2024教科版物理九年级下学期课时练--期末素养综合测试（一）（有解析）

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2024教科版物理九年级下学期
期末素养综合测试(一)
满分100分,限时60分钟
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分)
1.(2023四川自贡中考)近年来,我国在能源、信息与材料等领域取得了辉煌的成就。下列说法错误的是 (　　)
A.我国目前的核电站是利用原子核裂变发电的
B.风能、水能、太阳能、核能都是可再生能源
C.光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传输信息的
D.用超导材料制造输电线,可以大大降低输电线上的电能损耗
2.(2023四川成都中考)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是 (　　)
A.家庭电路中,电流过大一定是短路造成的
B.控制电灯的开关,应接在零线上
C.检修电路时,应先切断电源
D.电路起火,可用水扑灭
3.(2022湖北武汉中考)下列关于太阳能的说法正确的是 (　　)
A.太阳能属于二次能源
B.太阳能属于不可再生能源
C.太阳是一个巨大的“核能火炉”
D.太阳能电池直接将太阳能转化为化学能
4.(2023山东济南平阴二模)自然界中能量的展现形式是形形色色、多种多样的。它们之间可以相互转化或转移,下列现象属于能量转移的是 (　　)
A.阳光下棉被被晒得热乎乎的
B.滑滑梯时臀部有灼热的感觉
C.汽油机工作时带动汽车前进
D.使用电热水壶把凉水烧开
5.(2023江西南昌十七中二模)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是 (　　)
A.用湿抹布擦拭正在工作的电灯
B.家庭电路中,插座和电灯是并联的
C.使用测电笔时,手指需接触金属笔尖
D.只有大功率用电器才需要使用三孔插座
6.【新独家原创】2023年5月30日,河南驻马店打响麦子保卫战。为在降雨前抢收小麦,使用了四旋翼无人机照明,为夜间抢收小麦提供服务。下列说法正确的是 (　　)
A.四旋翼无人机利用气压差产生升力的原理飞行
B.悬停在空中时,无人机不需要消耗能量
C.地面工作人员通过电磁波控制无人机
D.小麦收割结束,无人机竖直匀速下降过程中,升力小于总重力
7.【物理跨生物】(2023山东广饶二模)学校STEM活动小组在“探究生态瓶稳定性”的活动中,需要设计制作一个生态瓶。关于生态瓶的讨论有以下几个观点,其中不正确的是 (　　)
A.我们看到植物是绿色的,是因为它反射绿色的光
B.瓶内绿色植物的光合作用可以把光能转化为化学能
C.从各个方向都能看到瓶内物体,这是光的漫反射
D.生态瓶放置一段时间后,瓶内上部有少量小水珠,这是汽化现象
8.(2023山东济南高新区二模)有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置及能量的分析正确的是 (　　)
A.能的总量是不变的,我们不需要节约能源
B.如果没有能量补充,装置最终会停下来
C.根据能量守恒定律,装置可以一直转动下去
D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
9.(2023广东广州番禺二模)波长在1 mm至1 cm之间的无线电波叫做毫米波,近年来利用毫米波制作的雷达被广泛应用于汽车领域。无线电波频段划分如图。则 (　　)
A.毫米波属于UHF频段的电磁波
B.毫米波在空气中的传播速度为340 m/s
C.频率为6×1010 Hz的毫米波波长比频率为8×1010 Hz的短
D.UHF和SHF频段的电磁波在真空中的传播速度相同
10.(2021四川攀枝花中考)关于能源信息与材料,下列说法不正确的是 (　　)
A.核反应堆中发生的链式反应,是可以控制的
B.化石能源和核能都属于可再生能源
C.5G和4G通信信号的电磁波在真空中传播的速度相等
D.若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗
二、填空题(每空3分,共21分)
11.(2023四川广安中考)汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分,燃油汽车多采用四冲程汽油机,它主要通过　　　　冲程获得动力。随着科技的发展,太阳能汽车进入了人们的视野,其主要通过将太阳能转化为电能来获得动力,太阳能是　　　　(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
12.(2023江西上饶六中模拟)如图所示,电热水壶应使用三脚插头,插头上E脚的导线应该与电热水壶的　　　　相连;用电热水壶烧水时,若不慎有水溅入旁边的插座里,可能导致电路　　　　,使空气开关跳闸。
13.(2023四川广元中考)某研学活动小组在实践活动期间,粗略测量了一农家柴火灶的热效率。同学们在柴火灶的铁锅里倒入5 kg水。盖上锅盖,完全燃烧了1 kg干木柴使水温从20 ℃升高到80 ℃,水吸收的热量为　　　　J,该柴火灶的热效率为　　　　。[水的比热容是4.2×
103 J/(kg·℃),这种干木柴的热值是1.0×107 J/kg]
14.小明利用综合实践活动中学习到的知识,在家计算燃气灶的热效率。在标准大气压下,将质量为5 kg、初温20 ℃的冷水利用燃气灶加热到沸腾,燃气表显示消耗了0.05 m3天然气,该燃气灶在上述工作过程中的热效率为　　　　。[已知q天然气=4×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、作图题(6分)
15.(2023陕西西安经开一中模拟)如图,利用无线遥控开关同时控制两只“220 V　40 W”螺口电灯,而且两灯均能正常发光,根据安全用电原则,请将无线遥控开关、电灯和三孔插座接入到家庭电路中。
四、解答题(共33分)
16.[含评分细则](2023江苏常州实验中学模拟)(7分)为了保护环境,我国大力发展电动汽车替代传统燃油汽车。表中是某种电动汽车的部分参数,假设车上只有司机一人,质量为60 kg,汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的0.04倍,电动汽车充满电后以节电模式匀速行驶20 km,电池剩余容量为38 kW·h。(g=10 N/kg)求:
空车质量 1 380 kg
电池容量 42 kW·h
最高时速 120 km/h
最大功率 100 kW
(1)电动汽车匀速行驶20 km,牵引力所做的功;
(2)电动汽车电能转化为机械能的转化效率。
17.[含评分细则](2021甘肃武威中考)(8分)如图甲所示是某家用多功能电炖锅,深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能:高温炖,中温煮和低温熬,图乙是它的简化电路图,如表是该电炖锅的部分参数。[ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃),g=10 N/kg]
(1)开关S1、S2处于什么状态,电炖锅为低温挡,说明判断依据;
(2)求R1、R2的阻值;
(3)在标准大气压下,使用高温挡将初温是12 ℃的一锅水烧开,若电炖锅高温挡加热效率为80%,求烧开一锅水需要的时间。
项目 参数
电源电压/V 220
中温挡功率/W 400
高温挡功率/W 1 100
容积/L 1
18.(2023江苏南通启东一模)(18分)阅读短文,回答问题。
扫地机器人的“眼睛”
　　扫地机器人能自动避开障碍物,像是长了眼睛,它的“眼睛”是什么呢 目前市面上大部分机型使用的是红外探测器。红外探测器测距的原理如图所示,红外发射器以一定的角度发射红外光束,光束遇到物体被反射,再通过有滤光作用的凸透镜(又叫滤镜)后照射到CCD检测器上的某一位置,该位置不在透镜的主光轴(中心线)上,偏离的距离叫偏移值L。根据几何关系可知:物体离传感器越远,L就越小。在知道了偏移值L、两中心线间距X以及滤镜的焦距f后,可以计算得到距离D,也就知道物体有多远了。
CCD检测器能将测得的光信号转化为电信号,电信号的大小叫做探测器的输出值,输出值与偏移值L成正比,L增大2倍,输出值也增大2倍,当然有例外,当D很小时,L值较大,光点可能超出探测器的探测范围,即L超过某一值时,输出值会随着L的增大而快速变小,直至变为零;当D很大时,L值又会很小,这时检测器能否分辨得出这个很小的L值成为关键,也就是说CCD的分辨率决定能不能获得足够精确的L值,要检测越远的物体,对CCD的分辨率要求就越高,所以通常的探测器只能在一定的范围内有效测量距离D。
扫地机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数,测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表。真空度指主机内部与外界的气压差。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。
真空度/Pa 400 450 500 550 600
风量/(m3/s) 0.025 0.02 0.017 0.015 0.013
吸入功率/W 10.00 8.50 8.25 7.80
(1)红外发射器发射的红外光束,遇到物体时会发生　　　　;滤镜对光有　　　　(填“会聚”或“发散”)作用。机器人工作时,主机内部的气压　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)大气压而产生吸力。
(2)若某品牌红外探测器:甲探测范围10 cm~80 cm,乙探测范围20 cm~150 cm,则　　　　(填“甲”或“乙”)的CCD检测器分辨率较低。
(3)由表中数据可知,当风量为0.02 m3/s时,若吸尘电机的输入功率为25 W,此时其效率为　　　　%;上述风量下,5 min内通过吸尘电机排出的空气质量为　　　　kg。(取ρ空气=
1.3 kg/m3)
(4)文中所述的红外探测器的输出值与到物体的距离D的关系图像大致为　　　　。
　　　　　　
　　　　　　
(5)某型号扫地机器人呈圆盘形,圆盘的直径是30 cm,工作时的行走速度约为5 m/min,空房间长4.8 m、宽4.3 m,它沿4.3 m的宽边从一侧走到另一侧需要　　　min;要将整个空房间清扫一遍至少需要　　　min。
答案全解全析
1.B　核能是不可再生能源,B错误。
2.C　家庭电路中电流过大的原因有二,短路或过载,A错误;控制电灯的开关,应接在火线与电灯之间,B错误;检修电路时,为防止触电,应先切断电源,C正确;生活用水是导体,电路起火时,不可用水扑灭,D错误。
3.C　太阳能可以从自然界直接获取,为一次能源;太阳能取之不尽、用之不竭,属于可再生能源,并且清洁无污染;太阳的能量来自其内部的核聚变反应,太阳可视为一个巨大的“核能火炉”;太阳能电池直接将太阳能转化为电能。
4.A　阳光下棉被被晒得热乎乎的,是通过热传递改变物体的内能,属于能量的转移;滑滑梯时臀部有灼热的感觉,是通过克服摩擦做功,将机械能转化为内能;汽油机工作时带动汽车前进,是将汽油燃烧所产生的内能转化为机械能;使用电热水壶把凉水烧开,是将电能转化为内能,后三者均属于能量的转化。
5.B　湿抹布是导体,用湿抹布擦拭正在工作的电灯,容易发生触电,A错误;家庭电路中,插座和电灯是并联的,B正确;使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,手指接触金属笔尖会造成触电,C错误;有金属外壳的用电器和大功率用电器都需要使用三孔插座,D错误。
6.C　无人机是利用力的作用是相互的原理来飞行的,A错误;悬停在空中时,机翼在不停地转动,需要消耗能量,B错误;地面工作人员通过电磁波控制无人机,C正确;竖直匀速下降过程中,无人机处于平衡状态,升力等于总重力,D错误。
7.D　绿色植物是不透明的,我们看到植物是绿色的,是因为植物把绿色的光反射到我们的眼睛里,A正确;绿色植物的光合作用可以把光能转化为化学能,B正确;从各个方向都能看到瓶内物体,这是光的漫反射,C正确;小水珠是由水蒸气液化形成的,D错误。
8.B　能的转化和转移具有方向性,我们能利用的能只会越来越少,故需要节约能源,A错误;该装置转动时由于存在摩擦等因素,会有一部分能量转化为内能,机械能会逐渐变小,如果没有能量补充,装置最终会停下来,B正确,C错误;装置在运动的过程中,小球的高度变化时,重力势能发生改变,速度变化时,动能发生改变,故存在重力势能和动能的相互转化,D错误。
9.D　毫米波的波长范围为10-3 m~10-2 m,是极高频波,属于EHF频段,A错误;毫米波也是电磁波,在空气中的传播速度约为3×108 m/s,B错误;在同种介质中,电磁波的频率越高,波长越短,C错误;UHF和SHF频段的电磁波在真空中的传播速度相同,D正确。
10.B　化石能源和核能短时间内不可再生,都属于不可再生能源。
11.做功　可再生
解析　汽油机的做功冲程是利用高温高压燃气对外做功,把内能转化为机械能,给汽车提供动力。太阳能来源于太阳内部源源不断的核聚变过程中释放的能量,可以视其为取之不尽、用之不竭的,属于可再生能源。
12.金属外壳　短路
解析　电热水壶应使用三脚插头,插头上E脚的导线应该与电热水壶的金属外壳相连;用电热水壶烧水时,若不慎有水溅入旁边的插座里,可能导致电路短路,使空气开关跳闸。
13.1.26×106　12.6%
解析　5 kg的水从20 ℃升高到80 ℃吸收的热量为Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×
5 kg×(80 ℃-20 ℃)=1.26×106 J,
1 kg的干木柴完全燃烧放出的热量Q=mq干木柴=1 kg×1×107 J/kg=1×107 J,
柴火灶的热效率η===12.6%。
14.84%
解析　水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×106 J;天然气完全燃烧放出的热量Q放=q天然气V=4×107 J/m3×0.05 m3=2×106 J;η===84%。
15.如图所示
解析　两只“220 V　40 W”电灯在家庭电路中并联才能正常工作,又因为无线遥控开关同时控制两灯,所以无线遥控开关在干路上,即两灯泡并联后再与无线遥控开关串联,灯泡的螺旋口要接零线;三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
16.解析　(1)汽车和人的总重力G=(m1+m2)g=(1 380 kg+60 kg)×10 N/kg=1.44×104 N, (1分)
匀速行驶时,
F=f=0.04G=0.04×1.44×104 N=576 N, (2分)
牵引力做的功
W=Fs=576 N×20×103 m=1.152×107 J; (1分)
(2)电动汽车消耗的电能W总=42 kW·h-38 kW·h=4 kW·h=1.44×107 J, (1分)
η===80%。 (2分)
17.解析　(1)由电路图可知,当开关S1断开,S2接A时,电阻R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由P=可知,总功率最小,所以此时电炖锅为低温挡; (1分)
(2)由电路图可知,当S2接A,S1闭合时,R2被短路,只有电阻R1接入电路,电炖锅处于中温挡,由P=得,R1===121 Ω; (1分)
当S2接B,S1闭合时,R1、R2并联,电炖锅处于高温挡,则此时R2的功率为P2=P高-P中=
1 100 W-400 W=700 W,R2==≈69.14 Ω; (2分)
(3)水的质量m=ρ水V=1×103 kg/m3×1×10-3 m3=1 kg,水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×
103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-12 ℃)=3.696×105 J, (2分)
由η=得,消耗的电能W===4.62×105 J, (1分)
由P=得,烧开一锅水需要的时间t===420 s。 (1分)
18.(1)反射　会聚　小于　(2)甲　(3)36　7.8　(4)D　(5)0.8　13.7
解析　(1)红外发射器发射的红外光束遇到物体时会发生反射;滤镜对光有会聚作用;扫地机器人工作时内部空气流速快,压强小,灰尘在大气压的作用下进入内部;(2)要检测越远的物体,对CCD的分辨率要求就越高,因为甲探测范围为10 cm~80 cm、乙探测范围为20 cm~150 cm,所以乙的CCD检测器可以探测更远的物体,乙的分辨率较高,甲的较低;(3)真空度与风量的乘积在数值上恰好等于吸入功率,故当风量为0.02 m3/s时,吸入功率P=9 W,η===36%;当风量为0.02 m3/s时,5 min内通过吸尘电机排出的空气体积V=0.02 m3/s×5×60 s=6 m3,5 min内通过吸尘电机排出的空气质量为m=ρ空气V=1.3 kg/m3×6 m3=7.8 kg;(4)正常情况下,物体离探测器越远,D值越大,L就越小,输出值也越小;但当D很小时,L值较大,光点可能超出探测器的探测范围,即L超过某一值时,输出值会随着L的增大而快速变小,直至变为零,也就是说,当D小于某一值时,输出值会随D的减小而快速变小,直至变为零,D图符合题意;
(5)扫地机器人沿4.3 m的宽边从一侧走到另一侧的路程s=4.3 m-0.3 m=4 m,需要的时间t===0.8 min;由于空房间长4.8 m,共沿4.3 m的宽边行走的次数n==16次,总时间t1=16t=16×0.8 min=12.8 min,由沿4.3 m的宽边拐到沿4.8 m的长边所用的时间t2==0.9 min,将整个空房间清扫一遍至少需要的时间t'=t1+t2=12.8 min+0.9 min=
13.7 min。
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