山西省太原市2023-2024学年九年级上学期期末学业诊断物理试题

这是一份山西省太原市2023-2024学年九年级上学期期末学业诊断物理试题，共10页。试卷主要包含了中国一位“95后”科学家发现等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷全卷共6页，满分100分，考试时间上午10:30-12:00。
2.答卷前，学生务必将自己的姓名、考试编号填写在本试卷相应的位置。
3.答案全部在答题卡上完成，答在本试卷上无效。
一、选择题（本大题共10个小题。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该项涂黑）
1.人类对物质结构的探索永无止境。已知氧分子由氧原子构成，氧原子由原子核和核外电子构成，氧原子核又由质子和中子构成……下列微观粒子中空间尺度最小的是（ ）
A.氧分子B.氧原子C.氧原子核D.质子
2.下列家用电器正常工作时电流接近5A的是（ ）
A.科学计算器B.电视机C.台灯D.空调
3.将少量的汽油喷入图1所示汽油机模型的圆筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电使汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（ ）
图1
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
4.“安全用电，珍爱生命”是公民应有的安全意识。下列说法符合安全用电要求的是（ ）
A.发现有人触电立即断开电源开关B.电热水壶的金属外壳不需接地
C.绝缘皮破损的电线仍可以使用D.临时用电时可以随意接线
5.砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小的砖块见证了人类迈向文明的历程。下列说法正确的是（ ）
A.晒制时泥坯温度越高含有的热量越多B.高温烧制是通过热传递改变砖块内能
C.烧制时燃料燃烧越充分，其热值越大D.烧制结束，冷却后的红砖内能为零
6.中国一位“95后”科学家发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起，再加入一定数量的电子时，电阻为零。这一发现为常温超导技术研究打开了一扇新的大门。下列最适合利用常温超导体制作的元件是（ ）
A.远距离输电线B.电烤箱的电热丝
C.滑动变阻器的电阻线D.白炽灯的灯丝
7.居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着浪费电。现在有一种自动控制的楼道灯，有声响时声控开关闭合，环境光线非常暗时光控开关闭合，当光线非常暗且有声响时，灯才会发光。图2中符合要求的电路图是（ ）
A.B.C.D.
图2
8.某路灯照明系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和LED灯具，灯杆及其它配件组成。太阳能电池白天对蓄电池充电，晚上该蓄电池再对LED灯供电，这些功能均由控制器调节管理，其能量转化过程如图3所示。下列说法正确的是（ ）
图3
A.甲是“光能”B.蓄电池（白天）是“电源”
C.乙是“电能”D.蓄电池（晚上）是“用电器”
9.在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，图4所示的风向形成在（ ）
图4
A.陆地的比热容大于海水的比热容时B.海洋上方的空气温度升高，密度变大时
C.白天陆地温度高于海水温度时D.夜晚海水温度高于陆地温度时
10.某科技小组设计的地磅内部简化电路如图5所示，为保护电阻，电源电压不变。其工作原理是车辆开上地磅会使弹簧压缩（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，电压表示数反映车辆的重量。当电路中电铃发出警示声时，表明车辆超重了。下列说法正确的是（ ）
图5
A.车辆越重，电压表的示数越小
B.车辆越轻，电路中的电流越小
C.车辆越重，电压表的示数与阻值的比值越小
D.当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大
二、实验与探究题（本大题共5个小题）
11.图6是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。请你解答：
图6
（1）烧瓶A、B、C内应装初温和________相同的煤油；
（2）用图6甲装置探究时，通电一段时间后，观察到烧瓶A比B的温度计示数变化大，则烧瓶A中电阻丝的电阻________5Ω（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）用图6乙装置探究时，将一个电阻与烧瓶C内电阻并联的作用是________，通电一段时间后，烧瓶B比C的温度计示数变化________（选填“大”或“小”）。
12.用图7甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”，首先将滑动变阻器的滑片调至B端；然后闭合开关，移动滑片的过程中，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压；排除故障后，调节滑动变阻器，记录数据如下表。表中部分数据已绘制在图7乙所示的坐标纸中。请你解答：
图7
（1）将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是________；
（2）若电路仅有一处故障，发生的故障是________；
（3）在坐标纸中描出未标的两个点并完成I-U图象；分析图象可得：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成________比；
（4）若增加不同阻值的定值电阻，还可探究“通过导体的电流与电阻的关系”。当将10Ω的电阻换成15Ω后，为保持电压表的示数为1.5V不变，应将滑动变阻器的滑片向________（选填“A”或“B”）端移动。再换用25Ω的电阻实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到1.5V，原因是滑动变阻器的最大阻值________（选填“过大”或“过小”）。
13.在“伏安法测电阻”的实验中，小红正确连接了图8甲的电路，闭合开关并调节滑动变阻器滑片到适当位置时，两表示数如图8乙所示，由此测得定值电阻的阻值；小明的实验中电压表损坏，他观察了滑动变阻器铭牌后，用余下的器材也完成了实验，设计的电路如图8丙。请你解答：
图8
（1）将图8甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小）；
（2）小红测得定值电阻的阻值为________Ω；为了使测量结果更准确，接下来的操作是________；
（3）帮小明利用图8丙所示电路完成实验：
①连接电路，将滑片移到B端，闭合开关，电流表示数为；
②将滑片移到A端，电流表示数为；
③若滑动变阻器最大阻值为，则待测电阻R＝________（用、、表示）。
14.建筑物隔热保温，材料选择是关键。为探究不同材料的隔热性能，小明分别用塑料、纸、泡沫制成三个相同带盖子的小瓶，还准备了钟表、烧杯、冷水、热水、温度计。
图9
步骤1：向塑料瓶中倒入适量冷水。
步骤2：在塑料瓶盖上扎小洞并将温度计插入其中，盖好瓶盖；将塑料瓶放入烧杯中；在烧杯中加入热水至塑料瓶盖下方约1cm处，如图9所示；观察并记录瓶中冷水温度上升5℃所用的时间。
步骤3：用另外两个瓶子重复上述步骤。请你解答：
（1）实验装置中，瓶壁可以代表建筑物的墙壁，________可代表外界大气，实验通过________反映材料隔热性能的优劣；
（2）设计记录实验数据的表格；
（3）为使上述方案更加科学可行，提出一条改进建议________。
15.铅笔芯一般用“H”表示硬质铅笔，“B”表示软质铅笔，请你探究铅笔芯导电性能的强弱与它硬度的关系。已提供的器材有：长度和粗细相同但硬度不同的两类铅笔芯、两节干电池、开关、导线。请你补充器材完成探究。
（1）补充器材：________；
（2）实验步骤：________；
（3）实验现象及结论：________。
三、综合与应用题（本大题共8个小题）
16.为了纪念物理学家的贡献常用他们的名字作为物理量的单位。例如电学中，将________（填物理学家名字）作为________（填物理量）的单位。
17.图10是小明同学制作的一款“永动机”。由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴组装而成。他设想轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动；离开热水，叶片形状迅速恢复，转轮便可以永不停息地转动下去。你认为这个设想________（选填“能”或“不能”）实现，判断的依据是________。
图10
18.图11是甲、乙两灯电流随电压变化的图象，两灯额定电压均为6V。图象均为曲线是由于灯丝电阻受________的影响；若将两灯并联后接入电路，则干路电流最大为________A；若将两灯串联后接入电路，在保证电路安全的情况下，电源电压最大为________V。
图11
19.阅读短文，回答问题：
空气净化器
随着雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走入家庭中，其净化原理如图12所示：脏空气进入净化器后，由于正电钨丝放电，空气中的灰尘带正电从而流到负电格栅板，带电灰尘被吸附。当空气经过活性炭层时，其中的有毒气体被吸附，多次循环后变成洁净空气。洁净空气量（CADR）是反映空气净化器净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高，计算公式为：CADR＝（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90％的运行时间）。某净化器铭牌如右表：
图12
（1）负电格栅板吸附带电灰尘的原理是________；
（2）取出使用一段时间后的活性炭，可以闻到刺激性的气味，这是________现象；
（3）该空气净化器正常工作10小时消耗的电能为________kW·h；
（4）某房间的使用面积为18㎡，高度是3m，此空气净化器________（选填“能”或“不能”）在1小时内使房间污染物浓度下降90％。
20.进入12月下旬，山西多地异常寒冷，很多居民采用大功率电暖气取暖，细心的小明发现电暖气中的电热丝温度很高，而与之相连的导线却不怎么热。请你用学过的物理知识解释电热丝比导线热的原因。
21.图13甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图13乙是其控制电路，其中为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度；为单独控制电视插座的开关。请在图13乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则。
图13
解题过程要有必要的文字说明、计算公式和演算步骤，只写最后结果不得分。
22.氢气一汽油发动机轿车可自由切换两种燃料工作。某司机驾驶上述轿车沿平直公路按图14所示的两个阶段、由甲地至相距250km的乙地，出发时油箱内汽油的质量为8kg。阶段一：使用氢燃料从甲地出发，以图示速度匀速行驶1h到达丙地的过程中，轿车消耗了0.8kg氢；阶段二：从丙地开始，切换汽油燃料，轿车仍以原速度匀速行驶，此过程中发动机的效率为30％。设轿车全程所受牵引力恒定为800N，燃料热值分别取，。请你计算：
图14
（1）0.8kg氢完全燃烧放出的热量；
（2）通过计算说明轿车最终能否到达乙地。
23.某校宿舍安装了某品牌速热式电热水器，铭牌标明：加热功率4400W，保温功率100W；内部结构如图15甲所示，、是水箱中加热盘内的电热丝。水箱放满水后闭合开关，温控开关自动切换到加热状态，当水温升高到40℃时，自动切换到保温状态。观察发现，某天当一寝室只有热水器工作时，将一箱20kg的冷水加热1min，热水器显示屏显示水温由20℃上升到22℃，同时本寝室的电能表（如图15乙）指示灯闪烁了80次，不考虑电阻随温度变化。请你解答：
图15
（1）的阻值；
（2）电热水器的实际加热功率；
（3）电热水器的加热效率。
2023～2024学年第一学期九年级期末学业诊断
物理试题参考答案及等级评定建议
一、选择题（本大题共10个小题，每小题3分，共30分）
二、实验与探究题（本大题共5个小题，每空2分，每图、每表各2分，15题4分，共40分）
11.（1）质量（体积） （2）大于
（3）使通过烧瓶B、C内电阻中电流不相等 大
12.（1）保护电路 （2）R断路 （3）如图所示 正
（4）B 过小
13.（1）如图所示
（2）8 多次调节滑片的位置，改变定值电阻的电流和电压，求电阻的平均值 （3）
14.（1）热水 瓶中冷水上升5℃所用的时间
（2）如右表所示
（3）控制冷水的初温相同（控制冷水的质量相同）
15.（1）电流表、定值电阻（只添加电流表也可以给分）
（2）①将干电池、定值电阻、电流表、开关和H型铅笔芯用导线顺次串联成电路，闭合开关，读出电流表示数为；②断开开关，换用B型铅笔芯代替H铅笔接入电路中，闭合开关，读出电流表示数为；
（3）当铅笔芯长度和粗细一定时，若，铅笔芯硬度越小导电性能越好；若，铅笔芯硬度越大导电性能越好；若，铅笔芯导电性能与硬度无关。
三、综合与应用题（本大题共8个小题，16～19题，每空1分，20、21题各4分，22题5分，23题6分，共30分）
16.安培（伏特） 电流（电压）
17.不能 违反能量守恒定律
18.温度 1.5 8
19.（1）异种电荷互相吸引 （2）扩散
（3）0.4 （4）能
20.电热丝和导线串联，通过的电流相等。（1分）电热丝的电阻比导线的电阻大得多，根据，（2分）在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，（1分）所以电热丝温度很高而与之相连的导线却不怎么热。
21.如图所示
22.解：（1）燃料完全燃烧放出的热量……2分
（2）第二阶段发动机效率η＝30％，牵引力F＝800N，使用的汽油热值
由得，第一阶段行驶的路程
第二阶段需要行驶的路程
由得
因为9.5kg>8kg
所以无法到达。…………………………………………………………3分
23.解：（1）由题意可得，水箱放满水后闭合开关，温控开关自动接b切换到加热状态，此时电路中只接入，加热功率，电压U＝220V
由P＝UI和得 电阻…………………………2分
（2）加热1min，热水器消耗的电能
实际加热功率……………………………………2分
（3）水吸收的热量
加热效率…………………………………………2分
说明：以上答案仅供参考，开放性试题，只要答案合理即可得分。
等级评定建议
说明：1.严禁向学生和家长发布上述各题的评分建议；2.严禁向学生和家长发布分数。序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
2.0
2.2
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.22
0.24
0.28
额定电压
频率
额定功率
洁净空气量（CADR）
220V
50Hz
40W
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
C
A
B
A
A
C
D
B
瓶中冷水上升5℃所用的时间t/s
隔热恨性能
塑料瓶
泡沫瓶
纸瓶
等级
选择题
实验与探究
综合与应用
总评
优秀
27分-30分
34分-40分
26分-30分
85分及以上
良好
24分
30分-33分
23分-25分
76分-84分
中等
21分
27分-29分
20分-22分
68分-75分
合格
18分
24分-26分
17分-19分
60分-67分
待合格
15分及以下
23分及以下
16分及以下
59分及以下