湖北省武汉市东新区2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份湖北省武汉市东新区2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题包括20小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共60分）
1．（3分）杯子中盛有一定质量的水，向杯中放入糖块。经过一段时间，品尝杯中的水（ ）
A．
冬天，人们常用搓手的方法使手变暖
B．
把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来
C．
抽掉玻璃板后，两个瓶子内的气体颜色变得均匀
D．
给瓶内打气，当塞子跳起来时，可以看到瓶内出现白雾
【答案】C
【解析】杯子中盛有一定质量的水，向杯中放入糖块，品尝杯中的水，这是分子的热运动。A.冬天，人们常用搓手的方法使手变暖，故A不符合题意；
B.把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，故B不符合题意；
C.抽掉玻璃板后，两个瓶子内的气体颜色变得均匀，故C符合题意；
D.给瓶内打气，当塞子跳起来时，物体对外做功，故D不符合题意；
2．（3分）某同学分别画出四冲程内燃机工作示意图中的吸气、压缩、做功、排气冲程。观察活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，其中不正确的是（ ）
A．吸气B．压缩C．做功D．排气
【答案】B
【解析】A．由图知，排气门关闭，说明活塞向下运动，故A正确；
B．由图知，火花塞没有点火，则活塞应向上运动，而原图中曲轴和连杆相交的位置在右侧了；
C．由图知，火花塞点火，说明活塞向下运动，故C正确；
D．由图知，排气门打开，说明活塞向上运动，故D正确。
3．（3分）如图所示是不同形式的能量的相互转化图，下列说法不正确的是（ ）
A．序号①的实例可以是“炙手可热”和“钻木取火”
B．序号②的实例可以是电动机带动水泵把水送到高处
C．序号③的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用
D．序号④的实例可以是将塑料尺在头发上摩擦后带电
【答案】A
【解析】A．“炙手可热”属于热传递改变内能，“钻木取火”属于克服摩擦做功，所以序号①的实例可以是“钻木取火”，故A错误。
B．电动机带动水泵把水送到高处是将电能转化为机械能，故B正确。
C．植物吸收太阳光进行光合作用是将光能转化为化学能，故C正确。
D．将塑料尺在头发上摩擦后带电是将机械能转化为电能，故D正确。
4．（3分）如图是与电学有关的四个实验情景，以下说法不正确的是（ ）
A．图甲，将气球在头发上摩擦后，头发会随着气球飘起来，是因为气球和头发带异种电荷
B．图乙，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器时，瞬时电流方向从金属球到金属箔
C．图丙，两根与丝绸摩擦过的玻璃棒互相靠近时出现了排斥现象，说明它们带上了同种电荷
D．图丁，不同的水果组成的电池使多个发光二极管同时发光，发光二极管可能是串联的
【答案】B
【解析】A．图甲，头发会随着气球飘起来，故A正确；
B．如图乙，橡胶棒接触不带电的验电器时，所以验电器得到电子，所以瞬时电流方向从金属箔到金属球，符合题意；
C．如图丙，同种电荷相互排斥，故C正确；
D．如图丁，则发光二极管可能是串联的，故D正确。
5．（3分）居民楼的楼道里，有一种自动控制的楼道灯，当有人走动发出声音时，灯亮。不过，只有夜晚天黑之后灯才能亮。白天，电灯也“无动于衷”。这是因为有声音响时声敏开关（用S1表示）是闭合的；环境光线非常暗时，光敏开关（用S2表示）是闭合的。在如图所示的电路中，能说明楼道灯工作原理的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】根据题意可得，声敏开关和光敏开关串联后共同控制灯泡，如C选项中图所示。
6．（3分）如图是酒精浓度检测仪的简化电路图，图中R0为定值电阻、R为酒精气体传感器，R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，如果驾驶员对着酒精气体传感器呼出的酒精气体浓度越大（ ）
A．A表示数越大，V表示数越小
B．A表示数越小，V表示数越大
C．V表和A表示数比值越大
D．电源输出总功率越大
【答案】D。
【解析】AB．由电路图可知0与传感器的电阻R串联，电流表测量电路中的电流0两端电压。如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，即电流表的示数变大，定值电阻R6两端的电压变大，即电压表示数变大；
C．V表和A表示数比值就是定值电阻R0的大小，故C错误；
D．电源电压不变，电源输出总功率为：P总＝U电源I，所以电源输出总功率变大。
7．（3分）在探究串联电路的电压规律时，某同学连接了如图所示的电路，闭合开关一段时间后电压表示数突然变小（ ）
A．开关断路B．L1断路C．L1短路D．L2断路
【答案】A
【解析】由图可知，闭合开关后两灯串联1、L2两端电压；
闭合开关后，若电压表示数突然变小，所以故障原因可能是开关断路，故A正确；
8．（3分）如图所示，在探究影响导体电阻大小因素的实验中，导线a、b、c粗细相同，a、b、d长度相同（忽略温度的影响）。能探究导体电阻大小与导体横截面积有关的是（ ）
A．a和bB．b和cC．c和dD．b和d
【答案】D
【解析】导体的电阻与导体的长度、材料，探究导体的电阻可能与导体的横截面积有关，由图可知、d的两根电阻丝进行实验。
9．（3分）如图所示是某同学家中的电能表，该同学把家中的其他用电器都与电源断开。把一只“220V，24W”节能灯和一只“220V，下列说法正确的是（ ）
A．电能表的作用是测量电流做功的快慢
B．电吹风机接入电路时，电能表和电吹风机并联
C．24W节能灯接入电路，当电能表铝盘转150转时，节能灯消耗电能为1.8×105J
D．500W电吹风机接入电路，电能表铝盘转动较快，说明电流通过电吹风机做的功较多
【答案】C
【解析】A．电能表测量的是用电器消耗电能的多少，故A错误；
B．电吹风机接入电路时，故B错误；
C．电能表铭牌上的3000r/（kW•h）表示用电器每消耗1kW•h的电能，150转消耗的电能为W＝5J，故C正确；
D．功率是表示做功快慢的物理量，电能表铝盘转动较快，而不是做功多。
10．（3分）某同学利用如下的电路图，探究电流与电压关系。已知电源电压为3V，滑动变阻器上标有“30Ω，调节滑动变阻器，实验中得到的实验数据如表所示（ ）
①只有序号“4”的实验数据不是他实验中实际测得的
②序号“2”实验时滑动变阻器接入电路电阻与定值电阻的阻值之比为4：1
③序号“6”滑动变阻器消耗的功率为0.54W
④该实验得出的结论是：通过导体的电流跟导体两端的电压与成正比
A．①②B．②③C．③④D．①④
【答案】B
【解析】电阻一定时，电流和电压成正比，而第4组示3：6；已知电源电压为3V，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣U1＝5V﹣0.6V＝7.4V，串联电路电阻之比等于电压之比滑＝UR：U滑＝0.7V：2.4V＝3：4，故②正确，根据串联电路电压规律可知滑＝U﹣U2＝6V﹣1.8V＝4.2V，则滑动变阻器消耗的功率为：P＝UI＝1.6V×0.45A＝0.54W；若忽略误差不计，电压增大为原来的几倍，所以得出的结论是：当电阻一定时，故④错误。
11．（3分）灯泡L标有“6V，6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示，若电源电压恒为14V，电流表的量程为“0～0.6A”，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L能正常发光，且电压表的示数为8V
B．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为1V
C．灯泡L的电阻值随电压表示数的增大而增大
D．为了保证电路安全，滑动变阻器接入的阻值最少为20Ω
【答案】D
【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流。
A．由图象可知，因串联电路中各处的电流相等且电流表的量程为0～0.2A，灯泡不可能正常发光；
B．由图象可知，UL＝1V，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，即电压表的示数UV＝U﹣UL＝14V﹣1V＝13V，故B错误；
C．由图象可知，通过灯泡的电流为8.4AL＝ ＝＝2.7ΩV＝U﹣UL＝14V﹣1V＝13V；灯泡两端的电压为2V，通过灯泡的电流为6.6AL＝ ＝≈3.3ΩV＝U﹣U′L＝14V﹣2V＝12V；所以灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而减小，故C错误；
D．由电流表量程可知，由图像可知，灯泡两端的电压U′L＝2V，
此时电压表示数为U滑＝U﹣U′L＝14V﹣5V＝12V，
由欧姆定律可得，滑动变阻器接入最小电阻：R滑＝＝＝20Ω，
所以为了保证电路安全，滑动变阻器接入的阻值最少为20Ω。
12．（3分）电动晾衣架是集晾衣杆自动升降、烘干和照明一体化的设备。其简化电路如图所示，烘干即将结束前，晾衣杆会通过电动机自动下降高度2的滑片也随着电动机的转动，从b端开始向a端滑动，直到电动机将晾衣杆下降到最低位置时，同时烘干功能自动结束。电源电压为220V，通过电阻R1＝200Ω和最大阻值400Ω的可变电阻R2发热实现烘干功能；电动机为“220V，220W”；感应开关（电阻不计）电流达到2A时自动断开。关于晾衣杆自动下降（ ）
A．下降到最低位置时，滑片移动到a端
B．下降过程中，电动机消耗的电能一定比R1与R2消耗的电能之和更多
C．晾衣架的最大功率为440W
D．如果想让晾衣杆下降的高度更低，应该调低感应开关的断开电流
【答案】B
【解析】A.电动机正常工作时的电路＝，由感应开关（电阻不计）电流达到5A时自动断开，此时R1所在支路的电路I2＝I﹣I7＝2A﹣1A＝8A，
此时R1所在支路的总电阻R＝，
滑动变阻器接入的电阻R2＝R﹣R1＝220Ω﹣200Ω＝20Ω，
R7接入的电阻不为零，故A错误；
B.晾衣杆会通过电动机自动下降高度，与此同时R2的滑片也随着电动机的转动，从b端开始向a端滑动，电动机停止运转，由此可知电动机和滑动变阻器的滑片移动同时可是同时停止2接入的电阻变小，电流变大由P＝UI可知，R4所在支路的电功率逐渐增大，功率的最大值是R2＝20Ω时，此时R1与R6消耗的电能之和等于电动机的功率，所以晾衣架整个下降过程中1与R2功率，工作时间相同，下降过程中8与R2消耗的电能之和更多，故B正确；
C.R1所在支路的最大功率等于电动机的功率220W，晾衣架的最大总功率P总＝3P+I灯U＝2×220W+0.4A×220V＝484W，故C错误；
D.要想让晾衣杆下降的高度更低，R2接入的电阻更小，R2所在的支路电流变大，感应开关的电流应变大。
二、非选择题（本题包括12小题，共60分）
13．（3分）2024年11月30日，长征十二号运载火箭飞向太空。“长十二”的主动力燃料是用煤炭直接转化而来的煤基航天煤油，这种燃料具有推力大、绿色环保、储运方便和经济性高等特点。与煤炭相比 。煤基航天煤油燃烧时，将 能转化为燃气的 能。
【答案】热值；化学；内。
【解析】与煤炭相比，煤基航天煤油具有更高的热值。
煤基航天煤油燃烧时，将化学能转化为燃气的内能。
14．（3分）如图所示，2024年五一前夕湖北首座电动汽车V2G充电站在武汉南太子湖超级充换电服务中心投入使用，电动汽车在这里不仅可以进行电池快充，向电网放电。某电动汽车的电池容量为130A•h，额定电压为400V kW•h的能量。当电动汽车向电网放电时，电动汽车在电路中相当于 （填“电源”或“用电器”）。电动汽车的“最强大脑”是芯片，芯片主要利用 （填“绝缘体”或“半导体”或“导体”）材料制作而成。
【答案】52；电源。
【解析】电池充满电储存的电能：W＝UIt＝400V×130A×1h＝52000W•h＝52kW•h；
当电动汽车向电网放电时，电动汽车向外提供电能；
电动汽车的“最强大脑”是芯片，芯片主要利用半导体材料制成的。
15．（4分）为了探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”，某同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
（1）应选用规格 的小灯泡进行实验。
（2）请在虚线框内画出如图甲所示的实物电路对应的电路图。
（3）该同学进行了实验，读出三只电流表的电流后，得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系。该实验的不足之处是 。
【答案】（1）不同；（2）见解析（3）结论具有偶然性。
【解析】（1）为避免实验的偶然性，应选用规格不同的小灯泡进行实验；
（2）由图甲可知，两灯泡并联1测通过灯泡L1的电流，电流表A2测通过灯泡L2的电流，电流表A测干路电流
；
（3本次实验的不足之处是：只做一次实验，结论具有偶然性。
16．（4分）在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。
（1）如图甲所示，两个透明容器中密封着等量的空气，通过观察两个U形管中 的变化反映密闭空气温度的变化。
（2）甲图所示的装置是用来研究电流通过导体产生的热量与 的关系。
（3）若想利用乙图继续完成接下来的实验探究，则电阻B的阻值为 Ω。
（4）电炉丝通过导线接到电路中，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热可以用图 来解释。
【答案】（1）液面高度；（2）电阻；（3）5Ω（4）甲。
【解析】（1）本实验将不易观察的现象转换成易观察的现象，U形管液面高度差显示电流产生热量的多少；
（2）（4）甲图所示的装置中两个电阻串联，故电流和通电时间相同，故是用来研究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，而导线却几乎不发热；
（3）乙图中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，根据并联和串联电路电流的规律，为研究电流产生的热量与电流的关系。
17．（4分）某同学用如图甲所示的电路测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻，电源电压4.5V。第1次测量时的电压等于2.5V，小灯泡正常发光，让电压逐次下调，测量的数据如下表所示。
（1）闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片P移到最右端是为了 。
（2）当小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的阻值为 Ω（精确到小数点后一位）。此时滑动变阻器和灯泡消耗的电功率之比为 。
（3）分别计算出小灯泡在不同电压下的阻值，小灯泡的阻值不同，这是因为灯丝电阻受
影响导致的。
【答案】（1）保护电路；（1）8.5；（3）灯丝温度。
【解析】（1）在闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片处于最大值的右端；
（2）当灯泡正常发光时，图乙中电流表的示数I＝0.28A，
此时小灯泡的电阻，
此时滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣U额＝4.5V﹣8.5V＝2V；
滑动变阻器和灯泡的电功率之比
（3）小灯泡两端电压增大时，电流增大，电阻变大，小灯泡的电阻不同是因为灯丝电阻受灯丝温度影响导致的。
18．（6分）某同学探究电流与电阻的关系。电源电压保持4.5V不变，实验用到的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。
（1）连接的电路如图所示，其中有一根导线连接错了，请在这根导线上打“×”，然后画出正确的连接位置。
（2）电路改接正确后，将5Ω的电阻接入电路，闭合开关调节滑片 表，记录数据，然后只将开关断开，应将滑片向 （填“A”或“B”）移动。若控制电阻两端电压为2.5V不变，为完成整个实验应选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
（3）若滑动变阻器的最大阻值为60Ω，不改变电路的连接，为使所有电阻都能完成实验，定值电阻两端电压的控制范围为 V。
【答案】（1）见解析；（2）电压；A；24Ω（3）1.5V～6V。
【解析】（1）图中电流表并联在定值电阻两端，造成定值电阻短路，造成电路断路，电压表并联在定电阻两端
（2）探究电流与电阻的关系实验中，要控制定值电阻两端电压U0不变，将5Ω电阻接入电路后，眼睛先观察电压表的示数，然后只将开关断开，由串联电路电压的分配规律得：，定值电阻R定变大，滑动变阻器接入的电阻R滑也变大，故将滑片向A端移动；
若设定值U0＝8.5V，当最大定值电阻R6＝30Ω接入电路时，对应的滑动变阻器接入的阻值为滑动变阻器最大值的最小值为R滑小，由串联电路电压的分配规律得：，，解得：R滑小＝24Ω，
故为完成实验应选取最大阻值不小于24Ω的滑动变阻器。
（3）当定值电阻R3＝30Ω接入电路，对应的滑动变阻器接入最大值R滑大＝60Ω时，定值电阻两端的电压为U小，由串联电路中电压的分配规律得：，
，解得：U小＝1.5V，电路中允许的最大电流I大＝2.6A，故定值电阻两端电压设定值最大为U大＝I大R1＝7.6A×5Ω＝6V，故为使所有电阻都能完成实验，定值电阻两端电压的控制范围为：1.5V～6V。
19．（10分）随着经济的发展，汽车已进入了普通百姓的家庭。为提升行驶安全性，汽车的后视镜镶嵌发热电阻丝对镜片进行加热（如甲图），从而确保表面清晰。乙图是其中一侧电加热后视镜的加热原理图，其中电源电压为10V，防雾、除露、化霜加热功率依次增大。
（1）乙图中的旋钮开关旋至接入2位置时可以实现 功能（选填“防雾”、“除露”、“化霜”）。
（2）若该后视镜玻璃的质量为200g，玻璃的比热容为0.75×103J/（kg•℃），当开关旋至“3”挡工作一段时间后，可使后视镜玻璃温度升高40℃，求电路工作的时间？
（3）据统计，武汉市2024年燃油汽车的保有量约430万辆。每辆汽车全年平均耗油1.8t。内燃机的效率平均值取29%，燃油的热值取4.5×107J/kg。若能把内燃机的效率提高1%，则2024年全市的汽车节约的燃油完全燃烧大约能释放出多少J的热量？
答：（1）除露；（2）300s；（3）1.161×1016J。
【解析】（1）当开关旋至“1”挡时，两条电阻丝串联接入电路，此时电路中的总电阻最大可知，电路实现防雾功能；当旋钮旋到“5”时，两条电阻丝并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，电路实现化霜功能；当旋钮旋到“2”时，一条电阻丝接入电路；
（2）玻璃吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝0.75×103J/（kg•℃）×200×10﹣3kg×40℃＝6000J，
不计热量损失，发热电阻消耗的电能W＝Q吸＝6000J，
根据并联电路的电阻特点可知，当开关旋至“3”挡工作时总＝＝＝5Ω，
由W＝t可知＝＝300s；
（3）内燃机效率提高后为：η2＝29%+1%＝30%，
由η＝＝，所以可得η8qm1＝η2qm4，
效率提高后所需燃油量：m2＝＝＝1.74t，
每辆车每年节约燃油的质量：Δm＝1.6t﹣1.74 t＝0.06t，
430万辆车每年节约燃油：Δm＝430×105×0.06 t＝2.58×108t，
节约的燃油完全燃烧大约能释放出的热量：
Q放＝Δmq＝2.58×105×1000kg×7.5×107J/kg＝4.161×1016J。
答：（1）除露；
（2）电路工作的时间为300s；
（3）2024年全市的汽车节约的燃油完全燃烧大约能释放出为1.161×1016J。序号
1
2
3
4
5
6
U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
I/A
0.08
0.15
0.23
0.40
0.38
0.45
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
电阻R/Ω