精品解析：江苏省南通市通州区等2地2024-2025学年九年级上学期期末物理试题

2024-2025学年江苏省南通市通州区等2地九年级（上） 期末物理试卷 一、单选题：本大题共9小题，共18分。 1. 铅笔在书写过程中，笔芯的电阻阻值（　　） A. 不断变大 B. 不断变小 C. 保持不变 D. 先变小后变大 【答案】B 【解析】 【详解】电阻大小与导体的长度、材料和横截面积有关，材料和横截面积一定时，长度越长，电阻越大；铅笔在书写过程中，笔芯的材料、横截面积不变，长度变短，笔芯的电阻阻值变小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2. 下列使物体内能“增大”“减少”的方式与“钻木取火”相同的是（　　） A. 热汤中的汤勺内能增大 B. 放入冰箱中的食品内能减小 C. 火堆旁的毛巾内能增大 D. 反复弯折后的铁丝内能增大 【答案】D 【解析】 【详解】“钻木取火”，利用做功的方式将机械能转化为内能； A．汤勺放在热汤中，热汤放出热量，汤勺吸收热量，内能从热汤转移给汤勺，利用热传递方式，使汤勺的内能增加，故A不符合题意； B．食品放入电冰箱，食品放出热量，冰箱吸收热量，内能从食品转移给冰箱，利用热传递的方式，使食品的内能减小，故B不符合题意； C．火堆放出热量，毛巾吸收热量，内能从火堆转移给毛巾，利用热传递的方式，使毛巾的内能增加，故C不符合题意； D．反复弯折后的铁丝，克服摩擦做功，机械能转化为内能，使铁丝的内能增加，温度升高，故D符合题意。 故选D。 3. 电路和水路有许多相似之处，下列说法类比不正确的是（ ） A. 水轮机类比为电源 B. 阀门类比为开关 C. 水管类比为导线 D. 水流类比为电流 【答案】A 【解析】 【详解】A．水轮机被水流推动旋转，消耗能量，用电器在电流的作用下工作，消耗能量，故水轮机类比为用电器，故A错误，符合题意； B．开关作用与阀门作用相似，开关控制电路的通断，阀门控制水路的通断，故B正确，不符合题意； C．导线与水管作用相似，导线是电流的通道，水管是水流的通道，故C正确，不符合题意； D．电流与水流相似，电流在导线中通过，水流在水管中通过，故D正确，不符合题意。 故选A。 4. 如题图所示，地磁北极的位置最可能是（　　） A. a B. b C. c D. d 【答案】C 【解析】 【详解】地磁北极在地理南极附近，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，所以地磁北极的位置最可能是c，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5. 小明家所在的小区安装了自动售水机．售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”，接通供水电机取水，也可以通过投币闭合“投币开关”，接通供水电机取水；光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照明．以下简化电路符合要求的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】分析：根据题意可知，刷卡和投币都可以使电动机工作；光控开关控制照明灯． 解答：由题知，售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”，接通供水电机取水，也可以通过投币闭合“投币开关”，这说明刷卡和投币互不影响，故感应开关和投币开关应是并联的； 光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照明，这说明灯泡能独立工作，故灯泡与电动机是并联的；结合图示可知，只有A符合题意，BCD不符合题意． 故选A． 【点睛】（1）开关控制用电器时开关和用电器是串联的，用电器和用电器之间是并联的． （2）根据实际需要学会设计串联电路和并联电路． 6. 两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，将重为G的物体在相同时间内匀速提至相同高度，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率分别为、，拉力、做的功分别为、，功率分别为、。下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计绳重和摩擦，甲的拉力等于物体的重力，即，而乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半，即，故，故A错误； BC．不计绳重和摩擦，因为物重相同，提升的高度相同，故甲做的有用功等于乙做的有用功；因为甲用定滑轮提升，乙用动滑轮提升，所以甲做的额外功为零，小于乙做的额外功，故甲做的总功小于乙做的总功，即；又因为所用时间相同，由可知，甲的功率小于乙的功率，即，故B正确，C错误； D．因为机械效率是有用功与总功的比值，甲做的有用功等于乙做的有用功，甲做的总功小于乙做的总功，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故D错误。 故选B。 7. 小明用如图所示的装置“探究物质的吸热能力与物体种类是否有关”，阻值恒定为R1、R2的两段电热丝分别放在两个完全相同的烧瓶中，烧瓶内分别盛有质量和初温均相同的液体甲、乙，实验中所用温度计完全相同。下列关于R1、R2和液体甲、乙的说法正确的是（　　） A. ，甲、乙是不同液体 B. ，甲、乙是同种液体 C. ，甲、乙是不同液体 D. ，甲、乙是同种液体 【答案】A 【解析】 【详解】探究物质的吸热能力与物体种类是否有关，根据焦耳定律，应控制加热装置相同，即电阻相同，两电阻串联，电流相同，利用加热时间间接反映吸热的多少，根据控制变量法，质量和初温相同，物质的种类不同，所以两烧瓶中电阻的阻值相同，种类不同，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8. 如图所示，圆形擦地机器人的总质量为3kg，直径为30cm，现机器人按图中虚线所示的行进方式来回打扫一个空房间，它从O点出发经过9s清扫到P点。忽略擦地过程中机器人总质量的变化，已知擦地过程中的阻力为机器人总重的倍，则从O到P的过程中，机器人克服阻力做功的功率最接近（　　） A. 5W B. 9W C. 20W D. 40W 【答案】B 【解析】 【详解】圆形擦地机器人的直径为30cm，从图中的长度比例来看，每条横线约6个直径，每条竖线约1个直径。从O点到P点的距离大约为 擦地过程中的阻力为机器人总重的倍，阻力为 机器人从O点到P点克服阻力所做功的功率 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9. 如图甲所示，小灯泡L的规格是“”，闭合开关S，当滑动变阻器连入电路中的电阻为时，L正常发光。小灯泡的图像如图乙所示，电源电压保持不变。下列说法中正确的是（　　） A. 电源电压为10V B. 小灯泡的电阻始终为 C. 当滑动变阻器接入电路中的电阻为时，电流表示数为 D. 在图乙中画出变阻器的图像，它与L的图像交点处的电流为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当滑动变阻器连入电路中的电阻为时，L正常发光，电压为6V，电流为；滑动变阻器两端电压 根据串联电路的特点和欧姆定律知，电源电压 故A错误； B．已知灯泡的额定电压为，额定电流为，由知灯泡正常发光时的电阻为 由图像可知灯泡的电阻是变化的，故B错误； C．当滑动变阻器接入电路中的电阻为时，假设电流表示数为，根据图像知，灯泡电压为；则电源电压 与电源电压不等，故不成立，故C错误； D．在图乙中画出变阻器的图像，它与L的图像交点处灯泡与滑动变阻器的电压相等，说明每个的电压为电源电压的一半，即4V，根据图像知，此时的电流为，故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共1小题，共2分。 10. 物理文化周辨论活动之一是谈谈对“温度、内能、热量”的认识，下列观点中正确的是（　　） A. 物体吸收热量越多，温度越高 B. 物体吸收热量，内能可能不变 C. 物体的温度不变，它的内能也可能增大 D. 热量总是从内能大的物体转移给内能小的物体 【答案】BC 【解析】 【详解】A．晶体熔化的特点是吸收热量温度不变，因此物体吸收热量越多，温度不一定升高，故A错误； B．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变，故B正确； C．物体吸热时，内能增大，但温度不一定升高，例如：晶体在熔化过程中虽然继续吸热，但温度是不变的，故C正确； D．热传递的条件是存在温度差，热量总是从高温物体向低温物体转移，故D错误。 故选BC。 三、填空题：本大题共5小题，共20分。 11. 如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。摆球从A点到O点的过程中，______能转化为______能，摆球到达B点时动能为______J。整个过程中，摆球的机械能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 ①. 重力势 ②. 动 ③. 0 ④. 不变 【解析】 【详解】[1][2]摆球从A点到O点的过程中，质量不变，高度降低，速度变大，则重力势能减少，动能增多，重力势能转化为动能。 [3][4]A、B两点等高，说明摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点的过程中没有能量损失，即从A点到B点的过程中机械能守恒，则A点的动能等于B点的动能，摆球在A点静止，动能为0J，所以摆球到达B点时动能为0J。 12. 如图所示是小明家的电能表表盘，该电能表的示数为______，家中同时工作的用电器总功率不能超过______W。小明发现家中标有“220V；1500W”字样的一台电水壶单独工作时，该电能表脉冲指示灯内闪烁了64次，则内电水壶耗电______，此时电路中的实际电压______（选填“低于”“高于”或“等于”）。 【答案】 ①. ②. 8800 ③. ④. 低于 【解析】 【详解】[1]电能表的最后一位是小数，可以看出电能表的示数为，单位是，故电能表的读数为。 [2]电能表正常工作的电压是220V，允许通过的最大电流是40A，则他家接入用电器的最大总功率 [3][4]由“”可知电路中每消耗的电能，电能表脉冲指示灯闪烁3200次。当指示灯闪烁64次时，电饭煲消耗的电能 工作时间 电饭煲的实际功率 则，故此时电路中的实际电压低于220V。 13. 如图所示的家庭电路，两虚线框中连入了电灯和开关，则方框______中为开关；闭合开关后，若电灯发光，使用测电笔接触a、b、c、d四点时，氖管发光的点有哪些？______；若发现电灯不亮，使用测电笔接触a、b、c三点时试电笔的氖管均发光，接触d点时测电笔的氖管不发光，则该电路的故障为______。 【答案】 ①. 乙 ②. a、b ③. cd间断路 【解析】 【详解】[1]如图所示的家庭电路，两虚线框中连入了电灯和开关，因为开关应接在火线与灯泡之间，则方框乙中为开关，方框甲中为电灯。 [2]闭合开关后，若电灯发光，使用测电笔接触a、b、c、d四点时，因为a、b与火线相通，氖管发光；c、d与零线相通，氖管不发光。 [3]若发现电灯不亮，表示电路发生故障，使用测电笔，接触a、b两点时试电笔的氖管均发光，表示进户火线完好，接触c点时试电笔的氖管均发光，表示进户零线断路，接触d点时测电笔的氖管不发光，表示d点到进户零线之间断路，则该电路的故障为cd间断路。 14. 如图甲所示，小明将气球吹大后，抓住气球放气，发现气球皮的温度和原来相比______（变高/变低/没有变化），此过程发生的能量转化与四冲程汽油机的______冲程的能量转化是一致的。如图乙所示，一台小汽车的发动机是四缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，一个做功冲程中燃气对活塞做功200J，一个气缸来说，在1min内燃气对活塞做的功为______J，这台发动机的最大输出功率是______W。 【答案】 ①. 变低 ②. 做功 ③. 240000 ④. 1.6×104 【解析】 【详解】[1]将气球吹大后，让气球自行飞出，气球内的气体对外做功，把气体的内能转化为气球的机械能，气体的内能减少，温度降低，所以会感觉到气球球身的温度和原来相比变低了。 [2]在内燃机做功冲程中，内能转化为机械能，所以在气球自行飞出的过程中发生的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化为是一致的。 [3]曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动2400周，要做功1200次， 对一个气缸来说，在1min内燃气对活塞做的功为 W′=W×1200=200J×1200=240000J [2]由于该汽油机有4个气缸，在1min内燃气对活塞做的总功为 W总=4W′=4×240000J=9.6×105J 则发动机最大输出功率的功率为 15. 某中学为实现学生错峰用餐，在食堂安装了自动加热餐台，其简化电路的一部分如图所示，图中两个虚线框内分别接两个阻值不同的定值电阻和，控制开关可连接位置1或2。闭合开关S，餐台开始工作。当餐台内食品温度降到时，控制开关转到位置______为食品加热；当餐台内食品温度达到时，电路为食品保温。已知定值电阻，餐台保温状态下总功率为400W，则______。餐台加热状态下工作可使2kg的汤温度升高，已知汤的比热容为，餐台加热效率为，则餐台的加热功率______W；应接在虚线框______（选填“a”或“b”）内。若将虚线框内两电阻对调，则餐台加热状态下的总功率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 1 ②. 96.8 ③. 2000 ④. b ⑤. 变小 【解析】 【详解】[1]由图可知，当开关S闭合、接2时，两个电阻串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，加热餐台处于保温状态，当开关S闭合、接1时，只有一个电阻工作，电路中的总电阻小，总功率最大，加热餐台处于加热状态。 [2][3]由可知，保温状态下的总电阻 根据串联电路电阻特点可知，的阻值 汤吸收的热量 由可知，加热餐台消耗的电能 加热餐台的加热功率 [4]由可知，加热餐台加热状态下电路中的电阻 所以应接在虚线框a内，应接在虚线框b内。 [5]若将虚线框内两电阻对调，即接在虚线框a内，此时餐台加热状态下的电功率 所以餐台加热状态下的总功率将变小。 四、作图题：本大题共3小题，共6分。 16. 如图，请在图中画出使杠杆平衡的最小动力和动力臂的示意图。 【答案】 【解析】 【详解】在A点施加力，并且垂直OA斜向上，此时动力臂最大，而阻力、阻力臂一定，由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小；如下所示： 17. 如图，小磁针静止，请标出通电螺线管C点的电流方向和小磁针D端的极性。 【答案】 【解析】 【详解】磁体周围的磁感线从N极出发回到S极。由图可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极；根据安培定则可得，电流是从螺线管的左端流入，右端流出，故通电螺线管C点电流方向是向上的；根据异名磁极相互吸引可知，小磁针D端的磁极为S极。如图所示： 18. 请在图中电路的“”内填上适当的电表符号，使开关S闭合后，两电阻均消耗电能。 【答案】 【解析】 【详解】若右边圆圈内填入电流表，则左下方圆圈内只能填电压表，防止电源被短路，但此时导线将R2和电流表短路，所以右边圆圈内填入电压表，左下方圆圈内只能填电流表，R1和R2并联接入电路，如图所示： 五、实验探究题：本大题共3小题，共21分。 19. 小聪做“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验，实验时让质量不同的小车从同一斜面的同一高度由静止释放。 （1）该实验物体的动能是指___________（木块／小车）的动能，探究的是物体动能与___________的关系。物体动能的大小是通过___________来反映的； （2）第一次实验的情景如图所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块___________； （3）第三次实验，小聪在小车上加了两个钩码正确操作，发现木块滑出木板。小聪认为该次实验失败，需对实验进行改进，否则无法得出结论。你认为是否需要，说出你的理由。___________（需要／不需要），理由是___________。 【答案】 ①. 小车 ②. 质量 ③. 木块移动的距离 ④. 放回原处 ⑤. 不需要 ⑥. 见解析 【解析】 【详解】（1）[1][2][3]本实验的研究对象是小车，因此该实验物体的动能是指小车的动能，由于小车的动能大小用肉眼很难判断，所以根据转换法可知，小车的动能大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的。本实验中，让质量不同的小车从同一斜面的同一高度由静止释放，质量不同，速度相同，因此探究的是物体动能与质量的关系。 （2）[4]在实验的过程中，通过木块滑动的距离来判定动能的大小，故重新实验时，应把木块恢复到原位置，即在进行第二次实验前，应先将撞出的木块放回原处。 （3）[5][6]在本实验中，探究的是物体的动能与质量的关系，小车的动能大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的，木块移动的距离越大，说明小车的动能就越大，第三次实验时，小车的质量比前两次的大，小车撞击木块使得木块滑出木板，木块移动的距离比前两次大，说明第三次实验小车的动能比前两次的大，符合实验要求，故不需要对实验进行改进。 20. 在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，电源电压调为，滑动变阻器上标有“”，定值电阻、、。 （1）小明连接的电路如图甲，电路中还差一根导线没有连接，小华指出电路连接之前，必须进行的一步操作是______。请用笔画线代替导线，将电路补充完整，要求滑片向左移，电流表示数变大________； （2）正确连接电路，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，电压表指针明显偏转，若仅是导线连接点发生故障，则可能是导线______与的连接点接触不良；（选填“①”“②”或“③”） （3）故障排除后，为完成本实验小明应控制______表的示数不变，实验操作如下： ①将接入电路，闭合开关调节滑片P，使电流表的示数如图乙所示，电流表示数为______A，记录两电表示数； ②用替换，调节滑片P使电压表示数为______V，并记录电流表示数； ③用替换，闭合开关后发现无论怎样调节滑片P，都无法完成实验，调节滑片P过程中，小明观察发现此过程中电压表示数的最小值为______V； （4）小明为完成上述（3）③步骤的实验，可将电源电压最大调为______V。 【答案】（1） ①. 断开开关 ②. （2）① （3） ①. 电压 ②. 0.3 ③. 1.5 ④. 2.5 （4）2.7 【解析】 【小问1详解】 [1]为了电路安全，连接电路时要断开开关。 [2]滑片向左移，电流表示数变大，电路中的总电流变大，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，可将滑动变阻器的左下接线柱和开关串联，如图所示： 【小问2详解】 由题意可知，电路连接正确，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，则电路可能断路，电压表指针明显偏转，则电压表和电源接通，若仅是导线连接点发生故障，则可能是导线①与的连接点接触不良。 【小问3详解】 [1]探究“导体中的电流与电阻关系”的实验，应控制定值电阻两端的电压不变，由图甲可知，电压表并联在定值电阻两端，所以实验时，应控制电压表的示数不变。 [2]由图乙可知，电流表所选量程为0~0.6A，分度值是0.02A，示数为0.3A。 [3]通过R1的电流是0.3A，，根据欧姆定律可知，R1两端的电压，即电压表示数 实验时，要控制定值电阻两端电压不变，所以用替换后，应调节滑片P使电压表示数为，并记录两电表示数。 [4]用替换，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，定值电阻两端的电压最小，则电路中的最小电流 电压表示数的最小值 【小问4详解】 小明为完成上述（3）③步骤的实验，即控制定值电阻两端电压为1.5V，根据欧姆定律可知，电路中的电流 电源电压 21. 导电性是纯净水的重要指标之一，水中杂质含量越少，水越纯净，导电性越差。用如图甲所示电路测量纯净水电阻的大小，电源电压V，电流表Ⓐ的量程为0~5mA、为定值电阻、G为装满水的柱状玻璃管、为玻璃管内纯净水的电阻。G两端为导电活塞，右端活塞固定，左端活塞可以自由地移动，从而改变玻璃管内纯净水柱的长度L。玻璃管侧壁连有一个阀门K，可以按需调节玻璃管内水量。 （1）电路中的作用是___________； （2）闭合开关S，若玻璃管G中的水量固定，水越纯净，电流表的示数越___________；若活塞右移，使水柱长度L变小，则电流表的示数变___________； （3）闭合开关S，改变玻璃管中水柱的长度L，读出对应的电流表的示数I，多次实验，采集不同数据，并绘制出的图像，如图乙中图像a所示，则___________Ω。当cm时，玻璃管中纯净水的电阻大小为___________Ω。若电路中电流表示数为I，则玻璃管中纯净水电阻的表达式为___________（用题目中已知物理量符号U、I、表示，单位均为国际单位）。 （4）小明换另一种纯净水b，重复（3）中实验步骤，采集数据，绘制出的图像如图乙中虚线b所示，则a、b两种水，更纯净的是___________（选填“a”或“b”）。 【答案】 ①. 保护电路 ②. 小 ③. 大 ④. 600 ⑤. 1200 ⑥. ⑦. a 【解析】 【详解】（1）[1]由甲图可知，装满水的柱状玻璃管G与定值电阻R0串联，如果没有定值电阻R0，当柱状玻璃管G柱状玻璃管内水的电阻为零时，电路将发生短路现象，因此电路中定值电阻R0的作用是保护电路。 （2）[2]由题意可知，水中杂质含量越少，水越纯净，导电性越差。若玻璃管G中的水量固定，水越纯净，导电性就越差（相当于电阻越大），由欧姆定律可知，电路中的电流就越小，即电流表的示数越小。 [3]若活塞右移，使水柱长度L变小，则电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流就变大，即电流表的示数变大。 （3）[4]当玻璃管中水柱的长度L=0时，即玻璃管中水柱的电阻为0，由图乙中图像a可知，此时电流的倒数为0.2mA-1，则定值电阻R0的阻值为 [5]当L=1cm时，柱状玻璃管G与定值电阻R0串联，由图乙中图像a可知，此时电流的倒数为0.6mA-1，则电路的总电阻为 玻璃管中纯净水的电阻大小为 [6]若电路中电流表示数为I，则电路中的总电阻为 玻璃管中纯净水电阻Rx的表达式为 （4）[7]由乙图可知，在水柱的长度L相同时，纯净水b的电流的倒数小，由 纯净水b的电阻小，则纯净水b的导电性能好，纯净水b越不纯净，反之更纯净的水是a。 六、计算题：本大题共2小题，共13分。 22. 小明家新买了一辆以汽油为燃料的小汽车。细心的小明发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的功率为25kW，发动机的效率为。若小汽车以最省油的速度行驶，求在此过程中： （1）汽车发动机做的功； （2）汽车发动机产生的牵引力； （3）消耗汽油的质量（设汽油的热值）。 【答案】（1）； （2）1000N； （3）10kg 【解析】 【小问1详解】 汽车发动机做的功为 【小问2详解】 根据可知，汽车发动机产生的牵引力为 【小问3详解】 汽油完全燃烧放出的热量为 消耗汽油的质量为 23. 如图所示，电源电压保持3V不变，滑动变阻器标有“”字样，仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，电压表的示数为2V，电流表的示数为。求： （1）定值电阻的阻值； （2）仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，10s内滑动变阻器消耗的电能； （3）仅闭合开关、时，电路的最大电功率。 【答案】（1）； （2）2J； （3）3.9W 【解析】 【小问1详解】 由图可知，仅闭合开关S2、与串联，电压表测量两端的电压，电流表测量电路中的电流，由欧姆定律可知，定值电阻的阻值 【小问2详解】 仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，根据串联电路的电压特点可知，两端的电压 10s内滑动变阻器消耗的电能 【小问3详解】 仅闭合开关、时，与并联，此时通过的电流 根据滑动变阻器R的规格可知，通过的最大电流，根据并联电路的电流特点可知，干路中的最大电流 电路的最大电功率 七、综合题：本大题共1小题，共10分。 24. 阅读短文，回答问题。 跨学科实践：设计一氧化碳（CO）浓度安全断路器； 【任务要求】为安全使用煤气，设计一款家用CO浓度安全断路器，当空气中CO达到一定浓度时，拉开闸刀开关，要求自动、快速（相同时间内，拉动闸刀开关移动的距离大）。 【设计实施】 小明所在的项目化学习小组设计了一款用于监测CO浓度的安全断路器模拟电路。其电路图如图甲所示，由控制电路（含电源、气敏电阻、定值电阻、电磁铁E等）和机械传动部分（含闸刀开关、轻质杠杆AB、配重C等）组成，电磁铁E位于C的正上方。当控制电路中的电流超过一定值时，配重C被电磁铁E吸起，杠杆AB绕O点转动，带动轻杆拉开闸刀开关，自动切断电路。已知电源电压U为6V，定值电阻的阻值为，OA与OB的长度之比为1：2。E对C的吸引力与通过控制电路电流I的关系如图乙所示，气敏电阻的阻值与CO浓度的关系如图丙所示。 【交流评价】表格是任务的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 能自动快速切断电路，安全可靠 能自动切断电路 不能切断电路 指标二 有调节结构，调节方便 有调节结构，调节方便 无调节结构，不能调节 （1）关于设计CO浓度安全断路器的实践活动，下列说法正确的是______； A. 若为动力，则AOB是费力杠杆 B. 电磁铁E的上端极性为S极 C. CO浓度增加时，E的磁性变弱 D. 配重C可能是铜材料制成 （2）电磁铁的电阻和杠杆自重均忽略不计，已知C的重力为，闸刀开关刚好被拉开时所需的力F为，闸刀刚好被拉开时，电磁铁对C的吸引力为______N，定值电阻消耗的电功率为______W，此时一氧化碳浓度是______ （3）使用一段时间后，由于电源电压减小，导致一氧化碳浓度达到（2）中设定值时不能断开闸刀开关。为解决这一问题，小组成员先将定值电阻改为______，然后进行调试：先将气敏电阻换成阻值为______的定值电阻，并在其两端并联一个电压表，调节使得电压表的示数为______V，接着断开开关，再将定值电阻换成气敏电阻； （4）根据“评价表”对（3）中修改后的方案进行评价，你的评价等级是______，依据是______。 【答案】（1）B （2） ①. 2.4 ②. 1.6 ③. 24 （3） ①. 滑动变阻器 ②. 5 ③. 2 （4） ①. 优秀 ②. 见解析 【解析】 小问1详解】 A．若为动力，则OB为动力臂，OA为阻力臂，因为OA：：2，动力力臂大于阻力臂为省力杠杆，故A错误； B．由安培定则可知通电螺线管的下端是N极，上端是S极，故B正确； C．根据图像丙CO浓度增加时电阻变小，电路中的总电阻变小，由电流可知，电流变大，E的磁性增强，故C错误； D．配重需要被磁体吸引，因此应选用磁化材料，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]由杠杆的平衡条件得 解得 [2]由图乙可知，此时的电流，定值电阻消耗的电功率为 [3]此时 从图丙可知此时的CO浓度为。 【小问3详解】 [1]使用一段时间后，由于电源电压的减小，当一氧化碳浓度到达（2）中的时，电路中电流变小，电磁铁的磁性减弱，不能吸起配重，为了电流保持不变，由电流，可减小的电阻，由此可知把定值电阻改为滑动变阻器来实现。 [2][3]为了实现在（2）的情况是吸起配重，要保持电路中的电流为，此时先将气敏电阻换成阻值应和的定值电阻，并在其两端并联一个电压表，调节电压表的示数为 确保控制电路中电流能在设定的一氧化碳浓度时，吸其配重。 【小问4详解】 [1][2]根据表格信息可知，评价等级是优秀；因为对（3）中进行修改后能自动快速切断电路，安全可靠，有调节结构，方便调节。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年江苏省南通市通州区等2地九年级（上） 期末物理试卷 一、单选题：本大题共9小题，共18分。 1. 铅笔在书写过程中，笔芯的电阻阻值（　　） A. 不断变大 B. 不断变小 C 保持不变 D. 先变小后变大 2. 下列使物体内能“增大”“减少”的方式与“钻木取火”相同的是（　　） A. 热汤中的汤勺内能增大 B. 放入冰箱中的食品内能减小 C. 火堆旁的毛巾内能增大 D. 反复弯折后的铁丝内能增大 3. 电路和水路有许多相似之处，下列说法类比不正确是（ ） A. 水轮机类比电源 B. 阀门类比为开关 C. 水管类比为导线 D. 水流类比为电流 4. 如题图所示，地磁北极的位置最可能是（　　） A. a B. b C. c D. d 5. 小明家所在的小区安装了自动售水机．售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”，接通供水电机取水，也可以通过投币闭合“投币开关”，接通供水电机取水；光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照明．以下简化电路符合要求的是（ ） A. B. C. D. 6. 两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，将重为G的物体在相同时间内匀速提至相同高度，不计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率分别为、，拉力、做的功分别为、，功率分别为、。下列判断正确的是（　　） A. B. C D. 7. 小明用如图所示的装置“探究物质的吸热能力与物体种类是否有关”，阻值恒定为R1、R2的两段电热丝分别放在两个完全相同的烧瓶中，烧瓶内分别盛有质量和初温均相同的液体甲、乙，实验中所用温度计完全相同。下列关于R1、R2和液体甲、乙的说法正确的是（　　） A. ，甲、乙是不同液体 B. ，甲、乙是同种液体 C. ，甲、乙是不同液体 D. ，甲、乙是同种液体 8. 如图所示，圆形擦地机器人的总质量为3kg，直径为30cm，现机器人按图中虚线所示的行进方式来回打扫一个空房间，它从O点出发经过9s清扫到P点。忽略擦地过程中机器人总质量的变化，已知擦地过程中的阻力为机器人总重的倍，则从O到P的过程中，机器人克服阻力做功的功率最接近（　　） A. 5W B. 9W C. 20W D. 40W 9. 如图甲所示，小灯泡L的规格是“”，闭合开关S，当滑动变阻器连入电路中的电阻为时，L正常发光。小灯泡的图像如图乙所示，电源电压保持不变。下列说法中正确的是（　　） A. 电源电压为10V B. 小灯泡的电阻始终为 C. 当滑动变阻器接入电路中的电阻为时，电流表示数为 D. 在图乙中画出变阻器的图像，它与L的图像交点处的电流为 二、多选题：本大题共1小题，共2分。 10. 物理文化周辨论活动之一是谈谈对“温度、内能、热量”的认识，下列观点中正确的是（　　） A. 物体吸收热量越多，温度越高 B. 物体吸收热量，内能可能不变 C. 物体的温度不变，它的内能也可能增大 D. 热量总是从内能大的物体转移给内能小的物体 三、填空题：本大题共5小题，共20分。 11. 如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。摆球从A点到O点的过程中，______能转化为______能，摆球到达B点时动能为______J。整个过程中，摆球的机械能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 12. 如图所示是小明家的电能表表盘，该电能表的示数为______，家中同时工作的用电器总功率不能超过______W。小明发现家中标有“220V；1500W”字样的一台电水壶单独工作时，该电能表脉冲指示灯内闪烁了64次，则内电水壶耗电______，此时电路中的实际电压______（选填“低于”“高于”或“等于”）。 13. 如图所示的家庭电路，两虚线框中连入了电灯和开关，则方框______中为开关；闭合开关后，若电灯发光，使用测电笔接触a、b、c、d四点时，氖管发光的点有哪些？______；若发现电灯不亮，使用测电笔接触a、b、c三点时试电笔的氖管均发光，接触d点时测电笔的氖管不发光，则该电路的故障为______。 14. 如图甲所示，小明将气球吹大后，抓住气球放气，发现气球皮的温度和原来相比______（变高/变低/没有变化），此过程发生的能量转化与四冲程汽油机的______冲程的能量转化是一致的。如图乙所示，一台小汽车的发动机是四缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，一个做功冲程中燃气对活塞做功200J，一个气缸来说，在1min内燃气对活塞做的功为______J，这台发动机的最大输出功率是______W。 15. 某中学为实现学生错峰用餐，在食堂安装了自动加热餐台，其简化电路的一部分如图所示，图中两个虚线框内分别接两个阻值不同的定值电阻和，控制开关可连接位置1或2。闭合开关S，餐台开始工作。当餐台内食品温度降到时，控制开关转到位置______为食品加热；当餐台内食品温度达到时，电路为食品保温。已知定值电阻，餐台保温状态下总功率为400W，则______。餐台加热状态下工作可使2kg的汤温度升高，已知汤的比热容为，餐台加热效率为，则餐台的加热功率______W；应接在虚线框______（选填“a”或“b”）内。若将虚线框内两电阻对调，则餐台加热状态下的总功率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 四、作图题：本大题共3小题，共6分。 16. 如图，请在图中画出使杠杆平衡的最小动力和动力臂的示意图。 17. 如图，小磁针静止，请标出通电螺线管C点的电流方向和小磁针D端的极性。 18. 请在图中电路的“”内填上适当的电表符号，使开关S闭合后，两电阻均消耗电能。 五、实验探究题：本大题共3小题，共21分。 19. 小聪做“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验，实验时让质量不同的小车从同一斜面的同一高度由静止释放。 （1）该实验物体的动能是指___________（木块／小车）的动能，探究的是物体动能与___________的关系。物体动能的大小是通过___________来反映的； （2）第一次实验的情景如图所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块___________； （3）第三次实验，小聪在小车上加了两个钩码正确操作，发现木块滑出木板。小聪认为该次实验失败，需对实验进行改进，否则无法得出结论。你认为是否需要，说出你的理由。___________（需要／不需要），理由是___________。 20. 在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，电源电压调为，滑动变阻器上标有“”，定值电阻、、。 （1）小明连接的电路如图甲，电路中还差一根导线没有连接，小华指出电路连接之前，必须进行的一步操作是______。请用笔画线代替导线，将电路补充完整，要求滑片向左移，电流表示数变大________； （2）正确连接电路，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，电压表指针明显偏转，若仅是导线连接点发生故障，则可能是导线______与的连接点接触不良；（选填“①”“②”或“③”） （3）故障排除后，为完成本实验小明应控制______表的示数不变，实验操作如下： ①将接入电路，闭合开关调节滑片P，使电流表的示数如图乙所示，电流表示数为______A，记录两电表示数； ②用替换，调节滑片P使电压表示数为______V，并记录电流表示数； ③用替换，闭合开关后发现无论怎样调节滑片P，都无法完成实验，调节滑片P过程中，小明观察发现此过程中电压表示数的最小值为______V； （4）小明为完成上述（3）③步骤的实验，可将电源电压最大调为______V。 21. 导电性是纯净水的重要指标之一，水中杂质含量越少，水越纯净，导电性越差。用如图甲所示电路测量纯净水电阻的大小，电源电压V，电流表Ⓐ的量程为0~5mA、为定值电阻、G为装满水的柱状玻璃管、为玻璃管内纯净水的电阻。G两端为导电活塞，右端活塞固定，左端活塞可以自由地移动，从而改变玻璃管内纯净水柱的长度L。玻璃管侧壁连有一个阀门K，可以按需调节玻璃管内水量。 （1）电路中的作用是___________； （2）闭合开关S，若玻璃管G中的水量固定，水越纯净，电流表的示数越___________；若活塞右移，使水柱长度L变小，则电流表的示数变___________； （3）闭合开关S，改变玻璃管中水柱的长度L，读出对应的电流表的示数I，多次实验，采集不同数据，并绘制出的图像，如图乙中图像a所示，则___________Ω。当cm时，玻璃管中纯净水的电阻大小为___________Ω。若电路中电流表示数为I，则玻璃管中纯净水电阻的表达式为___________（用题目中已知物理量符号U、I、表示，单位均为国际单位）。 （4）小明换另一种纯净水b，重复（3）中实验步骤，采集数据，绘制出的图像如图乙中虚线b所示，则a、b两种水，更纯净的是___________（选填“a”或“b”）。 六、计算题：本大题共2小题，共13分。 22. 小明家新买了一辆以汽油为燃料的小汽车。细心的小明发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的功率为25kW，发动机的效率为。若小汽车以最省油的速度行驶，求在此过程中： （1）汽车发动机做的功； （2）汽车发动机产生的牵引力； （3）消耗汽油的质量（设汽油的热值）。 23. 如图所示，电源电压保持3V不变，滑动变阻器标有“”字样，仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，电压表的示数为2V，电流表的示数为。求： （1）定值电阻的阻值； （2）仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，10s内滑动变阻器消耗电能； （3）仅闭合开关、时，电路的最大电功率。 七、综合题：本大题共1小题，共10分。 24. 阅读短文，回答问题。 跨学科实践：设计一氧化碳（CO）浓度安全断路器； 【任务要求】为安全使用煤气，设计一款家用CO浓度安全断路器，当空气中CO达到一定浓度时，拉开闸刀开关，要求自动、快速（相同时间内，拉动闸刀开关移动的距离大）。 【设计实施】 小明所在的项目化学习小组设计了一款用于监测CO浓度的安全断路器模拟电路。其电路图如图甲所示，由控制电路（含电源、气敏电阻、定值电阻、电磁铁E等）和机械传动部分（含闸刀开关、轻质杠杆AB、配重C等）组成，电磁铁E位于C的正上方。当控制电路中的电流超过一定值时，配重C被电磁铁E吸起，杠杆AB绕O点转动，带动轻杆拉开闸刀开关，自动切断电路。已知电源电压U为6V，定值电阻的阻值为，OA与OB的长度之比为1：2。E对C的吸引力与通过控制电路电流I的关系如图乙所示，气敏电阻的阻值与CO浓度的关系如图丙所示。 【交流评价】表格是任务的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 能自动快速切断电路，安全可靠 能自动切断电路 不能切断电路 指标二 有调节结构，调节方便 有调节结构，调节方便 无调节结构，不能调节 （1）关于设计CO浓度安全断路器的实践活动，下列说法正确的是______； A. 若为动力，则AOB是费力杠杆 B. 电磁铁E的上端极性为S极 C. CO浓度增加时，E的磁性变弱 D. 配重C可能是铜材料制成的 （2）电磁铁的电阻和杠杆自重均忽略不计，已知C的重力为，闸刀开关刚好被拉开时所需的力F为，闸刀刚好被拉开时，电磁铁对C的吸引力为______N，定值电阻消耗的电功率为______W，此时一氧化碳浓度是______ （3）使用一段时间后，由于电源电压减小，导致一氧化碳浓度达到（2）中设定值时不能断开闸刀开关。为解决这一问题，小组成员先将定值电阻改为______，然后进行调试：先将气敏电阻换成阻值为______的定值电阻，并在其两端并联一个电压表，调节使得电压表的示数为______V，接着断开开关，再将定值电阻换成气敏电阻； （4）根据“评价表”对（3）中修改后的方案进行评价，你的评价等级是______，依据是______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$