湖南省怀化市五县六校2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（含解析）

湖南省怀化市五县六校2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共12小题，共36分。
1.中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的物理知识叙述正确的是( )
A. “清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零
B. “沙暖睡鸳鸯”，同样日照下，砂石的温度高，说明砂石的比热容大些
C. “花气袭人知骤暖”，温度越高，分子运动越剧烈
D. “大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的
2.如图所示的实验或事例都揭示了一定的物理知识，下列分析正确的是( )
A. 图甲，使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的
B. 图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能减少
C. 图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D. 图丁，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明上面瓶中的空气密度较大
3.以下关于内能、热量、温度、热值和比热容的说法中，正确的是( )
A. 一块的冰熔化成的水，内能增加，比热容增大
B. 温度高的物体含热量多，会把温度传递给热量少的物体
C. 热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D. 酒精灯内的酒精用去一半后，酒精的热值减小，比热容不变
4.年月日带着全新功能的系列手机在华为发布会正式揭晓，搭载纯血鸿蒙系统和最新华为麒麟芯片是它的最大卖点。手机常常是通过指纹识别开关或人脸识别开关来解锁的。任一方式解锁前是闭合的，当任一方式次解锁失败后，开关就会断开而暂停手机解锁功能，一段时间后会自动闭合而恢复解锁功能。若用灯泡发光模拟手机解锁成功，则图中符合要求的模拟电路是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示的电路中，闭合开关，已知电压表的示数为，电压表的示数为，则两端的电压为( )
A.
B.
C.
D.
6.在如图甲电路中，当闭合开关后，两个电流表指针偏转均为图乙所示，则下列说法错误的是( )
A. 电流表的示数为
B. 电阻和并联
C. 电流表和连接的量程不同
D. 通过电阻和 的电流分别为和
7.某学校“创新”小组的同学们在一次综合实践活动中，进行安全用电知识的抢答比赛，以下选项应抢答“对”的是( )
A. 空气开关自动断开，一定是某处出现了短路
B. 控制用电器的开关必须接在用电器和零线之间
C. 有金属外壳的家用电器其外壳一定要接地
D. 测电笔使用时手指不能碰到笔尾的金属体
8.在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关，电路正常工作。一段时间后，三个电表中只有一个电表的示数变大。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻或处，则下列判断中正确的是( )
A. 若电压表示数变大，则电阻短路
B. 若电压表示数变大，则电阻断路
C. 若电压表示数变大，则电阻断路
D. 若电压表示数变大，则电阻短路
9.小辰同学连接了一个神奇的电路，如图所示，当电源电压保持不变，闭合开关，将滑动变阻器滑片向左移动时( )
A. 灯的亮度不变，电压表示数变大
B. 灯的额定功率变大，电压表示数变大
C. 电压表和电流表的示数之比不变
D. 电流表示数变大，电压表示数变大
10.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，小辰同学设计了如图所示的装置。两段阻值不同的电阻丝密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连。下列说法正确的是( )
A. 图中的功率大于的功率
B. 该装置可探究电流产生的热量与电阻大小是否有关
C. 相同时间里，气球比气球的膨胀程度相同
D. 该实验只用到“转换法”
11.如图所示是电阻甲和乙的图像。下列说法正确的是( )
A. 电阻乙为定值电阻
B. 当电阻甲两端电压为时，
C. 只将电阻甲和乙串联，若电路电流为，则电路总电压为
D. 只将电阻甲和乙并联，若电源电压为，电路总电流为
12.如图甲所示，电源电压不变，为定值电阻，滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，消耗的电功率与其两端电压的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 的阻值为 B. 的最大阻值为
C. 电源电压为 D. 该电路消耗的最大电功率为
二、填空题：本大题共4小题，共20分。
13.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是汽油机的______冲程。某汽油机在某次工作时消耗了的汽油，这些汽油完全燃烧放出______的热量。汽油的热值是
14.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球，其箔片张开，原因是同种电荷相互______。如图，验电器不带电，当用带有手柄的金属棒把带正电的验电器和不带电的验电器连接起来时，连接瞬间电荷的移动方向由______选填“到”或“到”，手柄的材料应为______选填“导体”或“绝缘体”。
15.小辰同学设计了一个风力测定仪，如图所示，是转动轴，是金属杆，下面连接着一块受风板。无风时是竖直的，风越强，杆偏转的角度越大。是一段圆弧形电阻，点是金属杆与圆弧形电阻相接触的点，电路中接有一个小灯泡，测风力时，闭合开关即可。通过分析可知：观察小灯泡亮度，当小灯泡变亮时，说明风力变______选填“大”或“小”。有同学认为把图中的灯泡换成电流表更好，你的观点是______选填“可行”或“不可行”。
16.在如图所示的电路中，当只闭合开关，滑片滑至端时，电流表的示数为，电压表的示数为，电阻的电功率为；当闭合开关、时，电流表的示数为，电压表的示数为，且：：，则： ______，： ______；当开关、、都闭合且滑片在端时，电流表的示数为，电流表示数为，且：：，此时滑动变阻器的功率为，则 ______。
三、作图题：本大题共2小题，共4分。
17.请在图甲中的里填上合适的电表符号，使开关闭合后，两小灯泡均能发光。
18.在图中将插座和开关控制插座正确接到电路中。
四、实验探究题：本大题共2小题，共24分。
19.实验小组的同学们利用如图所示的电路探究串联电路中电压的特点。
连接电路时，开关必须______；
实验中最好选择规格______选填“相同”或“不同”的小灯泡；
小辰同学正确测出两端的电压后，再测两端的电压时，将图中电压表与点相连的导线改接到点，而保持电压表与点相连的导线不动，小州同学认为小辰同学的做法是错误的，小州同学的理由是______；
改正错误后，小辰同学正确测得的数据如表所示，由表中的实验数据可知、、的关系是______填关系式；
实验次数
小辰同学进行了多次实验，主要目的是______选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”。
20.小辰同学在老师的指导下对“电流与电阻的关系”进行探究，现提供如下器材：电压恒定为的电源；阻值分别为、、、、的五个定值电阻；标有“，”的滑动变阻器和“，”的滑动变阻器；电压表、电流表、开关各只，导线若干。
小辰同学设计了如图甲所示的实验电路图，请根据电路图帮助他将图乙中的实物图连接完整；
若电路连接正确，小辰在闭合开关前，发现电流表指针如图丙所示，那么他接下来对电流表的操作是______；
排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片移动到最右端，闭合开关，调节滑片，使电压表的示数为时，电流表的指针如图丁所示，此时电路中电流为______，他此时接入电路的定值电阻的阻值为______；
完成步骤后，若保持滑片位置不变，断开开关，将定值电阻替换成，闭合开关，向______选填“”或“”移动滑片直到电压表示数再次变为为止，并读出此时电流表的示数；
多次改变接入电路的定值电阻，并重复步骤。最终得出电流与电阻的关系；
为确保后续所有定值电阻接入电路后都能完成该探究内容，应选择滑动变阻器______选填“”或“”接入电路；
在完成上述探究内容后，小辰利用一个电压表和一个已知阻值为的定值电阻，设计了如图戊所示的电路，来测量未知电阻的阻值，请将实验步骤补充完整：
闭合开关，断开开关，用电压表测出待测电阻两端的电压为；
闭合开关、，记下此时电压表读数为；
请写出未知电阻阻值的表达式： ______用、和表示。
五、计算题：本大题共2小题，共16分。
21.如图是一款智能电加热杯垫，它适用于不同材质、不同形状的杯子。该杯垫有加热、保温两个挡位，内部简化电路图如图所示，、为电热丝，电源电压为，的阻值为。闭合开关、时为高温挡，高温挡的功率为，只闭合开关时为低温挡。求：
用该加热杯垫将水从加热到时，水吸收的热量；
低温挡工作时的电功率；
电热丝的阻值。
22.每年进入汛期，怀化多地会发生强降雨，导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置，如图甲所示，电路中电源电压保持不变，为定值电阻，是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置最大阻值，浮子可带动金属滑杆即滑动变阻器滑片竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值。接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。求：
电源电压和定值电阻的阻值；
当水位达到警戒水位时，电流表的示数；
水位变化过程中，滑动变阻器功率最大时的水位。
答案和解析
1.
【解析】、一切物体在任何温度下都有内能，雪的温度虽然很低，但是仍然具有内能，故A错误；
B、相同质量和水和砂石相比，吸收相同的热量，由于水的比热容较大，所以水温升高幅度较小，因此水温较低；而沙石比热容小于水，所以砂石升温幅度较大，因此砂石温度较高，导致“沙暖睡鸳鸯”，故B错误；
C、“花气袭人知骤暖”，说明温度越高，分子运动越剧烈，故C正确；
D、大地吸收热量，内能增加，通过热传递的方式实现的，故D错误。
故选：。
2.
【解析】、坐滑梯时，臀部与滑梯相互摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能；故A错误；
B、图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，水蒸气的内能转化为机械能，空气的内能减少，故B正确；
C、图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，对外做功，水蒸气的内能减小，故C错误；
D、图中抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，这是扩散现象，说明分子是运动的；空气的密度小于二氧化氮的密度，装有空气的瓶子放在上面，故D错误。
故选：。
3.
【解析】、一块的冰熔化成的水，需要吸收热量，所以内能增加；水的比热容大于冰的比热容，即比热容增大，故A正确；
B、热量是过程中，只能说吸收或放出热量，不能说含有多少热量，热传递过程中传递的是热量而不是温度，故B错误；
C、热传递的条件是温度差，热量总是从高温物体向低温物体传递，或物体的高温部分向物体的低温部分传递，故C错误；
D、热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以酒精灯内的酒精用去一半后，酒精的热值不变；
物质的比热容是物质的特性，只与物质的种类和状态有关，酒精灯内的酒精用去一半后，酒精的种类和状态不变，所以比热容不变，故D错误。
故选：。
4.
【解析】由题意可知，开关与互不影响，能独立工作，即二者并联；开关控制整个电路，应位于干路上，
故A符合要求。
故选：。
5.
【解析】由图可知，闭合开关，与串联，电压表测两端的电压，电压表测电源电压。
已知电压表的示数为，即两端的电压为，
电压表的示数为，即电源电压为，
由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，
所以两端的电压为，故B正确。
故选：。
6.
【解析】由图可知，电阻和并联，电流表测通过的电流，电流表测干路中的电流；
两个电流表指针偏转角度相同，由于并联电路干路电流等于支路电流之和，
则电流表的示数大于电流表的示数，
所以电流表选择的量程是，分度值为，示数为，即干路的电流为，
电流表选择的量程是，分度值为，示数为，即通过的电流为，
所以通过电阻的电流为，
综上可知，ABC正确，D错误。
故选：。
7.
【解析】、空气开关自动断开，可能是某处出现了短路，也可能是用电器的总功率过大，故A错误；
B、控制用电器的开关必须接在用电器和火线之间，故B错误；
C、有金属外壳的家用电器其外壳一定要接地，故C正确；
D、测电笔使用时手指不能碰到笔尖的金属体，不能碰到笔尾的金属体，故D错误。
故选：。
8.
【解析】由图知，两个电阻串联，电压表分别测两个电阻两端的电压，电流表测电路中的电流。
只有一个灯泡出现了故障，电路故障为短路或断路；如果短路，则电流表和其中一个电压表示数都会变大，因此故障不是短路；
经分析可知电路故障一定为断路，
如果电压表示数变大，说明两端与电源两极相连，并且测量两端电压，因此断路；同理，若电压表示数变大，说明两端与电源两极相连，则电阻断路。
故选：。
9.
【解析】对于一个灯泡来说，其两端电压、通过灯泡的电流发生改变时，额定功率是不变的；
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压，电流表测电路中的电流；
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，滑片移动时，变阻器接入电路中的电阻不变，由可知，电路中的电流不变，即电流表的示数不变；
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由可知，灯泡的实际功率不变，其亮暗不变；
将变阻器滑片向左移动时，滑片右侧部分电阻丝的阻值变大，由可知，滑片右侧电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数变大；
由于电压表示数变大，电流表的示数不变，所以电压表和电流表的示数之比变大，故A正确。
故选：。
10.
【解析】电阻丝串联，电流和通电时间相同，由可知，图中的功率小于的功率，故A错误；
B.串联电路电流相同，所以该装置可用于探究电流产生的热量与电阻大小是否有关，故B正确；
C.电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变；实验中控制电流和通电时间相同，所以还采用了控制变量法，故C错误；
D.本实验运用控制变量法和转换法，故D错误。
故选：。
11.
【解析】由欧姆定律可知，电阻一定时，电流与电压成正比；由图乙可知，电阻乙的图像是一条曲线，即其电流与电压不成正比，所以乙的阻值不是一个定值，即乙不是定值电阻，而甲是定值电阻，故A错误；
B.由图乙可知，当电阻甲两端的电压为时，通过甲的电流为，
故甲的电阻：，故B错误；
C.只将电阻甲和乙串联，若电路电流为，则甲两端的电压为，乙两端的电压为，串联电路总电压等于各分电压之和，所以总电压为，故C正确；
D.只将电阻甲和乙并联，若电源电压为，则甲的电流为，乙的电流为，并联电路总电流等于各支路电流之和，所电路总电流为，故D错误。
故选：。
12.
【解析】
由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
、当滑动变阻器消耗的功率为时，其两端电压为，
由可得，此时电路中的电流为：，
由及串联电路的电压规律可得，电源的电压：--------；
当滑动变阻器消耗的功率为时，其两端电压为，
由可得，此时电路中的电流为：，
由及串联电路的电压规律可得，电源的电压：---------，
电源电压不变，则：，解得：；电源电压为：，故AC错误；
B、由图乙可知，当变阻器两端电压最大为时，滑动变阻器全部接入电路中，其电阻最大，此时电流最小为，
则滑动变阻器的最大阻值为：，故B错误；
当滑动变阻器接入电路的电阻为时电路为的简单电路，电路中的电阻最小，电流最大，
则电路中的最大电流为：；
该电路消耗的最大电功率：，故D正确。
故选：。
13.做功
【解析】由图可以看出，汽油机的进气门关闭，排气门关闭，火花塞点火，活塞由上向下运动，为做功冲程；
汽油完全燃烧放出的热量为。
故答案为：做功；。
14.排斥 到 绝缘体
【解析】根据正负电荷的定义可知，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸带负电，将它与验电器的金属小球接触后，金属箔片会带上正电，因为同种电荷相互排斥，所以验电器中闭合着的金属箔片会张开一个角度。
用带有手柄的金属棒把带正电的验电器和不带电的验电器连接起来，验电器上自由电子向验电器转移，所以瞬间电荷的移动方向是从到。
由于人是导体，为了不影响实验进行，手柄的材料应该为绝缘体。
故答案为：排斥；到；绝缘体。
15.大 不可行
【解析】由图可知，当小灯泡变亮时，电路中的电流越大，由欧姆定律可知，接入电路中的电阻变小，表明杆偏转的角度越大，即风力变大。如果把图中的灯泡换成电流表，当风力过大时，会形成短路，故灯泡可以保护电路，因而换成电流表是不可行的。
故答案为：大；不可行。
16.： ：
【解析】当只闭合开关，滑片滑至端时，电阻和串联接入电路，电压表测电阻的电压，电流表测通过电路的电流，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路总电阻为，
由欧姆定律可得电流表的示数：，则，
当闭合开关、时，电路为的简单电路，电压表测电阻的电压，电流表测通过电路的电流，电压表的示数为即为电源电压，
电流表的示数：，
：：，则，
整理得，即，
则，所以：：；
；
由可得：，
和串联时的总电阻：，
则电阻和串联时的功率之比：，即，
两电阻串联时电阻的电功率为，
所以电阻的电功率：，
则两电阻串联时的总功率：，
由可得电源电压：，
和并联时的总电阻：，
则两电阻并联时的总功率：，
当开关、、都闭合且滑片在端时，电阻、、并联接入电路，电流表测干路电流，电流表测和的总电流，则干路电流：，
电流表的示数：，
由：：可得：，化简整理得：，
消耗的电功率与两电阻并联时的总功率之比：，
则消耗的电功率：。
故答案为：：；：；。
17.上方的电表与灯泡串联，为电流表，下方的电表与电源串联，为电压表。

【解析】电流表要串联在电路中使用，相当于导线，而电压表要与被测用电器并联，相当于断路。
本题考查了电流表和电压表的使用方法。解题的关键是明白电压表是并联使用，电流表是串联使用。
18.三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，开关接在火线与插座之间，如图所示：

【解析】三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线；开关接在火线与插座之间。
19.断开 不同 电压表的正负接线柱接反 寻找普遍规律
【解析】连接电路时，为了保护电路，避免连线错误而烧坏电路元件，开关必须断开；为了得出普遍规律，实验中最好选择规格不同的小灯泡；
在测两端的电压后，电压表所接的接点不动，只断开接点，并改接到接点上，这样会使电压表正负接线柱接反，不能测出两端的电压，所以他的办法是错误的；
两点间的电压为两端的电压， 两点间的电压为两端的电压， 两点间的电压为电路两端的总电压，由表中的数据：；；；可以得出：串联电路中总电压等于各串联电阻两端的电压之和，即：；
在探究串联电路中电压的特点的实验中，多次实验，主要目的是寻找普遍规律。
故答案为：断开；不同；电压表的正负接线柱接反；；寻找普遍规律。
20.将电流表指针调至零刻度线 右
【解析】根据电路图甲可知，滑动变阻器与串联，电压表测两端电压，所以要并联在的两端，实物图连接如下图：
；
在闭合开关前，发现电流表如丙图所示左偏，说明电流表指针没有指零，所以他接下来的操作应是将电流表指针调至刻度线；
由题意可知电流表量程是“”，分度值为，如丁图所示，电流表读数为，此时电路中的电流为，由欧姆定律可得此时接入电路的定值电阻的阻值为：；
由题意得，若保持滑片位置不变，断开开关，将定值电阻替换成，根据串联电路分压可知定值电阻两端电压增大，要想电压表保持原来的，就要使滑动变阻器两端的电压增大，即增大滑动变阻器的阻值，所以要向右移动滑片直到电压表示数再次变为为止；
为确保后续所有定值电阻接入电路都能完成该探究，由题意得，定值电阻两端电压始终保持，当定值电阻取最大值时，滑动变阻器要移到最大阻值，当，电路中的电流为：，由电源电压为可知，滑动变阻器两端的电压为：，所以此时滑动变阻器的阻值为：，所以选择滑动变阻器；
在中，闭合、，短路，电路为的简单电路，电压表测出待测电阻的电压即为电源的电压；
在中，两电阻串联，电压表测出待测电阻两端的电压为，由串联电路电压的特点可知，定值电阻的电压，
由串联电路的分压原理可知：，解得：。
故答案为：；将电流表指针调至刻度线；；；右；。
21.将水从加热到时，水吸收的热量：。
只闭合开关时为保温挡，由图乙可知，此时只有工作，
则保温挡工作时的电功率：；
电路中的总功率等于各用电器的电功率之和，则的电功率：，
由可知，的阻值：。
答：用该加热杯垫将水从加热到时，水吸收的热量为；
低温挡工作时的电功率为；
电热丝的阻值为。
22.【解析】由图甲可知，闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测两端的电压；
当变阻器接入电路的阻值为时，电路为定值电阻的简单电路，由欧姆定律可知电路中的电流最大，由图丙可知电路中的最大电流为，此时定值电阻两端的电压为，故电源电压为，
根据欧姆定律可知定值电阻的阻值：；
由图乙可知接入电路的阻值与水位成一次函数关系，设，
结合图乙的信息可得：----，
----，
联立解得：，，
则滑动变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系为；
当水位达到警戒水位时，滑动变阻器接入电路的阻值：，
根据电阻的串联和欧姆定律可知此时电流表的示数：；
滑动变阻器消耗的功率：
，
所以，当时，滑动变阻器的功率最大，
由可得：，
解得此时水位为。
答：电源电压为，定值电阻的阻值为；
当水位达到警戒水位时，电流表的示数为；
水位变化过程中，滑动变阻器功率最大时的水位为。
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