河南郑州一八联合中学2023-2024学年九年级上学期12月月考物理试题（解析版）-A4

这是一份河南郑州一八联合中学2023-2024学年九年级上学期12月月考物理试题（解析版）-A4，共15页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 英国物理学家___________通过大量的实验研究，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即。为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为物理量___________以及热量的单位。
【答案】 ①. 焦耳 ②. 功和能
【解析】
【详解】[1]英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出。
[2]为了纪念焦耳做出的贡献，人们将焦耳的名字命名为功和能以及热量的单位。
2. 2022年11月21日举世瞩目的足球世界杯在卡塔尔开赛。球迷晓枫在观看世界杯直播时，家中空气开关突然“跳闸”断电，经检查发现其原因可能是电路中某处发生了 ___________（选填“开路”或“短路”）。在电路检测中，常用如图所示的测电笔辨别火线和零线，能使氖管发光的是 ___________（选填“火线”或“零线”）。

【答案】 ①. 短路 ②. 火线
【解析】
【详解】[1]球迷晓枫在观看世界杯直播时，家中空气开关突然“跳闸”断电，经检查发现其原因可能是电路中某处发生了短路。
[2]在电路检测中，常用如图所示的测电笔辨别火线和零线，能使氖管发光的是火线。
3. 某同学观察到他家里的电能表及空气开关如图所示，他家同时工作的用电器的总功率不能超过___________W，将一只标有“220V1200W”的空调单独接入家庭电路工作3h，电能表的示数将变为___________，该同学家的进户线是___________（选填序号“①②”或“③④”）。表盘上的发光二极管是利用___________（选填“超导”或“半导体”）材料制作的。
【答案】 ①. 4400 ②. 01270 ③. ①② ④. 半导体
【解析】
【详解】[1]“10A”表示电能表的额定电流，“20A”表示电能表的额定最大电流。家中用电器的总功率不能超过

[2]3h空调消耗的电能
由图知，电能表原来的示数是123.4 ，总消耗的电能
电能表的示数将变为01270。
[3]家庭电路中，火线和零线两条输电线进户以后先接到电能表上，电能表后接的是总开关，由图可知①②是该同学家的进户线。
[4]表盘上的发光二极管是利用半导体制成的，具有单向导电性。
4. 如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V 440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为___________A，此时它将___________能转化为内能，通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。
【答案】 ①. 2 ②. 电 ③. 热传递
【解析】
【详解】[1]接入家庭电路正常工作时的电流为

[2][3]暖手宝工作时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能，手吸收热量，手会变暖，这是通过热传递的方式增加手的内能。
5. 如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从最左端移动到最右端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则R的最大阻值为_______Ω，电源电压为_______V，电路的最大总功率与最小总功率之比为_______。
【答案】 ①. 70 ②. 16 ③. 8∶1
【解析】
【详解】由图甲可知，该电路为R和R0的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压。
[1]当R接入电路的阻值最大时，其两端的电压最大，由图乙和欧姆定律可知，R的最大阻值为
[2]当电压表示数为0V时，此时电路中只有R0工作，电流表示数为1.6A，由欧姆定律可知电源电压为
﹣﹣﹣﹣﹣①
当电压表示数为14V时，电流表示数为0.2A，由欧姆定律可知电源电压为
﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可解得
，
[3]由图乙可知，电路中的最大电流为
最小电流为
由可知，电路的最大总功率与最小总功率之比为
6. 央视《是真的吗》节目中，主持人做了“电池口香糖锡纸取火工具”的实验：取口香糖锡纸，中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火（如图甲），这里利用了电流的____________效应。已知锡纸条上ab，bc，cd段长度相等，则_____________段的电阻最大，因为材料和长度相同时，横截面积越_____________（“大”或“小”），电阻越大。能对此现象进行解释的定律是______________。
【答案】 ①. 热 ②. ab ③. 小 ④. 焦耳定律
【解析】
【详解】[1]锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，由于锡纸条有电阻，当有电流通过时，会产生热量，这是利用了电流的热效应。
[2][3][4]由图可知，锡纸条上相同长度的ab段、bc段和cd段，ab段横截面积较小，在材料和长度相同时，横截面积越小，电阻越大，ab段的电阻最大；此时ab段、bc段、cd段串联在电路中，通过它们的电流相等，电阻越大，产生的热量越多，能用焦耳定律进行解释。
二、选择题（共7小题）
7. 关于安全用电，下列说法正确的是（ ）
A. 家庭电路中的空气开关跳闸一定是发生了短路
B. 洗衣机的三脚插头坏了，可以找一个两脚插头换上
C. 用试电笔辨别火线和零线时，手要接触笔尾金属体
D. 当干路中的电流过大时，漏电保护器就会自动切断电路
【答案】C
【解析】
【详解】A．家庭电路中的空气开关跳闸可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故A错误；
B．洗衣机的三脚插头坏了，应该找一个同样规格的三脚插头换上，否则没有接地保护线，可能发生触电事故，故B错误；
C．用试电笔辨别火线和零线时，手要接触笔尾金属体，故C正确；
D．当干路中的电流过大时，空气开关会自动切断，当电路中出现漏电时，漏电保护器会自动切断，故D错误。
故选C。
8. 用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”，下列说法不正确的是（ ）
A. 小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的
B. 将电灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同
C. 选用的两只小灯泡规格不相同，但电阻可相同
D. 将其中一只电流表移接到干路上也可以完成实验
【答案】C
【解析】
【详解】A．灯泡的亮暗是由它的实际功率决定的，灯泡越亮，实际功率越大，所以小灯泡电功率的大小可以通过灯泡的亮度来判断，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，两灯泡的连接方式是并联，在并联电路中，各支路两端的电压都相等，灯泡阻值不同，则电流不同，故B正确，不符合题意；
C．实验目的是研究电功率与电流的关系，要控制电压相同，改变电流的大小。若两个灯泡的电阻相同，根据欧姆定律，则通过两灯的电流相等，电流表示数相同，无法实验，故C错误，符合题意；
D．在并联电路中干路电路与支路电流的关系是干路电流等于各支路电流之和，将其中一只电流表移接到干路上也可以求出两个支路的电流，可以完成实验，故D正确，不符合题意。
故选C。
9. 某电热水壶有两根电热丝，若把一根电热丝接入电路，烧开一壶水要30min；若但把另一根电热丝接入原电路，烧开一壶水要15min，若把这两根电热丝并联起来接入原电路，烧开这壶水需要的时间是（不考虑热损失）（ ）
A. 45minB. 10minC. 15minD. 30min
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】设两根电阻丝的电阻分别为R1和R2，由W=UIt，得， ，由题意可知，W1=W2，即
代入数据得
解得
设 R2为 R，则R1为2R，把两根电热丝并联起来接入原电路，则有
解得t并=10min。
故选B。
10. 如图所示，当开关S闭合后，发现电灯L不亮，用测电笔测试c、d两点时，氖管都发光，测试a、b两点时，只有a点氖管发光，则故障可能是（ ）
A. 火线与零线短路B. a、d之间某处断路
C. b、c之间某处断路D. 电灯的灯丝断了
【答案】C
【解析】
【详解】闭合开关后，若灯泡正常发光，则c点和b点与零线相连，氖管都不能发光；a点和d点与火线相连，都能使氖管发光。而此时灯泡不亮，说明电路存在断路，用测电笔测试c点氖管发光，说明其与零线断开，而测试b点时，氖管不发光，说明bc之间某处断路。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
11. 一则新闻中这样写道：磁性鞋带扣让你跟系鞋带说再见，如图所示。把鞋带裁剪到合适的长度，然后将模块串进去，这之后两边一碰即可牢牢地把鞋带系紧。下列说法正确的是（ ）
A. 两模块相互接触的一侧一定是同名磁极
B. 两模块相互接触的一侧一定是异名磁极
C. 两模块中，其中一块有磁性，另一块可能铁块
D. 两模块中，其中一块有磁性，另一块可能是铜块
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．两模块相互接触能吸引，可能是异名磁极，也可能是一块有磁性，另一块可能是铁块，但不可能是同名磁极，故AB错误，C正确；
D．磁体只能吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引铜，故D错误。
故选C。
12. 用如图所示的装置“探究影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说不正确的是（ ）
A. 该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B. 闭合开关后，装R2电阻丝烧瓶中温度计示数上升较快
C. 实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D. 该实验采用的是转换法和控制变量法
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B．由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2，故R2放出的热量多，温度计示数升的高，故B正确；
C．通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数的变化来判断电流产生的热量的多少，故C正确；
D．该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，控制电流和通电时间相同，用到了控制变量法，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，用到了转换法，故D正确。
故选A。
13. 下面关于磁感线的说法正确的是（ ）
A. 磁场是由无数条磁感线组成的
B. 在磁体周围，画了磁感线的地方有磁场，没有画磁感线的地方没有磁场
C. 在磁场中，可通过磁感线的疏密程度看出磁场的强弱
D. 在磁场中铁屑被磁化排成一条条曲线，这些曲线就是磁感线
【答案】C
【解析】
【详解】A．磁场是真实存在的，而磁感线不是真实存在的线，只是为了形象地描述磁场的分布特征而引入的，故A错误；
B．磁体周围有任何地方都有磁场，并不是只有画了磁感线的地方有磁场，故B错误；
C．磁感线可以形象地表示磁场，离磁体越远的地方，磁场越弱，磁感线越疏；离磁体越近的地方，磁场越强，磁感线越密，故C正确；
D．铁屑被磁化排成一条条曲线，可以表示磁场的分布特点，而磁感线不是真实存在的，故D错误。
故选C。
14. 小灯泡L上标有“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的图像如图甲所示。将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中，电源电压为6V，且保持不变。当开关S闭合时，小灯泡L恰好能正常发光，下列说法正确的是（ ）

A. 开关S断开时，小灯泡L的电阻为0ΩB. 开关S闭合时，小灯泡L的电阻为10Ω
C. 小灯泡L的额定功率为0.625WD. 电阻R0的阻值为0.35Ω
【答案】BC
【解析】
【详解】A．开关S断开时，灯泡两端的电压为0V，由图像可知小灯泡的电阻为2Ω，故A错误；
B．开关S闭合时，小灯泡L恰好能正常发光，灯泡正常工作时的电压UL=2.5V，由图像可得RL=10Ω，故B正确；
C．小灯泡的额定功率

故C正确；
D．灯泡正常工作时，电路中的电流
电路中的总电阻
根据串联电路电阻的特点可得，电阻R0的阻值
故D错误。
故选BC。
三、作图题
15. 如图所示，两灯泡的额定电压均为220V。当开关闭合后，两灯泡都正常发光，且插座不受开关控制，请将电路连接完整。
【答案】
【解析】
【详解】家庭电路电压为220V，两灯泡的额定电压均为220V，因两灯都能正常工作，则两灯应并联；开关S控制两灯，S接在干路上，根据安全用电原则，S要控制火线；三孔插座不受开关S控制，按“左零右火上接地”的原则连入电路中，作图如下：
16. 磁体旁小磁针静止时所指的方向如图所示，画出通过小磁针中心的一条磁感线，并标出磁体的N、S极。
【答案】
【解析】
【详解】小磁针静止时北极指向右边，所以U型磁铁磁极左侧为N极，右侧为S极，磁感线方向从N极出发回到S极，如图丙所示
四、实验探究题
17. 小明同学为了探究家庭电路中电流过大的原因，做了如下实验。他用若干“12V，6W”的灯泡作为用电器，12V的铅蓄电池代替家庭照明电路的电源，电源的正极代替火线。在正极与用电器之间接入一段保险丝，在负极与用电器之间接入一块电流表（如图所示）。
（1）小明实验时用12V电池代替家庭照明电路的好处是12V小于36V，是对人体安全的电压，它比用照明电路的电源更安全；
（2）小明依次在电路中接入几个小灯泡，当接入两个小灯泡时，电路可以平稳地工作，此时电流表示数为 ___________A。当他再接入一个小灯泡时，发现保险丝熔断，此时电路中的电流变成0，该实验可以验证电路中电流过大的原因是 ___________；
（3）小明只让一个小灯泡工作，在C、D两点间接入一段导线，他发现保险丝会马上 ___________，该实验可以验证电路中电流过大的原因是 ___________。

【答案】 ①. 1 ②. 用电器总功率过大 ③. 熔断 ④. 发生短路
【解析】
【详解】（2）[1]当接入两个小灯泡时，电路可以平稳地工作，灯泡并联，电流表连接在干路上，此时电流表的示数为
[2]当再接入一只灯泡时，电路中的电流变为

根据题目条件此时保险丝熔断，说明电流过大，原因是用电器总功率过大。
（3）[3][4]小明只让一个小灯泡工作，在C、D两点间接入一段导线，导线将灯泡短路，干路上没有用电器，他发现保险丝会马上熔断，该实验可以验证电路中电流过大的原因是发生短路。
18. 如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
（1）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察______来显示容器内空气温度的变化；
（2）图甲装置将两段阻值不同的电阻丝______（填电路连接方式），是为了探究电流产生的热量与______的大小的关系，通电一段时间后，______（选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多；
（3）图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与______的大小的关系，和两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为______。电阻的作用主要是使电阻和中的电流______（选填“相等”或“不相等”），所以与的阻值______（选填“一定”或“不一定”）相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，应选用______（从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻）；
（4）图乙中，若接通电路一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，但左侧U形管的液面高度不变，经检查电路也没有出现故障，则可能的原因是_______；
（5）图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是______（多选）。
A．电阻丝断路
B．电阻丝断路
C．电阻丝断路
D．电阻丝短路
【答案】 ①. U形管液面的高度差 ②. 串联 ③. 电阻 ④. 右 ⑤. 电流 ⑥. 4:1 ⑦. 不相等 ⑧. 不一定 ⑨. 2Ω ⑩. 装置漏气 ⑪. BD
【解析】
【详解】（1）[1]实验中，运用转换法通过观察U形管液面的高度差来得到容器内空气温度的变化，即U形管液面的高度差越大，容器内空气温度越高。
（2）[2]甲图中，容器内两电阻丝收尾顺次相连，是串联的。
[3][4]根据串联电路中电流的特点可知，两电阻丝电流相等，通电时间也相等，所以该实验是来探究电流产生的热量与电阻之间的关系，由可知，电阻越大产生的热量越多，因此右侧容器产生的热量多。
（3）[5]图乙中，R2与R3并联，再与R1串联，此时R1在干路上，R2在支路上，电流大小不同，电阻及通电时间相同，所以是探究电流产生的热量与电流之间的关系。
[6]因为R2与R3的阻值相同，并联后电流相同，所以通过R1的电流是R2的2倍，根据可知
[7][8]实验中，电阻R3的作用是为了R1的电流，改变使R2与R1的电流不同，所以R3可以为任意值。
[9]根据并联电路中电阻的特点可知，总电阻小于最小的分电阻，所以当R3阻值越小，经过左侧容器的电流越大，左右两个U形管内液面高度差差异更大，因此选用2Ω电阻丝。
（4）[10]通电一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，说明电路是通路，左侧U形管的液面高度不变可能是左侧装置气密性不好，漏气。
（5）[11]实验中，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，若是由于电路故障引起的，说明左侧容器内的电阻丝没有故障，右侧容器内无电阻丝产生热量，因此可能是R2电阻丝断路、R2电阻丝短路或R3电阻丝短路，故BD符合题意，AC不符合题意。
故选BD。
19. 用图甲所示的电路测量小灯泡的功率，器材有：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1.5A）、额定电压为2.5V的小灯泡各一个，导线若干。
（1）连接电路时开关要___________，闭合开关前，需要检查电流表、电压表的指针是否___________，并将滑动变阻器的滑片P移至___________（选填“A”或“B”端）；
（2）接通电源，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡均不发光，电流表指针不偏转，电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源之间的电路连接是___________，若电路中只有一处故障，则可能是___________；
（3）排除故障后，重新开始实验，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为0.5V，电流表示数为0.12A；移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，为___________A，则小灯泡的额定功率为___________W，此时滑动变阻器消耗的功率___________W。
【答案】 ①. 断开 ②. 对准零刻度线 ③. B ④. 串联 ⑤. 小灯泡断路 ⑥. 0.3 ⑦. 0.75 ⑧. 0.12
【解析】
【详解】（1）[1]为了保护电路，连接电路时开关要断开。
[2][3]闭合开关前，需要将电表调零，即检查电流表、电压表的指针是否指在零刻度线上，滑动变阻器滑片置于阻值最大处的B端。
（2）[4][5]接通电源，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡均不发光，电流表指针不偏转，说明电路存在断路故障，而电压表有示数，则电压表与电源两极连通，可能小灯泡断路，此时电压表和电源串联。
（3）[6][7]电流表量程0~0.6A，分度值0.1A，电流表的示数为0.3A；小灯泡额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
[8]闭合开关，变阻器处于阻值最大处，变阻器的最大阻值是20Ω，电压表示数为0.5V，电流表示数为0.12A，电源电压
U=U1+UP=0.5V+0.12A×20Ω=2.9V
移动滑片P，当电压表示数2.5V时，滑动变阻器两端电压
U′=U-UL=2.9V-2.5V=0.4V
滑动变阻器的功率
P'=U′I=0.4V×0.3A=0.12W
五、综合计算题
20. 如图是家庭电路的一部分。电能表的电流规格是“10（40）A”，L是“220V 22W”的节能灯，插座上接人“220V 220W”的电视机 （图中未画出）。灯和电视机同时工作，求：
(1)通过电能表的电流；
(2)连续工作4h消耗多少kW•h的电能；
(3)该电路中还能接入的用电器的最大功率。
【答案】(1)1.1A；(2)0.968kW•h；(3)8558W
【解析】
【分析】(1)当灯和电视机工作时，总功率是它们的功率之和。由P=IU计算可得。
(2)电灯和电视机连续工作4h，由W=Pt求出电灯和电视机消耗的电功。
(3)由电能表电流规格可知正常工作的电流，由P=UI求出最大功率，减去灯和电视机的功率就是还能接入的用电器的最大功率。
【详解】解：(1)灯和电视机同时工作电路中的总功率
P总=P灯+P电视机=22W+220W=242W
由P=IU得
(2)由题意得
W=P总t=0.242kW×4h=1.08kW•h=0.968kW•h
(3)由电能表电流规格可知正常工作的电流Imax=40A，最大功率
Pmax=UImax=220V×40A=8800W
P′=Pmax﹣P总═8800W﹣242W=8558W
答：(1)通过电能表的电流为1.1A；(2)连续工作4h消耗0.968kW•h的电能；(3)该电路中还能接入的用电器的最大功率是8558W。
21. 图甲是某电吹风的工作原理图。电吹风工作时，可分别吹出热风和凉风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电热丝R串联，电热丝阻值恒为50Ω，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，电动机正常工作时的功率为80W，求：
（1）当开关S位于2位置时，电吹风吹出的是___________（选填“热风”或“凉风”），此时连续工作5min消耗多少电能？（ ）
（2）吹热风时电热丝的最大发热功率是多少？（ ）
【答案】 ①. 凉风 ②. 2.4×104J ③. 800W
【解析】
【详解】解：（1）当开关S位于2位置时，只有电动机接入电路，所以电吹风吹出冷风。
由题知，电动机正常工作时的功率为80W，所以连续工作5min消耗电能

（2）由图甲知，R0与R串联，由图像可知，当温度为35℃时，R0的电阻最小为5Ω，此时R0与电热丝串联，支路的总电阻
电源电压一定，此时电热丝所在支路的电流最大
此时该电热丝的发热功率最大
答：（1）凉风，此时连续工作5min消耗电能为2.4×104J；