2020-2021学年天津市南开区九年级上学期物理期末试题及答案

这是一份2020-2021学年天津市南开区九年级上学期物理期末试题及答案，共20页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计的示数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，观察到弹簧测力计的示数变大，这个实验表明（ ）
A. 分子间存在引力B. 分子间存在斥力
C. 分子在不停地做无规则运动D. 分子间存在间隙
【答案】A
【解析】
【分析】物质是由分子组成的，分子间存在相互作用的引力和斥力。
【详解】因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，故向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数将变大， 故选A。
2. 在干燥的环境下，用丝绸摩擦两根玻璃棒，手持其中一根靠近被吊起的另一根，它们相互排斥｡下列说法中正确的是（ ）
A. 玻璃棒失去电子带正电B. 玻璃棒得到电子带正电
C. 在潮湿的环境下重复实验，它们相互吸引D. 玻璃棒在任何条件下都是绝缘体
【答案】A
【解析】
【详解】AB．用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒由于失去电子而带正电，故A正确，B错误；
C．在潮湿的环境下重复实验，潮湿的空气导电性比较强，玻璃棒上带的电荷会被空气导走，两根玻璃棒之间没有作用，故C错误；
D．玻璃在加热到红炽状态时会变成导体，故D错误。
故选A。
3. 工作和生活中，手机已成为人们常用工具。华为智能手机的电池电压最接近（ ）
A. 1.5VB. 4VC. 220VD. 380V
【答案】B
【解析】
【详解】一节干电池的电压为1.5V，家庭电路电压为220V，工厂动力电压为380V，手机电池的电压约为3.7V。所以华为智能手机的电池电压最接近4V。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4. 如图是自动测定油箱内油量的装置图，其中R0是一定值电阻，R是弧形变阻器，它的金属滑片P是杠杆的一端，下列判断正确的是（ ）
A. 油量表是由电压表改装而成的
B. R0和R在电路中是串联的
C. 油位越高，通过R的电流越大
D. 油位越低，R两端的电压越小
【答案】BC
【解析】
【分析】由图示可知：当油面越高，浮标上升越高，通过类似杠杆的装置判断连入电路中电阻的大小，根据欧姆定律，从而确定电路中电流的变化。
【详解】定值电阻R0与弧形变阻器R串联在电路中。
A．油量表串联在电路中，所以油量表是由电流表改装成的，错误；
B．R0是一定值电阻，R是弧形变阻，R0和R在电路中是串联的，正确；
C．箱中油位越高，浮子上升的越高，即R的电阻越小，由可得，电路中电流越大，即油量表示数越大，正确；
D．当箱中油位越低时，即R的电阻越大，根据分压原理，R两端的电压越大，错误。
故选BC。
5. 小明利用电能表测量某个家用电器电功率，当电路中只有这个电器连续工作时，测得在1h内，消耗的电能为1.2kW•h，那么用这个电器是（ ）
A. 液晶电视机B. 台式计算机C. 家用空调D. 电冰箱
【答案】C
【解析】
【详解】用电器在t=1h内消耗的电能为W=1.2kW•h，用电器的电功率：P===1.2kW=1200W，
液晶电视机的电功率约为100W，台式计算机的电功率约为200W，空调的电功率约为1000W，电冰箱的功率约为100W，所以电功率是1200W的用电器是空调，故应选C．
6. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，下列说法中（ ）
①电流表A的示数变小
②电压表V的示数变大
③电压表V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A. 只有①④正确B. 只有②③正确C. 只有①③正确D. 只有②④正确
【答案】A
【解析】
【详解】①由图可知，电阻R1和变阻器R2并联，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A测量干路中的电流，电压表测量电源电压，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，滑动变阻器R2连入电路的电阻变大，由I=可知通过变阻器的电流变小，由并联电路的特点可知通过电阻R1的电流不变，即电流表A1的示数不变，由并联电路电流的规律可知干路中的电流变小，即电流表A的示数变小；故①的说法正确；
②电压表测量电源电压，电压表V的示数不变，故②的说法错误；
③电压表V的示数不变，电流表A1的示数不变，电压表V与电流表A1的比值不变，故③的说法错误；
④变阻器两端的电压等于电源电压，所以变阻器两端的电压不变，通过变阻器的电流变小，由P=UI可知滑动变阻器R2消耗的电功率变小，故④的说法正确。
故选A。
7. 下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（ ）
A. 养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B. 家里使用电热水壶烧水
C. 小明妈妈用电熨斗熨衣服
D. 电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．用电热孵卵器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服，都是将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故ABC不符合题意；
D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温，是为了防止电热产生危害，故D符合题意。
故选D。
8. 图中的家庭电路元件，连接顺序正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】家庭电路连接，首先要通过电能表，以保证家庭电路中任何位置对电能的消耗都能被记录下来．则CD不符合．电闸要在连接保险丝之前连接，以保证更换保险丝时，可以切断电源．故B符合，A不符合．
【点睛】家庭电路的连接顺序，从入户线到用电器依次为，入户线——电能表——电闸——保险丝——用电器．
9. 以下描述两个磁极间的磁感线分布图中，正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在磁体外部，磁感线是从磁体的N极出发回到S极。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
10. 如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯泡L1、L2都能正常发光，甲、乙两只电表的示数之比为3：5，则L1、L2的额定功率之比是（ ）
A. 2：3B. 3：2C. 5：3D. 3：5
【答案】A
【解析】
【详解】由电路图可知，开关S闭合后，如果乙为电流表，将会造成电源短路；如果甲为电流表，则L2被短路、不能工作；所以，甲、乙均为电压表，此时灯L1、L2串联连接，电压表甲测L2两端电压，电压表乙测电源电压；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两灯泡两端的电压之比：，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡L1、L2都能正常发光，所以，由P=UI可得，两灯泡的额定功率之比：，故应选A．
二、多项选择题
11. 如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的（ ）
A. 酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B. 酒精燃烧放出的热量不能全部被试管中的水吸收
C. 试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D. 橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
【答案】BC
【解析】
【详解】A．燃料的热值与燃料的质量无关，故A错误；
B．酒精燃烧放出的热量一部分被周围环境吸收，一部分被试管中的水吸收，故B正确；
C．试管中水的内能是从酒精燃烧获得的内能中转移来的，是利用热传递的方式增加的，故C正确；
D．橡皮塞被冲开是水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同，故D错误。
故选BC
12. 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
【答案】ABC
【解析】
【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。
13. 如图甲所示的电路，电源两端的电压不变，是滑动变阻器，是定值电阻，当开关S闭合后，逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图象如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A. 电源两端的电压为10VB. 定值电阻的电阻值为
C. 电路消耗电功率的最大值为7.2WD. 变阻器接入电路的最大阻值为
【答案】BC
【解析】
【详解】ABD．当滑片位于最左端时电路为R2的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知I大=0.6A，电源的电压
U=I大R2=0.6A×R2
当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R1与电阻R2串联，电压表测R1两端的电压，此时电路中的电流最小，由乙图可知
U1=10V，I小=0.1A
则变阻器R1接入电路的最大阻值
=100Ω
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压
U=I小R2+U1=0.1A×R2+10V
因电源的电压不变，所以
0.6A×R2=0.1A×R2+10V
解得R2=20Ω，电源的电压
U=I大R2=0.6A×20Ω=12V
故B正确，AD错误。
C．电路消耗的最大电功率
P大=UI大=12V×0.6A=7.2W
故C正确。
故选BC。
三、填空题
14. (1)夏日午后，海边的沙子热得烫脚，而海水却很清凉；傍晚日落，沙子凉了，海水却暖暖的。这主要是因为水和沙子具有不同的______；（选填“密度”、“热量”、“比热容”或“内能”）
(2)汽油机是汽车的“心脏”，汽油燃烧时将______能转化为内能。
【答案】 (1). 比热容 (2). 化学
【解析】
【详解】(1)[1]由于水的比热容比沙子大，白天在吸收相同热量时，海水升高的温度比沙子小，所以海水很清凉；傍晚在放出相同热量时，海水降低的温度比沙子小，所以海水是暖暖的。
(2)[2]汽油在燃烧时是化学反应，释放热量，将化学能转化为内能。
15. 甲、乙两导体的材料和长度相同，甲的横截面积大于乙的横截面积，则甲、乙两导体的电阻之比_____1; 若将它们串联在电路中时，通过甲、乙导体的电流之比__________________1;（均选填“大于”、“等于” 或“小于”）
【答案】 (1). 小于 (2). 等于
【解析】
【详解】[1]导体电阻与导体材料、长度、横截面积有关，在材料与长度相等的情况下电阻与导体横截面积成反比；因为甲的横截面积大于乙的横截面积，则甲的电阻小于乙的电阻，则甲、乙两导体的电阻之比小于1；
[2]串联电路中各处电流相同，若将它们串联在电路中时，通过甲、乙导体的电流之比为1：1
16. 电饭煲、电水壶和电熨斗分别标有“220V 1000W”、“220V 1800W”和“220V 500W”的字样，它们各自正常工作相同时间，______（选填“电饭煲”、“电水壶”或“电熨斗”）产生的热量最多。标有“220V 500W”的电熨斗正常工作0.2h，电流通过电熨斗产生的热量为______。
【答案】 (1). 电水壶 (2). 3.6×105J
【解析】
【详解】[1]三个用电器都将电能全部转化为内能，根据
Q=W=Pt
可知，正常工作相同时间，功率最大的产生的热量最多，即电水壶产生的热量最多。
[2]标有“220V 500W”的电熨斗正常工作0.2h，电流通过电熨斗产生的热量为
Q=W=Pt=500W×0.2×3600s=3.6×105J
17. (1)如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与______关系的实验”装置。
(2)焦耳定律的表达式是______。
【答案】 (1). 电阻 (2). Q=I2Rt
【解析】
【详解】(1)[1]图中两根阻值不同的电阻丝串联在同一电路中，可控制电流大小和通电时间相同，根据控制变量法可知，可探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
(2)[2]通过导体的电流产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比，这就是焦耳定律，表达式为Q=I2Rt。
18. (1)小黄要判断三孔插座中哪个孔连接的是火线，他把试电笔插入三孔插座中，如图甲、乙所示，则图______中试电笔的氖管会发光（选填“甲”或“乙”）。
(2)现在许多宾馆都利用房卡取电，如图丙所示，只有把房卡插入槽中，房间内的用电器才能使用，房卡的作用相当于家庭电路中的______。
【答案】 (1). 甲 (2). 开关
【解析】
【详解】(1)[1]三孔插座左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线；甲图中，试电笔插入右孔，即试电笔笔尖接触火线，则氖管会发光；乙图中，试电笔插入左孔，即试电笔笔尖接触零线，则氖管不发光。
(2)[2]房卡可以控制用电器的工作，不插入插槽中，所有房间内的用电器都不工作，所以房卡相当家庭电路干路上的总开关（开关）。
19. 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______度，这些电能可供一只“220V 40W”的日光灯正常工作______h。
【答案】 (1). 1.5 (2). 37.5
【解析】
【详解】[1]30天消耗的电能
W=Pt=5×10-3kW×10h×30=1.5kW·h=1.5度
[2]这些电能可供一只“220V 40W”的日光灯正常工作的时间
=37.5h
四、综合题
20. 小青将家中其他用电器与电源断开，仅让淋浴器工作，用电能表测量电热淋浴器的热效率。他把淋浴器内质量为50kg，初温为25℃的水加热到55℃，加热前后电能表示数如图所示。求：
(1)水吸收的热量；
(2)电热淋浴器的热效率。
【答案】(1) 6.3×106J；(2)87.5%
【解析】
【详解】解：(1)水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/kg·℃×50kg×(55℃-25℃)=6.3×106J
(2)由图可知，加热后电热淋浴器消耗的电能为
W=864.5kW·h-862.5kW·h=2kW·h=7.2×106J
则电热淋浴器的热效率为
η=
答：(1)水吸收的热量为6.3×106J；
(2)电热淋浴器的热效率为87.5%。
21. 学习了电学知识后，小兰对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：新的干电池、开关、电流表各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干，连接如图甲所示的电路，小兰将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如下表所示。
请回答下列问题：
(1)图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数，请将读数填入表格中______；
(2)为了“探究电阻的大小与横截面积的关系”，应该对比______（选填表中实验次数序号）次实验数据得出结论；
(3)通过实验，得到电阻的大小与横截面积的关系是：______；
(4)为了避免电流过大而过多消耗电池电能，对实验电路可做改进为：______。（写出一条即可）
【答案】 (1). 0.3 (2). 1、4、5 (3). 在导体的材料、长度相同的情况下，导体的横截面积越大，导体的电阻越小 (4). 在电路中串联一个定值电阻（或小灯泡）
【解析】
【详解】(1)[1]图乙中电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.3A。
(2)[2]探究电阻的大小与横截面积的关系，保持材料和长度相同，横截面积不同，在1、4、5实验中，将几个相同的导体并联起来，导体的材料、长度不变，横截面积不同，符合题意。
(3)[3]在1、4、5实验中，将几个相同的导体并联起来，导体的材料、长度不变，并联的导体越多，导体的横截面积越大，由表中数据可知，横截面积越大时，电流越大，表示导体的电阻越小，所以得出的结论是：在导体的材料、长度相同的情况下，导体的横截面积越大，导体的电阻越小。
(4)[4]电池消耗电能W=UIt，在U、t相同的前提下，减小电流I的大小可减小消耗的电能，根据欧姆定律，应增大电路中电阻的大小，即在电路中串联一个定值电阻（或小灯泡）即可。
22. 某中学成立了物理科技小组，在一次活动中，小红小组设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低档”、“高档”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。当饮水机接在家庭电路中工作时，求：
(1)通过电阻R1的电流；
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)1A；(2)110Ω
【解析】
【详解】解：(1)由甲图可知，当两开关都闭合时，R1和R2并联，电路总电阻最小，根据P=可知此时为高档；当只闭合S1断开S2时，电路为R1的简单电路，此时电路中电阻变大，为低档。当只闭合S1断开S2时，由乙图可知，此时功率为220W，根据P=UI，通过电阻R1的电流为
I1=
(2)当两开关都闭合时，R1和R2并联，由乙图可知，此时功率为660W，根据P=UI，干路电流为
I=
则通过电阻R2的电流为
I2= I- I1=3A-1A=2A
则电阻R2的阻值为
R2=
答：(1)通过电阻R1的电流为1A；
(2)电阻R2的阻值为110Ω。
23. 小黄小组同学测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，他设计的电路如图甲所示（电路未全部连接完）。
(1)请根据实验需要将图中实物电路连接完整，并在乙图虚线框内画出相应的电路图______。
(2)闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是______（填序号）
A.检查电路是否断路
B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
(3)电路连接后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最______（填“左”或“右”）端.若电路连接正确，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数为0.28A，小灯泡的额定功率为______W。
(4)若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可以进行的实验有______（请写出一个即可）。
【答案】 (1). (2). C (3). 右 (4). 0.7 (5). 探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系
【解析】
【详解】(1)[1]测小灯泡的电功率实验，要测量小灯泡的电压和电流，电压表与小灯泡并联，电流表与小灯泡串联。由(3)中电流表读数可知，电流表使用0～0.6A量程。如图：
(2)[2]闭合开关S，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，说明小灯泡没有断路和短路，不发光的原因可能是滑动变阻器的阻值太大，导致电路中电流太小，小灯泡实际功率太小。所以接下来应移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光。
故选C。
(3)[3]为保护电路，开关闭合前应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处，图中滑动变阻器接左下接线柱，则应将滑片置于最右端。
[4]当电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V时，电流表的示数为0.28A，则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
(4)[5]若将小灯泡换成定值电阻，可以改变定值电阻两端电压，观察通过其电流大小，可以探究电流与电压的关系；还可以测量定值电阻的阻值。
24. 小明设计用“伏安法”测量未知定值电阻阻值（范围为）的实验。实验器材：两节干电池（总电压接近3V），电压表量程0~3V、0~15V、电流表（量程0~0.6A，0~3A）、滑动变阻器（ 0.5A）各一个，导线、开关若干。
(1)小明在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，请分析其原因______；
(2)小明又找来一个阻值可连续调节且可读数的变阻器（电路符号用表示），再选用除电流表以外的其他原有器材进行实验，设计出电路图，实验过程中不能拆接电路，请你按照上面要求帮小明完成这个实验：
①在虚线框内画出实验电路图______；
②写出实验步骤______。
【答案】 (1). 见解析 (2). (3). 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]被测电阻大小为400-600Ω，2节干电池的电压为3V，由欧姆定律，电路中的最大电流约为
I==0.0075A＜0.02A
（电流表小量程分度值），故电流表无法测量电路中的电流。
(2)①[2]将被测电阻和变阻器R1并联，再和变阻器串联，电压表测量被测电阻和变阻器R1两端的电压，如图所示：
②[3]先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为2V。再断开开关S1，闭合开关S2，调节R1的阻值，使电压表示数为2V，读取此时R1的数值；根据等效替代法，R1的示数即为Rx的阻值。
25. 在如图所示的电路中，电源电压为12V且不变，电阻的阻值为，滑动变阻器上标有“ 1A”字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程0~3V，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为0.5A，求：
(1)电阻两端的电压。（ ）
(2)现设想用定值电阻来替换电阻，要求：在移动滑动变阻器滑片P的过程中，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。
现有阻值为的定值电阻，若用它替换电阻，请判断：______满足题目要求（选填“能”或“不能”）。若能满足题目要求，通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围；若不能满足题目要求，通过计算说明理由（ ）。
【答案】 (1). 11V (2). 能 (3). 见解析
【解析】
【详解】解：(1)[1]由电路图可知，电阻R1和变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流，电阻R1两端的电压
U1=IR1=0.5A×22Ω=11V
(2)[2][3]电流表量程为0～0.6A，即I最大=0.6A，此时电路中的总电阻
=20Ω
滑动变阻器接入电路的最小值
R滑小=20Ω-16Ω=4Ω
电压表的量程为0～3V，即U滑大=3V，定值电阻两端的电压
U1′=U-U滑大=12V-3V=9V
电路中的电流
I′==0.5625A
滑动变阻器接入电路的最大值
R滑大=≈5.33Ω
所以，滑动变阻器使用范围是4Ω～5.33Ω，能满足题目要求。
实验次数
1
2
3
4
5
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表示数
0.15
0.1
0.6
0.9