南京市玄武区2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷（含答案解析）

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2023-2024学年九年级上学期期末物理学习单

一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分，每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意）

1．如图所示的四种工具，使用时属于费力杠杆的是（　　）

A．羊角锤  B．核桃夹  C．裁纸刀  D．食品夹

2．下列有关物理量的估算，符合实际的是（    ）

A．家用电热水器正常工作1h消耗的电能约为2kW·h

B．家用电冰箱正常工作时的电流约为10A

C．中学生登上学校五楼的功率约为1500W

D．将一个鸡蛋从地面缓慢举过头顶，此过程中人对鸡蛋做的功约为20J

3．下列事例中，改变物体内能的方式与其他三个事例不同的是（　　）

A．通电后，电暖器会发热

B．汽车长时间高速行驶后，轮胎温度升高

C．拖拉机发动机采用循环流动的水进行冷却

D．点火使盒内酒精燃烧，盒盖飞出，燃气温度降低

4．以下四种情况符合安全用电原则的是（　　）

A．使用测电笔时，手可以接触笔尖的金属电极

B．用电器的金属外壳一定要接地

C．发现用电器失火，首先要用水灭火

D．用湿抹布擦拭正在工作的用电器

5．如图所示为一款吊扇灯，闭合总开关后，风扇和灯可各自独立工作。下列设计的电路图中，跟该吊扇灯功能吻合且符合实际的是（    ）

6．“神舟十三号”载人飞船返回舱接近地面时减速下降，安全着陆在此过程中，对于返回舱能量变化描述正确的是（　　）

A．返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小

B．返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小

C．返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变

D．返回舱动能减小，重力势能减小，机械能不变

7．一木箱重300N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示，已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，下列说法正确的是（　　）

A．拉力F＝150N

B．斜面的机械效率η＝40％

C．木箱被提升的高度h＝1.2m

D．木箱所受的摩擦力f＝100N

8．下图实验中，可利用小灯泡的亮暗反映导体电阻的大小，从研究方法的角度，下列实验中的器材与小灯泡作用不同的是（　　）

A．“探究动能大小与哪些因素有关”中的小木块

B．“研究重力势能大小与哪些因素有关”中的小木块

C．空气压缩引火仪中的棉花

D．“探究影响电流热效应因素”中的煤油

9．如图所示电路中，电源电压恒定不变，闭合开关S发现灯泡L不亮，若电路中只有一处故障，且只发生在灯泡L或电阻R上，为检测故障，现提供完好的电压表、电流表、另一检测灯泡作为检测工具，要求在不拆除原电路的条件下，选择其中一个连接在A、B之间，下列说法正确的是（　　）

A．如果电压表有示数，则一定是灯泡L短路

B．如果检测灯泡不亮，则一定是灯泡L断路

C．如果选择电流表，一定不会造成电源短路

D．如果电流表无示数，则一定是电阻R短路

10．如图所示电路中，电源电压恒定，R₁=30Ω，R₂为定值电阻，只闭合开关S时，电流表示数为0.2A；同时闭合开关S、S₁，电流表示数变化了0.3A，下列说法正确的是（　　）

A．电源电压为15V

B．R₂的阻值为40Ω

C．同时闭合开关S、S₁，电阻R₂消耗的功率为1.3W

D．同时闭合开关S、S₁，通电1min电路消耗的电能为180J

11．将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处，并将一个电压表（图中未画出）并联在某段电路两端，闭合开关，移动滑片P，多次记录两电表示数；断开开关，只将定值电阻更换为小灯泡，再次移动滑片并将记录的数据绘制成如图乙所示的I–U图像。下列分析正确的是（　　）

A．电源电压为3.5V

B．定值电阻阻值为10Ω

C．当定值电阻和灯泡两端的电压都为3.5V时，灯泡的电阻较大

D．接入小灯泡后，将滑片P向右移动时，电压表的示数将变大

12．如图所示，电源电压恒定，闭合开关，当滑动变阻器R₂的滑片从A端滑到B端的过程中，电流表示数变化了0.2A，R₁消耗的电功率从1.8W变为0.2W，电压表示数变化了9V，电路总功率变化了△P，下列选项正确的是（　　）

A．电源电压为13.5V

B．R₂的最大阻值为45Ω

C．R₁两端电压变化了8V

D．△P为1.8W

二、填空题（本题共8小题，每空1分，共26分）

13．小明将排球斜向上抛出，排球离开手后，手对排球_______（选填“做功”或“不做功”），排球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，则排球在a、b、c、d四点中点_______的重力势能最大；排球在a点的机械能_______d点机械能。

14．为了保护视力，南京很多学校教室里的日光灯更换成LED护眼灯，LED灯主要是用_______（选填“超导”或“半导体”）材料制成的，某教室共9盏护眼灯和三个开关，每个开关分别控制3盏灯，这3盏灯的连接方式是_______联；如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，则教室电路中的总电流会_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。

15．如图所示，工人利用滑轮组匀速提升57kg的建筑材料，绳子自由端移动的速度为0.5m/s，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，经过10s，工人做的有用功为_______J，工人对绳的拉力为_______N，拉力的功率为_______W，此过程中该滑轮组的机械效率为_______%。

16．某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转2400转，则每秒对外做功_______次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25％，则工作1小时需消耗汽油_______kg，为了提高汽油机的效率，需要在_______冲程让燃料充分燃烧。（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

17．小明家上月末电能表示数为2048.6 kW.h，本月末示数如图所示，则本月他家用电_______kW.h，他家里有一台“220V 1100W”的电饭锅，该电饭锅正常工作时的电阻为_______Ω；小明断开家中其他用电器，让电饭锅正常工作，则6min内电能表指示灯闪烁了_______次。

18．如图所示，电源电压不变，灯L₁、L₂分别标有“2.5V 1.25W”和“1.5V 0.45W”，不考虑灯丝电阻随温度的变化，闭合S₁，断开S₂、S₃，有一盏灯正常工作，则电源电压是_______V；当闭合S₁、S₂，断开S₃，电压表示数为U₁，L₁的功率为P₁；当闭合S₁、S₃，断开S₂，电压表示数为U₂，电路总功率为P₂，则U₁:U₂=_______，P₁😛₂=_______.

19．如图所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 4.2W”字样，当S₁、S₂都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，小灯泡L正常发光，电流表示数为2.2A，R₀的阻值是_______Ω，电路总功率为_______W，只闭合S₁、滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为U₁，电路消耗的电功率为P₁；保持滑片位置不动，只闭合S₂，此时电压表示数为U₂，电路消耗的电功率为P₂；已知U₁:U₂=3:4，P₁😛₂=3:2，则只闭合S₂时小灯泡的实际功率是      W。

20．具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现三个功能切换，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大，如图是模拟加热原理图，四段电热丝电阻均为10Ω，当开关旋至“1”挡时，电路中的电流为0.5A，测试电源电压恒定.

（1）测试电源的电压为_______V，开关旋至“3”挡时，开启_______功能；

（2）除露与防雾电路的总功率之差是_______W；

（3）后视镜玻璃的质量为50g，玻璃的比热容为0.75×10³J/（kg.℃），某次无霜测试时，开启化霜功能后，30s可使后视镜玻璃温度升高10℃，则此时的加热效率为_______%。

三、解答题（本题共8小题，共50分.解答27、28题时应有公式和解题过程）

21．图（a）是一款水管扳手钳，其中AOB部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图（b）所示，请在图（b）中画出杠杆平衡时的阻力臂l₂及作用在B点的最小动力F₁

22．用滑轮组提升重物，画出最省力的绕绳方法．

23．图（a）是生活中的插线板，开关断开时指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；开关闭合时指示灯发光，插孔提供工作电压；若指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压，根据上述说明，在图丙（b）中连接好电路图。

24．小明用如图所示的器材“探究杠杆的平衡条件”。

（1）实验前，杠杆静止在图甲（a）所示位置，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_______调；

（2）如图甲（b），将弹簧测力计从竖直位置移动到图中位置时，始终保持杠杆在水平位置平衡，测力计的示数将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；

（3）小明发现人体也有很多杠杆；

①踮脚时主要靠腓肠肌收缩，骨骼和腓肠肌状况如图乙所示，身体重力的作用点在B点，腓肠肌的动力作用点在A点，则踮着的脚可以看作是_______杠杆；

②如图丙所示，人的头部、颈椎和颈部肌肉可当成一个杠杆（支点在颈椎O处），当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零，当低头时，颈部肌肉会产生一定的拉力，B点为肌肉拉力的作用点，拉力的方向始终垂直于OB，低头过程中，重力的力臂逐渐_______，拉力逐渐_______（两空均选填“增大”“减小”或“不变”），所以长时间低头会产生疲劳；

③如图丁（a）为举哑铃时的前臂骨骼，可将其视为图丁（b）所示杠杆，不计前臂自重，若肱二头肌能施加的最大拉力F₁=500N，OA:OB=1:10，则锻炼时最多能举起质量为_______kg的哑铃。

25．如图所示是“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。

（1）该实验的研究对象是_______；物体动能的大小是通过_______来反映的；该图探究的是动能大小与_______的关系；

（2）细心的小明发现老师在演示实验时，木块左端前面空出一段距离L。若车长为L₁，木块长为L₂，则L约等于_______。

26．如图所示，小明对以下三个实验进行复习总结。

（1）甲实验中，不同物质吸收热量的多少是通过_______反映的；

（2）乙实验中，应在_______时记录水的末温；

（3）丙实验中想要研究电热与电流的关系，除图示器材外，_______（选填“需要”或“不需要”）添加秒表；

（4）下列说法正确的是（      ）。

A．甲实验中要控制酒精灯内的酒精质量相同

B．每个实验中盛被加热物质的容器不需要相同

C．三个实验都需要控制被加热物质的质量相等

D．三个实验都需要利用天平、秒表和温度计

27．小明利用图甲“探究电流与电压、电阻的关系”.器材有：可调电压电源（可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一）、5个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑动变阻器（10Ω，1A）、电压表和电流表。

（1）小明发现甲图连接的电路有一处错误，请在接错的那一根导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接_______；

（2）改正后，小明设计了实验表格，通过此表格可知其实验目的是探究电流与_______的关系；

（3）小明将电源电压调为3V，进行（2）中的实验；

①图乙是第2次实验时电流表的示数，读数为_______A；

②当其中某个定值电阻接入电路时，无法满足实验条件，这个定值电阻的阻值为_______Ω，为了让该电阻也能完成实验，则：

a．若仅更换滑动变阻器，其最大阻值R_p≥_______Ω；

b．若仅改变定值电阻两端电压的预设值，其范围是_______V；

（4）小华利用现有器材又做了下面的实验：

①按改正后的图甲连接电路，将电源电压调到某个值，闭合开关，移动滑片使电压表示数为4V；

②保持滑片不动，换接入另一个定值电阻，调节电源电压，在电路安全条件下闭合开关，发现电压表示数恰好为4V；

通过以上实验现象可以推断：此时滑动变阻器接入电路的阻值为_______Ω。

28．小明用伏安法测电阻：其中未知电阻为R_x，小灯泡标有“2.5V”字样。电源电压恒定但未知。

（1）根据图甲连接好电路闭合开关后，移动滑片观察到电压表有示数，电流表无示数，则故障是_______；

（2）排除故障后正确连接好电路，将滑片移到滑动变阻器的最右端，闭合开关，读出两电表示数并记录在表一中；移动滑片，测出多组数据，均记录在表一中。则R_x=_______Ω，分析表一中的数据又能得出结论：当电阻一定时，________________；

表一

（3）断开开关，用小灯泡替换定值电阻R_x，将滑片移到滑动变阻器的最右端，闭合开关，读出两电表示数并记录在表二中；移动滑片，测出多组数据，均记录在表二中。图乙是电压表在2.5V时的电流表示数。分析表中数据，明显错误的一组数据为第_______组；又可得小灯泡的额定功率为_______W；

表二

（4）小华利用小明的实验器材，增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R₁、电阻箱R₂（0~999.99Ω）和一个单刀双掷开关。不用电流表只用电压表，通过简单操作来测量该小灯泡正常发光时的电阻。如图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是_______（填字母）

A．丙方案能，丁方案不能

B．丙方案不能，丁方案能

C．两种方案都能

D．两种方案都不能

29．如图所示是一款履带运输车。一次运送中，运输车在3min内沿水平路面匀速直线行驶900m，行驶中受到的阻力为10⁴N，（燃料热值q=4.5×10⁷J/kg）求：

（1）这次运送中，运输车发动机做的功；

（2）发动机的功率；

（3）若行驶中受到的阻力不变，发动机的效率是30％，则10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是多少千米？

30．图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成，电流鉴别器相当于电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝R₁的阻值为24.2Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器R₂（调温电阻）的最大阻值为130Ω；热敏电阻R₁置于热水器内部，其阻值随温度t变化的关系如乙图所示，当电流鉴别器的电流达到50mA时，开关S₂断开，加热电路停止加热。

（1）开关S₂闭合，求加热电路的电功率；

（2）当最高控温设置在80℃时，滑动变阻器R₂接入电路中的阻值应为多少？

（3）若不计能量损失，用电热水壶把2kg水从30℃开始加热，通电200s时加热电路的状态是_______（选填“工作”或“不工作”）的；［C_水=4.2×10³J/（kg.℃）］

（4）将滑动变阻器R₂的滑片向右移，最高控温会_______。

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参考答案

1．D

【详解】A．羊角锤在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；

B．核桃夹在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；

C．裁纸刀在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；

D．食品夹在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。

故选D。

2．A

【详解】A．家用电热水器的功率为2000W，即2kW，正常工作1h消耗的电能约为2kW·h，故A符合题意；

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