山西省阳泉市盂县2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份山西省阳泉市盂县2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版），共16页。
注意事项：
1．本试卷共8页，满分80分，考试时间80分钟。
2．答案全部在答题卡上完成，答在试卷上无效。
第Ⅰ卷选择题（共30分）
一、选择题（本大题共10个小题。每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该选项涂黑。）
1. 下列数据中，最接近生活实际的是（ ）
A. 一个分子的直径为B. 汽油的热值为4.6J/kg
C. 手机电池的电压3.7VD. 人体安全电压36V
【答案】C
【解析】A．一个分子的直径约为，故A不符合题意；
B．汽油的热值为4.6×107J/kg，故B不符合题意；
C．常见电压中，手机电池的电压约为3.7V，故C符合题意；
D．对人体安全电压是不高于36V，故D不符合题意。故选C。
2. 2024年12月我国春节申遗成功。过春节我们国家有很多风俗。腊月二十八有蒸枣馍的习俗，因此也有“二十八，把面发”的俗语，寓意日子过得起发、生活蒸蒸日上，一年更比一年好，在蒸枣馍的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 枣馍内能增大是通过做功实现的
B. 水沸腾后，锅面上“白雾弥漫”，这一物态变化过程和“霜”的形成过程相同
C. 刚出锅的枣馍非常烫手，因为高温的枣馍含有的热量多
D. 水沸腾后，枣馍香味更浓，因为温度越高，分子运动越剧烈
【答案】D
【解析】A．枣馍吸收热量，内能增大，因此是通过热传递实现的，故A错误；
B．水沸腾后，锅面上“白雾弥漫”是水蒸气液化现象，霜是水蒸气凝华形成，故B错误；
C．热量是过程量，不可以说含有，刚出锅的枣馍非常烫手，枣馍的温度高，故C错误；
D．分子热运动的剧烈程度与温度有关，因此水沸腾后，枣馍香味更浓，因为温度越高，分子运动越剧烈，故D正确。故选D。
3. 如图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（ ）
A. 有用机械能所占比例最大
B. 废气带走的能量占比为25%
C. 该汽油机的效率为35%
D. 减少机械摩擦不能提高汽油机效率
【答案】A
【解析】ABC．由两图知，燃料完全燃烧的内能，有用机械能所占比为40%，即该汽油机的效率为40%；废气带走的能量占比为35%；机械自身消耗的能量占比为
1-35%-40%=25%，故BC错误，A正确；
D．减少机械摩擦能提高汽油机效率，故D错误。故选A。
4. 生活中，我们应“珍爱生命，规范用电”。下列不符合安全用电原则的是（ ）
A. 更换灯泡前先断开电源
B. 了解家庭电路中总开关的位置，学会在紧急情况下断开总开关
C. 不用湿手将电吹风机插头插在电源上
D. 电器设备起火可用水直接扑灭
【答案】D
【解析】A．更换灯泡前要先断开电源，可以防止触电，符合安全用电原则，故A不符合题意；
B．要了解家庭电路中总开关的位置，一旦发生紧急情况，可以及时断开总开关，符合安全用电原则，故B不符合题意；
C．用湿手将电吹风机插头插在电源上，容易发生触电事故，故C不符合题意；
D．平常生活用水可以导电，电器设备起火用水直接扑灭容易触电，不符合安全用电原则，故D符合题意。故选D。
5. 某智能扫地机器人，有手动和语音两种开关模式。无论手动触摸按钮 （相当于闭合开关S1），还是语音发出指令 （相当于闭合开关S2），电动机M都开始工作，扫地机器人进入打扫模式。下图设计的电路中符合上述要求的是 （ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】无论手动触摸按钮 （相当于闭合开关S1），还是语音发出指令 （相当于闭合开关S2），电动机M都开始工作，说明开关S1、开关S2互不影响，且均控制电动机，则开关S1、开关S2并联后再与电动机串联，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
6. 如图所示，电路中电源两端的电压保持不变，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，电压表V的示数为U。某时刻，在滑动变阻器滑片P位置没有改变的情况下，突然出现电流表A2的示数减小为I1，而电流表A1和电压表V示数不变的现象，对于此电路可能出现的故障，下列判断中正确的是（ ）
A 电灯L出现断路B. 电灯L出现短路
C. 滑动变阻器出现断路D. 开关断路
【答案】A
【解析】由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L并联，电流表A1测R支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压。
A．电灯L出现断路时，电路为R的简单电路，两电流表均测通过R的电流示数相等，因此电流表A1和电压表V示数不变，故A正确；
B．电灯L出现短路时，会造成电源短路，电流表A2会被烧坏，故B错误；
C．滑动变阻器出现断路时，电流表A1无示数，电流表A2测通过L的电流，两电流表的示数不相等，故C错误；
D．开关断路，整个电路处于断路状态，电压表和两个电流表均无示数，故D错误。故选A
7. 图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图乙所示的电磁铁，下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中，电磁铁周围存在着磁场和磁感线
B. 图甲中，地球仪利用同种电荷相互排斥的原理悬浮
C. 图甲中，地球仪下端的磁铁的磁极为S极
D. 图乙中，将电源正、负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变
【答案】C
【解析】A．磁感线不是真实存在的，是人为引入的，故A错误；
B．图甲中，地球仪利用同名磁极相互排斥的原理悬浮，故B错误；
C．由安培定则可知，图乙中电磁铁的下端是N极，上端是S极，同名磁极相互排斥，所以图甲中地球仪下端的磁铁的磁极为S极，故C正确；
D．图乙中，将电源正、负极对调后，电流方向改变，电磁铁周围的磁场方向与原来相反，故D错误。故选C。
8. 无线充电是一种增加手机续航时间的方式。无线充电的技术原理是电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图所示。受电线圈处用到了下图哪个实验的原理（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
A．图中是奥斯特实验，说明通电直导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中给线圈通电，线圈会转动，说明通电导体受到磁场力的作用，故B不符合题意；
C．该图是探究电荷间的相互作用规律，不是电磁感应现象，故C不符合题意；
D．图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故D符合题意。故选D。
9. 如图甲所示的手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，定值电阻为保护电阻，R是热敏电阻，用它靠近人体测量体温，显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是（ ）
A. 热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
B. 被测温者体温越高，电路中的电流越小
C. 图乙中的显示但是由电流表改装成的
D. 将更换为阻值更小的电阻，测相同温度，显示仪示数变小
【答案】B
【解析】ABC．由图乙可知，R与R0串联，显示仪与热敏电阻R并联，故显示仪是由电压表改装成的，在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，由分压原理可知，电压表的示数变大，说明热敏电阻的电阻变大，即热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大，故被测温者体温越高，热敏电阻的阻值越大，电路中的总电阻越大，通过电路中的电流就越小，故AC错误，B正确；
D．温度相同时热敏电阻的阻值不变，将更换为阻值更小的电阻，由串联电路分压特点可知，两端分得的电压变小，根据串联电路的电压特点可知，两端的电压越大，因此显示仪示数会变大，故D错误。故选B。
10. 小明测量小灯泡的电功率，电路如图甲所示，电源电压恒为6V，小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙所示。下列分析正确的是（ ）
A. 闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到最左端
B. 小灯泡的电阻约为12.7Ω
C. 小灯泡正常发光10min，消耗的电能为684J
D. 小灯泡两端电压为2.0V时，滑动变阻器消耗的电功率为8.8W
【答案】C
【解析】A．闭合开关S前，为了保护电路，滑动变阻器应移至阻值最大处，即最右端，故A错误；
B．由乙图可知，当灯泡正常发光时电压为3.8V时，电流为0.3A，则小灯泡的电阻约为
而灯泡的电阻会随温度变化，不同电压下电阻值不同，故B错误；
C．小灯泡正常发光10min，消耗的电能为
故C正确；
D．小灯泡两端电压为2.0V时，由乙图可知电路中的电流为0.22A，滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器消耗的电功率为
故D错误。故选C。
第Ⅱ卷非选择题（共50分）
二、实验探究题（本大题共5个小题。11题7分、12题8分、13题3分、14题4分、15题3分，共25分）
11. 在“探究电流与电阻关系”的实验中，可供使用的实验器材有：电源（电压恒为3V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，三个阻值不同的定值电阻（5、10、20）和导线若干。
（1）连接电路时，开关应处于______状态；
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，用一根导线分别与定值电阻和电流表并联，两表仍无示数，当导线与滑动变阻器并联时，发现两表指针有明显偏转，故障原因是______；
（3）排除故障后，闭合开关，电压表的示数为0.6V，电流表的示数如图乙所示，则此时电流为______A，使用的定值电阻阻值为______；
（4）图丙是根据测量的数据绘制的电流与电阻关系的图像，分析图像可得出结论：______；此实验中控制的导体两端的电压是______V。
（5）小晋利用电源（电压恒定）、电流表、阻值为的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个，设计了如图丁的电路，测量未知电阻的阻值，请将实验步骤补充完整：
①开关S闭合，开关接a时，移动变阻器的滑片到某一位置，此时电流表的示数为；
②开关S闭合，开关接b时，变阻器的滑片______（选填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不动”），此时电流表的示数为；
③电阻______（用、和表示）。
【答案】（1）断开 （2）滑动变阻器断路 （3）0.12； 5
（4）电压一定时，通过导体的电流和电阻成反比；2 （5）保持不动 ；
【解析】【小问1】连接电路时，为了保护电路安全，开关应处于断开状态。
【小问2】据图可知，电路是串联的，闭合开关后，电流表无示数，说明电路发生断路，当导线与滑动变阻器并联时，发现两表指针有明显偏转，说明此时电路是通路，故障原因是滑动变阻器发生断路。
【小问3】电流表选择的是小量程，分度值是0.02A，乙图中电流表的读数为0.12A。
根据可得，定值电阻阻值为
【小问4】丙图中电流与电阻的乘积不变，且当电阻变大时，电流会变小，因此可得结论为：当电压一定时，电流与电阻成反比。
丙图中当电阻为20Ω时，电流为0.1A，实验中控制的导体两端的电压是
【小问5】当开关S闭合，开关接a时，移动变阻器的滑片到某一位置，此时电路为两定值电阻并联再与滑动变阻器串联，电流表测未知电阻支路电流；开关S闭合，开关接b时，电路连接方式不变，电流表测干路电流，为了确保未知电阻的电流与刚才闭合开关的情况相同，应保持变阻器的滑片位置不变，根据两次电流表的示数可得定值电阻支路的电流为
可得未知电阻两端电压为
未知电阻的阻值为
12. 实验小组用伏安法测量小灯泡正常发光时小灯泡的额定功率。已知电源是两节新干电池、待测小灯泡的额定电压为2.5V；
（1）请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整_______（要求滑片向右移动灯泡变暗）；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最______（选填“左”或“右”）端，然后闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，电流表无示数，则电路故障可能是小灯泡______；
（3）排除故障后，移动滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，为______V，要测量小灯泡正常发光时的电流，应将滑动变阻器的滑片向______（选填“左”或“右”）移动，直至电压表的示数为2.5V时，观察到电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
【答案】（1）见解析 （2）右；断路 （3）1.8V ；左；0.75
【解析】【小问1】滑动变阻器需要串联在电路中，滑动变阻器需要一上一下，要求向右移动灯泡变暗，故滑动变阻器的左下端接入，电压表并联在小灯泡两端，且电压表需要并联在小灯泡两端，且遵循正接线柱流入，负接线柱流出，由于电源电压为3V，故电压表选择小量程即可，故如图所示：
【小问2】闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P需要位于阻值最大处，滑动变阻器的滑片应置于最右端。闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电路中没有电流，存在断路，电压表示数接近电源电压，电压表所在的电路是通路，则电路故障可能是小灯泡断路。
【小问3】电压表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值为0.1V，读数为1.8V。
要测量小灯泡正常发光时的电流，小灯泡的电压需要增大，则应减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压可知，应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器的阻值，从而增大电路中的电流。
如图丙所示，电流表的示数为0.3A，故小灯泡的额定功率为
13. 如图甲所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱因素”的实验装置。
（1）闭合开关，调节滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁的磁性______（填“变强”或“变弱”），此时通电螺线管的下端是______（填“N”或“S”）极；
（2）根据该实验能得出的结论：______。
【答案】（1）变强 ； N （2）线圈匝数相同时，通过电流越大，电磁铁磁性越强
【解析】【小问1】变阻器滑片向右移动，变阻器接入电路中的阻值变小，电路中的电流变大，因此电磁铁的磁性会增强。如图，电流从螺线管上端流入，下端流出，根据安培定则可知，螺线管的下端为N极。
【小问2】实验中，螺线管线圈的匝数保持不变，当电路中的电流变大时，电磁铁的磁性会增强，因此可得结论为：线圈匝数相同时，通过电流越大，电磁铁磁性越强。
14. 实践小组想探究液体的导电性与哪些因素有关。他们猜想：液体导电性可能与液体的浓度和接入电路中液体的横截面积有关。基于猜想，小组同学用长方体水槽、食盐水、电板、电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线等器材进行了探究。他们连接的实验电路如图甲所示，其中电极M、N分别固定在长方体水槽左、右两侧底部的中央。小组同学不断向水槽中加入食盐水，并将实验数据记录如下表所示。
（1）实验中，食盐水溶液的导电性是通过______反映的；
（2）请你根据实验数据，在图乙坐标系中描点作出图像______。分析图像可以得出结论：______；
（3）结合生活实际，你认为除了液体浓度和接入电路中液体的横截面积外，还有哪些因素可能影响液体导电性，并据此提出一个可探究的科学问题：______。
【答案】（1）电流表示数大小
（2）图见解析 ；食盐水浓度相同时，接入电路中液体横截面积越大，食盐水导电性越好 （3）见解析
【解析】【小问1】由表中数据可知，食盐水溶液的导电性可以由电流表示数来判断，电流表的示数越大，导电性能越好。
【小问2】根据描点画线可得电流与液体接入电路的横截面积之间的关系，如下图所示：
由图像分析可知，当食盐水浓度相同时，接入电路中液体横截面积越大，食盐水导电性越好。
【小问3】两电极插入液体中的深度不同，可能会影响液体导电性；两极板之间的距离不同，可能会影响液体导电性，可以进行这两个影响因素的探究。
15. 小晋同学在学习了电与磁知识后，对磁现象很感兴趣。一天晚上，他在台灯下研究磁铁，偶然发现当磁铁靠近发光的台灯（白炽灯）时，灯泡内的钨丝晃动了。让我们和小晋一起来探究，小晋提出的问题是：钨丝在磁场中受力的原因是什么？
实验猜想：______；
实验步骤：______；
实验结论：______。
【答案】钨丝晃动是磁场对通电导体产生了力的作用；见解析；见解析
【解析】根据题意，当磁铁靠近发光的台灯（白炽灯）时，灯泡内的钨丝晃动了，力是改变物体运动状态的原因，说明此时钨丝受到力的作用，因此猜想：钨丝晃动是磁场对通电导体产生了力的作用。实验中要排出是否是磁体对钨丝的作用，因此找来同样的钨丝，用磁铁靠近，观察磁铁是不是可以吸引钨丝。实验中发现钨丝不能被吸引，说明钨丝晃动并不是磁铁对钨有吸引作用，而是磁场对通电导体产生了力的作用。
三、综合应用（本大题共6个小题。16、17题每空1分共8分，18题3分，19题2分，20题6分，21题6分，共2分）
16. 小晋在成长笔记中记录如下错题，请你帮助他找出错误之处，分析错因，并写出正确分析过程：
【答案】没有考虑两电阻并联时各支路电压相等；
对并联的电路电压规律没有充分理解； 见解析
【解析】错误之处：没有考虑两电阻并联时各支路电压相等
错因分析：对并联的电路电压规律没有充分理解
正确答案：计算电阻阻值由公式得、
两电阻并联时，因为，所以电路并联时各支路电压为，，
此时干路电流为支路电流
17. 阅读下列材料，并回答问题。
北京时间2024年12月17日12时51分，神舟十九号航天员蔡旭哲打开问天实验舱出舱舱门。14时32分，航天员宋令东也来到舱外，与蔡旭哲协同作业，航天员王浩泽在天和核心舱内进行支持。经过9小时的出舱活动，蔡旭哲、宋令东、王浩泽密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员配合支持下，蔡旭哲、宋令东安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。
在出舱过程中，航天员处于微重力环境，这是由于他们在距离地球较远处，受到的地球引力几乎全部用于提供向心力，使得他们处于失重状态。在这种环境下，航天员的行动和操作与在地面上有很大不同，需要通过特殊的训练和装备来适应。空间站机械臂在协助航天员出舱活动中起到了关键作用，其运用了杠杆原理和力的合成与分解等物理知识。机械臂通过多个关节的运动，能够灵活地调整位置和姿态，为航天员提供支撑和助力，帮助他们完成各种任务。
在整个出舱过程中，通过安装在空间站和航天员身上的各种摄像机，适时传回了清晰的画面，让地面控制中心的科研人员能够实时掌握出舱情况，也让我们能够直观地看到航天员在太空的工作场景。
此外，在空间站的建设和运行过程中，也离不开电学物理知识的应用。空间站的太阳能电池板为整个空间站的运行提供能源。同时，为了实现能源的有效利用和分配，还需要配备先进的电力管理系统，对电能进行存储、转换和分配，确保各个设备在不同的工作状态下都能得到稳定的电力供应。
这次神舟十九号的出舱活动，不仅展示了我国航天员的高超技能和勇气，也体现了我国航天领域科技的高速发展。
（1）空间站机械臂为航天员提供______，帮助他们完成各种任务；
（2）地面控制中心的科研人员能够实时掌握出舱情况，也让我们能够直观地看到航天员在太空的工作场景，这些画面的传输利用了______（填“电磁波”或“超声波”）通信技术，让信息在太空中进行传输被地面接收；
（3）空间站的太阳能电池板将______转化为______，为整个空间站的运行提供能源，太阳能属于______（填“可再生能源”或“不可再生能源”）。
【答案】（1）支撑和助力 （2）电磁波 （3）太阳能；电能；可再生能源
【解析】【小问1】根据文意可知，空间站机械臂在协助航天员出舱活动中起到了关键作用，其运用了杠杆原理和力合成与分解等物理知识。机械臂通过多个关节的运动，能够灵活地调整位置和姿态，为航天员提供支撑和助力，帮助他们完成各种任务。
【小问2】声音和电磁波都可以传递信息和能量，声音的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质，因此航天员在太空工作场景是利用电磁波传输到地面的。
【小问3】太阳能电池板吸收太阳能，将太阳能转化为电能。
太阳能可以源源不断的在环境中获取，因此属于可再生能源。
18. 小晋家的电热水壶由于长期使用，接线口的绝缘皮烤焦了，小晋告诉爸爸：“要及时更换新的导线，因为绝缘皮破损或老化，容易造成短路，从而引发火灾。”请你用物理知识帮小晋解释一下引发火灾的原因。
【答案】见解析
【解析】电路中发生短路时，由于导线的电阻很小，由欧姆定律可知，电路两端电压一定，短路时电路中的电流非常大，由焦耳定律可知，导线电阻和通电时间一定时，会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，从而容易引发火灾。
19. 如图所示，请用笔画线代替导线，将图中元件接入家庭电路中
①声控开关和光控开关同时控制电灯亮与灭；
②三孔插座单独接入。
【答案】见解析
【解析】灯泡与两个开关串联，且火线要先过开关，再接入灯泡尾部的金属点，零线接入螺旋套；三孔插座与灯泡并联，其接法为：左零右火上接地，如图：
20. 学校开展了防溺水安全教育后，小圆经过小组合作探究，设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器，其简化电路如图甲所示。已知电源电压恒定，报警器由电压表改装，定值电阻的阻值为10Ω，是压敏电阻，图乙是压敏电阻阻值随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时，电流表示数是0.12A；报警器浸入水下深度h大于等于1m时，报警器报警。请根据以上信息，进行下列计算：
（1）电源电压是多少？
（2）报警器浸入水下刚开始报警时，电路中的电流是多少？
（3）当电流表的示数为0.2A时，报警器进入水下的深度是多少？
【答案】（1）6V （2）0.15A （3）20；2m
【解析】【小问1】报警器未浸入水中时，电流表示数0.12A，压敏电阻阻值为40Ω，电源电压是
【小问2】报警器浸入水下深度h大于等于1m时，报警器报警。此时压敏电阻阻值为30Ω，电路中的电流是
【小问3】当电流表的示数为0.2A时，压敏电阻阻值为，由图知报警器进入水下的深度是2m。
21. 某学校为了保证学生在校期间能喝上热水，为每个班级安装了电热直饮机（如图甲所示）。它不仅方便、快捷，还很安全。它内部带有滤芯，将水过滤到可饮用标准后，再利用内部的电热丝将水烧开，打开水龙头即可有开水饮用，同时还有保温功能。求：（，）
（1）请在虚线框内画出电热直饮机内部电路图；
（2）该电热直饮机处于正常加热状态时的工作电流是多少？
（3）设电热直饮机在加热状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，当电热直饮机的热胆装满水时，水温由20℃正常加热到100℃需要多少分钟？
【答案】（1）见解析 （2）10A （3）35min
【解析】【小问1】由于该饮水机打开水龙头即可有开水饮用，同时还有保温功能，说明该电路有加热和保温两档。根据可知，以下两种方案皆可，如图所示：
【小问2】由可得，该电热直饮机处于正常加热时的电流
【小问3】由可得，水的质量为
水吸收的热量为
由可得，消耗的电能为
由得，加热时间为实验序号
食盐水浓度/%
液体接入电路的横截面积S/
电流I/A
1
10
50
0.02
2
10
100
0.04
3
10
150
0.06
4
10
200
0.08
错题记录
错题改正
两个电阻、，上面标有“3V；0.3A”，上标有“6V；0.2A”，计算两电阻并联时，干路最大电流是多少？
小晋的做法：
两电阻并联时干路最大电流：
错误之处：
______
错因分析：
______
正确答案：
______