2021-2022学年安徽省合肥市包河区九年级上学期物理期末试题及答案

这是一份2021-2022学年安徽省合肥市包河区九年级上学期物理期末试题及答案，共15页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，我国研制的第五代战斗机歼-20在高速飞行的过程中有时会产生一种飞行奇观“音爆云”， 它是飞机接近音速时，压缩周围的空气，使空气中的水蒸气_______成小水珠的现象（填物态变化名称）。
【答案】液化
【解析】
【详解】水蒸气变为小水珠，是由气态变为液态，这是液化现象。
2. 如图所示，当闭合开关，放在U型磁体中光滑金属支架上的导体棒AB向左运动，同时用手触摸滑动变阻器，能感知到其线圈发热，这两种现象说明在此过程中电能转化为_______（填写能量形式的名称）。
【答案】机械能与内能
【解析】
【详解】此实验过程中消耗了电能，使导体棒AB向左运动，得到了机械能；同时滑动变阻器发热，表明滑动变阻器内能增加了，故电能转化成了机械能和内能。
3. 如图所示，闭合开关后，电灯不亮，用测电笔检测图中的a、b、c、d四点时，仅发现测a、b两点时测电笔的氖管不发光，此电路的故障可能是___________（选填“a、b之间某处开路”或“电灯灯丝开路”）。
【答案】电灯灯丝开路
【解析】
【详解】由题意可知，闭合开关后用测电笔检测时仅a、b两点时测电笔的氖管不发光，说明c、d两点与火线相连，说明b、c之间可能存在断路，所以故障可能是电灯灯丝开路。
4. 物理实验中有一种小灯泡的额定功率是5W，其表示的物理含义是___________。
【答案】小灯泡在额定电压下电流每秒做的电功为5J
【解析】
【详解】电流在单位时间内所做的功叫电功率；电功率是描述电流做功快慢的物理量。小灯泡的额定功率是5W，其表示的物理含义是：小灯泡在额定电压下电流每秒做的电功为5J。
5. 当一个导体两端的电压为4V时，通过它的电流为0.8A，如果加在该导体两端的电压增大2V，则此时该导体的电阻大小为___________Ω。
【答案】5
【解析】
【详解】根据欧姆定律变形可得导体的电阻
导体的电阻取决于导体本身的材料、长度、横截面积，以及温度，与导体两端的电压无关，因此当该导体两端电压增大2V时，导体的电阻仍为5Ω。
6. 如图所示，定值电阻R1和R2的阻值分别为6Ω和12Ω，电流表示数为0.4A，则此时加在A、B两端的电压大小为___________V。
【答案】1.6
【解析】
【详解】由图可知定值电阻R1和R2并联接入电路，则根据并联电路电阻的规律可知，电路中的总电阻为
电流表测量的是干路中的电流为0.4A，则此时加在A、B两端的电压大小为
U=IR=0.4A×4Ω=1.6V
7. 如图所示，是接在家庭电路中的单相电能表，如果该家庭电路中只有一台电热水器在工作，该电能表转盘在4min内转过240圈，则该电热水器的实际电功率为___________W。
【答案】1500
【解析】
【详解】由图可知，电能表的转盘转动2400圈用电器消耗电能1kW·h，则转盘转动1圈消耗的电能为，电热水器在工作时，电能表转盘在4min内转过240圈，电热水器消耗的电能为
则该电热水器的实际电功率为
8. 通电螺线管外部小磁针静止时的指向，如图所示。请在图中标出磁感线方向并在括号内标出电源的“+”、 “-”极。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知小磁针的右端为N极，根据磁体间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。可知通电螺线管外部的磁场左端为S极，右端为N极，根据磁感线从N极出发回到S极标出磁感线方向；由右手螺旋定则可以判断电源外部的电流方向从电源的左端流向电源的右端，即电源的左端为“+”极，电源的右端为“-”极。如图：
9. 利用如图所示的电路测量某未知电阻Rx阻值大小。由于电压表相当于可显示自身电压的一个较大的定值电阻，则分析实验误差可知Rx的实际值________测量值。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
【答案】大于
【解析】
【详解】由图知道，电压表和电阻并联接入电路，读取的电压值是电阻两端的准确值，读取的电流值是通过电压表和电阻的电流之和，所以，读取的电流值比实际通过电流偏大，由知道，Rx的实际值大于测量值。
10. 如图甲是通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的关系图像。现将小灯泡L与电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为0.6W，再闭合开关S1，电流表的示数为0.5A，则电阻R消耗的电功率为___________W。
【答案】0.9
【解析】
【详解】由图乙可知，灯泡与电阻并联，当只闭合S时，电路中只有小灯泡工作。由图像可知，当小灯泡的电压为3V时，通过灯泡的电流为0.2A，此时灯泡的实际功率为
PL=UIL=3V×0.2A=0.6W
符合题目所给条件，说明电路电源电压为3V。再闭合S1，电流表测干路电流，电流表示数为0.5A，则通过电阻R的电流为
IR=I-IL=0.5A-0.2A=0.3A
则电阻R的阻值为
电阻R消耗的电功率为
二、选择题（本大题7小题，每小题2分，满分14分）
11. 关于温度、热量、内能和比热容，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体放出热量，其内能和温度都一定降低
B. 热量都是从内能大的物体向内能小的物体传递
C. 一杯水倒出一半， 杯内剩余水的比热容变小
D. 冰在熔化过程中，其内能增加而温度却保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体放出热量，内能减少，但温度不一定降低，如晶体在凝固过程中，放出热量、内能减少，但温度保持不变，故A错误；
B．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能与温度、质量和状态有关，内能大的物体温度不一定高，故B错误；
C．比热容是物质的一种特性，与质量和体积无关，一杯水倒出一半， 杯内剩余水的比热容不变，故C错误；
D．冰是晶体，在熔化过程中吸收热量，温度保持不变，内能增加，故D正确。
故选D。
12. 关于电流、电压和电阻的关系，下列说法中正确的是（ ）
A. 通过导体电流越大，这段导体的电阻就越小
B. 导体的电阻越大，这段导体两端的电压就越高
C. 导体的电阻越大，对流过导体电流的阻碍作用就越强
D. 导体的电阻与加在其两端的电压成正比，与通过的电流成反比
【答案】C
【解析】
【详解】AD．电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长短、横截面积和温度有关，与加在导体两端的电压和流经导体的电流无关，故AD错误；
B．由U=IR可知，电流一定时，导体的电阻越大，导体两端的电压就越高，故B错误；
C．电阻的定义就是导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，对流过导体电流的阻碍作用就越强，故C正确。
故选C。
13. 在物理学习的过程中，对物理知识的正确认识是非常重要的。以下说法中正确的是（ ）
A. 磁体周围空间中不同点的磁场方向可能相同
B. 指南针是一个小磁针，它的N极指向地理的南极
C. 磁体周围的磁场和磁感线都是真实存在的一种物质
D. 地球本身是一个磁体，地磁场的N极在地理北极附近
【答案】A
【解析】
【详解】A．磁体周围空间中不同点的磁场方向可能相同，比如在磁体的两极。故A正确；
BD．地球本身是一个磁体，地球的周围存在磁场，地理的南极是地磁的N极，指南针是一个小磁针，它的S极指向地理的南极。故BD错误；
C．磁体周围磁场是真实存在的一种物质，虽然看不见、摸不着。磁感线是人们为了描述磁场而假想出来的曲线。故C错误。
故选A。
14. 将标有“6V 6W”和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡并联接在电压为3V的电源两端，闭合开关，不计温度对灯丝电阻的影响。则下列说法正确的是（ ）
A. 甲灯较亮B. 乙灯较亮
C. 甲、乙两灯总电功率9WD. 甲、乙两灯电功率之比为2:1
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由公式
变形可得，两灯泡的电阻分别为
甲、乙两只灯泡并联接在电压为3V的电源两端，根据公式可知，电压一定时，电阻越大，发光功率越小，灯泡越暗，因此乙灯较亮，故A错误，B正确；
C．甲灯泡的实际功率为
因为乙灯泡的实际电压等于额定电压，实际功率等于额定功率，乙灯泡的实际功率为
P实乙=P额乙=3W
甲、乙两灯总电功率为
P总=P实甲+ P实乙=1.5W+3W=4.5W
故C错误；
D．由C选项可知，甲、乙两灯电功率之比为
P实甲：P实乙=1.5W:3W=1:2
故D错误。
故选B。
15. 如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，容器内盛有液体，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙、丙三个容器内应盛有质量相同的不同液体
B. 利用甲、乙可以研究电流通过导体产生热量的多少与导体电阻的关系
C. 利用甲、丙可以研究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系
D. 温度计示数的变化反映了电流通过液体内导体时产生热量的多少
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲、乙、丙三个容器内应盛有质量相同的相同液体，保证吸热能力相同，放出的热量多的，温度升高比较高，且本实验的变量是电阻和电流的大小，其他的变量应该相同，故 A选项错误；
B．利用甲、乙实验，电阻相同，甲在干路上，电流比较大，故研究的是电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，故B选项错误；
C．甲丙实验，串联，电流相同，电阻不同，故利用甲、丙可以研究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系，故C选项错误；
D．电流通过液体内导体时产生热量多少可以通过温度计的示数变化反映出来，放出的热越多，液体吸收的热量越多，温度越高，故D选项正确。
故选D。
16. 如图甲所示，电源电压保持不变，R1的阻值为10Ω，先将S1、S2闭合，电压表的示数如图乙所示，再断开S2，电压表的示数变化了1.2V，下列说法中正确的是（ ）
A. 电源电压为6V
B. 当S1闭合、S2断开时，R1两端的电压为1.2V
C. R2的阻值为12Ω
D. 当S1闭合、S2断开时，R1和R2消耗的电功率之比为5∶4
【答案】D
【解析】
【详解】A．将S1、S2闭合时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，由图乙可知此时电压表的示数为2.7V，即电源电压U=2.7V，故A错误；
B．再断开S2时，电路为R1和R2串联电路，电压表测电阻R1两端的电压，电压表的示数减小了1.2V，则R1两端的电压为
U1=U-ΔU=2.7V-1.2V=1.5V
故B错误；
C．断开S2时，通过R1的电流为
由串联电路的电流特点可知，电路中的电流为
I=I1=0.15A
由欧姆定律可知，电路的总电阻为
由串联电路的电阻特点可知，R2的阻值为
R2=R-R1=18Ω-10Ω=8Ω
故C错误；
D．当S1闭合、S2断开时，电路为R1和R2的串联电路，串联电路中各处的电流相等，R1和R2消耗的电功率之比为

故D正确。
故选D。
17. 如图所示的电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，如果将滑片向右缓慢移动时，下列说法中正确的是（ ）
A. 电路消耗的总电功率变大
B. 电压表V1与电流表A的示数之比保持不变
C. 电流表示数不变，两电压表的示数都将变大
D. 电流表示数变小，电压表V1示数不变，电压表V2示数变大
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知，与串联，电压V1表测两端的电压，电压表V2测电源两端的电压，电流表测电路中的电流。如果将滑片向右缓慢移动时，电路中的阻值增大，总电阻增大。电源电压恒定不变。
A．因为电路中总电阻增大，根据可知，电路中电流减小，所以根据，电源电压不变，总功率变小，故A错误；
B．电压V1表测两端的电压，根据可知，电压表V1与电流表A的示数之比为阻值，为定值电阻，阻值恒定不变，所以电压表V1与电流表A的示数之比保持不变，故B正确；
CD．如果将滑片向右缓慢移动时，总电阻增大，电流减小，电流表示数减小，根据，两端电压减小，V1示数减小，电压表V2测电源两端的电压恒定不变，故CD错误。
故选B。
三、实验探究题（本大题3小题，每空2分，满分18分）
18. 小明同学利用课余时间制作一个简易的电磁铁，并设计了如图所示的电路来探究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关。
（1）在本实验中，要想判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察其___________；
（2）若将滑片P向右缓慢滑动，发现部分大头针从电磁铁上落下来，这一现象表明___________。
【答案】 ①. 大铁钉吸引大头针的数量多少 ②. 电磁铁的磁性强弱与电流强度有关
【解析】
【详解】[1]电磁铁可以吸引大头针，电磁铁的磁性越强，吸引力越强，吸引的大头针越多，所以通过转化法，从大铁钉大头针的多少可以判断电磁铁磁性的强弱。
[2]将滑片P向右缓慢滑动，电阻增大，电压恒定不变，根据，电流减小，发现部分大头针从电磁铁上落下来，这一现象表明电磁铁的磁性强弱与电流强度有关。
19. 小明同学在“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中，连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为4.5V且保持不变。
（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉）。（ ）
（2）图乙是小明同学根据测得的实验数据绘制的流过电阻R的电流I随其阻值大小变化的图像，图中阴影面积大小表示的物理量为___________
（3）本实验中所用到的定值电阻R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，为顺利完成五次实验，滑动变阻器的最大阻值至少是___________Ω
【答案】 ①. ②. 电压 ③. 20
【解析】
【详解】（1）[1]滑动变阻器滑片P向左移动时，电路中的电流变大，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻减小，故滑动变阻器的左下端接线柱串联接入电路，如图所示：
（2）[2]由图乙可知，横轴表示电阻R，纵轴表示电流I，阴影部分的面积等于横轴的数据乘以纵轴的数据，即R×I=U，则阴影部分的面积表示的物理量是电压。
（3）[3]由图乙可知，电阻两端的电压始终保持为
UV=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V
根据串联分压原理可知，滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-UV=4.5V-2.5V=2V
由图乙可知，当定值电阻为25Ω时，电路中的电流为I滑=0.1A，则当接入25Ω电阻时，滑动变阻器接入电路的电阻最大为
故为顺利完成五次实验，滑动变阻器的最大阻值至少是20Ω。
20. 由于没有电压表，聪明的小强同学利用电流表A1和已知阻值的定值电阻R0串联起来等效成一个电压表，并利用电流表A2等其他器材设计了如图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率（其中R0的阻值为50Ω，小灯泡的额定电压为2.5V）。
（1）小强连接好电路后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，两个电流表的示数却相同，则该电路的故障可能是___________；
（2）排除电路故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电流表A1示数为________ A时，小灯泡就恰能正常发光；此时电流表A2的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_________W；
（3）小灯泡I-U关系如图丙所示，由图丙可知：缓慢调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为1.25V，此时小灯泡的实际功率_______（选填 “大于”“等于”或“小于”）其额定功率的四分之一。
【答案】 ①. 灯泡断路 ②. 0.05 ③. 2.125
④. 大于
【解析】
【详解】（1）[1]如图，小灯泡和定值电阻并联，电流表A1测通过定值电阻的电流，电流表A2测干路电流。闭合开关S，小灯泡不亮，两个电流表的示数却相同，说明小灯泡支路没有电流，所以可能是小灯泡灯丝断了。
（2）[2]由于小灯泡和定值电阻R0并联，因此根据并联电路中各支路电压相等的特点可知，当定值电阻R0两端电压为2.5V时，小灯泡两端电压也为2.5V，小灯泡正常发光。由题意知定值电阻阻值为50Ω，此时电流表A1示数为
[3]图乙中电流表A2选了大量程，每一大格1A，每一小格0.1A，示数为0.9A，则小灯泡中通过的电流为
I额=I-I0=0.9A-0.05A=0.85A
额定功率为
P=UI额=2.5A×0.85A=2.125W
（3）[4]由图像可知，当小灯泡两端的电压变为额定电压的一半时，通过小灯泡的电流大于额定电流的二分之一，即
，
所以
因此，此时的小灯泡的实际功率大于额定功率的四分之一。
四、计算题（第21小题4分，第22小题6分，第23小题8分，共18分）
21. 如图所示，电源电压为6V且保持不变，闭合开关S，电压表V1示数为4V，电流表示数为0.4A，求：
（1）电阻R1的阻值大小；
（2）电阻R2的阻值大小；
【答案】（1）10Ω；（2）5Ω
【解析】
【详解】解：（1）由图可知，两电阻串联，电压表V1测电阻R1两端的电压，电压表V2测电阻R2两端的电压，电阻R1的阻值为
（2）电压表V2的示数为
U2=U-U1=6V-4V=2V
电阻R2的阻值为
答：（1）电阻R1的阻值为10Ω；
（2）电阻R2的阻值为5Ω。
22. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，标有“6V 、3W”的小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为0.8A，求：
（1）通电1min小灯泡消耗的电能；
（2）电阻R消耗的电功率。
【答案】（1）180J；（2）1.8W
【解析】
【详解】解：（1）由 知道，通电1min，电灯消耗的电能
W=Pt=3W×60s=180J
（2）已知小灯泡正常发光，则流经灯泡的电流
由图知道，电流表测量干路中的电流，且I=0.8A，所以，流经电阻R的电流
IR=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A
由于电阻R与灯泡并联，则电阻R两端的电压
UR=U=6V
由知道，电阻R消耗的电功率
答：（1）通电1min，电灯消耗的电能为180J；
（2）电阻R消耗的电功率是1.8W。
23. 小明家的电热水壶如图甲所示，其铭牌如图乙所示。将该电热水壶注满水后，让其通电正常工作5min恰好能使壶内初温为20℃的水烧开【已知c水=4.2×103J/(kg•℃)，外界气压为一个标准大气压】。求：
（1）该电热水壶正常工作时其内部发热电阻的阻值大小；
（2）该电热水壶中所装的水被加热到烧开时吸收的热量大小；
（3）在上述情况中，该电热水壶的工作效率大小（用百分数表示并保留一位小数）。
【答案】（1）40Ω；（2）3.63×10J；（3）92.6%
【解析】
【详解】解：（1）由铭牌可知，电热水壶的额定功率为1210W，额定电压为220V，由公式P=UI推导得

所以，电热水壶正常工作时其内部发热电阻阻值大小
（2）由铭牌可知，该电热水壶注满水后所装水的体积为
V=1L=1×10-3m3
所装水的质量为
m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
则水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
（3）5min内电热水壶消耗的电能
W=Pt=1210W×5×60s=3.63×105J
电热水壶的工作效率
答：（1）该电热水壶正常工作时其内部发热电阻的阻值大小为40Ω；
（2）该电热水壶中所装的水被加热到烧开时吸收的热量为3.36×105J；
（3）该电热水壶的工作效率为92.6%。型号
SYL-520
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1210W
容量
1L
乙