山西省长治市屯留区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷(含解析)

山西省长治市屯留区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共10小题，共30分。
1.下列有关数据符合实际的是( )
A. 家用冷暖空调的功率约为 B. 一个机械经改进后其效率可达
C. 一节新干电池的电压为 D. 家用电饭锅正常工作时的电流约为
2.一个足球运动员用的力踢一个重为的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了，在足球滚动的过程中，运动员对足球做的功是( )
A. B. C. D.
3.打羽毛球时，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示。下列有关说法正确的是( )
A. 羽毛球上升过程中，动能增大，重力势能减小
B. 羽毛球下落过程中，动能减小，重力势能减小
C. 羽毛球到达最高点处时，动能为零
D. 羽毛球飞行的整个过程中，机械能减小
4.关于温度、内能、热量，下列说法正确的是( )
A. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
B. 物体的内能增大，一定是吸收了热量
C. 相同质量的的水比的水所含热量多
D. 物体的温度越高，所含的热量越多
5.如图所示为内燃机四个冲程的工作示意图，下列说法正确的是( )
A. 一个工作循环的正确顺序是乙、甲、丁、丙
B. 图乙冲程能获得动力
C. 图丁冲程有明显机械能转化为内能的过程
D. 图丙冲程存在化学能转化为内能的过程
6.用绝缘细绳分别悬挂着两个都带负电的相同轻质小球，其中乙球带的电量比甲球多。当乙球缓慢靠近甲球时，会出现以下哪种情形( )
A. B. C. D.
7.目前，我国的无人机技术已处于国际领先水平。如图所示的无人机，当开关闭合时指示灯亮起，再闭合时电动机启动，无人机起飞。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8.两个灯泡和分别标有“”和“”字样，不考虑温度对电阻的影响，将它们连入电路中，为确保两灯均不损坏，下列说法正确的是( )
A. 将它们串联时，电路两端允许最大电压是
B. 将它们串联时，灯泡和功率之比：
C. 将它们并联时，干路允许通过最大电流是
D. 将它们并联时，灯泡和功率之比：
9.如图所示是一种电能表，下列说法中正确的是( )
A. 电能表是测量电功率的仪表
B. 铝盘转得越快说明电流做功越快
C. 该电能表的读数为
D. 铝盘每转过转电路消耗电能
10.如图所示是某种压力传感器的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片固定在一起，、间有可收缩的导线，为定值电阻，电源电压保持不变。闭合开关( )
A. 压力增大时，电流表示数变小、电压表示数变小
B. 压力减小时，电流表示数变小，电压表示数变小
C. 压力增大时，电压表示数跟电流表示数乘积不变
D. 压力减小时，电压表示数跟电流表示数之比变大
第II卷（非选择题）
二、填空题：本大题共2小题，共5分。
11.小明家天然气热水器的热效率是，他某次洗澡，耗水，自来水进热水器的温度是，出热水器的温度是。水的内能是通过______选填“做功”或“热传递”的方式增大的，这些水的内能增大量是______，小明这次洗澡消耗天然气______。已知水的比热容是，天然气的热值是。
12.小周复习“物质吸收热量与哪些因素有关”的实验时，在两个完全相同的烧杯中，分别倒入质量为克的煤油和水，并用酒精灯同时对两液体进行加热假设每分钟液体吸收热量相同。实验完成后，他绘制了实验装置简图，并在图中标注了关键信息如图所示。已知
老师看了小周记录的实验结果后，发现了两处科学性错误。请根据所学的物理知识，指出错误并说明理由。
错误一：______；理由：______。
错误二：______；理由：______。
三、作图题：本大题共1小题，共2分。
13.在图中电路空白处填入电源、电流表和电压表的符号，要求：闭合电键后，两灯泡均能发光，且电表能测量通过的电流和电压。
四、实验探究题：本大题共5小题，共26分。
14.在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：
实验中必须要选取______选填“质量”或“体积”相等的甲、乙两种液体；两液体的初温______选填“一定”或“不一定”要相同；
选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体同时加热，这样做的目的为了通过______选填“加热的时间”或“升高的温度”来反映吸收的热量；
若甲液体的比热容为，则乙液体的比热容为______。
15.在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源两端电压且保持不变，滑动变阻器规格为“”。
闭合开关后，发现电压表无示数，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表仍无示数，电流表示数有变化。若电路故障只有一处，则故障可能是定值电阻发生______填“短路”或“断路”；
排除故障后，进行实验。实验数据如表所示。其中第次实验中电流表示数如图乙所示，为______；
实验次数
电压
电流
分析实验数据可得出电流与电压的定量关系为：______；
利用本实验电路还可以进行“探究电流和电阻的关系”和“伏安法测电阻”实验。在这两个实验中进行多次实验的目的是否相同？答：______选填“相同”或“不相同”。
16.小明同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率，其中电源电压恒为，小灯泡的额定电压为灯丝电阻约为。
实验室备有“”、“”、“”的三个滑动变阻器，小明应选用______选填“”、“”或“”滑动变阻器进行实验；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最______选填“左”或“右”端。
如图甲所示，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将______选填“变化”或“不变”；检查发现电路中有一跟导线连接是错误的，这根导线是______选填“”、“”、“”或“”。
实验中应根据______选填“灯泡亮度”、“电压表示数”或“电流表示数”确定灯泡是否正常发光了。纠正错误连线，小明闭合开关，移动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______。
在实验过程中，电流表出现了损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小明跟老师要了一个已知阻值为的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
调节滑动变阻器滑片到适当位置，使电压表的示数为______；
保持变阻器滑片的位置不变，将电压表从灯泡两端拆下，改接到电阻两端，读出电压表的读数，记为；
小灯泡额定功率的表达式为 ______用实验测得的数值和已知量符号表示。
17.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______ 填“增加”或“减少”，说明电流越______ 填“大”或“小”，电磁铁磁性越强。
根据图示的情境可知，______ 填“甲”或“乙”的磁性强，说明电流一定时，______，电磁铁磁性越强。
根据右手螺旋定则，可判断出乙铁钉的下端是电磁铁的______极。
电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是______。
18.通过学习我们已经知道，重力势能大小的影响因素与质量和高度有关，请就其中的一个影响因素设计实验验证。
五、简答题：本大题共1小题，共4分。
19.国家标准规定：电热水壶的电源线长度不大于，请你从电热的角度解释制定这一规定的理由。
六、计算题：本大题共2小题，共10分。
20.如图所示，用的拉力，将重的木箱匀速提升，所用的时间为。
拉力所做的有用功是多少？
拉力的功率是多少？
滑轮组的机械效率是多少？
21.某品牌电热水壶如图甲所示，图乙是其简化电路图，与均为加热电阻，开关为单刀双掷开关，该电热水壶具有加热和保温两个模式，其部分铭牌内容如表所示。求：
请分析当开关接时，电热水壶是加热挡还是保温挡？并分析其理由；
求定值电阻和的阻值大小。
产品名称 电热水壶
额定电压
加热功率
保温功率
额定容量
七、综合题：本大题共1小题，共3分。
22.请阅读酒精测试仪并回答题。
酒精测试仪
执勤交警利用呼气式酒精测试仪来确定驾驶人的血液酒精浓度，我国目前主要应用的类型有半导体型和燃料电池型呼气酒精测试仪。
半导体型酒精测试仪利用仪器中气敏材料的电阻率随空气中酒精蒸汽浓度的增加而减小的特性进行测量。当接触的气体中其敏感的气体浓度增加，它对外呈现的电阻值就降低。使用简单的电路即可将电阻值的变化转换为与该气体浓度相对应的电信号输出。
燃料电池型酒精测试仪主要基于电化学原理。如图所示，燃料电池有两个铂电极，中间夹着多孔酸电解质材料。当司机呼出的气体流过燃料电池的一侧如图中为左侧时，铂会氧化气体中的全部酒精，产生醋酸、质子和电子。产微处理器液晶显示屏生的电子从该铂电极流过导线，通过微处理器测量电流、液晶显示屏和另一端的铂电极，形成电流。质子通过电极间的质子交换膜，与氧和另一侧的电子结合形成水。在此过程中，被氧化的酒精越多，微处理器显示的电流值就越大。
根据以上材料，回答下列问题：
无论是燃料电池型呼气酒精测试仪，还是半导体型酒精测试仪，都是将酒精浓度转换为电信号进行间接测量的。其中基于燃料电池型呼气酒精测试仪的检测原理可知，被测试者呼出的酒精含量越高，该电学量的值越______；选填“大”或“小”
如图所示，左侧铂电极相当于电源的______极；选填“正”或“负”
针对如图所示的原理，在酒精被氧化产生电子后，电子沿外电路形成电流的过程中，小明构建了如图所示的模型。若已知导体的横截面积为，单位体积内的自由电子数为，自由电子定向移动的平均速度为，一个电子的电荷量为。则在时间内通过导体横截面的总电荷量的表达式为______。用题目中的字母表示。
答案和解析
1.
【解析】家用冷暖空调的功率约为，故A正确；
B.使用任何机械做功时，都一定会有额外功，机械效率都小于，故B错误；
C.一节新干电池的电压为，故C错误；
D.家用电饭锅正常工作时的功率约为，由可得电流约为，故D错误。
故选：。
2.
【解析】球离脚后在水平草地上向前滚动了，是因为球具有惯性，此时脚对球没有力的作用，故此过程中脚对球没有做功。
故选：。
3.
【解析】A、羽毛球上升过程中，动能减小，重力势能增大，故A错误；
B、羽毛球下落过程中，动能增大，重力势能减小，故B错误；
C、羽毛球到达最高点处时，动能不为零，故C错误；
D、羽毛球飞行的整个过程中，有部分机械能转化为其它形式的能，机械能减小，故D正确。
4.
【解析】、内能小的物体也可能温度高，内能大的物体也可能温度低，因此，在热传递过程中，内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故A正确；
B、物体的内能增大，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故B错误；
、热量是过程量，不能说含有，故CD错误。
故选：。
5.
【解析】甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
丁图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；
A.四个冲程的正确顺序是乙、丁、甲、丙，故A错误；
B.甲图为做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，能获得动力，乙图是吸气冲程没有能量转换，该冲程不能获得动力，故B错误；
C.丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故C正确；
D.丙图是排气冲程，不存在能量转化，故D错误。故选：。
6.
【解析】甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来，两个小球都带负电，同种电荷相互排斥，两个小球都偏离线的竖直方向，虽然乙球带的电荷比甲球的多，但两个排斥力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，两个小球都偏离线的竖直方向的角度相等，故C符合题意。
故选：。
7.
【解析】A.由电路图可知，开关闭合时电动机工作，再闭合时指示灯亮起，故A不符合题意；
B.由电路图可知，开关闭合时电动机和指示灯都不工作，再闭合时电动机和指示灯同时工作，故B不符合题意；
C.由电路图可知，开关闭合时指示灯亮起，再闭合时电动机工作，故C符合题意；
D.由电路图可知，开关闭合时电动机和指示灯都工作，再闭合时会造成电源短路，故D不符合题意。
故选：。
8.
【解析】由灯泡标有“”，可以求出：
由灯泡标有“、”，可以求出：
通过它们的电流和两端电压都不能超过额定值，否则会损坏灯泡；
、将它们串联时，干路最大电流为：串，
根据串联电路电阻的特点和欧姆定律可得，它们两端允许最大电压：
串串，故错误；
串联电路中电流处处相等，根据可知灯泡和功率之比：
，故错误；
、将它们并联时，电路两端的最大电压为：并，
根据并联电路电流的特点，干路中允许最大电流并，故正确；
并联电路各支路两端的电压相等，根据可知灯泡和功率之比：，
故错误。故选：。
9.
【解析】A、电能表是测量用电器消耗的电能的，不是测量电功率，故A错误；
B、电能表的铝盘转得越快，表示消耗的电能越快，即电流做功越快，故B正确；
C、电能表的读数是，故C错误；
D、表示电路中用电器每消耗的电能，电能表转盘转转，铝盘每转过转电路消耗的电能，故D错误。故选：。
10.
【解析】由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流；
当压力增大时，滑片下移，接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，
由可知，定值电阻两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A正确；
则电压表示数跟电流表示数乘积变小，故C错误；
同理可知，压力减小时，电流表和电压表的示数均变大，故B错误；
由可知，电压表示数跟电流表示数之比等于的阻值，
所以，电压表示数跟电流表示数之比不变，故D错误。
故选A。
11.热传递；
【解析】加热过程中水吸收热量，这是通过热传递的方式改变水的内能；
水的内能增大量即水吸收的热量：；
由可知，天然气完全燃烧放出的热量：，
由可知，消耗天然气的体积：。
故答案为：热传递；；。
12.水和煤油的质量不相等 根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同 水加热的时间小于煤油的加热相同 相同质量的水和煤油升高相同的温度，水加热时间长
【解析】根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同；图中水和煤油的体积相同，而水的密度大于煤油的密度，根据可知水的质量大于煤油的质量，故图中的一处错误为：水和煤油的质量不相等；水的比热容大，质量相同的水和煤油加热相同时间吸收相同的热量，水升高的温度慢，故图中的另一处错误为：水升高的温度大于煤油升高的温度。故答案为：水和煤油的质量不相等；根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同；水加热的时间小于煤油的加热相同；相同质量的水和煤油升高相同的温度，水加热时间长。
13.
【解析】如果电源在下方，则另两处一定是电流表和电压表，根据电流流向分析，两灯泡无法并联，故电源一定不在下方；
如果电源在上方左侧，两灯为并联，因此下方一定是电流表，上方右侧为电压表，两灯泡都能发光，但电流表测量通过的电流，故不符合题意；
电源一定在上方右侧，下方为电流表，上面左侧为电压表；
要使小灯、都能发光，且电流表测通过的电流，则两灯泡必须并联；电流表在电路中相当于短路，电压表在电路中相当于开路。
14.质量 不一定 加热的时间
【解析】探究不同物质的吸热能力，要控制物体的质量相同。由于可以利用温度计测量出液体变化的温度，则不一定选取初温相同的液体；
用相同的电热器加热，相同时间内放出的热量相同，可以使甲、乙两种液体在相同的时间内吸收相同的热量，加热时间越长，液体吸收的热量越多，所以实验通过加热时间反映物质吸收热量的多少，这种方法叫转换法。
由图丙可知，相同质量的甲、乙两种液体，加热相同的，吸收相同热量，甲升温，乙升温，根据可知，当吸收热量和质量都相同时，温度变化量和比热容成反比，甲的温度变化量是乙的两倍，则乙的比热容是甲比热容的倍，即乙的比热容为：。
故答案为：质量；不一定；加热的时间；。
15.短路 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 不相同
【解析】与变阻器串联，电压表测的电压，电流表测电路的电流，闭合开关后，电流表有示数，电路为通路，发现电压表无示数，则故障可能是定值电阻发生短路；
排除故障后，进行实验。实验数据如表所示。其中第次实验中电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为，电流为；
分析实验数据可知，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，可得出电流与电压的定量关系为：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
“探究电流和电阻的关系”时多次测量的目的是得出普遍性的规律，“伏安法测电阻”实验多次测量的目的是取平均值减小误差。在这两个实验中进行多次实验的目的不相同。
故答案为：短路；；电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；不相同。
16. 右 不变 电压表示数
【解析】小灯泡的额定电压为，灯丝电阻约为，则灯的额定电流约为：
；
根据串联电路电压的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻为：
；
考虑到电流大小，故小明应选用滑动变阻器进行实验；
闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最右端；
如图甲所示，电压表并联在电源两端测电源电压，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将不变；
本实验中，电压表应测灯的电压，电路中有一跟导线连接是错误的，这根导线是；
灯在额定电压下正常发光，实验中应根据电压表示数确定灯泡是否正常发光了。纠正错误连线，小明闭合开关，移动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为，电流为，则小灯泡的额定功率为
；
灯在额定电压下正常发光，测灯的额定功率首先使灯正常发光，调节滑动变阻器滑片到适当位置，使电压表的示数为；
在中，灯正常发光，由欧姆定律可知灯的额定电流为：
；
小灯泡额定功率的表达式为：
。
故答案为：；右；不变；；电压表示数；；；。
17.增加 大 甲 线圈匝数越多大头针被磁化，同名磁极相互排斥
【解析】磁性的强弱是无法直接观察的，可以通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加；
由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；
乙螺线管中的电流是从上边导线流入的，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，那么，大拇指所指的下端为极，所以上端为极；
大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散。
故答案为：增加；大；甲；线圈匝数越多；；大头针被磁化，同名磁极相互排斥。
18.目的：探究重力势能与高度的关系；
重力势能的大小通过木桩陷进沙坑的深度来体现；
器材：沙子，木桩，木块；
步骤：将同一木块从不同的高度自由释放砸中木桩，观察木桩陷进沙坑的深度，深度越深，重力势能就越大。
【解析】器材选择合理，现象明显，过程体现控制变量法。
19.电热水壶属于大功率用电器，在电源电压一定时，由可知，通过电源线的电流较大，电源线的材料和横截面积一定时，电源线越长，电阻越大，当电流和通电时间一定时，由可知，电源线产生的热量越多，容易烧坏电源线的绝缘皮，甚至引起火灾，所以电热水壶的电源线不宜过长，规定长度不大于。
【解析】导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度、横截面积和温度有关；
电热水壶是大功率用电器，根据和分析电热水壶电源线不能过长的原因。
20.【解析】工人做的有用功：；
由滑轮组图可知，，拉力移动的距离，
则人做的总功；
则工人做功的功率；
机械效率：。
答：工人做的有用功为；
工人做功的功率为；
滑轮组的机械效率为。
21【解析】.由图可知，当开关接时，只有工作，当开关接时，、串联；
根据串联电路的电阻特点可知，串联总电阻大于任一分电阻。
则当开关接时，只有工作，电路中的电阻最小，而电源电压是不变的，由可知，电路中电功率最大，为加热模式；
则当开关接时，由可知，的阻值：；
当开关接时，、串联，电路中的电阻最大，由可知，电路中电功率最小，为保温模式；
由可知，、的串联总阻值：；
根据串联电路的电阻特点可知，的阻值：。
答：当开关接时，电热水壶是加热挡；
定值电阻和的阻值大小分别为、。
22.【解析】由材料可知，被氧化的酒精越多，它对外呈现的电阻值就降低，根据欧姆定律可知微处理器显示的电流值就越大，由燃料电池型呼气酒精测试仪的检测原理可知，被测试者呼出的酒精含量越高，该电学量的值越大。
由材料可知，产生的电子从该铂电极流过导线，通过微处理器测量电流、液晶显示屏和另一端的铂电极，形成电流，电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以电流的方向是从一端的铂电极经过液晶显示屏、微处理器、导线到达左侧铂电极，左侧铂电极相当于电源的负极。
在时间内电荷移动的距离，已知单位体积内的自由电荷数为，则在时间内通过导体某一横截面的电荷数，在时间内通过导体某一横截面的总电荷量为：。
故答案为：大；负；。
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