精品解析：北京市石景山区2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题

石景山区2024-2025学年第一学期初三期末试卷 物理 学校___________姓名__________准考证号_________ 考 生 须 知 1．本试卷共8页，共五道大题，26道小题，满分70分。考试时间70分钟。 2．在试卷和答题卡上准确填写学校名称、姓名和准考证号。 3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，选择题、作图题请用2B铅笔作答，其他试题请用黑色字迹签字笔作答，在试卷上作答无效。 4．考试结束，请将本试卷、答题卡和草稿纸一并交回。 第一部分 一、单项选择题（下列各小题四个选项中只有一个选项符合题意。共24分，每小题2分） 1. 在国际单位制中，电功的单位是（ ） A. 焦耳（J） B. 安培（A） C. 伏特（V） D. 瓦特（W） 【答案】A 【解析】 【详解】A．功、能、热量的单位都是焦耳（J）；电功的单位也是焦耳（J），故A符合题意； B．安培（A）是电流的单位，故B不符合题意； C．伏特（V）是电压的单位，故C不符合题意； D．瓦特（W）是功率、电功率的单位，故D不符合题意。 故选A。 2. 在常温干燥的情况下，下列物品通常属于导体的是（　　） A. 玻璃杯 B. 竹筷 C. 陶瓷碗 D. 不锈钢汤匙 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．一般情况下，玻璃杯、竹筷、陶瓷碗不易导电，是绝缘体，故ABC不符合题意； D．不锈钢汤匙容易导电，是导体，故D符合题意。 故选D。 3. 下列四种家用电器，主要利用电流热效应工作的是（　　） A. 电暖气 B. 电风扇 C. 收音机 D. 电冰箱 【答案】A 【解析】 【详解】A．电暖气工作时消耗电能，产生热量，将电能主要转化为内能，利用了电流的热效应，故A符合题意； B．电风扇主要部件是电动机，工作时消耗电能，将电能主要转化为机械能，故B不符合题意； C．收音机工作时消耗电能，利用扬声器发声，将电能主要转化为机械能，故C不符合题意； D．电冰箱的主要部件是压缩机，工作时消耗电能，将电能主要转化为机械能，故D不符合题意。 故选A。 4. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　） A. 用湿布擦拭正在发光的台灯 B. 发现有人触电，立即用手将触电者拉开 C. 家庭电路中空气开关跳闸，可能是电路中出现短路 D. 家庭电路中，正在工作的洗衣机和电视机，两端的电压不相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．潮湿的物体容易导电，用湿布擦拭台灯应断开电源，否则容易造成触电事故，故A错误； B．发现有人触电，立即断开电源或用绝缘体将触电者脱离带电体，不可用手直接拉开触电者，故B错误； C．家庭电路中空气开关跳闸，表明电路中总电流过大，可能是电路中出现短路，也可能是总功率过大，故C正确； D．家庭电路中，各用电器之间是并联的，正在工作的洗衣机和电视机为并联，两端的电压相等，故D错误。 故选C。 5. 下列用电器正常工作时，电功率最接近真实值的是（　　） A. 笔记本电脑的功率约为5W B. 家用空调的功率约为1200W C. 小型LED手电筒的功率约为200W D. 教室里一盏日光灯的功率约为1000W 【答案】B 【解析】 【详解】A．笔记本电脑的功率约为50W，故A不符合题意； B．家用空调的功率为1200W左右，故B符合题意； C．小型LED手电筒的功率约为2W，故C不符合题意； D．教室里一盏日光灯的功率约为40W，故D不符合题意。 故选B。 6. 如图所示是家用电热水壶，其底座有一开关，水壶上方也有一个开关，只有将水壶放在底座上且闭合开关才可以烧水。在图中符合电热水壶工作的电路图的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，只有两个开关同时闭合，电热水壶才开始工作，所以，两开关应该串联，且串联在发热器所在的电路中，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7. 下列说法正确的是（　　） A. 金属导体中自由电子只要运动就能形成电流 B. 在闭合电路中要得到持续电流就必须有电压 C. 电路中，电荷定向移动的方向就是电流的方向 D. 一段导体在没有接入电路中时，通过它的电流是零，它的电阻也为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．金属导体中自由电子定向运动才能形成电流，故A错误； B．电路中有电流的条件：电路中有电压，且电路为闭合电路，故B正确； C．电路中，正电荷定向移动的方向就是电流的方向，负电荷的定向移动方向与电流的方向相反，故C错误； D．导体的电阻与自身的材料、长度、横截面积有关，与电压、电流大小无关。一段导体在没有接入电路中时，通过它的电流是零，它的电阻不变，故D错误。 故选B。 8. 一个封闭盒子的上表面有两个接线柱和两个灯座，盒内用导线将它们相连。现将两个小灯泡L1、L2分别安装在两个灯座上，按图所示的方式连接在电路中，电源电压保持不变，不考虑电路故障。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S后，若两灯均发光，则L1、L2一定是串联的 B. 闭合开关S后，若灯L1发光、L2不发光，则L1、L2一定是串联的 C. 闭合开关S后，若两灯均发光，再将灯L1取下，灯L2不发光，则L1、L2一定是串联的 D. 闭合开关S后，若两灯均发光，再将灯L2取下，灯L1不发光，则L1、L2一定是并联的 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合开关S后，若两灯均发光，L1、L2可能串联的，也可能并联，故A错误； B．闭合开关S后，若灯L1发光、L2不发光，则L1、L2两灯互不影响，一定是并联的，故B错误； C．闭合开关S后，若两灯均发光，再将灯L1取下，灯L2不发光，说明两灯相互影响，则L1、L2一定是串联的，故C正确； D．闭合开关S后，若两灯均发光，再将灯L2取下，灯L1不发光，说明两灯相互影响，则L1、L2一定是串联的，故D错误。 故选C。 9. 为促进学生健康成长，科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计来动态监测学生的体重情况，其工作原理如图所示。电源电压保持不变，R0为定值电阻，压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小。闭合开关S，当有人测量体重时，下列说法正确的是（　　） A. 电路中的总电阻增大 B. 压敏电阻R中的电流变小 C. 学生的体重越大，电压表的示数越小 D. 学生的体重越大，电路的总功率越大 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小。当有人测量体重时，压力增大，R阻值变小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律，电路总电流变大，电源电压不变，根据P=UI可知，电路的总功率变大，故AB错误，D正确； C．学生的体重越大，R阻值越小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律，电路总电流越大，R0两端电压越大，电压表的示数越大，故C错误。 故选D。 10. 其他条件相同的情况下，电阻较小的导体，其材料的导电性能较强。如图所示的电路中，R1、R2分别是甲、乙两种材料制成的电阻丝，它们的横截面积分别为S1、S2，长度分别为L1、L2。闭合开关S后，两电流表的示数分别为I1、I2，下列说法正确的是（　　） A. 若S1=S2，L1=L2，观察到I1>I2，则材料乙的导电性能较强 B. 若S1=S2，L1<L2，观察到I1>I2，则材料甲的导电性能较强 C. 若L1=L2，S1>S2，观察到I1>I2，则材料乙的导电性能较强 D. 若L1=L2，S1<S2，观察到I1=I2，则材料甲的导电性能较强 【答案】D 【解析】 【详解】A．若S1=S2，L1=L2，观察到I1>I2，表明R1<R2，则材料甲的导电性能较强，故A错误； B．若S1=S2，L1<L2，观察到I1>I2，表明R1<R2，甲的长度小，电阻较小，不能说明材料甲的导电性能较强，故B错误； C．若L1=L2，S1>S2，观察到I1>I2，表明R1<R2，乙的横截面积小，电阻较大，不能说明材料乙的导电性能较强，故C错误； D．若L1=L2，S1<S2，观察到I1=I2，表明R1=R2，乙的横截面积大，电阻较大，则材料乙的导电性能较弱，故材料甲的导电性能较强，故D正确。 故选D。 11. 为了测量电阻Rx的阻值，小石选择了两块已经调好的电流表（标有“-”、“0.6”、“3”三个接线柱），一个阻值已知的定值电阻R0，一个符合要求的电源以及开关S，连接了部分实验电路（导线a未完成连接），如图所示。将电路连接完毕后，闭合开关S，读出电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。下列说法正确的是（　　） A. 若导线a的右端与A1的“0.6”接线柱连接，则 B. 若导线a的右端与A1的“0.6”接线柱连接，则 C. 若导线a的右端与A1的“-”接线柱连接，则 D. 若导线a的右端与A1的“-”接线柱连接，则 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由实物图知，当导线a的右端与A1的“0.6”接线柱连接，则两个电阻并联在电路，A1测通过待测电阻的电流，A2测通过定值电阻的电流。据并联电路的电压特点知，电源电压U=I2R0，待测电阻的阻值，故AB错误； CD．当导线a的右端与A1的“-”接线柱连接，两个电阻并联连接，A1测干路的电流，A2测通过定值电阻R0的电流，则电源电压，通过待测电阻Rx的电流，待测电阻的阻值，故C正确，D错误。 故选C。 二、多项选择题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每小题2分。每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分） 12. 关于磁现象，下列说法正确的是（　　） A. 地磁场的北极在地理的北极附近 B. 磁场对放入其中的物体一定有力的作用 C. 磁场中小磁针N极所受的磁力方向跟该点的磁场方向相同 D. 地磁场两极与地理两极并不重合，最早记录这一现象的是我国宋代学者沈括 【答案】CD 【解析】 【详解】A．指南针的N极指向地理的北极，在地磁场的南极附近，地磁的北极在地理的南极附近，故A错误； B．磁场对放入其中的磁体有力的作用，不是对所有物体都有力的作用，故B错误； C．磁场中自由小磁针N极所指的方向为该点的磁场方向，所以磁场中小磁针N极所受的磁力方向跟该点的磁场方向相同，故C正确； D．地磁的北极在地理的南极附近，但地磁场两极与地理两极并不重合，存在磁偏角，最早记录这一现象的是我国宋代学者沈括，故D正确。 故选CD。 13. 将额定电压相同的两盏白炽灯L1、L2，先后按图所示的两种方式接在电压恒为U的电路中。甲图中，灯L1比灯L2亮，不考虑灯丝电阻的变化。则下列说法正确的是（　　） A. 乙图中，灯L1比灯L2暗 B. 灯L1的电阻小于灯L2的电阻 C. 甲图中灯L2比乙图中灯L2更亮 D. 灯L1的额定功率小于灯L2的额定功率 【答案】AD 【解析】 【详解】B．在甲图中，灯L1和灯L2串联，电流相等，且灯L1比灯L2亮，说明灯L1的实际功率较大，根据P=I2R可知，L1的电阻大，故B错误。 A．在乙图中，两灯并联，它们两端的电压都等于电源电压U。由于L1的电阻大，根据可知，灯L2的实际功率较大，所以灯L1比灯L2暗，故A正确； ​C．在乙图中，灯L2​两端的电压等于电源电压U；而在甲图中，由于串联电路的分压作用，灯L2​两端的电压会小于电源电压U。因此，甲图中灯L2​的实际功率（即亮度）会小于乙图中灯L2​的实际功率，故C错误； D．由于两盏灯的额定电压相同，而灯L1​的电阻大于灯L2​的电阻，根据电功率的公式​，我们可以推断出在额定电压下，灯L1​的额定功率会小于灯L2​的额定功率，故D正确。 故选AD。 14. 为研究滑动变阻器消耗电功率的情况，小石按照图连接了实验电路。电源电压与定值电阻R0的阻值未知且保持不变，电压表和电流表符合实验要求，滑动变阻器R上标有“15Ω ； 1A”。闭合开关S，调节滑动变阻器R，记录了滑动变阻器的滑片P在不同位置时，电压表和电流表的示数，部分数据如下表所示。下列说法正确的是（　　） 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 1 1.8 0.2 2 0.9 0.3 A. 实验中，电源两端的电压为3.6V B. 实验中，定值电阻的阻值为10Ω C. 调节滑动变阻器的过程中，电路消耗总功率的最小值为0.54W D. 滑片P从最右端移到最左端的过程中，滑动变阻器的实际功率逐渐减小 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由电路图知，定值电阻R0与滑动变阻器串联在电路中，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。由表格数据，据欧姆定律及串联电路的特点有， 解以上两式得，电源电压U=3.6V，定值电阻的阻值，故A正确，B错误； C．调节变阻器的过程中，当变阻器接入电路的阻值最大时，电路的总阻值最大为 据，此时电路中的总功率最小为 故C正确； D．由电路图知，滑片P从最右端移至最左端的过程中，变阻器接入电路的阻值逐渐变小，它的电功率为 变阻器的实际功率先变大，当变阻器接入电路的阻值等于定值电阻的阻值时，其实际功率最大，再逐渐变小。故D错误。 故选AC。 第二部分 三、实验探究题（共28分，除标注外，其余各题每空1分） 15. 按要求填空： （1）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球时，观察到验电器的两片金属箔张开，其原因是_________（选填“同种”或“异种”）电荷相互排斥； （2）通电螺线管的两端相当于磁极，利用小磁针确定通电螺线管的磁极性质。观察到放在通电螺线管右侧的小磁针（黑色一端为N极）沿逆时针方向偏转，如图所示，可判断通电螺线管的右端为______极（选填“N”或“S”）； （3）如图所示，电能表的示数为_________kW•h。 【答案】（1）同种 （2）S （3）2025.1 【解析】 【小问1详解】 当带电体接触验电器时，验电器的两片金属箔会带上同种电荷，根据电荷间相互作用的规律，两片金属箔会排斥而张开，故验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。 【小问2详解】 根据磁极间相互作用的规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针N极沿逆时针方向偏转，表明螺线管右端为S极。 【小问3详解】 电能表是记录消耗电能的仪表，表盘上最后一位是小数点的下一位，故读数为2025.1kW•h。 16. 如图，物理实践活动课上小石用两个水果制成水果电池，用电压表测量两端电压，去掉一个水果后发现电压表示数变小，请根据以上的实验现象，提出一个可探究的科学问题：_________。 【答案】水果电池工作时将化学能转化为电能，改变水果的个数，电压也随之变化，故可以探究的问题为水果电池两端的电压与水果个数有关吗？ 【解析】 【详解】略。 17. 小石在用伏安法测量电阻Rx的阻值时，连接了如图所示的部分电路。 （1）请用笔代线完成图的电路连接，要求开关闭合、滑片P向右移动时，电阻变大_________； （2）完成电路连接后，用开关进行“试触”时，发现电流表指针不偏转、电压表示数接近于电源电压，则故障原因可能是_________； A. 电流表接触不良 B. 电流表的接线柱接反 C. 电阻Rx断路 D. 滑动变阻器的接线柱松动 （3）实验过程中，某次电压表和电流表的示数如图所示，则电流表的示数是_________A，可测得的Rx=__________Ω。 【答案】（1） （2）C （3） ①. 0.5 ②. 5 【解析】 【小问1详解】 开关闭合、滑片P向右移动时，滑动变阻器接入的阻值变大，故应接左下接线柱，如图所示 【小问2详解】 成电路连接后，用开关进行“试触”时，发现电流表指针不偏转，即电路中没有电流通过，故障可能是断路，电压表示数接近于电源电压，说明电压表与电源接通，则故障可能是电阻Rx断路。 故选C。 【小问3详解】 [1][2]由图可知，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路中电流，电压表和电流表都接小量程，故电压表的示数为2.5V，电流表的示数为0.5A，则测得定值电阻的阻值为 18. 小石利用图所示的装置“探究电流产生的热量与哪些因素有关”。实验桌上有甲、乙两个完全相同的烧瓶，装有质量相等、初温相同的煤油和阻值一定的电阻丝，并分别插入完全相同的温度计，可以用秒表记时。 请完成下列问题： （1）小石猜想“电流通过电阻产生的热量跟电阻大小有关”，下面现象支持他的猜想的是_________； A. 接线板上同时接入的用电器越多，导线越容易发热 B. 电炉丝工作时热得发红，而与之相连的导线却不怎么热 C. 将“12V 6W”的灯泡接在不同电压下，灯泡的亮度不同 （2）该实验中，用_________来反映电流通过电阻产生热量的多少； （3）实验中甲、乙两个烧瓶内的电阻丝串联，目的是_________； 为了完成小石的探究目的，甲烧瓶装有R1=5Ω的电阻丝，乙烧瓶中的电阻值应为R2=__________Ω（可提供5Ω和10Ω的电阻丝）。 【答案】（1）B （2）温度计示数的变化量 （3） ①. 使通过两电阻丝的电流和通电时间相等 ②. 10 【解析】 【小问1详解】 A．接线板上同时接入的用电器越多，通过导线的电流越大，导线越容易发热，故A不符合题意； B．电炉丝工作时热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，是由于电流与通电时间相同，电炉丝的电阻较大，电炉丝产生的热量多，故B符合题意； C．正常工作时，“36V 54W”灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，是因为实际电功率越大，灯泡越亮，故C不符合题意。 故选B。 【小问2详解】 电流产生的热量不能直接判断，实验中用温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生热量的多少，温度计示数的变化量越大，电阻产生的热量越多。 【小问3详解】 [1]串联电路中电流只有一条路径，而且电流处处相等，根据控制变量法可知，实验中甲、乙两个烧瓶内的电阻丝串联，目的是使通过两电阻丝的电流和通电时间相等。 [2]小石想探究“电流通过电阻产生的热量跟电阻大小是否有关”， 根据控制变量法可知，应控制电流和通电时间相同，而电阻不同，故乙烧瓶中的电阻值应为10Ω。 19. 利用学生电源、两个电流表、不同规格的小灯泡若干、滑动变阻器、开关和导线若干，探究“在串联电路中，流出第二个灯泡的电流I2与流入第一个灯泡的电流I1是否相等”。 （1）选择合适的器材，设计并画出实验电路图_________； （2）为得出更普遍的规律，请写出改变自变量的方法：_________； （3）画出实验数据记录表格_________。 【答案】（1） （2）可以换用不同规格的灯泡进行多次测量。 （3） I1/A I2/A 【解析】 【小问1详解】 根据实验的目的，两灯应串联，电流表分别测量流入第一个灯之前和流出第二个灯之后的电流，然后比较电流的大小，电路图如下图所示 【小问2详解】 一次实验得出的结论具有偶然必，为了增加实验结论的普遍性，可以换用不同规格的灯泡进行多次测量。 【小问3详解】 根据实验的要求，需要测量和记录多组电流的对应的值，表格设计如下 I1/A I2/A 20. 小石为了探究“通过导体的电流与其电阻的关系”，找来实验器材：电压为6V的稳压电源、满足实验要求的电流表和电压表、电阻箱R1、规格是“50Ω； 1A”的滑动变阻器R2、开关和导线若干，连接了如图所示的电路。 （1）主要步骤如下： ①调节电阻箱的阻值为R，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的示数为2V，读取电流表示数I，将R和I记录在表格中。 ②断开开关S，改变电阻箱的阻值，闭合开关S，_________，读取电流表的示数I，将电阻箱的阻值R和电流表的示数I记录在表格中。 ③仿照步骤②，再做4次实验，将电阻箱的阻值R和电流表的示数I记录在表格中。 （2）为了完成上述实验且保证电路安全，电阻箱允许的调节范围是_________Ω。 【答案】（1）见详解 （2）2~25 【解析】 【小问1详解】 根据控制变量法，探究通过导体的电流与电阻的关系，应保持定值电阻两端的电压一定，故步骤②断开开关S，改变电阻箱的阻值，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的示数仍为2V，读取电流表的示数I，将电阻箱的阻值R和电流表的示数I记录在表格中。 【小问2详解】 根据滑动变阻器的规律，电流中允许的最大电流为1A，电阻箱两端电压为2V不变，故电阻箱最小阻值为 当滑动变阻器接入最大阻值时，电路中电流为 电阻箱接入的阻值为，故电阻箱允许的调节范围是2~25Ω。 21. 小石在学习产生感应电流的条件过程中，发现灵敏电流计的指针会向不同方向偏转。于是提出两个猜想，猜想1：感应电流的方向与磁场方向有关；猜想2：感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关。他利用图16所示器材，验证猜想1的主要步骤是： ①保持蹄形磁铁静止，使金属棒ab水平向右运动，观察到灵敏电流计指针向左偏转； ②对调蹄形磁铁的N、S极，保持蹄形磁铁静止，使金属棒ab水平向左运动，观察到灵敏电流计指针仍然向左偏转。 （1）小刚认为上述步骤存在问题，请写出改正措施：_________。 （2）图所示物品中，利用电磁感应现象工作的是_________（填写字母） A. B. C. D. 【答案】（1）见详解 （2）B 【解析】 【小问1详解】 探究感应电流的方向与磁场方向的关系，根据控制变量法，应保持切割磁感线方向不变，改变磁场方向，故在步骤②中，对调蹄形磁铁的N、S极，保持蹄形磁铁静止，使金属棒ab水平向右运动，观察灵敏电流计指针偏转方向。 【小问2详解】 A．防汛报警器主要部件是电磁继电器，利用了电流的磁效应，故A不符合题意； B．动圈式话筒由永久磁体和线圈组成，当讲话时带动线圈振动产生感应电流，利用了电磁感应现象，故B符合题意； C．动圈式扬声器由永久磁体和线圈组成，当变化的电流经过线圈时，线圈在磁场中受力而振动，利用了通电导体在磁场中受到力的作用工作的，故C不符合题意； D．电铃主要部件是电磁继电器，利用了电流的磁效应，故D不符合题意。 故选B。 22. 图甲是小石同学设计的温度报警电路。电源两端电压U保持不变，R1是定值电阻，R2是热敏电阻，R2的阻值随温度t变化的关系如图乙所示，温度表为电流表改装而成，每当电流大于I0时，报警器就会触发报警。电流为I0时，环境的温度t1称为警戒温度。小石想通过调节电源或更换定值电阻R1将警戒温度提高到t2，请帮助他写出一种改装方法，并利用所学的电学知识进行解释。 【答案】由图像可知，当温度由t1上升到t2时，R2的阻值变小，根据欧姆定律可知U=I0（R1+R2），其中R1、I0不变，R2变小，所以U变小。故可以将电源电压调节小一点。 【解析】 【详解】略。 四、科普阅读题（共4分） 23. 请阅读《电池技术的革命：无阳极钠固态电池》，并回答问题。 电池技术的革命：无阳极钠固态电池 电池技术的创新正成为推动可持续发展的关键力量。近期，科学家们研制出了无阳极钠固态电池。 无阳极钠固态电池实现了由锂基电池转向钠基电池。锂基电池已成为电动汽车和移动设备的标配，但是锂在地壳中的储量有限，而钠在地壳中的储量约为锂的1000倍，同时也是一种更环保的电池材料。然而，传统的钠离子电池在能量密度和循环寿命等方面仍然难以与锂离子电池相媲美。电池的能量密度是指电池的能量与其体积或质量之比。无阳极钠固态电池可以提供更高的能量密度。提高电池的能量密度有助于增加电池释放的能量，减少充电次数和时间。 传统电池的基本结构通常包含阴极、阳极和电解质三个主要部分。无阳极电池的创新之处在于完全去除了阳极这一组件。为确保电解质和集电器之间保持良好的接触，研究团队采用了具有类似液体流动性的固体铝粉来构建集电器，实现了固态电解质的应用，创新了集电器设计。在电池组装过程中，铝粉在高压下被压实，形成固体集电器，尽管最终形成了坚固的固体结构，但由于初始状态的流动性，铝粉能够在压实过程中填充所有微小的空隙和不规则表面。既保证了集电器的机械强度和导电性，又实现了与电解质的紧密接触，几乎可以比拟液体电解质的接触效果。更重要的是，这种设计为无阳极电池提供了一个稳定的界面，用于钠离子的沉积和脱离。在充电过程中，钠离子可以均匀地沉积在集电器表面，形成一个临时的“阳极”层。在放电过程中，这些钠离子又能够顺利地从集电器表面脱离，通过电解质回到阴极。这种可逆的过程是无阳极电池高效工作的关键。固态设计和钠元素的使用大大提高了电池的安全性，几乎消除了电池起火或爆炸的风险。 无阳极钠固态电池的成功研发，标志着电池技术进入了一个新的发展阶段。尽管目前这项技术还处于实验室阶段，随着进一步的研究和优化，我们有理由相信，无阳极钠固态电池将为我们的日常生活和工业生产带来深远的影响。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）下列关于无阳极钠固态电池的说法，错误的是_________。 A. 传统钠离子电池的能量密度比锂离子电池高 B. 锂在地壳中的储量有限，而钠在地壳中的储量约为锂的1000倍 C. 集电器与电解质的紧密接触是由于铝粉能在压实过程中填充所有微小的空 隙和不规则表面 D. 在充放电过程中，钠离子可以往返于集电器表面与阴极之间，这种可逆的过程是无阳极电池高效工作的关键 （2）对比传统电池与无阳极钠固态电池，将表格填写完整。 传统电池 无阳极钠固态电池 电解质的状态 液态 ①_________态 充电过程中 由②_________能转换为化学能 放电过程中 锂离子则从阳极通过电解质流回阴极 钠离子从集电器表面脱离，通过电解质回到阴极 （3）某电池的电压是3.7V，容量是5Ah，质量是0.1kg，那么它的能量密度是___W‧h/kg。 【答案】（1）A （2） ①. 固态 ②. 电能 （3）185 【解析】 【小问1详解】 A．由材料中信息得，传统的钠离子电池在能量密度仍然难以与锂离子电池相媲美，说明传统钠离子电池的能量密度比锂离子电池低，故A错误，符合题意； B．由材料中信息得，锂在地壳中的储量有限，而钠在地壳中的储量约为锂的1000倍，故B正确，不符合题意； C．由材料中信息得，在电池组装过程中，铝粉在高压下被压实，于初始状态的流动性，铝粉能够在压实过程中填充所有微小的空隙和不规则表面，形成固体集电器，故C正确，不符合题意； D．由材料中信息得，在充电过程中，钠离子可以均匀地沉积在集电器表面，形成一个临时的“阳极”层。在放电过程中，这些钠离子又能够顺利地从集电器表面脱离，通过电解质回到阴极，即钠离子可以往返于集电器表面与阴极之间，这种可逆的过程是无阳极电池高效工作的关键在充放电过程中，故D正确，不符合题意。 故选A。 【小问2详解】 [1]无阳极钠固态电池利用的是固态电解质。 [2]充电过程中，电池消耗电能，将电能转换为化学能储存起来。 【小问3详解】 某电池的电压是3.7V，容量是5Ah，质量是0.1kg，那么它的能量密度是 五、计算题（共8分，25题4分，26题4分） 24. 图甲是通过小灯泡RL的电流随电压变化的图像。将它与定值电阻R接入如图乙所示的电路中，电源电压是6V保持不变。闭合开关S，电流表的示数为0.4A。 （1）画出实物电路所对应的电路图； （2）小灯泡的实际功率是多少？ （3）定值电阻R的阻值是多少？ （4）经过10s电路消耗的电能为多少？ 【答案】（1） （2）1.6W （3）5Ω （4）24J 【解析】 【小问1详解】 如图所示，电流从电源正极出发，依次经过R、L、电流表、开关后回到电源的负极，电压表与L并联，测L两端电压，如图所示 【小问2详解】 如图所示，当经过灯泡的电流为0.4A时，两端电压为4V，故小灯泡的实际功率是 【小问3详解】 根据串联电路电流电压的规律及欧姆定律可知定值电阻R的阻值是 【小问4详解】 经过10s电路消耗的电能为 25. 如图所示，图甲是某款家用即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点（有1、2、3、4四个触点），实现温水挡和热水挡的切换。 （1）开关S将哪两个相邻的触点接通时，水龙头放出的是热水； （2）水龙头在温水挡工作时的功率是多少； （3）小石用图乙中的电热丝R1和R2设计成如图丙所示电路，也可实现温水挡和热水挡的切换。若家中使用额定电流是10A的插座。请通过计算说明图乙、图丙的设计是否满足用电安全要求。 【答案】（1）3、4 （2）2200W （3）图丙满足要求 【解析】 【小问1详解】 如图所示，当开关S在1、2之间时，电路断开，在2、3之间时仅R1工作，此时功率为，当3、4之间时R1、R2并联，此时功率为，故当开关S在2、3之间时，功率较小，为温水挡，开关S将3、4两个相邻的触点接通时，功率较大，水龙头放出的是热水。 【小问2详解】 当开关S在2、3之间时仅R1工作，为温水挡，则水龙头在温水挡工作时的功率是 【小问3详解】 图乙中热水挡的电流为，故乙不符合用电安全的要求。 图丙中当开关S闭合时，R1短路，电路为R2简单电路，此时为热水挡，电流为，故丙符合用电安全的要求。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石景山区2024-2025学年第一学期初三期末试卷 物理 学校___________姓名__________准考证号_________ 考 生 须 知 1．本试卷共8页，共五道大题，26道小题，满分70分。考试时间70分钟。 2．在试卷和答题卡上准确填写学校名称、姓名和准考证号。 3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，选择题、作图题请用2B铅笔作答，其他试题请用黑色字迹签字笔作答，在试卷上作答无效。 4．考试结束，请将本试卷、答题卡和草稿纸一并交回。 第一部分 一、单项选择题（下列各小题四个选项中只有一个选项符合题意。共24分，每小题2分） 1. 在国际单位制中，电功的单位是（ ） A. 焦耳（J） B. 安培（A） C. 伏特（V） D. 瓦特（W） 2. 在常温干燥的情况下，下列物品通常属于导体的是（　　） A. 玻璃杯 B. 竹筷 C. 陶瓷碗 D. 不锈钢汤匙 3. 下列四种家用电器，主要利用电流热效应工作的是（　　） A. 电暖气 B. 电风扇 C. 收音机 D. 电冰箱 4. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　） A. 用湿布擦拭正在发光的台灯 B. 发现有人触电，立即用手将触电者拉开 C. 家庭电路中空气开关跳闸，可能是电路中出现短路 D. 家庭电路中，正在工作的洗衣机和电视机，两端的电压不相等 5. 下列用电器正常工作时，电功率最接近真实值的是（　　） A. 笔记本电脑的功率约为5W B. 家用空调的功率约为1200W C. 小型LED手电筒的功率约为200W D. 教室里一盏日光灯的功率约为1000W 6. 如图所示是家用电热水壶，其底座有一开关，水壶上方也有一个开关，只有将水壶放在底座上且闭合开关才可以烧水。在图中符合电热水壶工作的电路图的是（ ） A. B. C. D. 7. 下列说法正确的是（　　） A. 金属导体中自由电子只要运动就能形成电流 B. 在闭合电路中要得到持续电流就必须有电压 C. 电路中，电荷定向移动的方向就是电流的方向 D. 一段导体在没有接入电路中时，通过它的电流是零，它的电阻也为零 8. 一个封闭盒子的上表面有两个接线柱和两个灯座，盒内用导线将它们相连。现将两个小灯泡L1、L2分别安装在两个灯座上，按图所示的方式连接在电路中，电源电压保持不变，不考虑电路故障。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S后，若两灯均发光，则L1、L2一定是串联的 B. 闭合开关S后，若灯L1发光、L2不发光，则L1、L2一定是串联的 C. 闭合开关S后，若两灯均发光，再将灯L1取下，灯L2不发光，则L1、L2一定是串联的 D. 闭合开关S后，若两灯均发光，再将灯L2取下，灯L1不发光，则L1、L2一定是并联的 9. 为促进学生健康成长，科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计来动态监测学生的体重情况，其工作原理如图所示。电源电压保持不变，R0为定值电阻，压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小。闭合开关S，当有人测量体重时，下列说法正确的是（　　） A. 电路中的总电阻增大 B. 压敏电阻R中的电流变小 C. 学生的体重越大，电压表的示数越小 D. 学生的体重越大，电路的总功率越大 10. 其他条件相同的情况下，电阻较小的导体，其材料的导电性能较强。如图所示的电路中，R1、R2分别是甲、乙两种材料制成的电阻丝，它们的横截面积分别为S1、S2，长度分别为L1、L2。闭合开关S后，两电流表的示数分别为I1、I2，下列说法正确的是（　　） A. 若S1=S2，L1=L2，观察到I1>I2，则材料乙的导电性能较强 B. 若S1=S2，L1<L2，观察到I1>I2，则材料甲的导电性能较强 C. 若L1=L2，S1>S2，观察到I1>I2，则材料乙的导电性能较强 D. 若L1=L2，S1<S2，观察到I1=I2，则材料甲的导电性能较强 11. 为了测量电阻Rx的阻值，小石选择了两块已经调好的电流表（标有“-”、“0.6”、“3”三个接线柱），一个阻值已知的定值电阻R0，一个符合要求的电源以及开关S，连接了部分实验电路（导线a未完成连接），如图所示。将电路连接完毕后，闭合开关S，读出电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。下列说法正确的是（　　） A. 若导线a的右端与A1的“0.6”接线柱连接，则 B. 若导线a的右端与A1的“0.6”接线柱连接，则 C. 若导线a的右端与A1的“-”接线柱连接，则 D. 若导线a的右端与A1的“-”接线柱连接，则 二、多项选择题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每小题2分。每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分） 12. 关于磁现象，下列说法正确的是（　　） A. 地磁场的北极在地理的北极附近 B. 磁场对放入其中的物体一定有力的作用 C. 磁场中小磁针N极所受的磁力方向跟该点的磁场方向相同 D. 地磁场两极与地理两极并不重合，最早记录这一现象的是我国宋代学者沈括 13. 将额定电压相同的两盏白炽灯L1、L2，先后按图所示的两种方式接在电压恒为U的电路中。甲图中，灯L1比灯L2亮，不考虑灯丝电阻的变化。则下列说法正确的是（　　） A. 乙图中，灯L1比灯L2暗 B. 灯L1的电阻小于灯L2的电阻 C. 甲图中灯L2比乙图中灯L2更亮 D. 灯L1的额定功率小于灯L2的额定功率 14. 为研究滑动变阻器消耗电功率的情况，小石按照图连接了实验电路。电源电压与定值电阻R0的阻值未知且保持不变，电压表和电流表符合实验要求，滑动变阻器R上标有“15Ω ； 1A”。闭合开关S，调节滑动变阻器R，记录了滑动变阻器的滑片P在不同位置时，电压表和电流表的示数，部分数据如下表所示。下列说法正确的是（　　） 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 1 1.8 0.2 2 0.9 0.3 A. 实验中，电源两端的电压为3.6V B. 实验中，定值电阻的阻值为10Ω C. 调节滑动变阻器的过程中，电路消耗总功率的最小值为0.54W D. 滑片P从最右端移到最左端的过程中，滑动变阻器的实际功率逐渐减小 第二部分 三、实验探究题（共28分，除标注外，其余各题每空1分） 15. 按要求填空： （1）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球时，观察到验电器的两片金属箔张开，其原因是_________（选填“同种”或“异种”）电荷相互排斥； （2）通电螺线管的两端相当于磁极，利用小磁针确定通电螺线管的磁极性质。观察到放在通电螺线管右侧的小磁针（黑色一端为N极）沿逆时针方向偏转，如图所示，可判断通电螺线管的右端为______极（选填“N”或“S”）； （3）如图所示，电能表的示数为_________kW•h。 16. 如图，物理实践活动课上小石用两个水果制成水果电池，用电压表测量两端电压，去掉一个水果后发现电压表示数变小，请根据以上的实验现象，提出一个可探究的科学问题：_________。 17. 小石在用伏安法测量电阻Rx的阻值时，连接了如图所示的部分电路。 （1）请用笔代线完成图的电路连接，要求开关闭合、滑片P向右移动时，电阻变大_________； （2）完成电路连接后，用开关进行“试触”时，发现电流表指针不偏转、电压表示数接近于电源电压，则故障原因可能是_________； A. 电流表接触不良 B. 电流表的接线柱接反 C. 电阻Rx断路 D. 滑动变阻器的接线柱松动 （3）实验过程中，某次电压表和电流表的示数如图所示，则电流表的示数是_________A，可测得的Rx=__________Ω。 18. 小石利用图所示的装置“探究电流产生的热量与哪些因素有关”。实验桌上有甲、乙两个完全相同的烧瓶，装有质量相等、初温相同的煤油和阻值一定的电阻丝，并分别插入完全相同的温度计，可以用秒表记时。 请完成下列问题： （1）小石猜想“电流通过电阻产生的热量跟电阻大小有关”，下面现象支持他的猜想的是_________； A. 接线板上同时接入的用电器越多，导线越容易发热 B. 电炉丝工作时热得发红，而与之相连的导线却不怎么热 C. 将“12V 6W”的灯泡接在不同电压下，灯泡的亮度不同 （2）该实验中，用_________来反映电流通过电阻产生热量的多少； （3）实验中甲、乙两个烧瓶内的电阻丝串联，目的是_________； 为了完成小石的探究目的，甲烧瓶装有R1=5Ω的电阻丝，乙烧瓶中的电阻值应为R2=__________Ω（可提供5Ω和10Ω的电阻丝）。 19. 利用学生电源、两个电流表、不同规格的小灯泡若干、滑动变阻器、开关和导线若干，探究“在串联电路中，流出第二个灯泡的电流I2与流入第一个灯泡的电流I1是否相等”。 （1）选择合适的器材，设计并画出实验电路图_________； （2）为得出更普遍的规律，请写出改变自变量的方法：_________； （3）画出实验数据记录表格_________。 20. 小石为了探究“通过导体的电流与其电阻的关系”，找来实验器材：电压为6V的稳压电源、满足实验要求的电流表和电压表、电阻箱R1、规格是“50Ω； 1A”的滑动变阻器R2、开关和导线若干，连接了如图所示的电路。 （1）主要步骤如下： ①调节电阻箱的阻值为R，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的示数为2V，读取电流表示数I，将R和I记录在表格中。 ②断开开关S，改变电阻箱的阻值，闭合开关S，_________，读取电流表的示数I，将电阻箱的阻值R和电流表的示数I记录在表格中。 ③仿照步骤②，再做4次实验，将电阻箱的阻值R和电流表的示数I记录在表格中。 （2）为了完成上述实验且保证电路安全，电阻箱允许的调节范围是_________Ω。 21. 小石在学习产生感应电流的条件过程中，发现灵敏电流计的指针会向不同方向偏转。于是提出两个猜想，猜想1：感应电流的方向与磁场方向有关；猜想2：感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关。他利用图16所示器材，验证猜想1的主要步骤是： ①保持蹄形磁铁静止，使金属棒ab水平向右运动，观察到灵敏电流计指针向左偏转； ②对调蹄形磁铁的N、S极，保持蹄形磁铁静止，使金属棒ab水平向左运动，观察到灵敏电流计指针仍然向左偏转。 （1）小刚认为上述步骤存在问题，请写出改正措施：_________。 （2）图所示物品中，利用电磁感应现象工作的是_________（填写字母） A. B. C. D. 22. 图甲是小石同学设计的温度报警电路。电源两端电压U保持不变，R1是定值电阻，R2是热敏电阻，R2的阻值随温度t变化的关系如图乙所示，温度表为电流表改装而成，每当电流大于I0时，报警器就会触发报警。电流为I0时，环境的温度t1称为警戒温度。小石想通过调节电源或更换定值电阻R1将警戒温度提高到t2，请帮助他写出一种改装方法，并利用所学的电学知识进行解释。 四、科普阅读题（共4分） 23. 请阅读《电池技术的革命：无阳极钠固态电池》，并回答问题。 电池技术的革命：无阳极钠固态电池 电池技术的创新正成为推动可持续发展的关键力量。近期，科学家们研制出了无阳极钠固态电池。 无阳极钠固态电池实现了由锂基电池转向钠基电池。锂基电池已成为电动汽车和移动设备的标配，但是锂在地壳中的储量有限，而钠在地壳中的储量约为锂的1000倍，同时也是一种更环保的电池材料。然而，传统的钠离子电池在能量密度和循环寿命等方面仍然难以与锂离子电池相媲美。电池的能量密度是指电池的能量与其体积或质量之比。无阳极钠固态电池可以提供更高的能量密度。提高电池的能量密度有助于增加电池释放的能量，减少充电次数和时间。 传统电池的基本结构通常包含阴极、阳极和电解质三个主要部分。无阳极电池的创新之处在于完全去除了阳极这一组件。为确保电解质和集电器之间保持良好的接触，研究团队采用了具有类似液体流动性的固体铝粉来构建集电器，实现了固态电解质的应用，创新了集电器设计。在电池组装过程中，铝粉在高压下被压实，形成固体集电器，尽管最终形成了坚固的固体结构，但由于初始状态的流动性，铝粉能够在压实过程中填充所有微小的空隙和不规则表面。既保证了集电器的机械强度和导电性，又实现了与电解质的紧密接触，几乎可以比拟液体电解质的接触效果。更重要的是，这种设计为无阳极电池提供了一个稳定的界面，用于钠离子的沉积和脱离。在充电过程中，钠离子可以均匀地沉积在集电器表面，形成一个临时的“阳极”层。在放电过程中，这些钠离子又能够顺利地从集电器表面脱离，通过电解质回到阴极。这种可逆的过程是无阳极电池高效工作的关键。固态设计和钠元素的使用大大提高了电池的安全性，几乎消除了电池起火或爆炸的风险。 无阳极钠固态电池的成功研发，标志着电池技术进入了一个新的发展阶段。尽管目前这项技术还处于实验室阶段，随着进一步的研究和优化，我们有理由相信，无阳极钠固态电池将为我们的日常生活和工业生产带来深远的影响。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）下列关于无阳极钠固态电池的说法，错误的是_________。 A. 传统钠离子电池的能量密度比锂离子电池高 B. 锂在地壳中的储量有限，而钠在地壳中的储量约为锂的1000倍 C. 集电器与电解质的紧密接触是由于铝粉能在压实过程中填充所有微小的空 隙和不规则表面 D. 在充放电过程中，钠离子可以往返于集电器表面与阴极之间，这种可逆的过程是无阳极电池高效工作的关键 （2）对比传统电池与无阳极钠固态电池，将表格填写完整。 传统电池 无阳极钠固态电池 电解质的状态 液态 ①_________态 充电过程中 由②_________能转换为化学能 放电过程中 锂离子则从阳极通过电解质流回阴极 钠离子从集电器表面脱离，通过电解质回到阴极 （3）某电池的电压是3.7V，容量是5Ah，质量是0.1kg，那么它的能量密度是___W‧h/kg。 五、计算题（共8分，25题4分，26题4分） 24. 图甲是通过小灯泡RL的电流随电压变化的图像。将它与定值电阻R接入如图乙所示的电路中，电源电压是6V保持不变。闭合开关S，电流表的示数为0.4A。 （1）画出实物电路所对应的电路图； （2）小灯泡的实际功率是多少？ （3）定值电阻R的阻值是多少？ （4）经过10s电路消耗的电能为多少？ 25. 如图所示，图甲是某款家用即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点（有1、2、3、4四个触点），实现温水挡和热水挡的切换。 （1）开关S将哪两个相邻的触点接通时，水龙头放出的是热水； （2）水龙头在温水挡工作时的功率是多少； （3）小石用图乙中的电热丝R1和R2设计成如图丙所示电路，也可实现温水挡和热水挡的切换。若家中使用额定电流是10A的插座。请通过计算说明图乙、图丙的设计是否满足用电安全要求。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $