河南省郑州市金水区2023-2024学年九年级上学期期末物理试题

这是一份河南省郑州市金水区2023-2024学年九年级上学期期末物理试题，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。
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1. 教室内禁止食用辣条等刺激性气味的食品，以免给其他同学带来不舒服的感受，这其中的物理道理是物质的分子___________。午饭后小丽到校园内的景观水系边游玩，刚一坐在水池边的石头台上，发现很烫，是通过___________的方式使石头的内能增大温度升高的，她摸一摸水池里面的水，却很凉爽，这是因为___________。
【答案】 ①. 在不停地做无规则运动 ②. 热传递 ③. 见解析
【解析】
【详解】[1]教室内禁止食用辣条等刺激性气味的食品，以免给其他同学带来不舒服的感受，这是因为物品的刺激性气味分子在不停地做无规则运动，发生了扩散现象，使刺激性气味充满了整个密闭空间。
[2]刚一坐在水池边的石头台上，发现很烫，人体吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变石头的内能。
[3]她摸一摸水池里面的水，却很凉爽，因为水的比热容较大，与质量相同的其它物质相对，吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少。
2. 如图所示，小红同学用气球在头发上摩擦几下，头发很蓬松，是因为头发___________，拿走气球时，头发被吸向气球，是因为___________。
【答案】 ①. 带同种电荷，同种电荷相互排斥 ②. 异种电荷互相吸引
【解析】
【详解】[1][2]气球和头发摩擦起电，使头发带了同种电荷，同种电荷相互排斥，所以头发很蓬松；用气球与头发摩擦几下，气球和头发带异种电荷；相互靠近时出现了如图所示的吸引现象，是因为异种电荷互相吸引。
3. 如图所示，把一个铅笔芯放在一块电池的正负极上，火柴头接触铅笔芯一段时间后被点燃。这是由于铅笔芯属于___________，火柴头能被点燃的合理解释是___________。您看到的资料都源自我们平台，家威杏 MXSJ663 免费下载
【答案】 ①. 导体 ②. 见解析
【解析】
【详解】[1][2]如图所示，把一个铅笔芯放在一块电池的正负极上，火柴头接触铅笔芯一段时间后被点燃。这是由于铅笔芯属于导体，铅笔芯通电后产生较多的热量，达到火柴头的着火点后燃烧起来。
4. 如图所示，电源电压恒为12V，R1的阻值为8Ω，闭合开关，b、c两点间电压为4V，则通过R1的电流为___________A，R2的阻值为___________Ω；若用阻值更大的电阻替换R2后，则a、b两点间电压将会___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 1 ②. 4 ③. 变小
【解析】
【详解】[1][2]闭合开关，两个电阻串联，b、c两点间电压为4V，R2两端的电压是4V，根据串联电路的电压特点可知，R1两端的电压
U1=U-U2=12V-4V=8V
根据欧姆定律可知电路中的电流
则通过R1、R2的电流都为1A；根据欧姆定律可知R2的阻值
[3]若用阻值更大的电阻替换R2后，由于电源电压不变，根据串联电路的分压特点可知b、c两点间的电压变大，由串联电路电压的规律可知a、b两点间电压变小。
5. 如图甲是利用气压传感器测量环境气压的简化电路。图乙是传感器电阻R与环境气压p的R﹣p图象。电源电压保持不变，定值电阻R1＝600Ω。某次测量时，闭合开关，电流表A1示数为10mA，A2示数为30mA。则电源电压为___________V，环境气压为___________Pa。
【答案】 ①. 6 ②. 1×105
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知，闭合开关，两电阻并联，电流表A1测R1的电流，电流表A2测干路电流；闭合开关，电流表A1示数为10mA，则通过R1的电流为
I1=10mA=0.01A
根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压
U=U1=I1R1=0.01A×600Ω=6V
电流表A2示数为30mA，即干路中的电流
I=30mA=0.03A
根据并联电路的电流特点知，通过电阻R的电流
IR=I-I1=0.03A-0.01A=0.02A
此时R的阻值
由R-p图象可知，当R=300Ω时，环境气压p=1×105Pa。
6. 微波炉是生活中常用的用电器，电功率大、热效率高、清洁卫生、使用方便。商场中，一位顾客和售货员在微波炉的使用上出现了不同意见。售货员说，微波炉加热效率高，用它加热食品“很省钱”；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉常常“烧保险”。请你任选一个人的观点（双引号里的）指出其物理含义，并从物理学角度简要解释说明。
【物理含义】：__________；
【解释说明】：__________。
【答案】 ①. 见解析 ②. 见解析
【解析】
【详解】[1][2]“很省钱”：省电；售货员认为微波炉很省电，是说用微波炉虽然功率大，但加热食物用时很短，消耗的电能并不多，所以“微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费”；
“烧保险”：电功率大；顾客是从电功率角度考虑的，因为微波炉属于大功率用电器，工作时电路中电流很大，会烧断保险丝，相同时间内消耗的电能多，所以认为很“费电”。
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，全选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7. 以下实验能说明分子间存在空隙的是（ ）
A. 用肉眼观察海绵，发现海绵内部有许多空隙
B. 将等体积的酒精和水充分混合后，总体积变小
C 用铅笔画出连续直线，用放大镜观察到碳粒间有空隙
D. 用光学显微镜观察血细胞涂片，发现细胞间有间隙
【答案】B
【解析】
【详解】A．用肉眼观察海绵，发现海绵内部有许多空隙，物体间有间隙，不能说明分子间存在空隙，故A错误；
B．体积相等的水和酒精，水和酒精混合后总体积变小，说明分子之间存在间隙，故B正确；
C．铅笔画出的线我们可以看到，它肯定是由无数个分子构成的，而分子非常小我们看不到，因此用放大镜观察到碳粒间有空隙也不能说明分子之间有空隙，故C错误；
D．用光学显微镜观察血细胞涂片，发现细胞间有间隙，由于分子是很微小的，光学显微镜放大的倍数有限，不能观察到分子、分子间有间隙，故D错误。
故选B。
8. 下列设备属于热机的是（ ）
A. 电热小太阳B. 电热挂烫机
C. 家庭的地暖D. 火箭发动机
【答案】D
【解析】
【详解】AB．电热小太阳、电热挂烫机都是利用电流的热效应工作，不符合热机的特点，故AB不符合题意；
C．家庭的地暖利用水的比热容较大的特点，故C不符合题意；
D．火箭发动机利用内能做功，是把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点，故D符合题意。
故选D。
9. 细心的小明发现学校的楼道灯很智能，如图所示。楼道灯只有在天很暗且有人经过时才会亮。小明利用“光控开关S光”（天暗自动闭合，天亮自动断开）和“人体红外线感应开关S人”（有人经过自动闭合，没人经过时自动断开）设计了电路图，下列符合要求的电路图是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】楼道灯只有在天黑后且有同学经过时才会亮，说明光控开关与人体红外线感应开关同时控制灯泡，且两开关均闭合时，灯泡才会发光，则两开关均与灯泡串联，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10. 两灯L1和L2连接在同一电路中，闭合开关，下列现象可以判断两灯一定串联的是（ ）
A. 灯L1和L2的电压不同B. 灯L1和L2的电流相同
C. 灯L1发光但L2不发光D. 两灯L1和L2均能发光
【答案】A
【解析】
【详解】A．两灯并联，灯两端的电压相等；若灯两端的电压不相等，两灯一定串联，故A符合题意；
B．串联电路的电流处处相等，通过L1和L2的电流相同；若两灯并联，且两灯的规格相同时，通过两灯的电流也相等，所以通过两灯的电流相等，可能串联也可能并联，故B不符合题意；
C．灯L1发光但L2不发光，说明两灯工作时互不影响，因此是并联的，故C不符合题意；
D．无论是串联还是并联，只要开关控制整个电路，闭合开关，两灯均能发光，故D不符合题意。
故选A。
11. 下列材料中符合大功率、远距离输送电能要求并最具有应用前景的是（ ）
A. 银质材料B. 纳米材料
C. 超导体材料D. 半导体材料
【答案】C
【解析】
【详解】超导体的电阻为零，用来制作输电线可以大大减小输电过程中的电能损失，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
12. 如图所示是电动车在楼道中充电时易引发火灾的宣传警示图，以此警示大家要注意安全用电。下列做法符合安全用电原则的是（ ）

A. 电线着火时应迅速泼水浇灭火焰
B. 发生电火灾时应该立即切断电源
C. 充电时空气开关跳闸，立即合上空气开关
D. 电动车充电线绝缘皮破损后仍可继续使用
【答案】B
【解析】
【详解】A．生活中水是导体，容易造成触电事故，因此电器设备着火时，不能立即泼水灭火，故A不符合题意；
B．发生电火灾时应立即切断电源，再灭火，防止灭火时触电，故B符合题意；
C．因为电路有短路或总功率过大的情况而导致电流过大，空气开关才跳闸。所以空气开关跳闸后应先检修、检查，没有问题后再使空气开关复位，不可以立刻合上空气开关，故C不符合题意；
D．充电线绝缘皮破损后裸露的线芯极易造成短路引起火灾，或者人员触电，不可继续使用，故D不符合题意。
故选B。
13. 风力发电机的装机量逐年增大，下列能说明风力发电机工作原理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】风力发电机的工作原理是电磁感应现象；
A．开关闭合后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故A符合题意；
B．开关闭合后，电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，即是电动机的制作原理，故B不符合题意；
C．该实验是奥斯特实验，小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场，故C不符合题意；
D．该装置中线圈在磁场中转动，做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D符合题意。
故选AD。
14. 白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 水力发电是把水的内能转化为电能
B. 利用水能来发电有利于减少碳排放
C. 水越用越少，水能是不可再生能源
D. 电能输送有损失，是因导线有电阻
【答案】BD
【解析】
【详解】A．利用水能发电是利用水的机械能较大，将水的机械能转化为电能，故A错误；
B．水能属于清洁能源，利用水能发电有利于减少碳排放，故B正确；
C．水能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故C错误；
D．由焦耳定律可知，电流在通过有电阻的导线时会产生热量，将一部分电能转化为内能，故D正确。
故选BD。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15. 如图所示，张先生家需要在卧室插座旁加装一个壁灯。请在图中画线代替导线将壁灯L接入电路，开关S控制壁灯L。
【答案】
【解析】
【详解】家庭电路中，用电器与插座采用并联方式，开关控制电灯，开关与电灯串联，开关一端先接火线，另一端再接灯泡，再经灯泡回到零线；对于三孔插座，左孔接零线，右孔接火线，上面孔接地线，故连接如图所示：
16. 如图所示，是物理兴趣小组设计的“电子身高测量仪”的部分电路图（不完整），只要将一个电压表并联在电路中的R或R0两端即可进行身高的测量。请你把电压表正确接入电路中，要求身高越高，电压表的示数越大。（其中R0是定值电阻，R是滑动变阻器，电源电压不变）

【答案】
【解析】
【详解】从图中可以看到，闭合开关S后，根据电流的流法可知，电路中的R和R0串联接在电路；将一个电压表并联在电路中的R或R0两端即可进行身高的测量，并且要求身高越高，电压表的示数越大，从图中可以看到，身高越高时，滑动变阻器R接入电路的阻值越大，根据串联电路的分压特点，变阻器R两端的电压会越大，定值电阻R0的电压会越小，电压表并联在R两端则示数越大，并联在R0两端则示数越小，那么电压表应该并联在R两端，如下图所示：

四、实验探究题（本题3个小题，第17题4分，第18题8分，第19题7分，共19分）
17. 如图甲所示，小明用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热，以比较水和煤油的吸热能力。
（1）在两烧杯中分别装入初温相同且___________相等的煤油和水；
（2）实验中，是通过比较___________来间接反映煤油和水吸收的热量；
（3）小明根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙所示，可见，___________的吸热能力更强，理由是：___________。
【答案】 ①. 质量 ②. 加热时间 ③. 水 ④. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的煤油和水。
（2）[2]根据转换法，实验中，是通过比较加热时间来间接反映煤油和水吸收的热量，加热时间越长，物质吸收的热量越多。
（3）[3][4]根据作出的水和煤油的温度随加热时间变化的图象可见，加热相同的时间，即吸收相同的热量，水升高的温度较少，说明水的吸热能力更强。
18. 为探究“电流与电压、电阻的关系”，小明设计了如图所示电路，电源电压恒定不变。
（1）请将图甲正确连接完整___________；
（2）小明联想到电池的节数越多灯泡越亮的现象，猜想：电流大小可能与电压的高低有关；请你再举出一个能够支持这一猜想的生活现象：___________；
（3）本实验中滑动变阻器除了保护电路，其主要作用是___________；
（4）小明先用5Ω的定值电阻进行实验获得数据如表一，分析数据可得出的结论是：___________，理由是___________；
（5）接下来他探究电流与电阻的关系，先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为某一值，此时电流表的示数如图乙所示，为___________A；然后将5Ω的电阻换成10Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑片，直至电压表示数与第一次相等时，读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验，实验数据记录在表二中。由数据可知：当导体内端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成___________。
【答案】 ①. ②. 见解析 ③. 改变定值电阻两端电压和通过的电流 ④. 见解析 ⑤. 见解析 ⑥. 0.3 ⑦. 反比
【解析】
【详解】（1）[1]由表一可知，电流表的示数没有超过0.6A，电流表选择0~0.6A的量程，电流表串联在电路中，电压表和电阻并联，滑动变阻器上下各选一个接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
（2）[2]玩具汽车长时间工作，会看到玩具汽车运动的速度越来越慢，可以支持电流大小可能与电压的高低有关的猜想。
（3）[3]在探究电流与电压的关系实验中，需要改变定值电阻两端电压和通过的电流，故本实验中滑动变阻器除了保护电路，其主要作用是改变定值电阻两端电压和通过的电流。
（4）[4][5]由表中数据可知，电压与电流的比值
为一定值，故可得出的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（5）[6][7]电流表的示数如图乙所示，电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，由表二可知，电流和电阻的乘积不变，即电压表的示数不变，可以得到当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
19. 图甲是小明测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻所连接的电路。
（1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线___________；
（2）连好电路开始实验，小明发现小灯泡没有发光，观察电压表、电流表均有读数，你认为灯泡没有发光的原因是：___________；
（3）实验中，第一次测量时让电压表示数为2.5V，使小灯泡正常发光，此后调节滑动变阻器，让灯泡两端电压逐渐降低，使灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如下表所示。当滑动变阻器的滑片位于某位置时，电压表示数为0.5V，电流表示数如图乙所示，此时电路中的电流为___________，灯丝电阻为___________Ω；
（4）请你根据表中数据在图丙中画出小灯泡的U﹣I图象，___________由表格中的信息和图像可以得出的结论：___________。
【答案】 ①. ②. 灯泡实际功率太小 ③. 0.16A ④. 3.125 ⑤. ⑥. 见解析
【解析】
详解】（1）[1]图甲中灯泡和电压表被短路，电压表和灯泡并联，如图所示：
（2）[2]连接好电路后，闭合开关，电压表和电流表均有示数，但小灯泡却不亮，此时的电路应当不是发生故障，应当考虑灯泡的亮度和灯泡的实际功率的大小有关，实际功率太小，灯泡达不到发光的程度，因此灯泡看起来不亮。
（3）[3][4]由图甲可知，电流表量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.16A，灯丝电阻为
（4）[5]由表格中的数据描点，然后用平滑的曲线连接，如下图
[6]由表格中的数据得到，不同电压下，小灯泡的电阻值不同，由P=UI可知，灯的电压越低，通过的电流越小，灯的功率越小（由表中数据知灯的电阻越小），灯的温度越低，即灯丝的电阻随温度的降低而变小。
六、综合应用题（第20题8分，第21题9分，共17分）
20. 如图所示为一款物流电动车，该车充满电后可储存电能50kW·h，若该车在某平直路上匀速行驶时受到的阻力为1200N，仪表显示行驶72km后还剩余40%的电量。求：
（1）从手机APP上可以看到车辆的主要信息，手机和车辆是通过___________传递信息的，车电动机的工作原理是___________；
（2）充满电储存的电能相当于完全燃烧多少千克燃油放出的热量___________（q燃油＝4×107J/kg）？
（3）本次行驶过程中该电动车的效率为多少___________？
【答案】 ①. 电磁波 ②. 通电导体在磁场中受力运动 ③. 4.5kg ④. 80%
【解析】
【详解】（1）[1][2]由于电磁波可以传递信息，所以手机和车辆是通过电磁波传递信息的；电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，所以物流电动车的电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动。
（2）[3]该车充满电后储存的电能
W电=50kW·h=50×3.6×106J=1.8×108J
该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧燃油的质量
（3）[4]由于行驶72km后还剩余40%的电量，所以消耗的电能为
W电′=(1-40%)W电=0.6W电=0.6×1.8×108J=1.08×108J
因电动运输车在平直路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动运输车的牵引力
F=f=1200N
本次行驶过程中该电动车做的有用功为
W有=1200N×72×103m=8.64×107J
本次行驶过程中该电动车的效率为
21. 同学们对科技馆展厅自动大门很感兴趣，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开。回校后，科技小组利用电磁继电器、红外传感器、电动机等元件制作了模拟电路，部分电路图甲所示。其中电动机上标有“220V，40W”的字样，R1为定值电阻，控制电路的电源电压U为24V，红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图乙所示，当电磁铁线圈的电流为100mA时，触发电动机工作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻）
（1）由图甲可知电磁铁的上端为__________极；
（2）开门一次用时4s，则开门一次电动机消耗多少电能__________？
（3）经测试当L=3m时刚好触发电动机工作，则R1的阻值为多少__________？
（4）若门前6m内没有人，则控制电路的电功率是多大__________？
【答案】 ①. N ②. 160J ③. 120Ω ④. 1.92W
【解析】
【详解】（1）[1]开关闭合后，电流从电磁铁线圈的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极。
（2）[2]开门一次电动机消耗电能为
W=Pt=40W×4s=160J
（3）[3]当电磁铁线圈中的电流为
100mA=0.1A
时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开，此时控制电路的总电阻为
由乙图可知，当L=3m时，R的阻值为120Ω，根据电阻的串联规律可知R1的阻值
R1=R总-R=240Ω-120Ω=120Ω
（4）[4]根据图乙可知，若门前6m内没有人时，R=180Ω；此时控制电路的电功率是此时控制电路的电功率是
表一
实验次数
1
2
3
U/V
1.0
1.5
2.0
I/A
0.2
0.3
0.4
表二
实验次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.16
008
序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
不亮
较暗
微光
不发光
不发光
U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
I/A
0.28
0.26
0.24
0.22
0.18
0.04