正常发光，由(2)可知，可在电路中串联接入一个7 Ω的电阻R0。
20．解：(1)据表格可知低温挡功率P低＝400 W，电烤炉在低温挡正常工作时的电流I＝＝≈1.8 A。
(2)由图甲可知，旋转开关连接1时，R1、R2串联，电路总电阻最大，为低温挡；旋转开关连接3时，R1，R2并联，电路总电阻最小，为高温挡；旋转开关连接2时，电路只连接R1，为中温挡。故中温挡时，总电阻R中＝R1＝＝＝60.5 Ω；低温挡时总电阻R低＝R1＋R2＝＝＝121 Ω，R1、R2串联，故R2的阻值R2＝R低－R中＝121 Ω－60.5 Ω＝60.5 Ω；则R1＝R2，所以R1、R2并联总电阻R并＝＝＝30.25 Ω，高温挡时电阻R1、R2并联，电路总电阻R高＝R并＝30.25 Ω，电烤炉高温挡时的功率P高＝＝＝1 600 W。
(3)电路的实际电压为198 V，电烤炉在中温挡工作30 min所做的电功W＝
t＝×30×60 s＝1 166 400 J，据乙图可知电能表转盘每转一周的电能W′＝ kW·h＝1 200 J＝1.2×103 J，故电能表转盘转的圈数n＝＝＝972圈。
六、21.(1)减小；增大 　(2)12 V　(3)减小；5 Ω
22．(1)时间；化学　(2)3；18 　(3)46 200；11 076 J
23．(1)压缩；向上；做功　(2) 20 　(3)红
(4)8×108；21.5%
点拨：(1)图乙中进气门和排气门关闭，活塞将向上运动压缩气缸内气体，所以图中为压缩冲程。压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，对气体做功，气体内能增大，所以是做功改变物体内能。(2)飞轮转速是2 400 r/min，即40 r/s，由于四冲程汽油机工作四个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，所以内燃机每秒对外做功20次。(3)当汽车急刹车时，滑块M由于惯性继续向前运动，与红灯一端的触头接触，使红灯接入电路，所以红灯亮。(4)该车在平直公路上以50 km/h的速度匀速行驶1 h，观察仪表盘发现这段时间内燃机消耗燃油10 kg，则燃料放出热量Q＝mq＝4.0×107 J/kg×10 kg＝4.0×108 J，由题意可知该车在测试过程中的吨百公里能耗为q消耗＝＝8×108 J/(100 km·t)。50 km/h匀速行驶时电机输出功率为10 kW，匀速行驶1 h后，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%，充入电池的电能W充电＝Q大×(80%－30%)，则汽车的能量利用率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝21.5%。

2023年秋人教版九年级上学期物理期末综合素质评价（答案）