河南省新乡市封丘县2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份河南省新乡市封丘县2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1. 我国高铁技术处于世界领先水平。为确保冬季雨雪天气的行车安全，铁路部门安装了铁路道岔智能融雪系统，当铁轨温度低于一定值时，对道岔上的元件通电熔化冰或雪，这是利用了电流的________效应，请你写出一个日常生活中利用该效应工作的用电器：_________（合理即可）。
【答案】热；电热水器
【解析】当铁轨温度低于一定值时，对道岔上的元件通电熔化冰或雪，电流通过导体时会产生热量，这是利用了电流的热效应。日常生活中利用电流热效应工作的用电器有很多，比如电热水器，它是利用电流通过电阻丝产生热量来加热水；还有电烙铁，通过电流热效应使烙铁头升温用于焊接等。这里合理写出一个即可，如电热水器。
2. 如图，卷尖被称为“黄河味道”的特色美食。用蒸笼蒸卷尖时通过_________的方式改变了内能，打开蒸笼盖香味扑鼻而来，这是________现象。
【答案】热传递；扩散
【解析】用蒸笼蒸卷尖时，卷尖吸收热量温度升高，是通过热传递的方式增大内能的。
打开蒸笼盖，香味扑鼻而来，这是香味分子进入到空气中，发生扩散的结果，扩散现象反映了的分子在做无规则运动。
3. 图是学校楼道中安装的应急照明灯，外部供电线路有电时应急灯不亮。供电线路对应急照明灯内的蓄电池充电时，蓄电池相当于_________（选填“电源”或“用电器”）；1kW·h的电能可以让一个标有“36V 20 W”的应急灯泡正常工作________h。
【答案】用电器；50
【解析】电源提供电能，而用电器消耗电能。供电线路对应急照明灯内的蓄电池充电时，蓄电池消化电能，所以相当于用电器。
灯泡正常工作时的功率为P额=20W，1kW·h的电能可以供该应急灯泡正常工作的时间为
4. 物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。如图，用毛巾摩擦过的塑料棒吸引地毯上的碎纸屑，说明塑料棒带了_________；冬季供暖系统以水作为传热介质是利用水的________大的特性；我国长征五号运载火箭以液氢作燃料是由于液氢的_________较大。
【答案】电荷；比热容；热值
【解析】由于带电的物体能吸引轻小物体，所以，摩擦过的塑料棒吸引地毯上的碎纸屑，说明塑料棒带了电荷。北方房屋中的“地暖”用水作为介质，是因为水的比热容较大，在相同条件水可以放出更多的热量。火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。
5. 小华家十一月底电能表的示数为756.8kW·h，十二月底家用电能表如图4所示，若电费标准为0.6元每千瓦时，则小华家十二月应缴电费________元。某次小华关闭家中其他用电器，只让电风扇单独工作1min，观察到电能表的指示灯闪烁了3次，则电风扇的实际功率为_________W。
【答案】300；60
【解析】图示中，小华家十二月底电能表示数为1256.8kW∙h，小华家十二月消耗的电能
十二月应缴电费为
由电能表参数知，每消耗1kW∙h的电能指示灯闪烁3000次，闪烁3次消耗的电能
电风扇的实际功率
6. 图是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像，由此可知，定值电阻R的阻值为_______Ω；仅把定值电阻R和小灯泡L串联接入电源电压保持不变的电路中，通过定值电阻R的电流为0.4A，则电源电压为________V，小灯泡的实际功率为_________W。
【答案】10； 5 ；0.4
【解析】定值电阻R的I - U图像应是一条过原点的直线（乙图像）。小灯泡L的I - U图像应是一条曲线（甲图像）。据图可知，当电流为0.4A时，定值电阻两端电压为4V，则定值电阻R的阻值为
因为定值电阻R和小灯泡L串联，串联电路中各处电流相等，已知通过定值电阻R的电流为0.4A，所以通过小灯泡L的电流也为0.4A。 从图像中可知，当电流I = 0.4A时，定值电阻R两端的电压UR = 4V（根据乙图像）；小灯泡L（甲图像）两端的电压UL = 1V。 根据串联电路电压特点：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，所以电源电压
已知通过小灯泡L的实际电流I = 0.4A，小灯泡L两端的实际电压UL = 1V， 小灯泡的实际功率
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13~14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7. 如图是高压输电铁塔上的绝缘子，能起到绝缘、防止产生火花等作用，绝缘子制造材料可能是（ ）
A. 铜B. 石墨
C. 钢D. 陶瓷
【答案】D
【解析】ABC．铜、石墨、钢都容易导电，导体，故ABC不符合题意；
D．陶瓷不容易导电，是绝缘体，故D符合题意。故选D。
8. 在飞速发展的科技时代，智能手机已成为人们生活中不可缺少的一部分。当智能手机的“电量”消耗到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”。省电模式可延长电池的使电时间，原因是（ ）
A. 增大了电池的电压B. 增大了电能的消耗
C. 减小了线路的电阻D. 减小了线路的总功率
【答案】D
【解析】A．手机工作的电压是不变的，故A不符合题意；
B．为了延长使用时间应该降低电能的消耗，故B不符合题意；
C．因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以电子线路的电阻不变，故C不符合题意；
D．智能手机耗电达到一定量时，剩余的电能也是定量，由W=Pt可知，要延长手机的工作时间，需要减小电池的输出功率，故D符合题意。故选D 。
9. 生活中我们要做到“安全用电，警钟长鸣”。关于家庭电路与安全用电，下列说法正确的是（ ）
A. 我国家庭电路的电压为36VB. 用湿布擦拭工作中的用电器
C. 及时更换老旧破损的电路元件D. 用电器着火时，立即用水扑灭
【答案】C
【解析】A．我国家庭电路的电压为220V，故A错误；
B．生活用水是导体，用湿布擦正在工作的电视机时，可能会因湿布导电而发生触电事故，故B错误；
C．电路元件老旧破损后不能继续使用，以免造成触电事故，及时更换，故C正确；
D．家用电器着火时，如果立即用水扑灭可能会导致触电事故或电器爆炸等严重后果，因此应该首先切断电源，然后使用适当的灭火器材进行扑救，故D错误。故选C。
10. 2024年11月15 日，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射，如图7所示。长征七号遥九运载火箭加速升空过程中，天舟八号货运飞船的（ ）
A. 动能不变，重力势能增大B. 动能增大，重力势能增大
C. 动能减小，机械能不变D. 重力势能增大，机械能减小
【答案】B
【解析】飞船在加速升空时，飞船的质量不变，速度增大，所以动能增加，升空过程中高度增大，所以重力势能增加，机械能等于动能和重力势能的和，所以机械能增加，综上分析知，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
11. 小明为学校走廊设计了一款智慧路灯，当夜晚来临时，定时开关S1闭合，路灯低功率照明；当红外感应开关S2感知有人靠近时自动闭合，在夜晚路灯的亮度增加，方便行走。图中电路设计符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据题意可知，当夜晚来临时，定时开关S1闭合，路灯低功率照明；当红外感应开关S2感知有人靠近时自动闭合，路灯的亮度增加，这说明电路中另外一个灯泡发光，由此可知，两个灯泡工作时互不影响，是并联的，开关S1在干路中控制整个电路，开关S2控制其中的一个灯泡，综上分析知，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
12. 图是某款电子测温仪及它的原理图，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R是热敏电阻，其阻值随温度发生变化。在使用过程中，当被测温者体温越高，显示仪（由电表改装而成）的示数越大。下列说法不正确的是（ ）
A. 显示仪是由电压表改装而成的
B. 热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C. 被测温者体温越高，定值电阻R0的电功率越小
D. 将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度时，显示仪示数变大
【答案】C
【解析】A．根据电路图可知，R与R0串联，显示仪与R0并联，所以显示仪是电压表，故A正确，不符合题意；
B．实验中，定值电阻R0与热敏电阻R串联，电压表测量定值电阻R0的电压。当被测温者体温越高，显示仪的示数越大，即定值电阻R0的电压变大，由欧姆定律得，此时电路电流变大，电路总电阻变小，则热敏电阻R的阻值变小，因此热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小，故B正确，不符合题意；
C．被测温者温度越高，热敏电阻阻值越小，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律得，电路中的电流越大，由可知，定值电阻R0的电功率也越大，故C错误，符合题意；
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度时，热敏电阻R的阻值相同，则电路总电阻变大，由串联电路中电阻越大，分到的电压越大得，此时R0的电压变大，即显示仪示数变大，故D正确，不符合题意。故选C。
13. 如图，将标有“6 V 3 W”字样的灯L1和标有“6 V 6 W”字样的灯L2串联在电压恒为9 V的电路中（两灯的电阻均不随温度变化）。闭合开关。下列说法正确的是（ ）
A. 灯L1的电阻大于灯L2的电阻B. 两灯均不能正常发光
C. 灯L2发光更亮D. 灯L2的实际功率为1.5 W
【答案】AD
【解析】A．根据公式计算电阻，两灯电压一样，L1额定功率较小，计算出来的电阻更大，灯L1的电阻大于灯L2的电阻，故A正确；
B．根据实际功率和额定功率作比较，先算电阻
总电压为9V，则电路中电流为
则两灯的实际功率为
据此可知L1的实际功率等于实际功率，它能正常发光，L2的实际功率小于额定功率不能正常发光，故B错误；
C．因为L1的实际功率大于L2的实际功率，所以L1更亮，故C错误；
D．根据计算得出L2的实际功率为1.5W，故D正确。故选AD 。
14. 某物理科技小组设计的空气质量检测电路如图甲所示，电源电压恒为9 V，定值电阻R0=30Ω，气敏电阻R的阻值随有害气体浓度β变化的曲线如图乙所示。当β≥0.1μg/m3时，说明有害气体浓度超标。下列说法正确的是（ ）
A. 空气中有害气体浓度增大时，气敏电阻的阻值增大
B. 空气中有害气体浓度减小时，电压表示数减小
C. 电压表示数为3 V时，空气中有害气体浓度超标
D. 当β=0.1μg/m3时，气敏电阻的电功率为0.15 W
【答案】BC
【解析】A．由图乙可知，气敏电阻的阻值随有害空气浓度的增大而减小，故A错误；
B．由图甲可知，两电阻串联接入电路，电压表测R0两端的电压，由图乙可知气敏电阻的阻值随有害空气浓度的减小而增大，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以空气中有害空气浓度减小时，电路总电阻变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，而R0为定值电阻，则R0两端电压减小，所以电压表的示数减小，故B正确；
C．当电压表示数为3V时，则电路电流为
根据串联电路电压的特点和欧姆定律可知，此时气敏电阻的阻值为
由图乙可知，气敏电阻的阻值R=60Ω，有害气体浓度β=0.1μg/m3时，当β≥0.1μg/m3时，说明有害气体浓度超标，所以空气中有害空气浓度超标了，故C正确；
D．由图乙可知β=0.1μg/m3时，气敏电阻的阻值R=60Ω，由选项C得此时电路电流为0.1A
气敏电阻R消耗的电功率为，故D错误。故选BC。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15. 如图所示，在遵守安全用电原则的前提下，将电灯和控制电灯的开关正确接入家庭电路。
【答案】见解析
【解析】灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。如图所示：
16. 图是电动汽车的“油门”示意图，其实质是一个变阻器。脚向下踩“油门”时，旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。请用笔画线代替导线将变阻器接入电路中，要求当脚向下踩“油门”时通过电动机的电流变大，汽车速度加快。
【答案】见解析
【解析】图中变阻器与电动机串联，脚向下踩“油门”时，旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动，变阻器连入电路的阻值变小，电路总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，电动机的转速加快，从而使汽车的速度增大，故连接A、B两点，如图所示：
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17. 图甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的部分装置。
（1）
实验中，通过观察U形管左右两侧液面的________来比较电流通过导体产生热量的多少；
（2）将图甲装置接入电路中，是为了探究电流通过导体产生热量的多少与______的关系；
（3）图乙装置中将R3与R2并联是为了改变电阻丝R1和R2的_______大小；
（4）利用图丙装置探究“液体吸热能力的大小”时，在a、b两瓶内装入质量、初温都相同的不同液体，且Ra=Rb。通电一段时间后，观察到b瓶内液体温度高一些，可判断b瓶内液体的吸热能力较_______（选填“强”或“弱”）。
【答案】（1）高度差 （2）电阻大小 （3）电流 （4）弱
【解析】【小问1】实验中，密封容器内电阻丝放出热量不同，密封容器内空气吸收的热量不同，则U形管两侧液面高度差不同，所以通过观察U形管左右两侧液面高度差来比较电流通过导体产生热量的多少。
【小问2】图甲中，容器内两个阻值不同的电阻丝串联接入电路，通过两电阻丝的电流相同，是为了探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系。
【小问3】图乙中，R3与R2并联后与再R1串联，据并联电路的电流特点，通过R1和R2的电流大小不同。
【小问4】图丙中，a、b瓶内所装的液体质量、初温相同，种类不同，两个阻值相同的电阻丝串联接入电路，通过两电阻丝的电流相等，在相同的时间内，两电阻丝产生的热量相等，通电一段时间，b瓶内液体温度高一些，说明吸收相同的热量时，b瓶内液体升温更快，所以b瓶内液体的吸热能力较弱。
18. 小华在“探究电流与电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω各一个）、开关和若干导线。
（1）小华连接的电路如图甲所示，检查电路时发现有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并画出正确的连线________。
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针偏转较大，若电路中只有一处故障，则故障可能是定值电阻________（选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路，通过调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记录对应的电流，并画出如图乙所示的电流I与电阻倒数的关系图像。分析图像可知：
①导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成________（选填“正比”或“反比”）；
②本次实验中保持电压表的示数为________V不变。
（4）小华再将一个阻值为50Ω的定值电阻接入图甲电路中，进行同样的实验操作，发现无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了能完成这次实验，可采取的措施是更换一个最大阻值不小于________Ω的滑动变阻器。
【答案】（1）见解析 （2）断路 （3）反比 ； 2 （4）62.5
【解析】【小问1】如图甲所示，电压表与滑动变阻器串联，电流表与定值电阻并联；在探究电流与电阻的关系的实验中，滑动变阻器、电流表、定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端，改正后的电路如图
【小问2】闭合开关，发现电流表无示数，说明电路存在断路；电压表指针偏转较大，说明电压表与电源接通，若电路中只有一处故障，则故障可能是定值电阻断路。
【小问3】如图乙所示的电流I与电阻倒数的关系图像为正比例函数图像，说明通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比，可得结论：导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
由图中的数据可得
探究通过导体的电流与电阻的关系，需保持定值电阻两端的电压不变，由以上计算可知，本次实验中保持电压表的示数为2V不变。
【小问4】探究通过导体的电流与电阻的关系，定值电阻与滑动变阻器两端的电压不变，定值电阻的阻值越大，所需滑动变阻器的阻值越大，将一个阻值为50Ω的定值电阻接入电路中时，所需滑动变阻器的阻值
为了能完成这次实验，可采取的措施是更换一个最大阻值不小于62.5Ω的滑动变阻器。
19. 实验小组在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，实验器材有：两节新干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）。
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整________，导线不能交叉。连接电路过程中，开关应处于________状态。
（2）连接好电路并检查电路后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电流表和电压表均有示数，则可能的原因是________。
（3）问题解决后，移动滑片，直至电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，为_________A；则小灯泡的额定功率为_______W，小灯泡正常发光时的电阻为________Ω（结果保留一位小数）。
（4）在实验拓展环节，用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻值，设计的实验电路如图丙所示，实验步骤如下：
①闭合开关S，调节滑片 P，使电流表A1的示数I1=________（用U额、R0表示）时，小灯泡正常发光，读出此时电流表A2的示数为I2；
②小灯泡正常发光时的电阻值的表达式：RL=________（用I1、I2、R0表示）。
【答案】（1）见解析 ；断开 （2）小灯泡的实际功率太小
（3）0.3；0.75； 8.3 （4） ①. ②.
【解析】【小问1】小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，电路中电流约为，所以电流表选用0～0.6A的量程与小灯泡串联，如下图：
为了保护电路，连接电路的过程中开关必须断开。
【小问2】闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，电压表均有示数，可能是连入电阻太大，电路中电流太小，使得小灯泡的实际功率太小所致。
【小问3】观察电流表的示数如图2知道，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A。则小灯泡的额定功率为，小灯泡正常发光时的电阻为。
【小问4】①在图丙所示的电路中，定值电阻R0​与灯泡L并联，电流表A1​测R0​支路的电流，电流表A2​测干路电流。由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以，当灯泡正常发光时，定值电阻两端的电压等于灯泡的额定电压U额​。根据欧姆定律，此时通过定值电阻的电流为。
②由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为IL​=I2​−I1​。根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻值。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20. 2024年11月12日，第十五届中国国际航空航天博览会在珠海开幕。图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机鲲龙号，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设必备的重大航空装备。航展上，鲲龙号飞行表演1000 s，消耗航空燃油900kg，发动机的平均功率为1.8×107W。（航空燃油的热值为4.0×107J/ kg）
（1）飞机飞行过程中将航空燃油燃烧放出的内能转化为飞机的________能；飞行表演后油箱中剩余航空燃油的热值________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少________？
（3）发动机的效率是多少________？
【答案】（1）机械；不变 （2）3.6×1010J （3）50%
【解析】【小问1】飞机飞行过程中，消耗航空燃油，获得飞机飞行的机械能，所以飞机飞行过程中将航空燃油燃烧放出的内能转化为飞机的机械能。热值是燃料的一种属性，与燃料质量的多少无关。所以飞行表演后油箱中剩余航空燃油的热值不变。
【小问2】900kg的航空燃油完全燃烧放出的热量为Q放=m航空燃油 q航空燃油 =900 kg×4.0×107J/ kg=3.6×1010J
【小问3】发动机做的有用功为W=Pt=1.8×107W×1000s=1.8×1010J
发动机的效率为
21. 图甲是有加热、保温两个挡位的电饭锅，其工作原理如图乙所示。R1、R2为阻值不变的电热丝，电饭锅的额定电压为220 V，加热挡额定功率为880 W，保温挡额定功率为80W。
（1）当开关S1闭合、S2断开时，电饭锅处于________挡。
（2）若电饭锅煮饭时，电热丝产生的热量全部被水和米的混合物吸收，则电饭锅将总质量为1.5kg 、初温为12°C的水和米加热到100°C，需要加热挡正常工作的时间是多少________？ [水和米混合物的比热容取]
（3）电热丝R1、R2的阻值各是多少_________？
（4）某插座的规格为“220 V 10 A”，请从安全用电的角度，通过计算说明能否用此电饭锅连接该插座________。
【答案】（1）保温 （2）600s （3）55Ω，550Ω （4）见解析
【解析】【小问1】由乙可知，当开关S1、S2都闭合时，只有R1连入电路中，此时电路电阻较小，根据可知，电饭锅处于加热档；
当开关S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路中电阻较大，根据可知，电饭锅处于保温档。
【小问2】水和米吸收的热量
电热丝产生的热量全部被水和米的混合物吸收，加热挡正常工作时电流做的功
需要的时间。
【小问3】当开关S1、S2都闭合时，只有电热丝R1接入电路，此时为加热挡，电热丝R1的阻值
当开关 S1闭合、S2断开时，电热丝R1，R2串联，此时为保温挡，电路的总电阻
电热丝R2的阻值 。
【小问4】电饭锅加热挡正常工作时通过的电流
因为电饭锅加热挡正常工作时通过的电流，所以能用此电饭锅连接该插座。