2023-2024学年山东省济宁市嘉祥县九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2023-2024学年山东省济宁市嘉祥县九年级（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，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，对下列相关实验的解释正确的是( )
A. 甲图：用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器时，电流方向为从金属球到金属箔
B. 乙图：在探究串联电路电压规律时，为得到普遍规律需使用不同规格的灯泡
C. 丙图：测电笔的氖管发光，说明被检测的是零线
D. 丁图：酒精灯加热电阻丝后灯的亮度变暗，说明电阻丝的阻值随温度升高而变小
2.如图，甲、乙分别是酒精在标准大气压下熔化和沸腾时温度随时间变化的图象，下列说法正确的是( )
A. 固态酒精熔化时温度不断升高B. 嘉祥的冬季气温可用酒精温度计测量
C. 固态酒精是非晶体D. 可以用酒精温度计测沸水温度
3.图中所示的四个实例中，与搓手取暖改变物体内能的方式相同的是( )
A. 扬汤止沸B. 釜底抽薪
C. 钻木取火D. 炙手可热
4.如图所示，A为导线，BM、CN为两根相同的电阻丝，当滑片P向左移动时，要使灯泡L亮度不变，开关S( )
A. 只能接AB. 只能接BC. 只能接CD. 接B、C都可以
5.如图所示电路中，电源电压恒定。闭合开关，电路正常工作一段时间后，灯泡L突然熄火，电路中只有两个电表有示数。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障，其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡L断路
②可能灯泡L短路
③可能电阻R断路
④可能电阻R短路
A. 只有①②正确B. 只有③④正确C. 只有②④正确D. 只有①③正确
6.如图所示电路，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2正常发光，电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析不正确的是( )
A. 灯L1与灯L2并联B. 电压表测量灯L1两端的电压
C. 只断开开关S1，灯L2正常发光D. 电流表测量电路总电流
7.小林受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A. 该电路中的电表是电流表B. 温度变化时R2两端电压不变
C. 温度升高时电路中电流变大D. 温度降低时电路的总功率变大
8.在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是( )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的；
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω；
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象；
⑤乙装置中的电阻10Ω的作用主要是使通过R1、R2的电流不同。
A. ①②③④B. ②③④C. ②④⑤D. ①③④⑤
9.我国是目前为数不多的可以生产无针注射器的国家。如图所示是一种无针注射器，工作时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，产生强大的助推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤。关于该注射器下列说法正确的是( )
A. 工作原理与电动机相同
B. 药液的速度大，所以惯性大
C. 工作原理与发电机相同
D. 工作时将机械能转化为电能
10.如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω1A”，电流表量程选择“0∼0.6A”，电压表量程选择“0∼3V”，小灯泡上标有“”字样，其I−U图象如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是( )
A. 电路的最大功率是3.6WB. 小灯泡的最小功率是0.75W
C. 电流表的最小示数是0.15AD. 电流表的最大示数是0.4A
二、填空题：本大题共3小题，共12分。
11.(1)如图1所示图A是______冲程，四个冲程的工作顺序为______。
(2)如图2所示，是某同学自制的悬浮地球仪摆件，“地球仪”稳定地“悬浮”在空中，实现“悬浮”的工作原理是______；若要增加球体“悬浮”的高度，可将滑片 P向______(选填“上”或“下”)移动加以调节。
12.(1)灯泡L1规格为“6V 3W”，L2规格为“6V 6W”，现将它们串联接入电路，电路中最大电流为______ A；若将它们并联接入电路，______灯更亮一些。
(2)小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉，准备去户外野炊，用该燃气炉烧水时，把初温为20℃的1kg水加热到100℃，燃烧了0.025m3天然气，则水吸收的热量为______ J，假设天然气完全燃烧，则燃气炉烧水的效率为______。(天然气的热值为4×107J/m3)
13.(1)如图所示，小红将2个规格相同的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电源电压均为U的电路中，通过调节滑动变阻器冬和使所有小灯泡正常发光。则通过两个电路总功率之比P甲：P乙=______；R1和R2两端电压的大小关系是U1______U2(选填“>”“闭合 1200
【解析】解：(1)由甲电路图可知两灯泡并联后再与R1串联，由乙电路图可知两灯泡串联后再与R2串联，
规格相同的小灯泡正常发光时的电流IL相等，其两端的电压均为UL，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，串联电路中各处的电流相等，所以甲、乙两电路中的总电流之比：I甲I乙=2ILIL=21；
根据P=UI可知通过两个电路总功率之比P甲：P乙=UI甲UI乙=I甲I乙=21；
并联电路各并联支路两端电压相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，则R1两端电压：U1=U−UL，R2两端电压：U2=U−2UL，所以R1两端电压大于R2两端电压。
(2)图乙可知，当开关S断开时，电阻R1、R2串联，当开关S闭合时，电阻R1被短路，电路只有R0工作；根据串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，电阻R1、R2串联时，电路中的电阻最大，根据P=U2R可知，此时的电功率最小，即当开关S断开时，电饭煲处于保温状态；当开关S闭合时，电路的电阻较小，电饭煲处于加热状态；
12分钟消耗的电能W=Pt=1kW×1260h=0.2kW⋅h，
观察到电能表转盘转过了240圈，则被烈色方框遮住的数值为N=240r0.2kW⋅h=1200r/(kW⋅h)。
故答案为：(1)2：1；>；(2)闭合；1200。
(1)由甲电路图可知两灯泡并联后再与R1串联，由乙电路图可知两灯泡串联后再与R2串联，且规格相同的小灯泡正常发光时的电流相等，其两端的电压也相等，
根据串联电路的电流特点和并联电路的电流特点求出甲、乙两电路中的总电流之比；根据P=UI得出通过两个电路总功率之比；
根据串联电路的电压特点和并联电路的电压特点求出R1和R2两端电压的大小关系。
(2)图乙可知，当开关S断开时，电阻R1、R2串联，当开关S闭合时，电阻R1被短路，电路只有R0工作；根据串联电路电阻规律以及P=U2R可知电饭煲的工作状态；
根据W=Pt得出12分钟消耗的电能，观察到电能表转盘转过了240圈，进而得出被烈色方框遮住的数值。
本题考查电功率的计算，是一道综合题。
14.【答案】解：若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变暗，说明电路中电流变小，电位器连入电路的电阻应变大，需要将右边两个接线柱接入电路；
为了安全，调光开关要接在火线与灯之间，如图所示：

【解析】灯泡发光变暗，说明电路中电流变小，电位器连入电路的电阻应变大；电位器有三个接线柱，根据“当旋钮开关滑片顺时针转动时，灯泡变暗”选择连接滑片的接线柱。
为了安全，调光开关要接在火线与灯之间。
此题考查了滑动变阻器的应用和连接方法，属于常见题型。
15.【答案】电源 铝棒 不是 换向器
【解析】解：(1)利用如图甲所示的装置研究“磁场对通电导体的作用”时，即必须有电源，所以在M、N之间应接入电源；
探究磁场对通电导体的作用时，因为磁铁能够吸引铁棒，所以导体棒不能选择铁棒，而应选用轻质的铝棒进行实验；
(2)在乙图中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的，通电后ab段和cd段的电流方向相反，则ab段和cd段所受磁场力的方向相反，但这两个力不在同一直线上，也不在同一物体上，所以二力不是一对平衡力；
(3)为了使线圈能持续转动，应在其外部加装换向器，自动改变线圈中的电流方向。
故答案为：(1)电源；铝棒；(2)不是；(3)换向器。
(1)磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，为了避免磁体吸引导体棒，探究磁场对通电导体的作用时，导体棒不能为磁性材料；
(2)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和导体中的电流方向有关；
二力平衡的条件是大小相等、方向相反、同一物体、同一直线上，据此判断二力是否是一对平衡力；
(3)平衡位置是线圈平面与磁感线垂直的位置；为了使线圈能持续转动，需利用换向器及时改变线圈中的电流方向。
本题考查了磁场对通电导体的作用，属于基础题。
16.【答案】水的比热容比沙子更大 不变 相同 温度计示数的变化 B和C
【解析】解：(1)在图甲实验中，用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更慢，说明水和沙子吸收相同的热量，水的温度变化量小，由c=QmΔt可知，水的比热容比沙子大；加热过程中，酒精量变少，由于热值是燃料的一种特性，与质量无关，所以酒精的热值不变。
(2)在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中，应控制不同燃料的质量相同，燃料完全燃烧加热质量、初温相同的同种物质，这样可通过温度计示数的变化来比较不同燃料燃烧放热能力，所以烧杯内被加热的ab应选用相同物质。
(3)图丙实验中，是通过温度计示数的变化比较电流产生热量的多少，运用了转换法。
(4)用图丙实验探究“物质的吸热能力”，要控制Q及质量相同，结合焦耳定律可知选择B和C串联在图丙中。
故答案为：(1)水的比热容比沙子更大；不变；(2)相同；(3)温度计示数的变化；(4)B和C。
(1)在图甲实验中，用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更慢，说明水和沙子吸收相同的热量，水的温度变化量小，由c=QmΔt可知，水的比热容与沙子的比热容的大小关系；
热值是燃料的一种特性，与质量无关，据此分析。
(2)在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中，应控制不同燃料的质量相同，燃料完全燃烧加热质量、初温相同的同种物质，这样可通过温度计示数的变化来比较不同燃料燃烧放热能力。
(3)图丙实验中，是通过温度计示数的变化比较电流产生热量的多少，运用了转换法。
(4)根据c=QmΔt可知，探究不同物质吸热升温的现象，由控制变量法，要控制Q及质量相同，结合焦耳定律可知选择的烧杯。
本题考查了与热有关的实验，要求会用控制变量法和转换法来进行实验探究，这是常考的知识点。
17.【答案】断开开关，将电流表换接小量程 0.625变大 小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大 R2 10 C
【解析】解：(1)由图乙知，电流表指针偏转过小，应断开开关，将电流表换接小量程；
(2)由图丙知，在额定电压下，通过灯泡的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W；
由图丙知，当电压为0.5V时，对应的电流为0.1A，电压与电流比值大小为5Ω；当电压为2.5V时，对应的电流为0.25A，电压与电流的比值为10Ω，所以，当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大，原因是小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大；
(3)电源电压为6V；由图丁知，电阻两端的电压为UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V保持不变；实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U−UV=6V−2.5V=3.5V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑=1.4×25Ω=35Ω，所以应选择R2滑动变阻器；
当滑动变阻器接入电路的阻值为14Ω时，根据串联分压原理，
R滑′：R定=U滑：UV，即：14Ω：R定=3.5V：2.5V，
解得，所选定值电阻的阻值R定=10Ω；
(4)四个电阻的U−I图像如图1所示，
由图可知，在I相等时，U丙>U乙>U甲>U丁，
由R=UI可知，R丙>R乙>R甲>R丁，故选：C。
故答案为：(1)断开开关，将电流表换接小量程；(2)0.625；变大；小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大；(3)R2；10；(4)C。
(1)由图乙知，电流表指针偏转过小，应断开开关，将电流表换接小量程；
(2)根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P=UI求出灯泡额定功率；根据欧姆定律分别求出几个电阻值，判断电压与电流大小比值的大小变化；灯丝电阻随温度的升高而增大；
(3)由图丁确定定值电阻两端电压；探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，进而确定滑动变阻器的规格；根据分压原理得到定值电阻的阻值；
(4)根据U−I图像中各点，作出四个电阻的U−I图像，在图像中找出同一电流对应的电压，然后由欧姆定律比较四个电阻的大小关系。
本题测小灯泡的电功率实验，考查了电表的使用、功率的计算、影响电阻大小因素、器材的选择、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
18.【答案】解：(1)由c=QmΔt得金属球的质量为：
m金=Q放c金Δt金=1.26×103J0.42×103J/(kg⋅℃)×(108℃−48℃)=0.05kg=50g；
(2)根据Q放=Q吸=cm(t−t0)可得该液体的比热容为：
c=Q吸m(t−t0)=1.26×103J0.1kg×(48℃−45℃)=4.2×103J/(kg⋅℃)，所以该液体是水；
(3)若该液体再吸收2.52×104J的热量，
则该液体升高的温度为：
Δt升=Q吸2cm=2.52×104J4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg=60℃，
所以该液体的末温t末=48℃+60℃=108℃。
在一个标准大气压下，水的沸点最高为100℃，所以末温t末=100℃。
答：(1)金属球的质量是50g；
(2)该液体的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)，该液体是水；
(3)该液体的末温是100℃。
【解析】(1)知道金属球放出的热量和温度的变化以及比热容，根据c=QmΔt的变形式求出金属球的质量；
(2)(3)根据Q吸=cm(t−t0)的变形公式计算。
本题考查了热量公式的应用，熟练应用热量公式，充分利用已知量之间的关系，是正确解题的关键。
19.【答案】解：(1)由图可知，当开关接1，滑片在最右端，电路中只有R2接入电路，为调温挡最大功率P高=100W，
由P=U2R可得，R2=U2P高=(220V)2100W=484Ω；
当开关接1时，滑片在最左端，可变电阻R达到最大值，R与R2串联，电路中的电阻最大，电功率最小为P低=50W，由P=U2R可得，R总=U2P低=(220V)250W=968Ω，
所以可变电阻R的最大阻值：R=R总−R2=968Ω−484Ω=484Ω；
(2)水吸收的热量：Q=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(50℃−20℃)=1.26×105J，
因为不计热损失，所以消耗的电能：W=Q吸=1.26×105J，
由P=Wt可得，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间：
t=WP高=1.26×105J100W=1.26×103s。
答：(1)可变电阻R的最大阻值为484Ω；
(2)电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间为1.26×103s。
【解析】(1)由图可知，当开关接1，滑片在最右端，只有R2接入电路，电路中的电阻最小，根据P=U2R可知，功率最大，据此求出R2的阻值；当开关接1时，滑片在最左端，R与R2串联，电路中的电阻最大，电功率最小；利用P=U2R求出R、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R的最大阻值；
(2)由Q=cmΔt可求得水吸收的热量，不计热损失，W=Q，由P=Wt公式变形可求得所用的时间。
本题是一道电热综合题，主要考查串联电路的特点、电功率公式、吸热公式的理解和应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。液体
煤油
酒精
水
比热容
2.1×103J/(kg⋅℃)
2.4×103J/(kg⋅℃)
4.2×103J/(kg⋅℃)