天津市第二十五中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试题

这是一份天津市第二十五中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试题，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题，综合题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法正确的是（ ）
A．丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B．丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C．丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D．丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
2．用两根绝缘细线，分别将甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来，两个小球都带正电，再将乙球慢慢靠近甲球时，会出现的情形是（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1和L2都正常发光，一段时间后，一盏灯突然熄灭，而电压表和电流表示数都不变，则故障原因可能是（ ）
A．灯L1短路B．灯L2短路C．灯L1开路D．灯L2开路
4．如图是自动测量油箱的油量装置图．其中Rˊ是定值电阻，R是弧形变阻器，它的金属滑片与是金属杠杆的一端，下列判断正确的是（ ）
A．油量表是电压表改装而成的
B．R和Rˊ是并联的
C．油位越低，R两端的电压越小
D．油位越高，通过R的电流越大
5．甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，如图所示，根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极，下列描述正确的是（ ）
A．甲、乙都是N极B．甲、乙都是S极
C．甲是N极，乙是S极D．甲是S极，乙是N极
6．如图是一种温度自动报警器的工作原理图，其中热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。当温度升高到某一设定值时，下列说法正确的是（ ）
A．仅电铃响B．仅报示灯亮
C．指示灯亮同时电铃响D．无法判断
7．下图为某同学设计的部分家庭电路示意图，其中电器元件连接错误的是()
A．空气开关B．双孔插座C．带开关的灯泡D．三孔插座
8．有阻值分别为10Ω、15Ω的两根电阻丝R1、R2，把它们按如图所示的连接方式连接成电路，先后接入同一电源，则在相等时间内放出热量最少的是
A．B．C．D．
9．有一小磁针静止在通电螺线管上方，如图所示，则通电螺线管
A．左侧为N极，a端为正极B．左侧为S极，a端为正极
C．左侧为N极，b端为正极D．左侧为S极，b端为正极
10．在如图所示的电器中，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻。当①、②都是电压表时，闭合开关S1和S2，①表的示数与②表的示数的比值为m；当①、②都是电流表时，闭合开关S1，断开开关S2，①表的示数与②表的示数的比值为n；下列关于m、n的关系说法正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
11．如图所示的实验中，相关实验现象的说法不正确的是（ ）
A．如甲图所示，通电导线周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失
B．如乙图所示，闭合开关，通电螺线管右端为N极
C．如丙图所示，闭合开关，导体左右运动，灵敏电流计指针不会偏转
D．如丁图所示，闭合开关，仅对调磁体的N、S极，导体运动方向相反
12．如图所示电路中的a、b、c为三只电表，闭合开关S，标有“3V 3 W"的灯泡L1正常发光，标有"6V 3 W"的灯泡L2虽能发光但较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电表a为电流表，且示数为1.25A
B．电表b为电压表，且示数为15V
C．灯泡L2的实际功率为1.5 W
D．电表a和c的乘积与b和c的乘积之比为5：1
13．如图所示，电源电压恒为 6V，定值电阻 R1=10  ，滑动变阻器R2 的最大阻值为 20  ；电压表的量程为 0~3V，电流表的量程为 0~0.6A．当开关S 闭合，滑片P 从b 端向a 端移动过程中，在保证安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数变小，电流表的示数变大B．电流表的示数变化范围为 0.2A~0.3A
C．电阻 R2 的两端电压由 4V 减小到 3VD．电阻 R2 的两端电压由 4V 减小到 0V
三、填空题
14．两个杯子中分别盛有质量相同的冷水和热水，向其中分别放入同样的糖块，经过一段相同的时间（杯中的糖块都没有完全溶解）品尝杯中水，更甜的是______（选填“冷水”或“热水”），这说明分子的无规则运动与______有关。
15．下图是常用手电筒的剖面图，筒内每节干电池的电压为1.5V，按下按键前，小灯泡不亮，电路为____________（选填“通路”、“短路”、“断路”）；按下按键后，小灯泡发光，它两端的电压为____________V。
16．小明家电能表上月底的示数和本月底的示数如图所示，他家本月消耗的电能为______kW·h，他家同时使用的用电器总功率不得超过_______W.
17．图中，当导体AB在磁场中_________（选填“上下”或“左右”）运动时，灵敏电流计指针偏转，根据这个现象发明了________（选填“发电机”或“电动机”）。
18．LED灯在现代生活中得到普遍应用，具有节能、环保的特点。若一个“220V 5W”的LED灯每天正常工作10小时，则30天消耗的电能是______kW·h，这些电能可供“220V 40W”日光灯正常工作______h。
19．在图所示的电路中，已知R1∶R2=1∶2，电源电压不变。当只闭合S时，电压表的示数为U1；当S和S1都闭合时，电压表示数为U2。则U1∶U2=______，前后两次R1的功率之比为______。
20．下图所示实验，用吸盘吸住干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，发现弹簧测力计的示数变大。这表明分子间存在______。
21．下图所示实验装置，两个透明容器中装有等量的空气，给两根电阻丝通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。此过程探究的是电流通过导体产生的热量与______之间的关系。
四、计算题
22．某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据。用此电热水壶加热水，壶中装入2kg水，将这部分水从20℃加热到100℃，在额定电压下需用时间为1000s。请计算：
（1）水吸收的热量是多少？[已知水的比热容为c=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）该电热水壶加热时的效率是多大？
23．近年冬天，越来越多的人们在使用电热桌垫，如图。好奇的小东同学很想知道它的发热原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由两根电热丝R1、R2组成，设计低温、高温两挡，内部简化电路图如图所示，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱，已知R1的阻值为6，R2的阻值为4。求：
（1）低温挡加热的电流；
（2）高温挡加热的功率。
五、实验题
24．下图所示实验，选用实验板上的两根粗细相同的保险合金丝，将它们先后接入电路中，比较电流表的示数。此过程是在探究导体电阻与导体的______的关系。
25．小红在“探究电流与电压关系”的实验过程中，采用如图1所示的电路图：
（1）请用笔画线代替导线，帮助小红按图1将图2中实物电路连接完整；( )
（2）小红通过实验得到的数据如表，其中第5次实验时，调节电压表示数如图3所示，请将电压表的读数填在表格空白处；
（3）小红继续用图2的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，她先将电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；再将电阻换成电阻，她下一步操作是：将滑动变阻器的滑片继续向______（选填“A”或“B”）端移动，使______的示数保持不变。
26．现有一个电压未知但恒定的电源，一个电流表，一个最大阻值为R0的滑动变阻器，一个开关及导线若干。请你设计一个实验，测量出一个阻值未知电阻Rx的阻值（电路不可重组）。
（1）画出实验电路图；
（2）写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（3）写出待测电阻的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
六、综合题
27．如图1所示的电路中，已知电源电压为U且保持不变，虚线框中连接着两个阻值相同的电阻和一个开关S，闭合虚线框外的电路开关S0后，无论虚线框内开关S断开还是闭合，电流表均有一定示数，且开关S闭合时的示数比断开时的示数大ΔI。请你解答如下问题：
（1）在图2的虚线框内画出符合上述要求的两种可能的电路图；
（2）在你所画出的电路中任选一种，推导出每个电阻的阻值及开关S由断开到闭合时，电路消耗总功率变化量的表达式。（请注明所选择的电路，电阻及功率变化量表达式用已知量表示）
热水壶容积
2. 5L
额定电压
220V
加热时功率
800W
频率
50Hz
实验次数
1
2
3
4
5
电压
______
电流
参考答案：
1．D
【详解】由甲图知，活塞往下运动，对筒内的空气做功，筒内的空气内能增加，温度升高，活塞的机械能转化为空气的内能；由乙知，水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，橡皮塞由静止变为运动，机械能增加，即水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能；由丙图知，两气门关闭，活塞向上运动，对气缸内的气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能，此冲程是汽油机的压缩冲程，其工作原理如甲所示；由图丁知，两气门关闭，火花塞点火，气体对活塞做功，活塞往下运动，此冲程为汽油机的做功冲程，其原理如乙所示的实验。
故选D。
2．D
【详解】甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来，两个小球都带正电，同种电荷相互排斥，两个小球都偏离线的竖直方向，故D符合题意．故选D．
3．D
【详解】A、L1短路，则电流表直接与电源两极相连，会损坏．不合题意．
B、L2短路，则电压表也会被短路，无示数．不合题意．
C、L1断路，电流表无示数．不合题意．
D、L2断路，则电压表直接测电源电压，有示数．L1支路不受影响．符合题意．
故选D．
4．D
【详解】A．由电路图知，油量表是串联在电路中，所以是电流表改装而成的，故A错误；
B．由电路图知，两电阻串联在电路中，故B错误；
CD．由图示知，油位越低时，浮标位置也越低，则滑片随着向上滑动，变阻器接入电路的阻值随之变大，据串联电路的分压特点知，这个过程，变阻器分去的电压变大。反之，油位越高，变阻器接入电路的阻值会越小，则电路中的总电阻会变小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，故C错误，D正确。
故选D。
5．B
【详解】由图可知，两磁极相互排斥，小磁针的N极的指向与该点磁感线的方向一致，磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以甲、乙都是S极。
故选B。
6．A
【详解】热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。当温度升高到某一设定值时，热敏电阻的阻值变小，控制电路电源电压一定，根据欧姆定律，控制电路中电流变大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁向下运动，接通电铃所在的支路，断开指示灯所在的支路，指示灯熄灭，电铃响，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．C
【详解】空气开关相当于保险丝，应串联在干路中，由图知道连接正确，故A不合题意；两孔插座，与其他用电器并联，接线时左零右火，由图知道连接正确，故B不合题意；开关接在火线和接在零线上都能控制灯泡，但是接在火线上，当开关断开时，能切断火线；开关接在零线上，开关断开时，灯泡连接着火线，不安全，由图可知，这位同学连接的电路中的错误是开关接在零线上了，故C符合题意；三孔插座与其他用电器并联，接线左零右火上地线，由图知道连接正确，故D不合题意，选C．
8．C
【详解】根据串并联电路中电阻特点可知串联电路中电阻等与各电阻之和，且大于其中任何一个电阻；并联电路中总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，并联电路中总电阻小于其中任何一个电阻，因此得出
R串＞R1＞R2＞R并
在纯电阻电路中，电阻放出的热量等于电功，因此
Q=W=
接入同一电源中电压相同，因此
Q串＜Q1＜Q2＜Q并
因此在相等时间内放出热量最少的串联电路，故选C。
9．C
【详解】由于小磁针静止时，其左端为S极，右端为N极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的右端为S极，左端为N极．根据螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向．利用安培定则可以确定电流是从螺线管的右端流入左端流出．由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极．所以可以确定电源的b端为正极，a端为负极．
10．D
【详解】根据题意，当①、②都是电压表时，闭合开关S1和S2，R1与R2串联，①测两电阻总电压，②测R2电压，由串联电阻电流的规律及欧姆定律可得
变形可得
则有
当①、②都是电流表时，闭合开关S1，断开开关S2，R1与R2并联，①测R2的电流，②测两电阻的总电流，则R1的电流为，由并联电阻电压的规律及欧姆定律可得
变形可得
则有
综合上述分析可得
则
故选D。
11．ABC
【详解】A．通电导线周围存在着磁场，与小磁针是否移走无关，故A错误，符合题意；
B．乙图中电源右端是正极，电流从螺线管右端流入，根据安培定则可知，螺线管左端N极，故B错误，符合题意；
C．丙图中闭合开关后电路是通路，导体 ab 左右运动会切割磁感线，电路中能产生感应电流，灵敏电流计指针会偏转，故C错误，符合题意；
D．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向两个因素有关，只改变一个因素，受力方向改变，两个因素同时改变，受力方向不变。丁图中闭合开关后，仅对调磁体的N、S极，即只改变磁场方向，则导体 ab 运动方向相反。故D正确，不符合题意。
故选ABC。
12．AD
【详解】根据P＝UI可知，灯泡L1正常发光的电流为
灯泡L2正常发光的电流为
由题意知，灯泡L1正常发光，则通过灯泡L1的电流为I1＝1A，L2虽能发光但较暗，则通过灯泡L2的电流小于额定电流0.5A，由此可知：通过L1、L2的电流不相等，所以L1、L2并联；故a是电流表，测干路电路，b是相当于导线的电流表，测量通过灯泡L2的电流，c是相当于开路的电压表，测量并联电路两端的电压，也是测量电源电压。由于标有“3V 3W”的灯泡L1正常发光，根据并联电路电压特点知，c电压表示数为
由得，灯泡L1的电阻
灯泡L2的电阻
电表a和c的乘积是两灯的实际功率之和
b和c的乘积是R2的实际功率

电表a和c的乘积与b和c的乘积之比为
此时通过R2的电流为

电流表a的示数为
故BC错误，AD正确。
故选AD。
13．BC
【详解】由电路图知道，电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中电流；
A．滑片由b端移到a端的过程中，滑动变阻器的阻值变小，由电阻的串联规律及欧姆定律知道，电路中的总电阻变小；电源电压不变时，电路中的电流变大，即电流表示数变大；由U=IR知道，R1两端电压变大，即电压表示数变大，故A错误；
B．当滑片在b端时，R1与R2的最大阻值串联，由电阻的串联，电路的总电阻
R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
电路中的最小电流
由欧姆定律知道，此时电压表的示数
U1=IR1=0.2A×10Ω=2V
由于电压表接入电路的量程为 0～3V，所以电压表的最大示数为3V，即R1两端的最大电压为U1′=3V，此时电路中的最大电流为
故滑片由b端移到a端的过程中，电流表的示数变化范围是0.2A～0.3A，故B正确；
CD．对应的电压表的示数变化范围是2V～3V，电源电压恒为6V，由串联电路的电压特点知道，电阻R2的两端电压由4V减小到3V，故C正确，D错误。
故选BC。
14． 热水 温度
【详解】[1][2]由于冷水和热水的质量相同，热水的温度较高，分子运动越剧烈，经过一段相同的时间，糖块溶解的较多，则热水杯中的水更甜，这说明分子的无规则运动与温度有关。
15． 断路 3
【详解】[1]按下按键前，小灯泡不亮，电流无法形成回路，所以电路为断路。
[2]每节干电池的电压为1.5V，按下按键后，小灯泡发光，它两端的电压为3V。
16． 82 2200
【详解】[1]电能表的单位是kW·h，根据图得，他家本月消耗的电能为
[2]电能表最最大电流为10A，所以他家同时使用的用电器总功率不超过
17． 左右 发电机
【详解】[1]由图中可知，当导体AB在磁场中左右运动时，此时导体AB做切割磁感线运动，在电路中会产生感应电流，灵敏电流计指针偏转。
[2]该现象是电磁感应现象，根据该现象发明了发电机。
18． 1.5 37.5
【详解】[1]30天消耗的电能
W=Pt=5×10-3kW×10h×30=1.5kW·h
[2]这些电能可供“220V 40W”日光灯正常工作的时间
19． 1∶3 1∶9
【详解】[1]当S和S1都闭合时，此时电阻R2被短路，电路为只有电阻R1的简单电路，电压表测电阻R1两端的电压，此时电压表示数U2等于电源电压U。当只闭合S时，该电路为R1、R2串联电路，电压表测电阻R1两端的电压，电压表的示数U1为
U1=IR1
根据电功率推导式可知，此时电阻R1的电功率为
①
根据欧姆定律和串联电路的电压特点，电源电压为
U=I(R1+R2)
因为当S和S1都闭合时，U2=U。已知R1∶R2=1∶2，所以有
[2]当S和S1都闭合时，根据电功率推导式可知，电阻R1的电功率为
②
由①②可得，前后两次R1的功率之比为
20．引力
【详解】用吸盘吸住干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，发现弹簧测力计的示数变大，说明玻璃受到一个向下的力的作用，这个力是玻璃和水的接触面之间存在相互作用的分子引力，所以该现象表明分子间存在引力。
21．电阻
【详解】由图可知，将容器中不同阻值的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，故该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系。
22．（1）6.72×105J；（2）84%
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100-20)℃=6.72×105J
（2）额定电压下加热1000s，电热水壶消耗的电能
W=Pt=800W×1000s=8×105J
该电热水壶加热时的效率
答：（1）水吸收的热量是6.72×105J；
（2）该电热水壶加热时的效率是84%。
23．（1）；（2）
【详解】解：如图所示，旋钮开关S置于“1和2”、“2和3”和“3和4”接线柱，分别为断开，R1单独接入，R1与R2并联，由可知，旋钮开关S置于“2和3”和“3和4”接线柱时分别为低温挡与高温挡。
（1）低温挡加热的电流为
（2）高温挡加热的功率为
答：（1）低温挡加热的电流为；
（2）高温挡加热的功率为。
24．长度
【详解】两根电阻丝的材料、横截面积相同，长度不同，所以探究的是导体的电阻与长度的关系。
25． 1.5 B 电压表
【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，由于电源电压为两节干电池，电源电压为3V，所以电压表选用0~3V的量程且与电阻并联，由表格数据知电流表选用0~0.6A的量程且与电阻串联，滑动变阻器一上一下的串联在电路中，实物图如下图所示
（2）[2]电压表选用的量程为0~3V，分度值为，电压表读数为。
（3）[3][4]当电阻换成电阻后，电阻变大，由串联分压原理可知，定值电阻两端电压变大，电压表示数增大，根据控制变量法知，在探究电流与电阻的实验中应保持电阻两端的电压不变，即保持电压表示数不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压原理知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数保持不变。
26．（1）（2）见解析；（3）
【详解】（1）将电流表和滑动变阻器及待测电阻串联，如图所示：
（2）①将滑片移至最右端，闭合开关，读出电流表的示数I1。
②将滑片移至最左端，读出电流表的示数I2。
（3）将滑片移至最右端，变阻器连入电路的阻值最大，电源电压为
U= I1(Rx+R0)①
将滑片移至最左端，变阻器连入电路的电阻为零，只有Rx的简单电路，电源电压
U=I2Rx②
由①②得到
I1(Rx+R0) =I2Rx
27．（1），；（2）见解析
【详解】解：（1）由框外的电路图可看出，中间的导线和右边的开关应是并联关系，那么电阻的连接方式可以是：
①两电阻分别位于两条支路中。当开关S断开时，只有一个电阻连入电路；当开关闭合时，两电阻并联接入电路，总电阻变小，符合要求。电流表示数增大，并且增大为ΔI，说明通过一个电阻的电流为ΔI，并且并联电路两端电压相等，即为电源电压U，故电路图如图所示：
②当开关S断开时，两个电阻串联接入电路；当开关S闭合时，右边的电阻被开关短路，只有一个电阻接入电路，总电阻变小，符合要求。如图所示：
（2）第①种方法：由于两个电阻完全相同，电流表示数增大，并且增大ΔI，说明通过一个电阻的电流为ΔI，并且并联电路两端电压相等，即为电源电压U，故由欧姆定律可知，电阻的阻值
功率变化量表达式
ΔP=UΔI
第②种方法：开关断开时，两电阻串联，开关闭合后，一个电阻被短路，假设电路中原来的电流为I，由欧姆定律可知，后来的电流为
I'=I+ΔI
即
电阻的阻值
开关闭合前电路的总功率为
开关闭合后的总功率
P'=U(I+ΔI)
则功率的变化量
ΔP=P'-P=U(I+ΔI)-UI=ΔIU
答：（1）如图见解答；
（2）两种方法的电阻分别为、，电路总功率的变化量都是ΔIU。