广东省揭阳市空港区2023-2024学年物理九年级上册期末模拟试卷

试卷更新日期：2024-03-11 类型：期末考试

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一、单选题：本大题共7小题，共21分。

1. 承担发射任务的火箭顶部有一个标志性装置——逃逸塔，逃逸过程如图所示。一旦出现意外，逃逸塔的发动机会按指令点火工作，瞬间产生巨大推力，逃逸塔将带着轨道舱和返回舱加速与火箭分离，再借助于降落伞安全着陆，帮助飞船上的航天员脱离险境。若火箭顺利升空，逃逸塔完成飞船发射阶段的护航使命后，会自行与箭体分离。下列说法正确的是（　　）

A、发动机产生的推力是将燃料的化学能直接转化为机械能 B、逃逸塔带着航天员逃逸过程中动能不断增大 C、逃逸塔与箭体分离时，相对于火箭是静止的 D、逃逸塔弹射后，其表面与空气摩擦，内能增大

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2. 下列说法中错误的是（）

A、水沸腾后继续加热，水的温度会升高
B、能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生
C、热机的做功冲程是将内能转化为机械能
D、扩散现象说明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动

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3. 小红同学将相同的两只小灯泡 $L_{1}$ 和 $L_{2}$ 串联在电路中，如图所示，接通开关后发现灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 都不亮；当她用另一个相同规格的完好灯泡 $L_{3}$ 并接在 $L_{1}$ 两端时，发现三灯都不亮；当把 $L_{3}$ 并接在 $L_{2}$ 两端时，发现只有灯 $L_{3}$ 亮了。产生这一现象的原因分析，你认为合理的是（）

A、灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 都发生了断路
B、灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 都发生了短路
C、灯泡 $L_{1}$ 断路，灯泡 $L_{2}$ 短路
D、灯泡 $L_{1}$ 短路，灯泡 $L_{2}$ 断路

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4. 小勤在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（）

A、灯泡两端的最大电压是1.5V B、该电路中电源的最大功率是1.25W C、电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A D、滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω

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5. $2022$ 年 $10$ 月 $12$ 日，三名航天员在中国空间站的“问天”实验舱，为全国的中小学生进行了第三次天宫授课。下面关于太空生活的说法中合理的是（）

A、空间站核心舱中分子间不再存在相互作用的引力或斥力
B、航天器中各工作单元的电路都应采用串联方式，以便统一控制
C、太阳能电池板工作时，将太阳能转化为内能
D、实验舱中的 $L E D$ 屏幕，主要是由半导体材料制成的

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6. 电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重，它的核心部分是一只可变电阻，一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中 $R_{0}$ 为定值电阻， $R$ 为电阻式传感器，当控制其阻值从 $0$ 变为 $60 Ω$ ，测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，已知电源电压恒定不变。下列说法正确的是（）
$①$ 当通过传感器的电流为 $0.1 A$ 时， $P_{1} = 0.6 W$ ；
$② R_{0}$ 的阻值为 $15 Ω$ ；
$③$ 电源电压为 $7.5 V$ ；
$④$ 电路消耗的最大功率为 $3.75 W$ 。

A、 $① ③$ B、 $② ④$ C、 $① ② ③$ D、 $① ② ③ ④$

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7. 如图所示电路，小灯泡 $L_{1}$ 和 $L_{2}$ 的额定电压相同，闭合开关，小灯泡 $L_{1}$ 和 $L_{2}$ 心都发光且 $L_{1}$ 比 $L_{2}$ 亮，下列说法正确的是（）

A、通过 $L_{1}$ 灯丝的电流比通过 $L_{2}$ 灯丝的电流大
B、灯 $L_{1}$ 两端电压比灯 $L_{2}$ 两端屯压人
C、灯 $L_{1}$ 的电阻比灯 $L_{2}$ 的电阻人大
D、灯 $L_{1}$ 的额定功率比灯 $L_{2}$ 的额定功率小

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二、填空题：本大题共7小题，共21分。

8. 搓手能使手的温度升高，这是用的方法使手的内能增加。用煤气灶把 $1 k g$ 、初温为 $30 ℃$ 的水加热到 $80 ℃$ ，已知水的比热容 $4.2 \times 10^{3} J / (k g \cdot ℃)$ ，煤气的热值为 $4.2 \times 10^{7} J / k g$ ，煤气灶烧水的效率为 $50 %$ ，则此过程中消耗煤气的质量为 $g$ 。

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9. 如图所示，该装置用酒精灯加热，试管中水的温度升高，通过改变水的内能；加热一段时间后，橡皮塞被冲出，水蒸气的转化为橡皮塞；与热机中的冲程能量转化相同；试管中的水蒸气内能 $($ 减小 $/$ 增大 $/$ 不变 $)$ ，发生 $($ 物态变化 $)$ 形成“白气”。

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10. 如图所示电路中，电灯 $L$ 的电阻和电源电压不变，滑动变阻器的滑片 $P$ 从 $a$ 端移动到 $b$ 端时，电压表前后示数之比是 $3$ ： $1 .$ 滑片 $P$ 在 $a$ 端和在 $b$ 端时，电灯 $L$ 消耗的电功率之比为；若电灯的电阻为 $10 Ω$ ，滑动变阻器的最大阻值是 $Ω$ 。

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11. 如图所示的电路，电源电压为 $6 V$ ，闭合开关后发现电流表的指针未偏转，电压表的示数接近电源电压，则造成这一现象的原因可能是 $($ 选填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ” $)$ 处发生了。

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12. 能够提供电能的装置叫做；能把电能转化成其他形式的能的装置叫做；在电路中控制电路通断的装置叫做。

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13. 如图，电源电压为 $6 V$ 且保持不变，定值电阻 $R_{1}$ 的阻值为 $10 Ω$ ，定值电阻 $R_{2}$ 两端的电压为 $4 V$ ，闭合开关 $S$ ，则通过电阻 $R_{1}$ 的电流大小为 $A$ ：若通电 $5 m i n$ ，则电阻 $R_{2}$ 消耗的电能为 $J$ 。

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14. 学生用的语言复读机工作电压是 $6 V$ ，在工作电流是 $250 m A$ 时，则此复读机消耗的功率是 $W .$

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三、作图题：本大题共2小题，共5分。

15. 如图所示，有两根导线尚未连接，请用笔线代替导线补上．补上后要求：闭合电键，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电灯变亮，电压表的示数变大．

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16. 图中，将电源、电键、小灯三个元件符号填进电路的空缺处，要求电键闭合后：
$①$ 电流方向如图所示； $②$ 两灯都发光．

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四、实验探究题：本大题共4小题，共26分。

17. 电流表和电压表接入电路的方法和知道表面刻度的意义是正确使用它们的基础。
图 $1$ 中电路接线错误的是。
图 $2$ 中将“ $-$ ”和“ $3$ ”接线柱接入电路，量程是，分度值是。
图 $3$ 中，测量灯泡 $L_{2}$ 的电压，用笔线代替导线将电压表接入电路；
图 $4$ 中将“ $-$ ”和“ $3$ ”接线柱接入电路，量程是，分度值是。

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18. 小舟和小嘉两位同学分别探究“电流和电阻的关系”。小舟探究过程如下：
【实验步骤】
Ⅰ $.$ 根据设计的方案将阻值为 $5 Ω$ 的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，观察并记录相关数据；
Ⅱ $.$ 换用阻值为 $10 Ω$ 、 $20 Ω$ 的电阻，重复上述过程。
次数
电阻 $/ Ω$
电流 $/ A$

$1$

$5$

$0.30$

$2$

$10$

$0.20$

$3$

$20$

$0.12$
请你用笔画线代替导线，将电压表接入图甲电路中。
【得出结论】小舟对记录的数据进行处理，并绘制成图乙，据此得出的结论是。
【交流反思】小嘉用和小舟同样的器材进行实验却无法得出正确结论，其记录的数据如表所示，请你帮他分析原因：。

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19. 小科想知道标有“ $3.8 V$ ”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压 $6$ 伏恒定不变，滑动变阻器规格为“ $50 Ω 1 A$ ”。

(1)、请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。

(2)、正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表没有读数，电压表接近 $6 V$ ，由此判断故障是；

(3)、排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：
实验次数
$1$
$2$
$3$
$4$
$5$
发光情况
很暗
较暗
较亮
亮
很亮
电压 $U /$ 伏
$1$
$2$
$3$
$3.8$
$4.5$
电流 $I /$ 安
$0.2$
$0.22$
$0.25$
$0.30$
$0.34$
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是瓦；

(4)、小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于 $5$ 欧姆，小科的理由是。

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20. 如图所示，我国自主设计、建造的全超导托卡马克核反应实验装置 $-$ 东方超环 $(E A S T)$ ，在 $1$ 亿度超高温度下运行 $10$ 秒时间。

(1)、东方超环被称为人造太阳，其能量产生原理与太阳类似，通过原子核 $($ 选填“聚变”或“裂变” $)$ 释放出巨大的能量。

(2)、核反应实验装置中，用通电线圈产生的磁场，将超高温等离子体约束在磁场中，是利用电流的；要产生强磁场，线圈中需要很大的电流，线圈自身有一定的电阻，线圈中有大电流通过，会产生很高的热量，原因是电流具有 $($ 选填“热效应”或“磁效应” $)$ ；用超导材料绕制线圈，零下 $269 ℃$ 的超低温中工作，实现线圈的超导状态工作，即工作期间线圈的电阻值为。

(3)、人造太阳的加热功率为 $1.2 \times 10^{12} W$ ，利用人造太阳发电的效率为 $60 %$ ，则工作 $10$ 秒时间，发电量为 $k W \cdot h$ 。

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五、计算题：本大题共5小题，共27分。

21. 阅读短文，回答问题：
电热膜
电热膜是一种通电后能发热的新型电热器件，由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在聚酯薄膜间制成，如图甲所示．电热膜加热系统由电源、温控器、连接件、绝缘层、电热膜及饰面层构成．电源经导线连通电热膜，将电能转化为热能．将这种电热膜安装在房间地板下的地面上，热能就会源源不断地均匀传递到房间的每一个角落．
电热膜通电工作时没有发红、炽热现象产生，主要以辐射的方式散发热量，给人们的感觉像在露天阳光下一样温暖舒适，没有传统供暖系统所产生的干燥和闷热的感觉． $100 %$ 的电能输入被有效地转换成了超过 $66 %$ 的远红外辐射能和 $33 %$ 的对流热能．电热膜表面工作温度在 $40 ℃$ 左右，远远低于其老化温度，因此电热膜的寿命与建筑是同步的．
电热膜内部结构如图乙所示．经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨线两端与金属导线相连，形成网状结构．

在制造电热膜时，会出现不同区域导电墨线厚度不均匀的现象，厚的导电墨线电阻小．导电墨线电阻随温度变化的关系如图丙所示，这种温度特性的优点是，它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象，这是电热丝所不具备的，它保证了电热膜各处的温度均匀．
市售电热膜的额定电压为 $220 V$ ，按功率分一般有两种规格： $220$ 瓦每平米、 $400$ 瓦每平米． $220$ 瓦电热膜属于低温电热膜，主要应用于地暖行业； $400$ 瓦电热膜属于高温电热膜，主要用于除地暖以外的方面，温度最高可以达到 $70 - 80 ℃$ ，用于印刷烘干，药物烘干等．

(1)、电热膜工作时，各条导电墨线是采用方式连入电路的；

(2)、下列关于电热膜的说法中，错误的是____

A、电热膜是利用电流的热效应工作的 B、电热膜温度升高时发热功率会自动减小
C、聚酯薄膜是一种导电材料 D、电热膜的电热转换率比电热丝高

(3)、某根石墨线的局部导电材料脱落，如图丁中 $A$ 部分，这根墨线工作时的电功率____ ；

A、变大 B、变小 C、不变 D、以上三种情况均有可能

(4)、如图戊，请用笔画线代替导线，将两块铺设好的电热膜 $($ 黑色加粗处为接线柱 $)$ 与温控器、电源连接起来 $($ 笔画线不允许交叉 $)$ ；

(5)、某家庭装修时考虑用电热膜为房间进行取暖，若铺设面积为 $15 m^{2}$ ，则通电正常工作 $2$ 小时消耗的电能为 $k W \cdot h$ ．

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22. 标有” $220 V 800 W$ ”的电热器，正常工作 $1.25 h$ 消耗的电能为多少？

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23. 小勇同学在“伏安法”测电阻的实验中粗心地将电压表并联在滑动变阻器 $R_{2}$ 的两端 $($ 如图甲所示 $)$ ，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，他发现电压表的示数随电流表的增大而减小．请你推导出电压表的示数 $U_{2}$ 随电流表示数 $I$ 的变化关系式，并利用数学知识判断 $U_{2}$ 一 $I$ 关系图象应该是图乙中的哪一个． $($ 已知电源电压为 $U$ 不变，电路中电流为 $I$ ， $R_{1}$ 为定值电阻． $)$

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24. 在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器 $R_{0}$ 的最大阻值为 $100 Ω$ ，用于加热的电阻丝 $R_{1}$ 的阻值为 $55 Ω .$ 求闭合开关 $S$ 后：

(1)、电路中的最小电流 $($ 结果保留 $1$ 位小数 $)$ ；

(2)、电热丝的最大加热功率；

(3)、在最大加热功率下，用时 $100 s$ 可以将 $1 k g$ 常温牛奶温度升高多少？ $[$ 不考虑热量损失，牛奶的比热容为 $c = 2.5 \times 10^{3} J / (k g \cdot ℃)]$

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25. 小明房间新添了一台变频空调，部分参数如下表所示，变频空调工作时，可自动调节制冷功率，当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度，当室温达到设定温度后，空调的制冷功率随之减小，以维持室温基本不变．夏天的一晚，空调开机后以最大制冷功率工作 $0.5 h$ ，使室温将至设定温度，然后，空调又以某一恒定的功率工作了 $2.5 h$ ，全过程空调消耗的电能为 $1.8 K W . h$ ，求
型号
$X X X X$
功能
冷暖 $($ 辅助电加热 $)$
电源电压 $/ V$
$220$
制冷功率 $P_{冷} / K W$
变化范围 $0.1 ～ 1.4$
制冷室外环境温度
不高于 $43 ℃$

(1)、前 $0.5 h$ 消耗的电能是多少 $K W \cdot h$ ？

(2)、后 $2.5 h$ 空调工作的功率多少？

(3)、后 $2.5 h$ 通过空调的电流是多少．

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次数	电阻 $/ Ω$	电流 $/ A$
$1$	$5$	$0.30$
$2$	$10$	$0.20$
$3$	$20$	$0.12$

实验次数	$1$	$2$	$3$	$4$	$5$
发光情况	很暗	较暗	较亮	亮	很亮
电压 $U /$ 伏	$1$	$2$	$3$	$3.8$	$4.5$
电流 $I /$ 安	$0.2$	$0.22$	$0.25$	$0.30$	$0.34$

型号	$X X X X$
功能	冷暖 $($ 辅助电加热 $)$
电源电压 $/ V$	$220$
制冷功率 $P_{冷} / K W$	变化范围 $0.1 ～ 1.4$
制冷室外环境温度	不高于 $43 ℃$