湖南省娄底市2024年九年级上学期期末考试物理试题附答案

这是一份湖南省娄底市2024年九年级上学期期末考试物理试题附答案，共14页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图与实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．如图是一种白玉兰造型的新型5G智慧路灯。新型白玉兰路灯将5G设施、显示屏、交通指示牌、监控设备等全部集成在一起，可实现智能照明、5G基站、交通管理、信息交互、智能充电、城市综合服务等多种功能，将来可服务于城市物联网、无人驾驶等应用。下列有关说法正确的是（ ）
A．白玉兰路灯在工作过程中会有部分电能转化为内能
B．白玉兰路灯利用电能来工作，电能属于一次能源
C．在真空中，5G信号的传播速度比4G信号的传播速度快
D．5G通信技术主要是利用超声波传递信息的
2．研究能源利用，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务.能源按不同的分类方式可进行不同分类．下列四组能源中，能归入如图所示阴影部分的一组是（ ）
A．煤炭、地热能、沼气B．太阳能、风能、海洋能
C．水能、木柴、天然气D．石油、海洋能、核能
3．如图是一个有盖的木盒，电路的部分连接情况隐藏在盒内。闭合开关时，两只灯泡都亮了，断开开关时，两只灯泡都熄灭。现在有以下4种操作，其中2种操作均可判断灯泡连接方式的为（ ）
⑴拆除导线a ⑵拧下灯泡L1 ⑶拆除导线b ⑷拧下灯泡L2
A．（1）（2）B．（1）（3）C．（2）（3）D．（2）（4）
4．如图所示的物理实验过程中，下列分析正确的是（ ）
A．图甲，紧紧压在一起的铅块能吊起重物，说明分子之间只有引力
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，是通过热传递的方式使试管内的水内能增大
D．图丁，是压缩冲程，该过程的能量转化是内能转化为机械能
5．下列有关磁现象的说法错误的是（ ）
A．条形磁体两端磁性强、中间磁性弱
B．磁体周围的磁感线是真实存在的
C．地理的两极和地磁的两极并不重合
D．司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用
6．对下列图中甲、乙、丙、丁四个图的实验描述不正确的是（ ）
A．甲：验电器的两片金属箔带同种电荷互相排斥而张开
B．乙：通电导线在磁场中受到力的作用，这是电动机的原理
C．丙：奥斯特实验说明电能生磁
D．丁：闭合开关，只要金属棒运动，电路中就有感应电流产生
7．2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质，应用领域非常广泛，近年来，我国积极推进常温超导及其应用领域的研究。常温下的超导体，最适合运用于（ ）
A．制作家用保险丝B．制作白炽灯泡的灯丝
C．制作电炉的电阻丝D．远距离输电
8．如图所示，小明在家做饭时发现：把电饼铛通过导线连接到电路里，电饼铛很快就发热把食物烤熟，而导线却几乎不热。针对这一现象，他提出了一系列有关的问题，其中最有探究价值且易于探究的是（ ）
A．电流通过电饼铛产生的热量跟哪些因素有关系？
B．电流通过导体产生的热量跟导体电阻的大小有什么关系？
C．电流通过导体产生的热量跟电路中电流大小有什么关系？
D．电流通过导体产生的热量跟通电时间长短有什么关系？
9．关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（ ）
A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能
B．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能
C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能
D．给可充电电池充电时，化学能转化为电能
10．关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A．温度越高的物体所含的热量越多
B．物体温度升高，一定是吸收了热量
C．温度相同的两个物体间不会发生热传递
D．0℃的冰块的内能一定为0
11．茶文化在中国已经有几千年的历史，在寒冷的冬季，人们回到家中，泡上一壶茶，闻着浓浓的茶香，品一杯热茶，浑身上下暖暖的感觉。在品茶过程中涉及到的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．茶水是热的，说明茶水含有的热量多
B．开水能很快泡出茶香，是因为温度越高，分子热运动越剧烈
C．喝茶时身体感觉变暖了，是通过热传递的方式改变了内能
D．烧水时水蒸气将壶盖顶起的能量转化与汽油机做功冲程相同
12．如图，电源电压恒为，定值电阻阻值为，滑动变阻器上标有“”的字样，电流表和电压表选用的量程分别为“”和“”。当闭合开关，在保证各元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，则下列正确的是（ ）
A．电压表示数的最大值为
B．定值电阻两端的最大电压为
C．滑动变阻器接入电路中的最小电阻值是
D．电路总功率的最小值是
二、填空题（每空2分，共20分）
13．1831年美国物理学家亨利·约瑟夫发明了电铃，如图是某学校使用的电铃原理图，它是利用 (选填“电磁感应现象”“电流的磁效应”或“电流的热效应”)来工作．当小锤敲打铃碗时，电磁铁 (选填“有”或“没有”)磁性．
14．小雨和同学们积极参与文明城市创建，他们一起到街上用砂纸清除违章“小广告”，清除时，感觉砂纸发热。砂纸的这种能量是 转化而来的，这是通过 的方式改变物体内能的。
15．随着经济的发展，汽车已进入普通百姓家庭，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的指标之一，有经验的司机可以通过闻尾气的气味作出初步的判断，输出功率相同时，气味越淡，汽车发动机效率越 ，原因是 ．
16．某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于 （填“保温”或“加热”）状态。如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是 。
17．现有两只定值电阻， 标有“10 Ω 0.3 A”、 标有“30Ω 0.6 A”，在保证所有电路元件安全、不烧毁的前提下，若将两定值电阻串联接入电路，则电路中允许通过的最大电流为 A，电源电压最大为 V。
三、作图与实验探究题（第18题4分，第19题6分，第20题8分，第21题8分，第22题6分，共32分）
18．如图中，将小磁针靠近螺线管的一端，当开关S闭合后，小N磁针N极的指向如图所示。请在图中标出电源的+、-极，并画出螺线管的绕法。
19．如图①所示，用于接地的导线应该接在插座的 （选填“”“”或“”）孔；如图②、③所示，两种使用测电笔的方法中，正确的是图 ；如图④、⑤所示为家庭电路中造成电线燃烧的两种常见情况，其中图④所示情况的原因是 。
20．在探究电和磁之间的关系时，小明用磁体、铜棒ab、电流表、导线组成如图所示的实验装置．
（1）实验中发现，铜棒ab左右运动时，电流表指针也来回摆动，这种现象叫 现象．人们根据这个原理制成了 ，把机械能转化为电能．
（2）小刚用一节干电池替换了装置中的电流表，他们发现电路一接通，铜棒ab会向左摆动；若对调电池的正负极，铜棒ab会向 摆动．这一现象说明了通电导体在磁场中受力的方向与 方向有关．
21．小明想测小灯泡的额定功率，他选用了以下器材：标有“2.5V”的小灯泡（电阻约10Ω）、电源为6V的干电池组、电流表、电压表、开关、导线若干，另有三种规格的滑动变阻器分别标有“10Ω；1A”、“20Ω；0.5A”、“50Ω；0.2A”字样。
（1）请你帮小明选择一只合适的滑动变阻器，规格为 ；
（2）实验中，小明连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当小灯泡两端的电压达到额定电压后，电流表的示数如图乙所示，则小明测得小灯泡的额定功率是 W；
（3）小明打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两只开关，利用一只电流表测量该小灯泡的额定功率，设计的电路如图丙所示，其方案如下：
①闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器，使电流表示数为 A，表明小灯泡正常发光；
②闭合开关S1、S2，保持滑片位置不变，测出通过小灯泡的电流I0；
③计算小灯泡的额定功率。
仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是
22．小明利用如图装置，完成“探究不同物质吸热升温的现象”的实验。
（1）实验中，甲、乙虚线中应选择的器材组合是 （选填“A”“B”“C”或“D”）；
（2）实验中，物质吸收热量的多少是通过 来反映的；
（3）小明设计了如下两个方案比较不同物质吸热升温的性质：
方案一：加热相同时间，比较升高的温度；
方案二：升高相同的温度，比较加热的时间。
你认为 （选填“方案一”“方案二”或“两方案都”）可行。
四、计算题（本大题12分）
23．如图甲是某款电热水龙头，即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图，R1、R2为电热丝。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换．有关参数如表。不考虑温度对电阻丝值的影响，请回答下列问题：
（1）开关与1、2接触时，水龙头放出的水是温水还是热水？此时电路中的电流多大？
（2）R2的电阻值多大？
（3）水龙头放热水时，正常工作20s，消耗的电能是多少？若不计热量损失，在此过程中可将多少kg的水从18℃加热到48℃？
答案
【解析】【解答】A、 白玉兰路灯在工作过程中会有部分电能转化为内能 ，A正确
B、 电能属于二次能源，B错误
C、 在真空中，5G信号的传播速度比4G信号的传播速度快 ，C错误
D、 5G通信技术主要是利用电磁波传递信息的，D错误
综上选A
【分析】根据无线通信、电能的来源判识选项
1、无线通信：不论是4G还是5G均使用电磁波进行传播信息，所以传播速度一致，
2、电能：属于其他能源加工而来如火力发电、风力发电、水力发电
【解析】【解答】A、 煤炭 不属于可再生能源和新能源，A错误
B、 太阳能、风能、海洋能 ，B正确
C、 木柴、天然气 不属于可再生和新能源，C错误
D、 石油 不属于可再生能源和新能源，D错误
综上选B
【分析】根据可再生能源、新能源、一次能源判识选项
1、可在生能源：使用后短期可以恢复的能源，如太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温
2、一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能
3、新能源： 指传统能源之外的各种能源形式 ，如太阳能、风能、海洋能
【解析】【解答】判断串并联的方式为，拧下一只灯泡，观察另外一只，如果另一只灯泡熄灭，则串联，反之并联，D正确，ABC错误
综上选D
【分析】根据串联电路、并联电路判识选项
电路的串并联：串联：电路元件首位相连，并联：电路元件首首相连，尾尾相接，开关在干路上控制整个电路的通断，开关在支路上控制单个支路的通断； 串联电路，用电器彼此干扰，并联电路用电器互不干扰
【解析】【解答】 A. 图甲表示的是将接触面被削平的两个铅块用力压紧，可以使它们紧密的结合在一起，即便在下面吊重物也不分开，这个实验说明分子之间存在相互作用的引力，由于分子间不仅存在相互作用的引力还有斥力，而不是只有引力， 故A不正确，不符合题意；
B. 图乙用打气筒向装有少量水的瓶里打气，瓶内气压增大，当气压把塞子从瓶口推出时．瓶内水蒸气对塞子做功，使水蒸气自身的内能减少，温度降低，故B不正确，不符合题意；
C.图丙用酒精灯给水加热，水从酒精灯的火焰吸收热量，水的温度升高，内能增大，是通过热传递的方式使试管内水的内能增大，故C正确，符合题意；
D. 图丁中根据进气门和排气门都关闭、火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，并且此冲程是将内能转化为机械能．故D不正确，不符合题意。
故选C．
【分析】 本题考查了对分子动理论、改变物体内能的两种方式、内燃机四个冲程特点的理解，培养应用知识解决实际问题的能力。
【解析】【解答】A.条形磁体两端吸引的铁屑最多，这说明条形磁体两端磁性最强，中间磁性最弱，故A正确不合题意；
B.磁感线并不存在，是为了形象的描述磁场的分布规律而人为引入的，故B错误符合题意；
C.地磁方向和地理方向之间存在一个夹角，这就是磁偏角，故C正确不合题意；
D.司南是一个磁体，静止时长柄指向南方是受地磁场的作用，故D正确不合题意。
故选B。
【分析】根据对磁场和磁感线的认识和理解判断。
【解析】【解答】A、 甲：验电器的两片金属箔带同种电荷互相排斥而张开 ，A正确
B、 乙：通电导线在磁场中受到力的作用，这是电动机的原理 ，B正确
C、 丙：奥斯特实验说明电能生磁
D、丁： 闭合开关，金属棒做切割磁感线运动，电路中就有感应电流产生，D错误
综上选D
【分析】根据电磁感应、验电器的工作原理、电流的磁效应、通电导线在磁场中受到力的作用判识选项
1、电磁感应：电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，实例：发电机、 POS机读出信息
2、验电器的工作原理：同性电荷相互排斥
3、电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，使得小磁针发生偏转
4、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机
【解析】【解答】ABC均为用电器利用电阻产热进行工作，ABC均错误，D远距离输电，电阻为0 降低损耗，D正确
综上选D
【分析】根据焦耳定律的应用判识选项
焦耳定律：Q=I2Rt超导材料无电阻，利用焦耳定律产热的纯电阻用电器均无法使用，可以减少电能的损耗
【解析】【解答】具体可知， 导线和电饼铛属于串联电路，电流处处相等，所以可以探究的是产热量和电阻之间的关系，B正确，ACD错误
综上选B
【分析】根据焦耳定律可知Q=I2Rt计算分析
导线和电饼铛属于串联电路，电流处处相等，所以可以探究的是产热量和电阻之间的关系
【解析】【解答】A、 风力发电机发电时，将风能转化为电能 ，A错误
B、 植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能 ，B正确
C、 在酒精燃烧放热的过程中，化学能转化为内能 ，C错误
D、 给可充电电池充电时，电能转化为化学能 ，D错误
综上选B
【分析】根据能量的转化、特点判识选项
能量转化：为初始物体所具有的能量，转化完成后物体具有能量。能量不会凭空产生，也不会消失
【解析】【解答】A、 温度越高的物体所放出的热量越多 ，A错误
B、 物体温度升高，可能是吸收了热量 也可能是做功，B错误
C、 温度相同的两个物体间不会发生热传递 ，C正确
D、 0℃的冰块的也存在内能，D错误
综上选C
【分析】根据温度、内能和热量的关系、热传递、改变物体的内能方式判识选项
1、温度、内能和热量的关系，只有温度的改变会引起内能改变，
2、热传递得前提为物体存在温度差，
3、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能
【解析】【解答】A、 茶水是热的，说明茶水吸收的热量多 ，A错误
B、 开水能很快泡出茶香，是因为温度越高，分子热运动越剧烈 ，B正确
C、 喝茶时身体感觉变暖了，是通过热传递的方式改变了内能 ，C正确
D、 烧水时水蒸气将壶盖顶起的能量转化与汽油机做功冲程相同 ，均为内能转化为机械能，D正确
【分析】根据热量、分子热运动、做功冲程判识的特点判识选项
1、热量只能用吸收或者放出来描述，是过程量，
2、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；
3、做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能
【解析】【解答】A、据图分析，电压表测量变阻器两端电压，根据串联分压可知，变阻器两端电压最大为4V，A错误
B、电路中允许通过得最大电流为0.6A，根据欧姆定律可知，R1两端最大电压为3V，B正确，
C、电路中允许通过得最大电流为0.6A，所以电路中最小得电阻为6V/0.6A=10Ω，所以变阻器最小电阻为5Ω，C正确
D、根据P=U2/R可知，电阻最大为15Ω，电压为6V，所以最小电功率P=2.5W，D错误
综上选BC
【分析】根据串联分压、串联电路规律、欧姆定律以及电功率公式判识选项
串联分压：用电器两端电压和电阻成正比，串联电路总电阻为用电器电阻之和，结合欧姆定律以及电功率公式P=U2/R
1、串联分压：用电器两端电压和电阻成正比，当变阻器阻值最大10Ω时，其两端电压最大4V
2、串联电路规律：串联电路电流处处相等，电路中允许通过得最大电流为0.6A，所以结合欧姆定律U=IR可知定值电阻R1两端电压为3V，电路中最小电阻为10Ω，总电阻为用电器电阻之和，所以变阻器最小电阻为5Ω
3、根据P=U2/R可知，电阻最大为15Ω，电压为6V，所以最小电功率P=2.5W
【解析】【解答】图中利用了通电导线周围有磁场所以为电流的磁效应，通电时导线产生磁性，吸引衔铁， 小锤敲打铃碗，此时电路断开，所以电磁铁无磁性
综上第1空为电流的磁效应；第2空为没有
【分析】根据电流的磁效应填空
电流的磁效应为：通电导线周围存在磁场，电流的磁效应与电流强弱有关，小锤敲打铃碗，此时电路断开，所以电磁铁无磁性
【解析】【解答】砂纸摩擦 机械能做功转化为内能
综上第1空为机械能；第2空为做功
【分析】改变内能的方式有热传递和做功
改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖砂纸摩擦 属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能，
【解析】【解答】气味越淡，发动机效率越高，燃料充分燃烧，效率高
综上第1空为高；第2空为燃料燃烧充分，效率高
【分析】根据热机特点填空
燃气充分燃烧时，释放的能量大，转化的能量也大，所以效率更高
【解析】【解答】 当开关S接触点1时 ，电路中电阻较小，此时处于加热挡，根据W=Pt计算可知，阴影部分的面积表示电功
综上第1空为加热；第2空为电功
【分析】根据P=U2/R计算分析
电功率的计算：公式P=U2/R，所以电阻越小，电功率越大， 当开关S接触点1时 ，电路中电阻较小，此时处于加热挡；根据W=Pt所以阴影部分的面积表示电功
【解析】【解答】标有“10Ω 0.3A”的定值电阻，所允许通过的最大电流为0.3A；标有“30Ω 0.6A”的定值电阻，所允许通过的最大电流为0.6A，因为串联电路处处电流相等，所以电路中的最大电流为0.3A
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所串联电路的总电阻R=10Ω+30Ω=40Ω
即串联电路两端允许加的最大电压U=IR=0.3A×40Ω=12V
【分析】结合滑动变阻器的铭牌，根据串联电路的电流特点可知，两者串联时电路中时允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值，然后根据电阻的串联规律和欧姆定律求出两端允许加的最大电压。
【解析】【解答】根据右手定则，可判断通电螺线管的NS，作图如下：
【分析】安培定则： 用右手握住导线，使大拇指指向导线中的电流方向，那么四指所指的方向就是导线周围磁场的方向
【解析】【解答】根据“左零右火、中间接地”的原则可知，插孔“ ”是接地的。
使用测电笔时，手使用测电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能辨别出火线或零线，故②图是正确的，③图是错误的。
从图④中可以看出，用电器较多，并且还有大功率的电炉，因此是用电器的总功率过大而造成的；从图⑤中可以看出导线直接将火线和零线相连，因此是短路造成的。
【分析】三孔插座的上孔是接地线；使用测电笔时，手要接触金属笔尾；用电器的总功率过大，干路电流过大。
【解析】【解答】(1)实验中发现，铜棒ab左右运动即切割磁感线运动，所以产生了感应电流，电流计指针来回摆动，这种现象叫电磁感应现象．
人们根据这个原理制成了发电机，将机械能转化为电能．
(2)小刚用一节干电池替换了装置中的电流计，他们发现电路一接通，铜棒ab会受到磁场力的作用，所以会向左摆动；
若对调电池的正负极，铜棒ab受到的磁场力方向相反，所以向右摆动．这一现象说明了通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关．
【分析】（1）闭合电路的部分导体切割磁感线时，电路中会产生电流，这是电磁感应现象，根据电磁感应现象，人们制成了发电机.
（2）通电导线在磁场中受到磁场力的作用而运动，磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关。
【解析】【解答】1)根据串联分压以及欧姆定律可知，选择20Ω 0.5A的变阻器
综上 第1空为20Ω，0.5A
2）电流示数为0.3A，根据P=UI可知，额定功率P=2.5V*0.3A=0.75W
综上 第1空为0.75
3）据图分析可知， 闭合开关S1、S3， 灯泡和电阻R0并联，两端电压相同，所以其电压为2.5V，电流表示数为2.5V/10Ω=0.25A；在实验中通过电流表的电流方向不同，所以原因为电流表正负极接反。
综上第1空为0.25；第2空为电流表正负接线柱接反
【分析】根据串联分压、欧姆定律、电功率的计算填空
1、串联分压：串联电路小灯泡电阻和电压成正比，电源电压为6V，灯泡电压为2.5V，所以变阻器电压为3.5V，所以变阻器电阻需要大于灯泡电阻（10Ω）
2、欧姆定律：U=IR，所以通过电灯泡的电流为2.5V/10Ω=0.25A，所以通过变阻器电流需要大于0.25A，综上变阻器选择20Ω 0.5A的变阻器
3、根据电功率公式P=UI可计算灯泡的额定功率
4、利用安阻法计算电功率：据图分析可知， 闭合开关S1、S3， 灯泡和电阻R0并联，两端电压相同，所以其电压为2.5V，电流表示数为2.5V/10Ω=0.25A；在实验中通过电流表的电流方向不同，所以原因为电流表正负极接反。
【解析】【解答】1）探究不同物质的吸热情况，所以器材组合为 BC
综上 第1空为BC
2） 物质吸收热量的多少是通过 加热时间来反映的
综上 第1空为加热时间
3）两方案均可行
综上 第1空为两方案都
【分析】根据Q=cmΔt的试验原理进行操作步骤，注意试验中要保持不同物质的初温、质量相同填空
1、探究不同物质吸热升温的现象，需要试验仪器有：相同的热源、不同的待加热物体，物体吸热量通过加热时间反应
2、热量的计算：原理为Q=cmΔt，可根据 加热相同时间，比较升高的温度 ，温度升高越快比热容越小， 升高相同的温度，比较加热的时间 ，加热时间越长，比热容越大。
【解析】【分析】 1）据图分析可知：开关与1、2接触时，电阻R1单独接入电路，开关与2、3接触时，R1与R2并联，对比两种接法，电阻R1单独接入电路的电阻大于R1与R2并联的电阻，由 可知，开关与1、2接触时，电功率较小，为低温档，水龙头放出的水是温水，根据电功率公式计算此时电路中的电流
2） 开关与2、3接触时，电阻R1、R2并联接入电路，电路的总电阻较小，由可知电功率较大，为高温档，水龙头放出的水是热水，P热水=3300W，由计算总电流
R2支路的电流I2=I-I1，根据欧姆定律计算R2的电阻值
3） 水龙头放热水，正常工作20s，消耗的电能
由计算水的质量产品名称
即热式热水龙头
应用场所
厨房、卫生间
额定功率
温水；2200W
热水；3300W
额定电压
220V
额定频率
50Hz
防触电类型
Ⅰ类（最高等级）