2023-2024学年河北省唐山市古冶区九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2023-2024学年河北省唐山市古冶区九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析），共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列数据最接近实际情况的是( )
A. 空调的正常工作电流约为0.5AB. 家用节能灯的额定功率约为20W
C. 房间灯泡中的电流约为2AD. 冰箱的额定功率约为10kW
2.下列科学家与其重要发现对应正确的是( )
A. 法拉第——电磁感应现象B. 奥斯特——电流的热效应
C. 安培——通电导体周围存在磁场D. 焦耳——磁场对电流的作用
3.下列说法正确的是( )
A. 尘土飞扬，说明分子在不停运动
B. 吸盘能牢牢地吸在玻璃上，说明分子间存在引力
C. 弹簧能够被压缩，说明分子间有间隙
D. 糖在热水中溶解得快，说明温度越高，分子运动越剧烈
4.用相同的电加热器给质量相等的甲、乙两种液体加热时，根据实验结果描绘的温度-时间图象如图所示。由该图象可知( )
A. 甲比乙温度升高得快，甲的比热容大于乙的比热容
B. 甲比乙温度升高得快，乙的比热容大于甲的比热容
C. 乙比甲温度升高得快，甲的比热容大于乙的比热容
D. 乙比甲温度升高得快，乙的比热容大于甲的比热容
5.下列关于能量转化的实例，说法正确的是( )
A. 发电机发电将电能转化为机械能B. 电动机转动将机械能转化为电能
C. 燃料燃烧将化学能转化为内能D. 给蓄电池充电将化学能转化为电能
6.用一段细铁丝做一个支架作为转动轴，把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上，吸管能在水平面内自由转动，如图所示。用餐巾纸摩擦吸管使其带电，把用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近带电吸管的一端时，发现吸管被推开，下列说法正确的是( )
A. 吸管和橡胶棒带异种电荷B. 吸管和餐巾纸摩擦后，两者带同种电荷
C. 吸管和餐巾纸摩擦时，吸管得电子带负电D. 吸管和餐巾纸摩擦时，吸管失电子带负电
7.关于家庭电路和安全用电的说法中，正确的是( )
A. 使用试电笔时，人体必须接触笔尖金属体
B. 控制灯泡的开关要接在零线和灯泡之间
C. 家庭电路中电流过大的原因一定是发生短路
D. 在生活中要做到：不接触低压带电体，不靠近高压带电体
8.关于电磁波和现代通信，下列叙述中错误的是( )
A. 电磁波可以在真空中传播
B. 电磁波的频率越高，在空气中传播的速度越大
C. 电磁波已成为一种污染，人们应该合理使用
D. 微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
9.一种自动水位显示器的原理图如图所示，对于该自动水位显示器说法正确的是( )
A. 水位上升到B时，电磁铁通电，红灯亮报警
B. 水位上升到B时，电磁铁断电，绿灯亮报警
C. 水位下降到A时，电磁铁断电，红灯亮报警
D. 水位下降到A时，电磁铁通电，绿灯亮报警
二、多选题：本大题共3小题，共9分。
10.下列关于电磁现象的说法中，正确的是( )
A. 磁体周围存在磁场，磁场是由磁感线组成的
B. 磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用
C. 地磁场的北极在地理的北极附近
D. 要改变通电导体在磁场中的受力方向，可通过改变磁场方向或改变电流方向来实现
11.如图所示的电路中，电源电压恒定，当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表示数之比U甲：U乙=4：1，则下列说法正确的是( )
A. 两电阻R1、R2阻值之比为R1：R2=4：1
B. 两电阻R1、R2两端的电压之比为U1：U2=3：1
C. 当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两表的读数之比为I甲：I乙=3：4
D. 当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两表的读数之比为I甲：I乙=1：4
12.如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大
B. 电压表的示数不变
C. 电压表与电流表的比值不变
D. 电路消耗的总功率变大
三、填空题：本大题共5小题，共24分。
13.如图甲所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与四冲程汽油机的______冲程相同；如图乙所示，试管内水蒸气将塞子推出，此过程的能量转化方式与四冲程汽油机的______冲程相同。
14.天然气、太阳能、核能中属于可再生能源的是______；目前核电站通过______(选填“核裂变”或“核聚变”)获得核能来发电的；太阳是一个巨大的“核能火炉”，它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量，请你写出一个利用太阳能的相关实例：______。
15.A、B是两个轻质泡沫小球，C是用丝绸摩擦过的玻璃棒，A、B、C三者之间相互作用时的场景如图所示，由此可判断：小球A ______，小球B ______。(均选填“一定带正电”、“一定带负电”或“可能不带电”)。
16.下面是有关生活用电的描述，请将空白处补充完整：
(1)将电冰箱的三脚插头插入三孔插座中，这样做可以让它的金属外壳与插座中的______线相连，防止发生触电事故。
(2)现代建筑中，不再使用闸刀开关和熔丝(俗称保险丝)。当家庭电路中的电流过大时，家庭电路中的______会自动断开，切断电路，起到保护电路的作用。
(3)如果站在地上的人不小心接触了火线，电流经过人体流入大地，______、会迅速切断电流，对人体起到保护作用。
17.小星学习电功率知识后，想利用电能表测量家中电饭锅工作时的实际功率。他仔细观察了家中的电能表，表盘参数如图所示，则小星家允许加载的用电器的最大总功率为______ W。他关闭家中其他用电器，只让电饭锅工作，发现电饭锅工作2min，电能表转盘转过60转，则该电饭锅的实际功率为______ W。
四、作图题：本大题共2小题，共6分。
18.如图甲所示，小磁针静止在通电螺线管右侧。请分别在括号中标出通电螺线管和小磁针的N、S极，并在虚线上的A点用箭头标出磁感线方向。
19.一间教室要安装2盏“220V 40W”的电灯和一个插座，要求开关S控制两盏灯，且每盏灯都能正常发光，请按以上要求将乙图中元件用笔画线代替导线连接起来。
五、实验探究题：本大题共3小题，共21分。
20.小明学习电和磁的相关知识时，完成了下列两个实验。
(一)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁A、B并设计了如图甲所示的电路。
(1)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁A、B吸引大头针的个数______(选填“增加”或“减少”)，说明______，电磁铁磁性越强。
(2)由图示情景可知，______(选填“A”或“B”)的磁性强，说明电流一定时，______，电磁铁磁性越强。
(二)如图乙所示，小明将一根导体棒ab的两端用细导线与灵敏电流计组成一个闭合电路，并用绝缘细线悬挂起来放在U形磁铁的磁场中。
(3)让导体棒ab水平向左运动时，灵敏电流计指针向右偏转；导体棒ab水平向右运动时，指针向左偏转，说明感应电流的方向与______有关；
(4)让导体棒ab水平向右缓慢运动时，灵敏电流计的指针向左偏转的角度较小；导体棒ab水平向右快速运动时，灵敏电流计的指针向左偏转的角度较大。说明感应电流的大小与______有关；
(5)让导体棒ab沿竖直方向上下运动时，电路中______(选填“有”或“无”)感应电流产生；
(6)下列电器中，应用电磁感应原理制成的是______(选填序号)。
A.电铃
B.电风扇
C.动圈式话筒
D.动圈式扬声器
21.为了探究影响电热的因素，小明设计了如图所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R2>R1。
(1)实验中煤油吸热的多少是通过来______反映的(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)，为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油具有______的特点。
(2)选择阻值不同的电热丝串联，其目的是为了控制通电时间、______相等。
(3)通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是______。
(4)若要在此电路中继续探究电热与电流的关系，接下来的操作是______，比较相同时间内______。
22.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压为4.5V。
(1)用笔画线代替导线，将电路连接完整；
(2)连接完电路，闭合开关后，小明发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是______(选填序号)；
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
(3)问题解决后，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动；
(4)当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为______ W；
(5)表格是小明实验中测量的几组数据，通过计算小灯泡的电阻值，小明发现其中一个电流数据有误，此数据为______；
(6)要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的阻值至少为______Ω；
(7)【拓展】小明打算只利用两电表中的电流表来测量另一只额定电压为2.5V，额定电流未知的小灯泡的额定功率，他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙所示电路，请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中使其能完成实验。
六、计算题：本大题共2小题，共13分。
23.小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示。通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态。图乙是电饭锅的电路图，R2=60.5Ω，保温时总功率为100W。
(1)自动开关S接通时，电饭锅处于哪种状态？此时电功率多大？
(2)R1的阻值多大？
(3)用电饭锅将5kg水加热升温20℃(整个过程不计能量损失)，需要多长时间？
24.如图所示电路，电源电压不变，R1=12Ω，小灯泡标有“6V 12W”(电阻不变).求：
(画出下列每小题的等效电路图)
(1)只闭合S1时，电流表示数为0.8A，则电源电压为多大？
(2)当S1、S2、S3都闭合时，将滑片P移动到b端，电流表的示数为1.2A，则滑动变阻器的最大阻值是多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：
A、以家用空调为例，其额定功率在1100W左右，则正常工作时的电流约为I=PU=1100W220V=5A，故A不符合实际；
B、家用节能灯的额定功率较小，在20W左右，故B符合实际；
C、房间灯泡正常工作时的功率约为40W，通过的电流约为I=PU=40W220V≈0.18A，故C不符合实际；
D、一台冰箱的额定功率约为200W=0.2kW，故D不符合实际。
故选：B。
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
本题主要考查了对电学中一些物理量的估测，注意观察与积累，并能运用相关公式进行简单的推算。
2.【答案】A
【解析】解：A.法拉第发现了磁生电，即电磁感应现象，故A正确；
B.奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C.安培做了大量实验，研究了磁场方向与电流方向之间的关系，总结了安培定则，故C错误；
D.英国物理学焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和内能之间的转换关系，故D错误。
故选：A。
结合常见物理学家的贡献解答即可。
此题考查了物理学史的认识，属于基础知识。
3.【答案】D
【解析】解：
A、尘土是我们肉眼能看到的小颗粒，不属于分子的运动，不能说明分子在不停运动，故A错误；
B、吸盘是能吸在玻璃上，是因为吸盘内是真空，外部由于受大气压强而吸附在玻璃上，说明大气压的存在，不能说明分子间存在引力，故B错误；
C、弹簧是由于发生了弹性形变而被压缩，不能说明分子间有间隙，故C错误；
D、糖雾霾天气，大气中PM2.5是我们肉眼能看到的小颗粒，属于机械运动，故D正确。
故选：D。
分子动理论包括：物质是由分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在间隙，分子间存在相互的作用力；解答本题要注意分子的概念及各种现象的本质。
本题考查分子动理论、吸盘及弹簧的原理、分子运动的特点，应记住分子运动与机械运动的区别。
4.【答案】B
【解析】解：用相同的电加热器给质量相等的甲、乙两种液体加热时，相同的时间内两者吸收的热量相等，
由图象可知，甲比乙温度升高得快，即△t甲>△t乙，故CD错误；
由Q吸=cm△t的变形式c=Q吸m△t可知，c甲R1，乙瓶中的温度计示数升的快，所以可得结论是：当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越大。
(4)要研究电热与电流的关系，必须移动滑动变阻器滑片，比较通电时间相同时，甲(乙)烧瓶中温度计的示数变化。
故答案为：(1)温度计升高的示数；比热容小；(2)电流；(3)当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越大；(4)移动滑片改变电流大小；相同通电时间内甲(或乙)瓶中温度计升高的示数。
(1)相同质量煤油吸收热量的多少可以通过升高的温度多少判断。
吸收相同的热量在较短的时间内温度升高快的液体比热容较小，要想在较短的时间内达到明显的实验效果，所选液体的比热容应较小。
(2)当研究导体产生的热量与电阻的关系时，应控制导体中的电流、通电时间相同；
(3)实验目的是探究影响电热的因素，乙瓶中的温度计示数升的快，说明两段电热丝串联所以通过的电流相同，通电时间也相同，产生的热量不同，是因为电热丝的阻值不同。
(4)要研究电热与电流的关系，必须保持电阻和通电时间相同，改变通过电热丝的电流，比较产生热量多少与电流大小的关系。
本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转换法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握。
22.【答案】C 右
【解析】解：(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
(2)连接完电路，闭合开关后，小明发现电压表、电流表均有示数，说明电路是通路，且灯泡没有短路，灯泡不亮，说明灯泡实际功率太小，则接下来的操作应是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选：C；
(3)问题解决后，当电压表示数为2.3V，小于灯泡额定电压2.5V，为了让灯泡正常发光，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故此时应将滑动变阻器的滑片向右移动；
(4)当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为：
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W；
(5)小灯泡正常发光的电阻：
RL=ULIL=≈8.3Ω；
小灯泡两端的电压提高到3V时，电流是0.38A，电阻为：
RL′=U′I′=3V0.38A≈7.9Ω，
小灯泡的电阻随着温度的升高而增大，即随着灯泡两端的电压的增大而增大，所以，电流值0.38A错误；
(6)由表中数据可知，灯泡两端电压最小为1.0V，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压为UR=U−U1=4.5V−1V=3.5V，此时电路中的电流为0.2A，则滑动变阻器的阻值为：
R滑=URI1=Ω；
(7)若不用电压表，根据并联电路各支路两端电压相等的特点，应让小灯泡和定值电阻并联，调节滑动变阻器，使通过定值电阻的电流I满足IR0=2.5V，则此时小灯泡两端电压就是2.5V，所以题图中最上边框内是小灯泡，左下框内是定值电阻R0，右下框内是电流表，如下图所示；
；
闭合开关S、S2，断开S1，调节滑片，使电流表示I=ULR0=2.5V10Ω=0.25A，
此时小灯泡两端电压就是2.5V，然后再闭合S1，断开S2，读出电流表的示I′，则通过小灯泡的额定电流I′−0.25A，则小灯泡额定功率P=2.5V×(I′−0.25A)。
故答案为：(1)见解答图；(2)C；(3)右；(4)0.75；(5)0.38；(6)17.5；(7)见解答图。
(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中，电压表并联在灯泡两端；
(2)连接完电路，闭合开关后，小明发现电压表、电流表均有示数，说明电路是通路，且灯泡没有短路，灯泡不亮，说明灯泡实际功率太小；
(3)比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
(4)根据电流表选用量程确定分度值读数，利用P=UI求出灯泡额定功率；
(5)灯丝的电阻随温度的升高而增大；
(6)小灯泡两端电压最小时，滑动变阻器接入电路中电阻最大，根据串联电路电压规律结合欧姆定律计算即可；
(7)根据并联电路各支路两端电压相等的特点，小灯泡和定值电阻并联，然后判断题目中小灯泡、定值电阻R、电流表的位置。
本题测量小灯泡的电功率实验，考查了电路连接、故障分析、实验操作、功率的计算、影响电阻大小因素、器材的选择及设计实验方案测功率的能力。
23.【答案】解：(1)自动开关S接通时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小，
由P=UI=U2R可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热状态，
此时电功率：
P加热=U2R2=(220V)260.5Ω=800W；
(2)自动开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，
由P=UI=U2R可知，电路的总功率最小，电饭锅处于保温状态，
此时电路中的总电阻：
R=U2P保温=(220V)2100W=484Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R1的阻值：
R1=R−R2=484Ω−60.5Ω=423.5Ω；
(3)水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×20℃=4.2×105 J，
整个过程不计能量损失，由Q=W=Pt可得需要的加热时间：
t=WP加热=Q吸P加热=4.2×105J800W=525s。
答：(1)自动开关S接通时，电饭锅处于加热状态，此时电功率为800W；
(2)R1的阻值为423.5Ω；
(3)用电饭锅将5kg水加热升温20℃，需要525s。
【解析】(1)自动开关S接通时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P=UI=U2R可知电路的总功率最大，据此判断电饭锅的状态，根据P=UI=U2R求出此时电功率；
(2)自动开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，根据P=UI=U2R可知电路的总功率最小，电饭锅处于保温状态，根据P=UI=U2R求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R1的阻值；
(3)根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量，整个过程不计能量损失，根据Q=W=Pt求出需要的加热时间。
本题考查了电功率公式、吸热公式、电功公式和串联电路特点的应用，分清电饭锅处于不同状态时电路的连接方式是关键。
24.【答案】解：(1)由P=U2R可得，灯泡的电阻：
RL=U额2P额=(6V)212W=3Ω，
只闭合S1时，灯泡与R1串联，电流表测电路中的电流，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，电源的电压：
U=I(R1+RL)=0.8A×(12Ω+3Ω)=12V；
(2)当S1、S2、S3都闭合时，将滑片P移动到b端，滑动变阻器的最大阻值和R1并联，电流表测干路电流，
∵并联电路中，各支路两端的电压相等，
∴通过R1的电流：
I1=UR1=12V12Ω=1A，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴通过滑动变阻器的电流：
I滑=I′−I1=1.2A−1A=0.2A，
滑动变阻器的最大阻值：
R=UI滑=12V0.2A=60Ω。
答：(1)电源电压为12V；
(2)滑动变阻器的最大阻值是60Ω。
【解析】(1)知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=U2R求出灯泡的电阻；只闭合S1时，灯泡与R1串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
(2)当S1、S2、S3都闭合时，将滑片P移动到b端，滑动变阻器的最大阻值和R1并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点求出通过R1的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别。U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.24
0.28
0.38