福建省厦门市大同中学2023-2024学年九年级上学期段考物理试卷（12月份）

2023-2024学年福建省厦门市大同中学九年级（上）段考物理试卷（12月份）一、选择题1．（4分）已知一根火柴的质量约为0.1g，火柴棍的热值约为1.2×107J/kg，火柴燃烧时每秒产生的内能最接近（）A．1200J B．120J C．12J D．1.2J2．（4分）如图，电源电压10V保持不变，R＝20Ω，电流表示数为2A，如果用一个10Ω的定值电阻替换R，则电流表示数将变为（）A．1A B．2.5A C．3A D．4A3．（4分）如图电路。闭合开关，灯L1、L2正常发光，电流表和电压表均有示数。过一会儿，灯L1突然熄灭，电流表示数变小，电压表示数为零。此过程出现的故障是（）A．L1短路 B．L1灯丝烧断 C．导线a或b开路 D．导线c或d开路二、填空题4．（4分）定值电阻R的阻值为10Ω，小灯泡L的I﹣U图象如图。若将R和L并联后接在5V的电源上，则电路的总电流为A；若将R和L串联后接在8V的电源上，则L的电功率为W。5．（4分）如图所示的家庭电路，闭合开关，电灯不亮。小明用测电笔接触b点时氖管发光，说明间是连通的。小明继续用测电笔接触d时氖管发光，可以判断电路中至少有处发生开路。三、解答题6．（14分）阅读短文，回答文后的题目：随着只能手机的日益普及，人们的日常生活发生了翻天覆地的变化。人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的一个重要部分，目前正朝着大容量、快蓄电、长待机的方向发展。常用的手机充电器（如图甲所示）通过查阅资料了解到手机充电器的作用是将高压交流电变为低压直流电，通常是将220V的输入电压降到10V左右输出无线充电就是不借助数据线等导线对手机进行充电，现阶段使用较多的一种无线充电技术的原理如图乙、丙所示，当充电器线圈接通交流电源后，当手机（受电线圈）放在充电器上的时候手机充电器输入100～240V50/60Hz18A输出5V﹣2A或10V﹣4A或11V﹣6A（1）如图甲所示，该充电器的最大输出功率为W；某款手机锂电池上标有“电压：3.7V容量：5000mA•h”字样，该电池充满电后J。如果用甲图充电器给该手机充电，为了验证该充电器再给手机充电时是否达到最大功率，还需要测量的物理量是。（2）为了防止充电时手机的温度过高，在制造手机的时候散热部件应选用导热快、比热容（选填“大”或“小”）的材料。（3）小明认为无线充电的方式可以使充电过程中能量利用率达到100%，你认为小明的观点，理由。（4）当手机快没电时，要延长使用的时间，以下措施不可行的是。A.将通话模式由语音改为视频B.将屏幕的亮度调暗些C.调小音量D.关闭不需要的后台运行程序7．（26分）2022年卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为50%的土壤中生长。（一）灌溉技术（1）传统灌溉采用如图1所示的喷洒技术，这会导致草叶灼伤，原因是：水喷洒在草叶上，透过水珠可见叶面正立、放大的（虚/实）像，水珠作为透镜，对阳光有作用。（2）技术团队选择如图3所示的地下渗透灌溉新技术，该技术既可避免草叶灼伤，又可节水。（二）电阻测量（3）自动灌溉系统需要湿敏电阻Rx，小明把Rx放入湿度为50%的土壤内，设计如图4所示的电路，测量Rx的阻值。（4）图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并以笔画线重新连接该导线。实验序号①②③电压表示数U/V1.12.6电流表示数I/A0.10.26Rx/Ω（5）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到（A/B）端。（6）闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表格所示。实验②的数据如图5所示V，电流表示数为A，根据实验①②③的数据可得：湿度为50%的土壤内Rx的阻值为Ω。（三）装置设计（7）湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图象如图6所示。已知：蓄电池电压恒为6V；电磁继电器（如图7所示的元件A）线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电阻不计；电动机的额定电压为220V。请以笔画线代替导线完成图7所示的电路连接，当土壤湿度低于50%时，电动机转动送水，电动机不转停止送水。（8）定值电阻R0的阻值为Ω。（9）生物学家正在培育新品黑麦草，能在湿度低于50%的土壤中生长，一旦成功0应换用阻值更的定值电阻。8．（13分）为了检验飞船舱门的密封性能，科研人员将待检验的舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中（如图）。先对舱体M充入压强为1×105Pa的空气，然后把空腔N抽成真空，若舱门漏气，舱体M中的压强将减小，空腔N中的压强将增大。其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻，整个过程温度不变。电路中R0的阻值为20Ω，电源电压为12V，压敏电阻RM、RN的阻值随气压变化的关系如表：压敏电阻受到气压（×105Pa）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0压敏电阻对应的电阻值（Ω）1008060443025201612108（1）若舱门不漏气，单刀双掷开关S接b时，R0两端电压为多少V？（2）若空气从舱体M中逸出，经过一段时间后，M、N中的压强相等5Pa。若开关S接在a处，此时整个电路消耗的总功率是多少W？（3）在检验过程中的某时刻，开关接a时压敏电阻RM两端电压为4.5V；开关接b时压敏电阻RN两端电压为9V，则此时舱体M内外气压差是多少Pa？9．（14分）下图是某美发用电吹风电路原理图，R1、R2为电热丝，M为电动机。闭合S1，开关S2分别接通ab、bc、cd时可实现冷风、暖风和热风转换。电吹风部分数据如下表。求：（1）电热丝R1的电阻值。（2）已知R2阻值为44Ω，求吹热风时电吹风的额定功率。（3）电吹风出风口的横截面积为3×10﹣3m2，正常工作出风口风速为10m/s，则吹暖风时，吹出来的风的温度升高了多少？空气的比热容取1.0×103J/（kg•℃），空气的密度取1.0kg/m3，不计热量损失。额定电压220V额定功率冷风暖风热风88W638W10．（13分）音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色（1）第10s时红灯两端的电压为100V，求此时通过红灯的电流；（2）请计算25～30s内红灯和绿灯消耗的总电能；（3）图乙是控制喷泉水柱工作的模拟电路。AB两端输入如图丙所示的周期性变化的UAB，定值电阻R＝2Ω，D为特殊电子元件，当UAB＜6V时，D两端的电压UD＝UAB；当UAB≥6V时，UD恒为6V不变。已知当通过R的电流满足I≥2A时，电路启动喷水，请计算分析：该电路工作10min2023-2024学年福建省厦门市大同中学九年级（上）段考物理试卷（12月份）参考答案与试题解析一、选择题1．（4分）已知一根火柴的质量约为0.1g，火柴棍的热值约为1.2×107J/kg，火柴燃烧时每秒产生的内能最接近（）A．1200J B．120J C．12J D．1.2J【答案】B【解答】解：一根火柴完全燃烧所释放出的热量：Q放＝m火q＝0.0001kg×1.8×107J/kg＝1200J；燃烧一根火柴的时间大约是10s＝120J。故选：B。2．（4分）如图，电源电压10V保持不变，R＝20Ω，电流表示数为2A，如果用一个10Ω的定值电阻替换R，则电流表示数将变为（）A．1A B．2.5A C．3A D．4A【答案】B【解答】解：根据电路图可知，R与虚线框内的电阻并联；由I＝可得并＝＝＝5Ω，虚线框内所有电阻的等效电阻为R′，由并联电路电阻的特点：＝+，代入数据，＝+，解得R′＝Ω；用一个10Ω的定值电阻替换R，虚线框内的电阻均保持不变＝+，代入数据，＝+，解得，R″＝4Ω，电流表示数将变为：I′＝＝＝2.6A，故选：B。3．（4分）如图电路。闭合开关，灯L1、L2正常发光，电流表和电压表均有示数。过一会儿，灯L1突然熄灭，电流表示数变小，电压表示数为零。此过程出现的故障是（）A．L1短路 B．L1灯丝烧断 C．导线a或b开路 D．导线c或d开路【答案】C【解答】解：由图可知，该电路为并联电路，电压表测量的是电源的电压；闭合开关，灯L1、L2正常发光，电流表和电压表均有示数，灯L7突然熄灭，电流表示数变小，电路中有一条支路发生了断路现象；电压表示数为零，说明电压表的正负接线柱与电源是断开的；A、L1短路，则整个电路短路，两个电表都无示数；B、L1灯丝烧断，干路中的电流减小，有示数；C、导线a或b开路7的支路没有接到电路中，电流表示数减小，电压表无示数；D、导线c或d开路1的支路接到电路中，灯L1、L6仍然正常发光，电流表示数不变，电压表无示数。故选：C。二、填空题4．（4分）定值电阻R的阻值为10Ω，小灯泡L的I﹣U图象如图。若将R和L并联后接在5V的电源上，则电路的总电流为0.8A；若将R和L串联后接在8V的电源上，则L的电功率为1.5W。【答案】0.8；1.5。【解答】解：（1）若将R和L并联后接在5V的电源上，由图象知此时通过小灯泡的电流为IL＝0.5A；根据欧姆定律I＝知，通过定值电阻R的电流为：IR＝＝＝0.6A，根据并联电路电流的规律知，干路中的电流是：I＝IL+IR＝0.3A+8.5A＝0.6A；（2）若将甲、乙串联后接在8V电路中，且通过各电阻的电流相等，此时电路中的电流是I′＝0.5AL′＝5V，此时定值电阻两端的电压为：UR＝I′R＝0.8A×10Ω＝3V，此时电源电压为U′＝UL′+UR＝5V+6V＝8V，符合题意；此时小灯泡的功率为：PL＝ULI′＝5V×3.3A＝1.8W。故答案为：0.8；8.5。5．（4分）如图所示的家庭电路，闭合开关，电灯不亮。小明用测电笔接触b点时氖管发光，说明ab间是连通的。小明继续用测电笔接触d时氖管发光，可以判断电路中至少有1处发生开路。【答案】ab；1【解答】解：如图，闭合开关后，发现在a，氖管都发光、b都与火线连通，氖管不发光，则故障可能是bc之间发生了开路，氖管不发光，因为bc之间断路。故答案为：ab；1。三、解答题6．（14分）阅读短文，回答文后的题目：随着只能手机的日益普及，人们的日常生活发生了翻天覆地的变化。人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的一个重要部分，目前正朝着大容量、快蓄电、长待机的方向发展。常用的手机充电器（如图甲所示）通过查阅资料了解到手机充电器的作用是将高压交流电变为低压直流电，通常是将220V的输入电压降到10V左右输出无线充电就是不借助数据线等导线对手机进行充电，现阶段使用较多的一种无线充电技术的原理如图乙、丙所示，当充电器线圈接通交流电源后，当手机（受电线圈）放在充电器上的时候手机充电器输入100～240V50/60Hz18A输出5V﹣2A或10V﹣4A或11V﹣6A（1）如图甲所示，该充电器的最大输出功率为66W；某款手机锂电池上标有“电压：3.7V容量：5000mA•h”字样，该电池充满电后66600J。如果用甲图充电器给该手机充电，为了验证该充电器再给手机充电时是否达到最大功率，还需要测量的物理量是充电时间。（2）为了防止充电时手机的温度过高，在制造手机的时候散热部件应选用导热快、比热容大（选填“大”或“小”）的材料。（3）小明认为无线充电的方式可以使充电过程中能量利用率达到100%，你认为小明的观点不正确，理由充电过程中会有能量损失。（4）当手机快没电时，要延长使用的时间，以下措施不可行的是A。A.将通话模式由语音改为视频B.将屏幕的亮度调暗些C.调小音量D.关闭不需要的后台运行程序【答案】（1）66；66600；充电时间；（2）大；（3）不正确；充电过程中会有能量损失；（4）A。【解答】解：（1）根据参数可知，充电器的最高输出电压为11V，所以输出的最大电功率为：P输出＝UI＝11V×6A＝66W；电池充满电后，储存的电能为：W＝UIt＝3.8V×5000×10﹣3A×3600s＝66600J；为了验证该充电器在给手机充电时是否能达到最大功率，由P＝；（2）因为质量相等，比热容大的物质，吸热较多，手机的散热部件应选用导热快；（3）充电线圈有电阻，充电过程中有电能转化为内能，充电效率一定小于100%；（4）将屏幕的亮度调暗些、调小音量，当手机快没电时可以延长使用的时间，故A选项措施不可行。故答案为：（1）66；66600；（2）大；（3）不正确；充电过程中会有能量损失；（4）A。7．（26分）2022年卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为50%的土壤中生长。（一）灌溉技术（1）传统灌溉采用如图1所示的喷洒技术，这会导致草叶灼伤，原因是：水喷洒在草叶上，透过水珠可见叶面正立、放大的虚（虚/实）像，水珠作为凸透镜，对阳光有会聚作用。（2）技术团队选择如图3所示的地下渗透灌溉新技术，该技术既可避免草叶灼伤，又可节水减少水的蒸发。（二）电阻测量（3）自动灌溉系统需要湿敏电阻Rx，小明把Rx放入湿度为50%的土壤内，设计如图4所示的电路，测量Rx的阻值。（4）图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并以笔画线重新连接该导线。实验序号①②③电压表示数U/V1.12.6电流表示数I/A0.10.26Rx/Ω（5）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到B（A/B）端。（6）闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表格所示。实验②的数据如图5所示1.8V，电流表示数为0.2A，根据实验①②③的数据可得：湿度为50%的土壤内Rx的阻值为10Ω。（三）装置设计（7）湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图象如图6所示。已知：蓄电池电压恒为6V；电磁继电器（如图7所示的元件A）线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电阻不计；电动机的额定电压为220V。请以笔画线代替导线完成图7所示的电路连接，当土壤湿度低于50%时，电动机转动送水，电动机不转停止送水。（8）定值电阻R0的阻值为20Ω。（9）生物学家正在培育新品黑麦草，能在湿度低于50%的土壤中生长，一旦成功0应换用阻值更小的定值电阻。【答案】（1）虚；凸；会聚；（2）减少水的蒸发；（4）见解答图；（5）B；（6）1.8；0.2；10；（7）见解答图；（8）20；（9）小。【解答】解：（1）小水滴接近圆形，所以其相当于一个焦距很小的凸透镜、放大的虚像；（2）地下渗透灌溉新技术，该技术既可避免草叶灼伤，节水的原因是减小水的表面积；（4）电压表应与湿敏电阻并联接入电路，如图：；（5）为了保护电路，闭合开关S前，即B端；（6）电压表接入电路的是小量程，分度值为0.1V；电流表接入电路的是小量程，分度值为4.02A；根据欧姆定律可得：R1＝＝＝11Ω，R2＝＝＝5Ω，R3＝＝＝10Ω，则湿敏电阻的阻值：Rx＝＝＝10Ω；（7）图中电磁继电器相当于开关，应控制火线，如图：；（8）衔铁被吸下时电路总电阻：R＝＝＝30Ω，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则定值电阻R3＝R﹣Rx＝30Ω﹣10Ω＝20Ω；（9）生物学家正在培育新品黑麦草，能在湿度低于50%的土壤中生长，通过控制电路的电流不变，根据串联电路电阻规律可知需减小定值电阻的阻值。故答案为：（1）虚；凸；会聚；（4）见解答图；（6）1.8；10；（8）20。8．（13分）为了检验飞船舱门的密封性能，科研人员将待检验的舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中（如图）。先对舱体M充入压强为1×105Pa的空气，然后把空腔N抽成真空，若舱门漏气，舱体M中的压强将减小，空腔N中的压强将增大。其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻，整个过程温度不变。电路中R0的阻值为20Ω，电源电压为12V，压敏电阻RM、RN的阻值随气压变化的关系如表：压敏电阻受到气压（×105Pa）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0压敏电阻对应的电阻值（Ω）1008060443025201612108（1）若舱门不漏气，单刀双掷开关S接b时，R0两端电压为多少V？（2）若空气从舱体M中逸出，经过一段时间后，M、N中的压强相等5Pa。若开关S接在a处，此时整个电路消耗的总功率是多少W？（3）在检验过程中的某时刻，开关接a时压敏电阻RM两端电压为4.5V；开关接b时压敏电阻RN两端电压为9V，则此时舱体M内外气压差是多少Pa？【答案】（1）若舱门不漏气，且单刀双掷开关S接b时，R0两端电压为2V；（2）若开关S接在a处，此时整个电路消耗的总功率是3.2W；（3）此时舱体M内外气压差是6×104Pa。【解答】解：（1）由电路图可知，当单刀双掷开关S接b时，RN与R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，N为真空时，RN＝100Ω，根据欧姆定律可得，电路中的电流为Ib＝＝＝＝0.1A，R7两端电压U0＝IbR0＝3.1A×20Ω＝2V；（2）查表可知，M、N中的气压值均为4.5×105Pa时，RM、RN的电阻值均为25Ω，开关S接在a处时，RM与R3串联，电路中的总电阻R＝RM+R0＝25Ω+20Ω＝45Ω，整个电路消耗的总功率：P＝＝＝3.2W；（3）开关接a，且压敏电阻RM两端电压为3.5V时，根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知：R0两端电压：U3a＝U﹣UM＝12V﹣4.5V＝7.5V，此时电路中电流为：Ia＝＝＝4.375A，RM的阻值为：RM＝＝＝12Ω，查表可知，M中的气压值为0.8×108Pa，开关接b，且压敏电阻RN两端电压为9V时，R0两端电压：U5b＝U﹣UN＝12V﹣9V＝3V，此时电路中电流为：Ib＝＝＝7.15A，RN的阻值为：RN＝＝＝60Ω，查表可知，N中的气压值为8.2×105Pa，所以，此时舱体M内外的气压差为：Δp＝PM﹣PN＝2.8×105Pa﹣6.2×105Pa＝7×104Pa。答：（1）若舱门不漏气，且单刀双掷开关S接b时，R0两端电压为3V；（2）若开关S接在a处，此时整个电路消耗的总功率是3.2W；（3）此时舱体M内外气压差是5×104Pa。9．（14分）下图是某美发用电吹风电路原理图，R1、R2为电热丝，M为电动机。闭合S1，开关S2分别接通ab、bc、cd时可实现冷风、暖风和热风转换。电吹风部分数据如下表。求：（1）电热丝R1的电阻值。（2）已知R2阻值为44Ω，求吹热风时电吹风的额定功率。（3）电吹风出风口的横截面积为3×10﹣3m2，正常工作出风口风速为10m/s，则吹暖风时，吹出来的风的温度升高了多少？空气的比热容取1.0×103J/（kg•℃），空气的密度取1.0kg/m3，不计热量损失。额定电压220V额定功率冷风暖风热风88W638W【答案】见试题解答内容【解答】解：由图知，闭合S1，开关S2接通ab时，电阻丝不连入；开关S4接通bc时，电动机和电阻丝R1并联，连入电阻较大可知此时加热功率较小；开关S7接通cd时，电动机1、电阻丝R2并联，连入电阻较小可知此时加热功率较大。（1）闭合S1、开关S2接通bc时，电动机和电阻丝R2并联，送出的是暖风，则电阻丝R1的功率：PR1＝638W﹣88W＝550W，由P＝可得1的电阻值：R1＝＝＝88Ω；（2）开关S7接通cd时，电动机1、电阻丝R2并联，送出的是热风，电阻丝R2的功率：PR2＝＝＝1100W，吹热风时电吹风的额定功率：P热＝P暖+PR2＝638W+1100W＝1738W；（3）由题知，电吹风出风口的横截面积S＝5×10﹣3m2，出风口风速v＝10m/s，则时间t内吹出风的体积：V＝Svt，吹出风的质量：m＝ρV＝ρSvt，空气吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝cρSvt×Δt，吹暖风时产生的热量：Q放＝WR7＝PR1t＝550W×t，不计热量损失，Q吸＝Q放，即：cρSvt×Δt＝550W×t，化简可得：cρSvΔt＝550W，代入数据有：1.4×103J/（kg•℃）×1.8kg/m3×3×10﹣7m