河南省商丘市梁园区2020-2021学年九年级上学期期末物理试题

2020-2021学年河南省商丘市梁园区九年级（上）期末物理试卷

一、填空：（每空1分，共14分）

1．（2分）在“伏安法测电阻”实验中，测得导体两端的电压为2V时，导体中的电流为0.2A，该导体的电阻是　   　Ω；改变滑动变阻器滑片的位置，使导体两端的电压增加到4V，导体的电阻是　   　Ω。

2．（3分）将两个阻值比为1：2的定值电阻R1、R2，串联接在电压为6V的电路中，通过R2的电流是0.2A，则R1和R2两端的电压比为　   　，R2的电阻　   　Ω；若把它们并联接入同一电路，则通过R1和R2的电流比是　   　。

3．（2分）从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，根据焦耳定律，就要尽可能地减小输电线中的　   　，因此在目前技术水平下要采用高电压输电。　   　材料的出现，为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。

4．（2分）为了安全用电，在家庭电路中，必须把用电器的开关连接在 　   　线上，洗衣机使用三脚插头的目的是 　   　。

5．（2分）如图，处于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一螺线管，当开关S闭合时，螺线管的右端是　   　极，小车将向　   　运动。

6．（3分）如图所示，是小明家部分电路及电能表。插座和灯泡是　   　联的。他将电吹风插入插座使其单独工作，测得1min内，电能表转盘转了60转，则电吹风的功率是　   　W．闭合开关S，想让灯泡发光，可刚闭合开关保险丝就烧断了，你认为原因可能是电路　   　（说出一种即可）。

二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12小题，每小题只有一个正确答案，每小题2分；第13、14小题为双项选择，每小题2分，全部选择正确得2分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分）

7．（2分）如图电路，电源电压不变，开关S闭合。在滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，以下判断正确的是（　　）

A．电压表示数不变 B．电压表示数变小 

C．电流表示数变大 D．总电阻变小

8．（2分）一个在一定电压下使用的电热器。要使它在单位时间内产生的热量增加，可采取的办法是（　　）

A．增大电阻 B．提高电压 C．减小电阻 D．降低电压

9．（2分）“珍爱生命，注意安全”是同学们日常生活中必须具备的意识。下列有关安全用电的说法，符合要求的是（　　）

A．发现有人触电时，应该立即用手把人拉起来 

B．电冰箱、洗衣机的金属外壳应该接地线 

C．可以在高压电线旁放风筝 

D．更换灯泡、搬动电器前无需先断开电源开关

10．（2分）下列物理学家中，在世界上第一个发现电流的周围存在着磁场的是（　　）

A．法拉第 B．奥斯特 C．焦耳 D．欧姆

11．（2分）如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，灯泡L发光，电流表有示数，电压表的示数几乎为零，则下列判断中正确的是（　　）

A．电阻R断路 B．电阻R短路 C．灯L断路 D．灯L短路

12．（2分）家庭电路中电流过大的原因（　　）

A．家庭电路中用电器过多 

B．家庭电路中用电器总功率过大 

C．用电器断路 

D．保险丝熔断

（多选）13．（2分）将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因可能是（　　）

A．灯L1的电阻较大 B．灯L2的电阻较大 

C．灯L1额定功率较大 D．通过灯L1两端电压较大

（多选）14．（2分）如图为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的是（　　）

A．电磁继电器利用电磁感应原理工作 

B．R2的阻值随光照强度的增大而减小 

C．当光照强度增大时，电压表示数增大 

D．若将R1换成阻值稍小的电阻，可缩短灯L的发光时间

三、作图题（每题2分，共4分）

15．（2分）根据图中已标明的磁极，在A点标出磁感线方向，在括号内标出另一磁铁的磁极。

16．（2分）请将灯泡按照安全用电的要求接入家庭电路中。

四、实验与探究（17题4分，18题6分，19题8分，共18分）

17．（4分）小明同学用如图所示的电路来验证“电流与电阻的关系”，所用器材有：电压恒为3V的电源，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，“15Ω 1A”的滑动变阻器一只，学生用电流表，电压表各一只，开关和导线若干。

（1）实验过程中他控制定值电阻两端的电压最小值为 　   　V。

（2）在实验过程中，他用10Ω的电阻替换5Ω的定值电阻，替换后，他应该调节滑动变阻器滑片向阻值 　   　（选填“较大”或“较小”）的地方移动，使 　   　保持不变，然后再记录电流表的示数。

（3）若实验中，小明要使阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻两端电压均为1.5V，小明选择的滑动变阻器的最大阻值应 　   　Ω。

18．（6分）小明做实验探究“通电螺线管外部磁场分布”。他在螺线管的两端放上小磁针，在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板，小磁针的指向和铁屑的排列情况如图所示。请回答下列问题：

（1）实验中小磁针的作用是用来判断通电螺线管的　   　。

（2）实验中轻敲纸板的目的是减小铁屑与纸板的摩擦，使铁屑受　   　的作用力而有规则地排列。通过铁屑的排列情况可知：通电螺线管外部的磁场和　   　的磁场相似。

（3）接下来，他改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动且南北极所指方向发生了改变，小明所探究的问题是　   　人们很形象地用蚂蚁爬”或“猴子抱”来描述通电螺线管的电流方向与N极位置关系，物理学上通常用　   　来判断通电螺线管的极性。

（4）下列操作中能增强通电螺线管磁性的是　   　。

A．增大通电螺线管中的电流   B．改变螺线管中的电流方向

C．在通电螺线管内插入铜棒   D．减少通电螺线管的匝数

19．（8分）在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压6V，小灯泡L的额定电压是2.5V，电阻大约10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图1所示。

（1）应该选用的滑动变阻器是　   　（选填“R1”或“R2”）；

（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是　   　（填序号）；

A．更换小灯泡

B．检查电路是否断路

C．向左移动滑动变阻器滑片

D．向右移动滑动变阻器滑片

（3）图2是根据实验数据绘成的U﹣I图象。根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是　   　W，当滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡的电阻将变　   　；

（4）继续移动滑动变阻器的滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为0，而电压表有示数，那么发生的故障是　   　，此时电压表的示数是　   　V。

（5）某小组实验时，发现电压表已损坏，老师多给了一个电阻箱和若干个开关，请利用现有器材，重新设计实验完成小灯泡额定功率的测量，将设计电路画在方框内（如图3）。

五、综合计算题（20题9分，21题9分，共18分）

20．（9分）如图所示，电源两端电压U保持不变。闭合开关S、S1，电压表示数为3V，电流表示数为0.3A．闭合开关S，断开开关S1，电压表示数为2V。

求：（1）定值电阻R2的阻值；

（2）当闭合开关S，断开开关S1时，电路中的电流I；

（3）定值电阻R1的阻值。

21．（9分）如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图象。求：

（1）低温挡工作时的功率；

（2）电热丝R2的阻值；

（3）15min内R1消耗的电能。

2020-2021学年河南省商丘市梁园区九年级（上）期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、填空：（每空1分，共14分）

1．【解答】解：由I＝可得，该导体的电阻：

R＝＝＝10Ω，

因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，

所以，改变滑动变阻器滑片的位置，使导体两端的电压增加到4V，导体的电阻仍为10Ω不变。

故答案为：10；10。

2．【解答】解：（1）因为串联电路中处处电流相等，所以由I＝可得，R1和R2两端的电压之比：＝＝＝；

又因为电源电压为6V，所以R2两端电压：U2＝×6V＝4V，

由I＝可得，R2的电阻：R2＝＝＝20Ω；

（2）因为并联电路两端电压相等，所以＝＝＝。

故答案为：（1）1：2；（2）20；（3）2：1。

3．【解答】解：

为减少远距离输电中的电能损失，根据焦耳定律可知，就要尽可能地减小输电线中的电流；在输出功率不变的情况下，根据P＝UI可知，提高电压能减小电路中的电流；因此在目前技术水平下要采用高电压输电。超导材料的电阻为0，超导材料为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。

故答案为：电流；超导。

4．【解答】解：为了安全用电，开关断开后，用电器应与火线断开，则控制用电器的开关必须接在火线上。

洗衣机等金属外壳的家用电器，应使用三脚插头，使金属外壳接地；即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止触电事故的发生。

故答案为：火；使金属外壳接地，以防触电。

5．【解答】解：当开关S闭合时，电流从电源的正极流出，根据安培定则可知，通电螺线管的右端是N极，左端为S极，小车上的磁铁左端为N极，同名磁极相互排斥，小车受到了一个向右的排斥力，则小车就会向右运动。

故答案为：N；右。

6．【解答】解：

（1）插座是为方便使用可移动的用电器设置的，插座和灯泡在使用时互不影响，是并联的；

（2）3000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，

电能表转盘转动60r，电吹风消耗的电能：W＝kW•h＝0.02kW•h，

用电时间：t＝1min＝h，

电吹风的电功率为：P＝＝＝1.2kW＝1200W；

（3）电路中原来只有电吹风，现在再并联一个灯泡，电路中的总功率不会过大，则保险丝烧断的原因可能是灯泡短路。

故答案为：并；1200；短路。

二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12小题，每小题只有一个正确答案，每小题2分；第13、14小题为双项选择，每小题2分，全部选择正确得2分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分）

7．【解答】解：

由图知，定值电阻与变阻器串联，电压表测电阻的电压，电流表测电路的电流，

在滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，变阻器连入电路的电阻变大，由串联电路的电阻规律可知电路的总电阻变大，根据I＝可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；由U＝IR可知，电阻两端的电压变小，即电压表示数变小，故只有B正确。

故选：B。

8．【解答】解：

电热器在一定电压下使用，由Q＝W＝t知，要使它在单位时间内产生热量增加，应减小它的电阻，故ABD错误，C正确。

故选：C。

9．【解答】解：A、遇到有人触电时应先切断电源，或者用绝缘体挑开电线，再进行施救，故A错误；

B、把家用电器的外壳用导线接地，即使外壳带了电，电流也会从接地导线流走，人体接触外壳就没有危险，故B正确；

C、不接触低压带电体，不靠近高压带电体，所以放风筝时要远离高压电线，故C错误；

D、更换灯泡、搬动电器时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故D错误；

故选：B。

10．【解答】解：首先通过实验发现了电流周围空间存在磁场是奥斯特。

故选：B。

11．【解答】解：

A．如果电阻R断路，灯泡不发光，电流表示数减小为零，电压表测量电源电压示数增大，故A不符合题意；

B．如果电阻R短路，灯泡发光，电路电阻减小电流增大，电流表示数增大；电压表相当于与导线并联示数减小为零，故B符合题意；

C．如果灯泡断路不发光，整个电路断路，两表示数都减小为零，故C不符合题意；

D．如果灯泡短路不发光，电路电阻减小电流增大，电流表示数增大；电压表测量电源电压示数增大，故D不符合题意。

故选：B。

12．【解答】解：家庭电路中电流过大的原因有两个，一是电路中用电器的总功率过大；二是电路发生短路；家庭电路中用电器过多，若用电器不工作，则电路中无电流；用电器断路、保险丝熔断时，电路中无电流，故B正确。

故选：B。

13．【解答】解：AB、串联电路的电流处处相等，如图两个灯泡是串联的，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，说明灯泡L1的实际功率大，根据P＝I2R可知，灯泡L1的电阻比L2的电阻大，故A正确，B错误；

CD、根据U＝IR可知，灯泡L1两端的电压大；根据P＝可知，两个灯泡的额定电压相等，灯泡L1的电阻大，额定功率小，故C错误，D正确。

故选：AD。

14．【解答】解：

A、电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的，故A错误；

B、要使灯L在天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值，衔铁被吸合，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻R2的阻值减小，所以，R2的阻值随光照强度的增大而减小，故B正确；

C、由于R2的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度增大时，R2的阻值减小，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压减小，即电压表示数减小，故C错误；

D、由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据R＝可知，衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变，若R1换成阻值较小的电阻，则R2的阻值变大，此时光照强度减弱，即灯L在天不太亮时已经熄灭，在天很暗时才自动发光。由此可见，将R1换成阻值较小的电阻，可缩短灯L的发光时间，故D正确。

故选：BD。

三、作图题（每题2分，共4分）

15．【解答】解：在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极，所以A点的磁感线方向是向下的；

由图知，磁感线呈排斥状，则两个磁铁相对的磁极是同名磁极，所以右边磁铁的左端是S极，如图所示。

16．【解答】解：

根据安全用电的要求，家庭电路中电灯的接法：开关接在火线与灯之间，灯接在零线与开关之间，如下图所示：

四、实验与探究（17题4分，18题6分，19题8分，共18分）

17．【解答】解：（1）当阻值为20Ω的定值电阻与最大阻值为15Ω的滑动变阻器串联在3V电源时，定值电阻两端电压为×3V＝1.7V．也就是说，只要定值电阻两端电压不小于1.7V（不大于3V），利用现有器材就能完成本实验。

（2）将10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路中，在定值电阻两端分压增大，应该向右移动滑片增大滑动变阻器的阻值，从而使导体两端的电压不变，即电压表示数不变。

（3）若实验中，小明要使阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻两端电压均为1.5V，当定值电阻最大时，滑动变阻器的电阻最大，此时滑动变阻器两端的电压与定值电阻两端的电压相同，电阻也相同，故最大阻值为20Ω。

故答案为：（1）1.7；（2）较大；电压表示数；（3）20。

18．【解答】解：

（1）小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以判断通电螺线管两端的极性，还可以判断该点的磁场方向；

（2）由于周围铁屑会被磁化，但铁屑与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，因此实验中轻敲纸板的目的是减小铁屑与纸板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列；

通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，都有两个磁极。

（3）改变螺线管中的电流方向，观察小磁针南北所指方向是否发生了改变，这样操作目的是为了研究磁场的方向和电流方向是否有关；如果小磁针南北所指方向发生了改变，说明磁场的方向和电流方向有关，否则，磁场的方向和电流方向无关。

“蚂蚁爬”或“猴子抱”，相当于右手握住导线，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，则大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极，这是安培定则的内容。

（4）A、在相同条件下，增大线圈中的电流，通电螺线管的磁性增强，故A正确；

B、改变螺线管中的电流方向，不能改变通电螺线管的磁性，故B错误；

C、铜不能被磁化，因此通电螺线管内插入铜棒，其磁性不变，故C错误；

D、在相同条件下，减少通电螺线管的匝数，通电螺线管的磁性会减弱，故D错误。

故答案为：（1）磁极；（2）磁场；条形磁体；（3）磁场的方向和电流方向是否有关；安培定则；（4）A。

19．【解答】解：（1）灯泡正常发光时的电流：I＝＝＝0.25A，

由串联电路特点和欧姆定律可得，此时变阻器连入电路的阻值R＝＝＝＝14Ω＞10Ω，所以应选择最大值为50Ω的变阻器R2；

（2）电流表有示数，说明闭合开关后电路是通路；灯泡不亮，可能是由于滑动变阻器 接入电路的阻值太大，电路电流太小，灯泡实际功率太小，不足以引起灯泡发光造成的，由图示电路图可知，应向左移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，观察灯泡是否发光，故选C；

（3）当灯泡电压为额定电压2.5V时，由图象可知此时通过灯泡的电流I＝0.2A，

则灯泡额定功率：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。

由电路图可知，滑片左移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，电路中的电流增大，灯泡电压增大，灯泡实际功率变大，灯丝温度升高，则小灯泡的电阻将变大；

（4）小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为0，说明电路存在断路，电压表有示数，说明电压表与电源两端相连，可能是灯泡断路造成的；

此时电压表接在电源两端，电压表测电源电压，电压表示数为6V；

（5）当灯泡两端电压等于额定电压时正常发光，没有电压表，如图所示：可将电阻箱与灯泡并联，当S和S1闭合时，电流表分别测出通过变阻箱的电流，移动滑动变阻器的滑片，当电阻箱两端电压UR＝IRR＝2.5V时，灯泡正常发光，

再闭合S和S1，电流表测总电流，两次电流表示数差为通过灯泡的电流，由P＝UI即可计算出灯泡的额定功率。

故答案为：（1）R2；（2）C；（3）0.5；大；（4）灯泡断路；6；（5）见上图。

五、综合计算题（20题9分，21题9分，共18分）

20．【解答】解：

（1）由图可知，当闭合开关S、S1，只有R2接入电路中，R1被短路，电压表测其两端电压，即电源两端的电压，

所以电源电压U＝3V；

由I＝可得，定值电阻R2的阻值：

R2＝＝＝10Ω。

（2）当闭合开关S、断开开关S1，两电阻串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，

由串联电路的电流特点和欧姆定律可得，电路中的电流：

I＝＝＝0.2A。

（3）由串联电路的电压特点可知，R1的两端的电压：

U1＝U﹣U2＝3V﹣2V＝1V，

由I＝可得，R1的阻值：

R1＝＝＝5Ω。

答：（1）定值电阻R2的阻值为10Ω；

（2）电路中的电流为0.2A；

（3）定值电阻R1的阻值为5Ω。

21．【解答】解：（1）由图可知，闭合开关S，只有R1的简单电路，电路中的电阻较大，由P＝可知电功率较小，处于低温挡；

当S和S1闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P＝可知电功率较大，处于高温挡；

由P＝UI可知，电压不变，低温挡时，通过电路的电流较小；

由图乙可知，低温挡时的电流是6A，低温挡工作时的功率为：

P低＝UI低＝220V×6A＝1320W；

（2）由图乙可知，低温挡时只有R1的简单电路，低温挡时的电流是6A，通过R1的电流是6A，高温挡时的总电流是10A，高温挡两个电阻并联，

由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律可知，通过R2的电流为：

I2＝I﹣I1＝10A﹣6A＝4A，

电热丝R2的阻值为：

R2＝＝＝55Ω；

（3）15min内R1消耗的电能

W1＝UI1t＝220V×6A×15×60s＝1.188×106J＝0.33kW•h。

答：（1）低温挡工作时的功率是1320W；

（2）电热丝R2的阻值是55Ω；

（3）15min内R1消耗的电能是0.33kW•h。

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