江苏省南京市建邺区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（解析版）

这是一份江苏省南京市建邺区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（解析版），共33页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.电功的单位一般用焦耳，有时也可以用( )
A. 安培B. 伏特C. 瓦特D. 千瓦时
【答案】D
【解析】安培是电流的单位；伏特是电压的单位，瓦特是功率的单位；在国际单位制中，电功的单位是焦耳，符号J，电功的常用单位千瓦时，符号kW⋅h，也叫度。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据对电功、电能单位的掌握分析判断。
本题考查了对物理量的单位的了解，属于基础题目。
2.关于热值、热量、内能和温度，下列说法中正确的是( )
A. 热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
B. 燃料燃烧的越充分，燃料的热值一定越大
C. 物体内能增加，可能是从外界吸收了热量
D. 热传递过程中，热量可能从低温物体传递到高温物体
【答案】C
【解析】解：
A、由燃料完全燃烧放出的热量公式Q放=mq可知，热值大的燃料完全燃烧，放出的热量不一定多，还要看完全燃烧燃料的质量大小，故A错误；
B、热值是燃料的一种特性，其大小燃料的燃烧程度无关，故B错误；
C、物体内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故C正确；
D、热传递过程中，热量可以自发地从高温物体传递到低温物体，不可以从低温物体传递到高温物体，故D错误。
故选：C。
(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq；
(2)热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃烧程度无关；
(3)改变物体内能的方法：一是做功，二是热传递；
(4)热传递的条件：存在温度差，热量可以从高温物体传递到低温物体，或者从物体的高温部分传向低温部分。
本题考查了对热值特性的理解、改变内能的方法、热传递的条件，属于基础题目。
3.在科学实验时，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行反复多次实验。
①“测量物体的长度”时，多次测量
②“研究杠杆的平衡”时，改变动力(臂)和阻力(臂)，多次测量
③“研究串、并联电路的电流特点”时，换用不同定值电阻，多次测量
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值
上述实验中寻找普遍规律的是( )
A. ①②B. ①③C. ②③D. ②④
【答案】C
【解析】①“测量物体的长度”时，由于测量工具或测量方法等会产生实验误差，为了减小误差采取多次测量求平均值的方法；
②“研究杠杆的平衡”时，改变动力(臂)和阻力(臂)，多次测量是为了探究杠杆的平衡条件，总结出“动力×动力臂=阻力×阻力臂”一般规律；
③“研究串、并联电路的电流特点”时，尤其是探究并联电路的电流特点时，如果两个电阻阻值相同，测量的电流也会相同，就会得出“并联电路各支路电流相等”的错误结论，因此为了寻找普遍规律，换用不同电阻多次测量。
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时，测量的是定值电阻的阻值，测量值是个定值，多次测量可以比较测量值减小误差。
故选：C。
测量性实验为了减小误差或者寻找规律进行多次测量，如果物理量是个恒量，多次测量求平均值可以减小实验误差；如果不是测量具体的物理量，而是寻找规律也采取多次测量，寻找普遍性。
注意求平均值时，计算的结果小数点后面保留的位数要和题目中提供的数据的位数相同，这是由测量工具的分度值决定的。
4.如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA>GB，滑轮组的机械效率”η甲GB、上升的高度相同，根据W有=Gh可知，甲滑轮组的有用功比乙的多，故B错误。
C、由B可知，W有甲>W有乙，已知滑轮组的机械效率η甲GB，η甲；(3)D；(4)将斜面换成斜槽；(5)t1。
(1)(3)小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，用到了转换法；动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；
(2)钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能；
(4)小球撞击木块后，小球偏离了原来的轨道，说明球在撞击木块时偏离了方向，要让球滑下时方向不偏可以让球在凹形槽中运动；
(5)没有能量损失时，动能与势能是相互转化的，在转化过程中机械能守恒。
本题考查了影响动能的因素以及研究动能和势能相互转化，掌握控制变量法和转换法是解题的关键。
27.为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。

(1)实验中应控制燃料燃烧的______(选填“时间”或“质量”)相同，根据______比较燃料燃烧放出热量的多少。
(2)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料______的热值大。
(3)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像燃料1和燃料2的热值之比为______。
【答案】质量 温度计上升的示数 b 8：3
【解析】解：(1)实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少；
(2)由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大；
(3)对于燃料来说，在相同的时间内放出的热量是相同的，
根据图可知，燃料1用5min让水从20℃升高到100℃，自5min到10min吸收相同的热量，根据公式Q放=qm、Q吸=cmΔt可知：2c水m水Δt1=mq1；
对于燃料2来说，燃料2用15min让水从20℃升高到80℃，根据公式Q放=qm、Q吸=cmΔt可知：c水m水Δt2=mq2；
解得，两种燃料热值之比为：q1q2=8：3。
故答案为：(1)质量；温度计上升的示数；(2)b；(3)8：3。
(1)实验中，应控制燃料燃烧的质量相同，看温度计示数的变化来进行比较；
(2)根据水温的变化情况判断不同燃料放出热量的多少，从而得出热值的大小关系；
(3)从图丙中读出数据，运用公式Q放=qm和Q吸=cmΔt可求出两燃料的热值之比。
用相同质量的燃料燃烧加热水，通过水温的变化比较水吸热多少，通过水吸热多少比较放热多少，从而得出相同质量的燃料燃烧放热多少，即热值的大小，较难理解！
28.小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用电源是两节新的干电池，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

(1)小明将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。经检查发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
(2)改正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为某一值时，电流表示数如图乙所示。接着小明用10Ω电阻替换5Ω电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为______V；
(3)小明将5Ω和15Ω电阻分别接入电路，并将电压表示数调到所控制的电压时，两次实验整个电路消耗的电功率之比为______；
(4)为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω；
(5)通过实验探究，小明得出的结论是：______；
(6)实验结束后，小明同学想测额定电压为U额的小灯泡的额定功率。如图所示，R0为定值电阻，S1为单刀双掷开关，实验操作如下：
①闭合开关S，将S1置于1处，调节滑动变阻器的滑片P，使______；
②不改变滑动变阻器滑片P的位置，将S1置于2处，记录下此时电压表的示数U，则小灯泡的额定功率可表示为：P额= ______(用U额、U、R0表示)。
【答案】不变 1.5 3：1 25 导体两端的电压一定时，通过道导体的电流与导体电阻成反比 电压表示数为小灯泡额定电压U额 U−U额R0⋅U额
【解析】解：(1)原电路图中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表测电源电压，因电源电压不变，故闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变；在“探究电流与电阻关系”的实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表测定值电阻两端电压，如下图所示：
；
(2)小明将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为某一值时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则定值电阻两端电压为：
UV=I1R1=0.3A×5Ω=1.5V；
在“探究电流与电阻关系”的实验中，应保持电压表示数不变，故小明用10Ω电阻替换5Ω电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为1.5V；
(3)已知定值电阻5Ω和15Ω，根据I=UR可知，在电压不变时，电流与电阻成反比，故电路的电流之比为3：1；
由P=UI可知，在电压不变时，电功率与电流成正比，故两次实验整个电路的电功率之比为3：1；
(4)实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=1.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U−UV=3V−1.5V=1.5V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑=1×25Ω=25Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于25Ω；
(5)因定值电阻两端电压为一定值，故可得出结论：导体两端的电压一定时，通过道导体的电流与导体电阻成反比；
(6)实验步骤：
①闭合开关S，将S1置于1处，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为小灯泡额定电压U额；
②不改变滑动变阻器滑片P的位置，将S1置于2处，记录下此时电压表的示数U，
在步骤①中，灯与定值电阻串联后再与滑动变阻器串联，电压表测灯两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表读数为小灯泡额定电压U额，灯正常发光；
在步骤②中，电压表测灯与R0两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻两端的电压：
U0=U−U额，由串联电路电流特点和欧姆定律可知，电路中的电流为：
I额=I0=U0R0=U−U额R0，
小灯泡的额定功率表达式：
P额=U额I额=U−U额R0⋅U额。
故答案为：(1)不变；见解答图； (2)1.5；(3)3：1；(4)25；(5)导体两端的电压一定时，通过道导体的电流与导体电阻成反比；(6)①电压表示数为小灯泡额定电压U额；②U−U额R0⋅U额。
(1)根据电路连接和电表的使用分析回答；
(2)根据电流表选用量程确定分度值读数，利用U=IR求出定值电阻两端电压；在“探究电流与电阻关系”的实验中，应保持电压表示数不变；
(3)已知定值电阻5Ω和15Ω，由欧姆定律可知，在电压不变时，电流与电阻成反比得出电路的电流之比，由P=UI可知，在电压不变时，电功率与电流成正比，据此求出两次实验整个电路的电功率之比；
(4)探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入25Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，进而确定滑动变阻器的规格；
(5)根据定值电阻两端电压为一定值分析得出结论；
(6)要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻两端的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。
本题探究电流与电阻关系实验，考查了电路分析、电路连接、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用及设计实验方案测功率的能力。
29.如图所示是某实验小组“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验装置。电路中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。

(1)①A同学发现，闭合开关后只有______表有示数。②经检查发现有一根导线连接错误，请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确。
(2)改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻，他应将滑片适当向______滑动。
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像，由此可知小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。
(4)在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，发现小灯泡变亮，此时小灯泡的阻值将增大ΔR2，则ΔR1 ______ΔR2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V，定值电阻R1的阻值为10Ω。实验步骤如下：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为______V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，此时电压表示数为4V；
③小灯泡正常发光时电阻为RL= ______Ω。
【答案】电压 左 10 大于 6 4
【解析】解：(1)①原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中，因电压表内阻很大，闭合开关后，电路中几乎没有电流通过，故电流表无示数，此时电压表测电源电压，故电压表有示数；
②在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
(2)改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.02A，其示数为1.8V，小于灯泡额定电压2.5V，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故他应将滑片适当向左滑动；
(3)由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻为：
R=ULIL=Ω；
(4)在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，发现小灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路中的电阻减小，灯泡两端电压增大，电流也增大，根据欧姆定律可知电路中总电阻变小，由于灯泡两端电压增大，电流增大，则灯泡的功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度升高而增大，根据R=R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小；
(5)实验步骤：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，此时电压表示数为4V；
③在步骤①中，滑动变阻器滑片与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压：UL′=U额=3V，
根据串联电路电压的规律可得：U滑=U−UL′=9V−3V=6V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V，则灯泡正常发光；
在步骤②中，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压为4V，根据串联电路电压规律，R1两端电压为U1=U−U滑′=9V−4V=5V，
根据串联分压原理可知，
R滑R1=U2U1，即R滑10Ω=4V5V，
解得：R滑=8Ω；
在步骤①中，电路中的电流为：
IL′=I滑=U滑 R滑=6V8Ω=0.75A，
则小灯泡正常发光时电阻为：
RL=UL′IL′=3V0.75A=4Ω。
故答案为：(1)①电压；②见解答图；(2)左；(3)10；(4)大于；(5)①6；②4。
(1)①根据电路连接分析回答；②在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；
(2)根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
(3)根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用R=UI求出小灯泡正常发光时的电阻；
(4)通过对滑动变阻器的电阻、灯泡的电阻和总电阻变化情况分析得出结论；
(5)①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，小灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，根据串联电路电压规律和分压原理求出滑动变阻器接入电路的阻值；
③在①中，根据欧姆定律求出电路中的电流，然后利用R=UI可求出小灯泡正常发光时的电阻。
本题测小灯泡正常发光时电阻实验考查了电路分析、电路连接、实验操作、电阻的计算、影响电阻大小因素及设计实验方案测电阻的能力。
五、计算题：本大题共2小题，共10分。
30.如图，塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时，所用的拉力为1×103N，重物升高3m，此过程中滑轮组的机械效率为80%，求：
(1)拉力做的有用功；
(2)当动滑轮重200N，克服摩擦和钢绳重所做的功。
【答案】解：(1)由图可知，n=3，
拉力做的总功为：
W总=Fs=Fnh=1×103N×3×3m=9×103J；
有用功为：
W有=ηW总=80%×9×103J=7.2×103J；
(2)动滑轮克服重力做功：W动=G动h=200N×3m=600J，
克服摩擦和钢绳重所做的功：
W摩擦+钢绳重=W总−W有−W动=9×103J−7.2×103J−600J=1200J。
答：(1)拉力做的有用功为7.2×103J；
(2)当动滑轮重200N，克服摩擦和钢绳重所做的功为1200J。
【解析】(1)根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总=Fs=Fnh求出拉力做的总功，利用η=W有W总求出拉力做的有用功；
(2)根据W动=G动h求出克服动滑轮所做的额外功，利用W总=W有+W动+W摩擦+钢绳重求出克服摩擦和钢绳重所做的功。
本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式的应用，明确额外功和滑轮组绳子的有效股数是关键。
31.图甲是一个超声波加湿器，图乙是其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0−200mA，电压表的量程为0−9V，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化关系如表所示，其阻值最大为120Ω(表中未列出)，在电路安全工作的前提下：
(1)湿敏电阻的阻值R随湿度RH变化的关系式是R= ______；
(2)当电流表的示数为0.15A时，R接入电路中的阻值是多少？当湿度为60%时，加湿器电路的总功率为多少？
(3)该装置能监测湿度的范围是多少？
(4)若要使该内部湿度监测装置的最小测量值为10%，需更换电源电压为______V的电源。
【答案】(100RH+10)Ω 10
【解析】解：由图乙可知：定值电阻R0与湿敏电阻R串联，电压表测量湿敏电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流，
(1)设R与RH的关系为：R=kRH+b，代入表中第3、4列数据有：
30Ω=(k×20%+b)Ω……①
50Ω=(k×40%+b)Ω……②
由①②可得：k=100，b=10，即：R与RH的关系式为：R=(100RH+10)Ω；
(2)当电流表的示数为0.15A，即电路中的电流为I=0.15A时，
电路中的总电阻为：R总=UI=12V0.15A=80Ω，
R的阻值为：R=R总−R0=80Ω−30Ω=50Ω；
当湿度为60%时，由R与RH的关系可知：R′=70Ω，
此时电路中的总电阻：R总′=R′+R0=70Ω+30Ω=100Ω，
电流为：I′=UR总 ′=12V100Ω=0.12A，
则加湿器电路的总功率：P=UI′=12V×0.12A=；
(3)在串联电路中，电源电压不变，R的阻值越大时，电路中的电流越小，R0两端的电压越小，R两端的电压越大，
已知电压表量程为0～9V，则当R两端电压最大即电压表示数为9V时，
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得R0两端的电压为：
U0=U−UR大=12V−9V=3V，
电路中的最小电流为：I小=U0R0=3V30Ω=0.1A，
R允许的最大阻值为：R大=UR大I小=9V0.1A=90Ω，
由表中R与RH的关系可知，监测湿度的最大值为80%；
在串联电路中，电源电压不变，R的阻值越小时，电路中的电流越大，
已知电流表量程为0～200mA，则当电路中的电流最大为200mA时，根据欧姆定律可得电路中的总电阻为：
R总小=UI大=12V0.2A=60Ω，
R允许的最小阻值为：R小=R总小−R0=60Ω−30Ω=30Ω，
由表中R与RH的关系可知，监测湿度的最小值为20%，
所以，该装置能监测的湿度范围为20%～80%；
(4)由R=(100RH+10)Ω可知，把RH=10%代入此式，可得R″=20Ω，当电路中的电流最大仍为I大=200mA=0.2A时，
电源电压应调为：U′=I大R总″=I大(R0+R″)=0.2A×(30Ω+20Ω)=10V。
答：(1)R=(100RH+10)Ω；
(2)当电流表的示数为0.15A时，R接入电路中的阻值是50Ω；当湿度为60%时，加湿器电路的总功率为1.44W；
(3)该装置能监测湿度的范围为20%～80%；
(4)10。
由图乙可知：定值电阻R0与湿敏电阻R串联，电压表测量湿敏电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流；
(1)分析表中数据得到R与RH的关系；
(2)当电流表的示数为0.15A时，利用欧姆定律求出此时电路中的总电阻，然后根据串联电路的电阻特点求出R的阻值；当湿度为60%时，由表中数据可知R的阻值大小，由欧姆定律可求得电路中的电流，利用P=UI求出加湿器电路的总功率；
(3)在串联电路中，电源电压不变，R的阻值越大时，电路中的电流越小，R0两端的电压越小，R两端的电压越大，当R两端电压最大即电压表示数为9V时，
根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，利用欧姆定律求出通过R0的电流和R允许的最大阻值，由R与RH的关系可知监测湿度的最大值；
在串联电路中，电源电压不变，R的阻值越小时，电路中的电流越大，当电路中的电流最大为200mA时，根据欧姆定律和串联电路的特点求出R允许的最小阻值，由R与RH的关系可知监测湿度的最小值；
(4)由R与RH的关系式可知，当RH=10%时R的阻值大小，要使电流最大仍为200mA，根据欧姆定律求得电源电压。
本题考查欧姆定律在动态串联电路中的综合应用，难度较大。湿度RH/%
0
20
40
60
80
…
湿敏电阻R/Ω
10
30
50
70
90
…