2021-2022学年浙江省杭州市拱墅区九年级（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年浙江省杭州市拱墅区九年级（上）期末物理试卷

1.     下列家用电器中，正常工作相同的时间，消耗电能最多的是(    )

A. 冰箱 B. 电热水壶 C. 液晶电视 D. 笔记本电脑

2.     在如图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是(    )

A. 筷子 B. 瓶盖起子
C. 园艺剪刀 D. 核桃夹子

3.     水具有比热容大的性质，下列现象与此性质无关的是(    )

A. 用水冷却汽车发动机 B. 沿海地区昼夜温差比内陆地区小
C. 夏天在室内地面上洒水降温 D. 冬天的暖气设备用热水来供暖

4.     如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为200N和100N的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，相同的是(    )

A. 拉力大小
B. 有用功
C. 额外功
D. 机械效率

5.     小乐用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气，如图甲所示；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，如图乙所示。下列分析正确的是(    )

A. 上升过程中，喷出的水对水火箭有向下的推力
B. 上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少
C. 上升过程中，水火箭的重力势能转化为动能
D. 下降过程中，水火箭的机械能逐渐增大

6.     标有“220V100W”的灯泡和与标有“220V40W”的灯泡和，按图甲、乙所示方式分别接入220V电路中，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，四只灯泡工作时最亮的是(    )

A.  B.  C.  D.

7.     小乐认为电流通过导体时产生的热量可能与通过导体的电流、导体电阻和通电时间有关。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同阻值为；两个相同的空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两U形管内的各液面相平。则该实验(    )

A. 通电后能观察到管②中的液面比管①中的液面升得更快
B. 可探究导体产生的热量与导体电阻的关系
C. 无法探究导体产生的热量与通电时间的关系
D. 运用了控制变量法和转换法

8.     在两个等长、等高但材质不同的斜面上，用平行于斜面的拉力F分别将质量为2m和3m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，如图所示。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为、，拉力F所做的额外功分别为、。则______选填“<”、“=”或“>”，下同；______。
    
9.     利用斜面探究“动能大小与哪些因素有关”的实验如图所示；实验中，质量为m的小球从图示的高度由静止开始滚下，撞击水平面上的物体M，并将物体M推至虚线所在位置。
   
   该实验是为了探究物体动能大小与______之间的关系；实验中通过观察比较水平面上______来判断小球动能的大小。
   小乐再用一个质量为2m的小球，从斜面上高为h处由静止开始滚下，最后测得M移动的距离为。多次重复实验，发现都有，由此可得出结论：______。
10. 小乐利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为，电源电压恒定。
    
    连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数；则出现该故障的原因可能是小灯泡发生______选填“断路”或“短路”。
    排除故障，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，接下来应调节滑动变阻器的滑片，直到______，再读出电流表的示数，算出小灯泡的额定功率。
    在电压表损坏的情况下，小乐又设计了如图丙所示电路，其中定值电阻的阻值为，也测出了额定电压为的小灯泡的额定功率；其实验步骤如下：
    ①先闭合开关S、，断开，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为需要的值，此时小灯泡正常发光；
    ②保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、，断开，读出电流表的示数为I。
    小灯泡的额定功率______用、I、表示。
11. 如图所示，小乐用轻质杠杆自身重力不计、完全相同的铝块甲和乙、细线、密度值已知的A、B两种液体密度分别为、，自制了可测量液体密度的杠杆密度计。分析下列步骤后，回答问题：
    步骤一：杠杆两端分别挂甲和乙，将乙浸没于液体A，用细线将杠杆悬于O点，使杠杆水平平衡。在杠杆上挂甲处标记刻度。
    步骤二：将乙浸没于液体B，只将挂甲的细线向右移动，使杠杆再次水平平衡。在杠杆上挂甲处标记刻度。
    步骤三：通过等分法均匀画出其他刻度线。
    如图所示，杠杆水平平衡时，细线拉力大小关系是______选填“>”或“<”。
    、B两液体的密度大小关系是______选填“>”或“<”。
    当液体密度变化时，若挂甲的细线到悬挂点O的距离与液体密度是一次函数关系，则该密度秤的刻度是均匀的。据此判断：小乐“通过等分法均匀画出其他刻度线”的方法是______选填“合理的”或“不合理的”。

12. 如图所示电路，电源电压不变，灯泡L规格为“”，滑动变阻器规格为“”。闭合开关，滑片P滑至a端，灯泡正常发光。不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：
    灯泡正常发光10分钟，消耗的电能。
    闭合开关后，电路可达到的最小总电功率。

13. 发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机。在某次测试中，汽车在内于水平路面上匀速行驶，该过程中汽车的牵引力为3000N，汽车消耗汽油12kg，汽油的热值为。
    
    汽车的内燃机一个工作循环的四个冲程如图所示，图中四个冲程的顺序是______按序填写序号。
    匀速行驶过程中，牵引力做的功及功率为多少？
    汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是多少？
14. 现有两根粗细不同的长方体铝条AB和CD，长度分别为和，两铝条质量分布均匀，不考虑形变。若将铝条CD叠在铝条AB上且右端对齐，然后放置在三棱柱形支架O上，铝条AB恰好能水平平衡，如图所示；此时OB的长度与相同，且：：1。
    如图所示，若将铝条AB的重力作为杠杆的动力，铝条CD的重力作为杠杆的阻力，则动力臂的长度为______。
    若铝条AB和CD的横截面积分别为和，计算：的值。

15. 约30kg的厨余垃圾通过技术处理可产生的甲烷，完全燃烧这些甲烷理论上能将______保留整数的水从加热至。
    

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：冰箱的功率约为200W；液晶电视的功率约为130W；电热水壶的功率约为1000W；笔记本电脑的功率约为几十瓦；由此可见，电热水壶的电功率最大，由可知，用电器正常工作相同时间，电热水壶消耗的电能最多。
故选：B。
根据生活常识及生活经验判断各用电器的功率大小，由可知，工作相同时间，用电器功率越大，消耗的电能越多。
本题要求判断在相等时间内哪个用电器消耗的电能多，根据生活经验估计出各用电器的电功率大小是正确解题的关键。
 

2.【答案】A 

【解析】解：
A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
B、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故B不符合题意；
C、园艺剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故C不符合题意；
D、核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故D不符合题意；
故选：A。
结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它属于哪种类型的杠杆。
此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
 

3.【答案】C 

【解析】解：
A、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水来冷却汽车发动机，与水的比热容大的特点有关，故A不符合题意；
B、因为水的比热容大，相同质量的水和砂石比较，在吸收或放出相同热量时，水的温度变化小，即内陆地区温差比沿海地区大，故B不符合题意；
C、给地板洒水降温是利用了蒸发吸热，与比热容无关，故C符合题意；
D、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以冬天供暖系统使用热水循环供暖，与水的比热容大的特点有关，故D不符合题意。
故选：C。
对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
夏天在地面上洒水，增大了水的表面积，可以加快水的蒸发，降低室内的温度。
本题考查了蒸发吸热、水的比热容大的特点的应用，应用所学知识，解释了实际问题，体现了新课标的要求，属于中考热点题目。
 

4.【答案】C 

【解析】解：每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计，由图可知，甲图，而乙图，所以，。故A错误。
克服重力所做的功就是有用功，即，也就是重力乘以重物被举高的高度，，，不等于，故B错误。
绳重和摩擦不计，所以克服动滑轮所做的功就是额外功，，也就是动滑轮的重力乘以其上升的高度，由于每个滑轮的质量均相等且被提升相同高度，所以两装置中，额外功相同。故C正确。
，相同，而有用功不同，所以机械效率不同，故D错误。
故选：C。
绳重和摩擦不计，拉力大小利用来计算；
克服重力所做的功就是有用功，即；
由题知，绳重和摩檫不计，使用滑轮组做的额外功等于提升动滑轮做的功，由于每个滑轮的质量相等，将重物匀速提升相同高度，做的额外功相等；
机械效率的大小利用来判断。
本题考查了关于滑轮组的拉力大小，有用功，额外功，机械效率的相关计算，是一道综合性很强的题。
 

5.【答案】B 

【解析】解：AB、发射时，瓶内高压气体对水做功，水向下喷出，水火箭给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，喷出的水对水火箭有向上的推力，故A错误；
B、发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的，所以水火箭瓶内气体的内能减少，故B正确；
C、上升过程中，水火箭的高度变大，速度减小，水火箭的动能转化为重力势能，故C错误；
D、下降过程中，水火箭克服空气的阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。
故选：B。
气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能。
机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关，弹性势能与弹性形变大小有关。
理解改变内能的方法和能量转化现象，理解影响动能和重力势能的因素，可解答此题。
 

6.【答案】C 

【解析】解：已知标有“220V100W”的灯泡和标有“220V40W”的灯泡，由图可知，与串联，分别接入220V电路中，根据串联分压的特点可知，两灯两端的实际电压小于它们的额定电压，与的实际功率均小于它们的额定功率；
将、并联接入220V电路中，此时两灯两端的实际电压均等于它们的额定电压，和的实际功率和它们的额定功率相等，所以四个灯中，实际功率最大的是，故最亮。
故选：C。
两灯串联接入220V的电路时，根据串联分压的特点分析两灯的实际功率大小；
两灯并联接入220V的电路，它们两端的电压等于220V，均能正常发光，实际功率和额定功率相等，灯泡的亮度取决于其实际功率的大小。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡两端的电压和额定电压相等时正常发光。
 

7.【答案】D 

【解析】解：AB、右侧容器中的电阻与容器外等值的电阻并联后与左侧的电阻丝串联，根据并联电路电压的规律和欧姆定律，通过B容器中的电阻与容器外等值的电阻的电流相等，根据并联电路的电流规律可知通过B容器中电阻丝的电流为通过A容器中电阻丝的电流的一半，两容器中电阻丝的通电时间相同，根据控制变量法可知探究的是电流通过导体产生的热量多少与电流大小的关系，故B错误；
根据焦耳定律可知通电后左侧电阻产生的热量大于右侧电阻产生的热量，所以能观察到管①中的液面比管②中的液面升得更快，故A错误；
C、控制通过左侧电阻的电流不变，改变通电时间，比较U形管液面的高度差，可探究导体产生的热量与通电时间的关系，故C错误；
D、容器中电热丝产生的热量多少是通过与容器相连的U形管液面的高度差来反应的，用到了转换法；电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，研究某个因素时需控制其它因素不变，所以用到了控制变量法，故D正确。
故选：D。
AB、右侧容器中的电阻与容器外等值的电阻并联后与左侧的电阻丝串联，根据串并联电路电流规律可知探究导体产生的热量与哪个因素的关系；根据焦耳定律可知通电后哪侧电阻产生的热量大；
CD、电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，研究某个因素时需控制其它因素不变，根据控制变量法分析可知控制通过电阻的电流不变，改变通电时间，可探究导体产生的热量与通电时间的关系；容器中电热丝产生的热量多少是通过与容器相连的U形管液面的高度差来反应的，用到了转换法。
本题探究电流流通过导体时产生的热量多少跟什么因素有关，考查并联电路特点、并联电路特点以及控制变量法和转换法等知识，体现了对过程和方法的考查。
 

8.【答案】 

【解析】解：由题知，两斜面等长，将A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，则s相等，拉力均为F，
根据可知，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功即总功：；
由题知，两斜面等高，且，根据可知，有用功，
因为，所以。
故答案为：=；>。
根据比较甲、乙两斜面上的拉力F所做的功即总功；根据比较有用功大小，然后根据比较额外功大小。
此题考查了功的大小比较，明确额外功等于总功减去有用功是关键。
 

9.【答案】速度  M移动的距离  在速度相同时，质量越大，动能越大 

【解析】解：由图可知，让质量相同的小球从不同的高度滚下，小球到达水平面时的速度不同，所以探究的是物体动能大小与速度的关系；
实验中，是通过观察物体M移动的距离的大小，来说明小球对木块做功的多少，从而判断出小球具有的动能的大小，这是转换法的运用；
小乐再用一个质量为2m的小球，小球的质量变大，从斜面上高为h处由静止开始滚下，小球的速度不变，最后测得M移动的距离为，多次重复实验，发现都有，这说明第二次实验小球的动能大，由此可得出结论：在速度相同时，质量越大，动能越大。
故答案为：速度；M移动的距离；在速度相同时，质量越大，动能越大。
此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明铁球的动能越大；动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来，此方法为转换法；
动能的大小与质量、速度有关，根据控制变量法得出结论。
探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，考查了控制变量法及转换法在实验中的应用，解题过程中一定要仔细。
 

10.【答案】短路  电压表的示数为 

【解析】解：闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，说明电路不存在断路；电压表无示数，可能是与电压表并联的灯泡短路；
由图乙可知，电压表选用的量程为，分度值为，示数为，而灯泡的额定电压为，应使小灯泡两端的电压增大，要减小变阻器连入电路中的电阻，使电压表示数为，再读出电流表的示数，算出小灯泡的额定功率；
如图丙所示的电路，其中定值电阻的阻值为，小灯泡的额定电压为，测量时，先闭合开关S和，与灯并联，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为时，此时灯两端的电压等于其额定电压；
然后将断开、闭合，读出电流表的示数为I，因通过定值电阻的电流保持不变，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流为：；
则小灯泡的额定功率：。
故答案为：短路；电压表的示数为；。
灯泡不亮，灯泡断路或短路；电流表有示数，说明电路不存在断路；电压表无示数，可能是与它并联的电路短路，据此分析解答；
首先确定电压表选用的量程、对应的分度值，再根据指针位置读数；与灯的额定电压比较，要测量灯的额定功率，需要测量在额定电压下通过灯的电流，根据串联电路的分压原理分析回答；
灯在额定电压下正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻应起到电压表的测量作用，故将定值电阻与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时，由并联电路电压的规律，灯的电压为，灯正常发光；
保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与定值电阻并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据写出灯的额定功率的表达式。
本题为测量小灯泡额定功率的实验题目，考查了电路故障分析、额定功率的计算，以及设计实验方案的能力，有难度！
 

11.【答案】合理的 

【解析】解：甲和乙是两个完全相同的铝块，则；
杠杆平衡时，甲、乙均处于平衡状态，则甲受重力和拉力作用，有：；
乙受重力G、拉力和浮力作用，有：，所以；
可见，；
设挂甲的细线到悬挂点O的距离为，由阿基米德原理可得：
由步骤一，对杠杆依据平衡条件得：，
解得：……①；
在步骤二中，同理可得：……②；
比较①②两式可知，G、V、相同，因为，所以，故有；
将代入①式可得：，挂甲的细线到悬挂点O的距离与液体密度是一次函数关系，故等分法均匀画出刻度线是合理的。
故答案为：；；合理的。
分析甲和乙的受力情况比较两个拉力的大小；
根据甲、乙的受力，利用杠杆平衡条件确定液体的密度表达式，进而比较两种液体密度的大小；
由挂甲的细线到悬挂点O的距离与液体密度是一次函数关系，故等分法均匀画出刻度线是合理的。
本题考查杠杆平衡条件及其应用、阿基米德原理的应用的知识，刻度是否均匀判断的依据是挂甲的细线到悬挂点O的距离与液体密度是一次函数关系。
 

12.【答案】解：由电路图知小灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流；
灯泡正常发光10分钟消耗的电能为：
；
根据可得，小灯泡的电阻为：
；
由电路图可知，当滑片位于a端时，电路为L的简单电路，由于灯泡正常发光，所以小灯泡两端的电压等于电源电压，也等于小灯泡的额定电压，即电源电压；
当滑片位于右端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联，电路中的电流最小，电路的总功率最小，
根据电阻的串联和可得，电路可达到的最小总电功率为：
。
答：灯泡正常发光10分钟，消耗的电能为360J。
闭合开关后，电路可达到的最小总电功率为。 

【解析】由电路图知小灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流。
利用求出灯泡正常发光10分钟消耗的电能；
根据算出小灯泡的电阻；
由电路图可知，当滑片位于a端时，电路为L的简单电路，根据灯泡正常发光和小灯泡的额定电压判断出电源电压；
当滑片位于右端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值R串联，电路中的电流最小，电路的总功率最小；根据计算小灯泡的电阻；根据电阻的串联和算出电路可达到的最小总电功率。
分析清楚电路结构，明确各电路元件的连接方式是正确解题的前提，熟练应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式是正确解题的关键。
 

13.【答案】③①④② 

【解析】解：
①中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；
②中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；
③中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；
④中的两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；
故排序为：③①④②；
汽车牵引力做的功：
；
牵引力做的功率：
；
汽车消耗汽油12kg放出的能量：
，
汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率：
。
故答案为：③①④②；匀速行驶过程中，牵引力做的功是；功率为92000W；
汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是。
内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，同时需要掌握内燃机四冲程的特点；
已知牵引力和路程，根据求出牵引力做的功，再根据可求功率；
根据可求汽车消耗汽油12kg完全燃烧放出的能量，再根据求出汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率。
本题考查了内燃机的工作过程，功、功率以及热值的计算，考查面比较广，常见题目。
 

14.【答案】 

【解析】解：因为铝条质量分布均匀，则重心在其中点处，故AB的重心在AB的中点，又因为：：1……①，所以AB的中点到O的距离为动力臂；
因为铝条CD质量分布均匀，则重心在其中点处，即CD的中点到O的距离为阻力臂；
由密度公式可知：，，
所以，，
由杠杆平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂可得：，即：……②
解①②两式得：；
答：动力臂的长度为；
：：8。
铝条质量分布均匀，则重心在其中点，铝条AB的重心到支点的距离即为动力臂；
明确动力、动力臂和阻力、阻力臂，根据杠杆平衡条件列方程可求。
本题考查杠杆平衡条件及其应用的知识，明确动力、动力臂、阻力和阻力臂的表达式是解答本题的关键。
 

15.【答案】107 

【解析】解：甲烷完全燃烧能产生的热量：；
由题意知，水吸收的热量；
由得，水的质量：。
故答案为：107。
知道甲烷的体积和热值，利用求出的甲烷完全燃烧放出的热量；
由题意可知，水吸收的热量与甲烷完全燃烧放出的热量相等，根据的变形公式求出水的质量。
本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式和的掌握和运用，属于基础题。