河南省商丘市柘城县2023-2024学年九年级上学期期末物理模拟试卷

这是一份河南省商丘市柘城县2023-2024学年九年级上学期期末物理模拟试卷，共14页。
2．（3分）“端午浓情，粽叶飘香”，这是 现象，清晨粽叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠说明了分子间存在 。
3．（2分）基本的电路由 、开关、导线和用电器组成，用电器的作用是 ，开关的作用是控制家用电器的 。
4．（2分）如图所示是A、B两定值电阻的U﹣I图象，由图象中信息可知：导体B电阻为 Ω，若将A、B串联接入电路，通过A的电流为0.2A，则通电1min导体B产生的热量为 J。
5．（2分）由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的 效应而造成大量的能量损耗：近年来我国在超导领域取得了举世瞩目的成就，用超导电缆输电，可大大降低能量损耗。有一段输电线路，输电电流为200A，输电线路的电阻为0.5Ω，若以超导电缆替代该线路输电1h，可节约电能 kW•h。
6．（3分）在如图所示的电路中，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，电源电压保持不变。当开关S1、S3断开，S2闭合时，电流表的示数为0.2A。当开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表的示数为 A，R2的电功率为 W。为了保障电路安全，开关 不能同时闭合。
二．选择题（共8小题，满分16分，每小题2分）
7．（2分）如图为四冲程汽油机的某个冲程的示意图，此过程中汽缸内气体的内能和温度变化情况是（ ）
A．内能减少，温度降低B．内能减少，温度升高
C．内能增加，温度降低D．内能增加，温度升高
8．（2分）下列数据最接近生活实际的是（ ）
A．速热开水壶的额定电流约为1A
B．电冰箱电功率约1000W
C．手机锂电池的电压为1.5V
D．家用日光灯正常工作电流约0.2A
9．（2分）为了方便住户用水，现在很多小区都有自动售水机。通过微信或者支付宝扫码支付，支付后“感应”开关闭合取水，还可以通过投币使“投币”开关闭合取水。这种设计的简易电路图你认为符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（2分）下列有关电流的说法正确的是（ ）
A．在电源外部电流从电源正极出发，回到电源负极
B．电流方向是电子定向移动的方向
C．只有正电荷定向移动才能形成电流
D．回路中有电源就能形成电流
11．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．使用试电笔时，手要接触笔尾金属体
B．户外游玩时，如遇雷雨天气，可在大树下避雨
C．家庭电路安装空气开关和漏电保护器，都是防止漏电而采取的安全措施
D．控制电灯的开关，要连接在零线和电灯之间
12．（2分）以下图片能说明电动机工作原理的是（ ）
A．
B．
C．
D．
（多选）13．（2分）如图所示，是“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰”挎照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释错误的是（ ）
A．小风扇是风力发电机，工作时将电能转化为机械能
B．光电池板是将光能转化为电能的装置
C．照明灯工作时将电能转化为光能
D．蓄电池在夜晚供电时，将电能转化为化学能
（多选）14．（2分）在图示的电路中，电源电压保持不变，开关S1闭合，如果S2从断开到闭合，则电流表A的示数和电压表V的示数，以及灯泡L1的亮度将（ ）
A．变小 变大B．变大 不变
C．亮度变暗D．亮度不变
三．作图题（共2小题，满分4分，每小题2分）
15．（2分）如图，请将实物图连接完整并标出通电螺线管的N极。（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，通电螺线管磁性增强）
16．（2分）如图是电水壶工作的示意图，请用笔画线代替导线，将电水壶的三条接线按照安全用电的原则对应连接好。
四．实验探究题（共3小题，满分18分）
17．（4分）在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，小芳同学连接的电路如图所示，已知电源电压恒为6.0V，滑动变阻器R2规格为“60Ω 0.5A”，可供其选择的定值电阻的阻值有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω和40Ω。
（1）请将图1中的实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向右滑动时电路中的电流变大，且导线不允许交叉；
（2）正确连接电路后，调节滑动变阻器的阻值至最大并闭合开关，发现两电表示数均为零，则电路故障可能为 。
A．R1短路 B．R1断路 C．R2短路 D．R2断路
（3）故障排除重新连接正确后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，此时电流表的示数如图2所示，则电路中的电流为 A； 将5Ω的定值电阻换成了10Ω的定值电阻，闭合开关后应向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片；
（4）在该同学使用5Ω、10Ω、15Ω这三个定值电阻实验完成上述实验时，定值电阻消耗的最大功率为 W，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω；
（5）在以上实验不改变电表接线柱的基础上，该同学想尽量多测几组数据，但她不能选用的定值电阻有 。
18．（7分）某同学用如图所示的装置研究电磁感应。
（1）如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中 （填“无”或“有”）感应电流。
（2）如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，电流表指针 （填“不会”或“会”）偏转。
（3）利用电磁感应原理工作的装置有 （填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”）。
19．（7分）用如图甲所示的电路“测量定值电阻Rx的阻值”。
（1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整（要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变大）；
（2）正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于 （选填“A”或“B”）端；
（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是 ；
（4）排除故障后继续实验，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx＝ Ω。
【拓展】完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U额），请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ；
② ，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。
五．计算题（共2小题，满分18分，每小题9分）
20．（9分）十九大报告指出：“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”。某市中心城区日产垃圾已上升到8500吨。《城市生活垃圾分类管理办法》开始实施，正式进入生活垃圾强制分类时代。焚烧发电是目前世界上普遍采用的最安全、最有效的生活垃圾处理技术。垃圾分类后再焚烧，其热值可提升30%至40%，二噁英（致癌物质）排放量可降低80%。如图所示是中国中部最大的垃圾焚烧发电站，日处理生活垃圾4200吨，每天发电1.35×106kW•h。求：
（1）此发电站日处理4200吨垃圾产生的热量最多有多少？【设垃圾的平均值为6×106J/kg】
（2）若发电站日处理的垃圾完全燃烧释放出的热量完全被水吸收，能使多少千克20℃的水升高70℃？【水的比热容为c＝4.2×103J/（kg•℃）】
（3）该发电站垃圾焚烧发电效率为多少？（结果保留整数）
21．（9分）电饭锅是家庭常用的电器，它既有加热功能，又有保温功能。图甲所示为某型号电饭锅的简化电路图。S1是一个磁钢式开关，可以实现通断电自动控制，R1和R2均为加热电阻。把电饭锅接入220V的家庭电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）在答题卡的指定位置画出电饭锅加热时、保温时的等效电路图；
（2）电阻R1的阻值；
（3）电饭锅在20～30min内产生的热量。
2023-2024学年河南省商丘市柘城县九年级（上）期末物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一．填空题（共6小题，满分14分）
1．【解答】解：导体的电阻是导体本身的一种性质，跟导体的材料、长度、横截面积、温度有关，而跟电压、电流无关。根据欧姆定律变形可知，导体的电阻可由R=UI来计算。
故答案为：材料；无关；导体的电阻值；
2．【解答】解：荷花盛开飘来阵阵花香，是花香分子发生的扩散现象，说明分子在不停息地做无规则运动；
清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠，表明分子之间存在引力。
故答案为：扩散；引力。
3．【解答】解：
（1）题目中已经给出开关、导线和用电器三个电路元件，因此空格横线处补上缺少的电路元件“电源”即可。
（2）根据各个电路元件在电路中的作用，在电源的作用处写上“将电能转化为其他形式的能”，开关的作用是控制家用电器的“通断”。
故答案为：电源；将电能转化为其他形式的能；通断。
4．【解答】解：（1）由图象可知，当B的电压U＝6V时，通过电阻的电流为I＝0.6A，
由I=UR得，RB=UI=6V0.6A=10Ω；
（2）电阻A、B串联接入电路，通过B的电流等于通过A的电流，
B产生的热量Q＝I2RBt＝（0.2A）2×10Ω×60s＝24J
故答案为：10；48。
5．【解答】解：
（1）由焦耳定律可知，电流通过导体时会产生热量，叫做电流的热效应；
（2）用超导电缆替代该线路输电1h＝3600s可节约电能：
W＝I2Rt＝（200A）2×0.5Ω×3600s＝7.2×107J＝20kW•h。
故答案为：热；20。
6．【解答】解：
（1）由电路图可知，当开关S1、S3断开，S2闭合时，两电阻串联，电流表测电路中电流；
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和，由I=UR可得，电源电压：U＝I（R1+R2）＝0.2A×（10Ω+20Ω）＝6V；
当开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，电流表测干路电流；
通过R1支路电流：I1=UR1=6V10Ω=0.6A，
通过R2支路电流：I2=UR2=6V20Ω=0.3A，
因并联电路干路电流等于各支路电流之和，由I=UR可得，电流表示数：I′＝I1+I2＝0.6A+0.3A＝0.9A；
R2的电功率：P2＝UI2＝6V×0.3A＝1.8W；
（2）当开关S1、S2、S3同时闭合时，电流经电流表回到电源的负极，造成电源短路，这是绝对不允许的，因此开关S1、S2、S3不能同时闭合。
故答案为：0.9；1.8；S1、S2、S3。
二．选择题（共8小题，满分16分，每小题2分）
7．【解答】解：两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，分子热运动减慢。
故选：A。
8．【解答】解：A、速热开水壶的额定功率约2000W，故电流约10A；故A错误；
B、电冰箱电功率约100W左右；故B错误；
C、手机锂电池的电压为3.7V；故C错误；
D、家用日光灯正常功率为40W，故工作电流约0.2A；故D正确；
故选：D。
9．【解答】解：由题知，售水机既可以通过扫码闭合“感应开关”取水，也可以通过投币闭合“投币开关”机取水；这说明扫码和投币互不影响，故感应开关和投币开关应是并联的，再与电动机串联，故D正确。
故选：D。
10．【解答】解：A、对于一个电路，在电源外部，电流从电源的正极通过用电器流向电源的负极，故A正确；
B、C、电荷的定向移动形成电流，可以是正电荷，也可以是负电荷；也可以是正、负电荷同时向相反方向定向移动形成，故B、C错误；
D、电路中有电流的条件是：有电源，且电路是闭合的，故D错误。
故选：A。
11．【解答】解：A、使用试电笔时，笔尖接触被测物体，手指接触笔尾。若被测物体带电，则此时被测物体、试电笔、人体、大地构成通路，试电笔中的氖管才可以发光，故A正确；
B、雷雨天，人不能在大树底下避雨，否则可能会被雷击中，故B错误；
C、家庭电路安装漏电保护器是防止漏电而采取的安全措施，空气开关是为了防止电路中的电流过大而采取的安全措施，故C错误；
D、控制电能的开关接在零线与电灯之间，也可以起到控制电灯的作用。故D错误。
故选：A。
12．【解答】解：A、是奥斯特实验图，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，不符合题意；
B、图中是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，不符合题意；
C、电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理，符合题意；
D、动圈式话筒的原理是电磁感应，和发电机的原理相同，不符合题意。
故选：C。
13．【解答】解：
A、小风扇利用风力发电，消耗了机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故A错误；
B、光电池板工作时，消耗了太阳能，获得了电能，是将光能转化为电能，故B正确；
C、照明灯工作时，消耗了电能，获得了光能，将电能转化为光能，故C正确；
D、蓄电池在夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，故D错误。
故选：AD。
14．【解答】解：
由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时，电路为L1的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测通过L1的电流；
开关S1、S2闭合时，两灯泡并联，电流表测干路电流，电压表测电源的电压，因电源电压保持不变，所以，电压表V的示数不变；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过L1的电流和实际功率不变，灯泡L1的亮度不变；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变大，即电流表A的示数变大；故BD正确。
故选：BD。
三．作图题（共2小题，满分4分，每小题2分）
15．【解答】解：要求滑动变阻器的滑片向右移动时，通电螺线管磁性增强，即电流变大电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中；
根据安培定则，通电螺线管下端为N极，如下图所示：
16．【解答】解：为了安全，应将带有保险丝和开关的线与火线相连，将壶的外壳与大地相连，则剩下的一根线与零线相连。如下图所示：
四．实验探究题（共3小题，满分18分）
17．【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向右滑动时电路中的电流变大，则电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联，电流表与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：
（2）A、若R1短路，电路为变阻器的简单电路，电压表无示数，电流表有示数，不符合题意；
B、若R1断路，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，不符合题意；
C、R2短路，电路为通路，两表都有示数，不符合题意；
D、若滑动变阻器断路，则整个电路断路，两电表示数均为零，符合题意。
故选：D。
（3）故障排除重新连接正确后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，此时电流表的示数如图2所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则电路中的电流为0.4A，
由欧姆定律，电阻的电压为：UV＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，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，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2V。
（4）因定值电阻电压控制为2V不变，根据P=U2R可知，当选用最小的电阻5Ω时定值电阻消耗的最大功率：
P=UV2R1=(2V)25Ω=0.8W；
电路的电流为0.4A，由串联电路的规律和欧姆定律，此时滑动变阻器接入电路的阻值为：
R滑=U−UVI=6V−2V0.4A=10Ω；
（5）电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，定值电阻的电压为变阻器分得的电压0.5倍，根据分压原理，当变阻器的最大电阻60Ω连入电路中时，对应的电阻最大为：
2V4V×60Ω＝30Ω＜40Ω，故在以上实验不改变电表接线柱的基础上，该同学想尽量多测几组数据，但她不能选用的定值电阻有 40Ω。
故答案为：（1）如上所示；（2）D；0.4；左；（4）0.8；10；（5）40Ω。
18．【解答】解：（1）由图甲可知，导体AB从图示位置向上运动，闭合电路的一部分做切割磁感线运动，所以电路中就有感应电流。
（2）由图乙可知，线圈不动，蹄形磁铁快速向左运动时，闭合电路的一部分也切割磁感线，电路中也有电流，因此电流表指针会偏转。
（3）扬声器是把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理；电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁，利用电流的磁效应；动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应原理。
故答案为：（1）有；（2）会；（3）动圈式话筒。
19．【解答】解：（1）向左移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变大，说明滑动变阻器的滑片P在向左移动过程中接入电路的电阻在减小，故应接A端；如图所示：
；
（2）实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即B端；
（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0，说明电路断路，用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，此时电路仍为断路，连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转，此时电路为通路，导线与滑动变阻器并联接入电路，所以电路故障是滑动变阻器断路；
（4）由乙图可知电流表接“0～0.6A”量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，由欧姆定律可得定值电阻的阻值：Rx=UI=2V0.2A=10Ω；
（5）①闭合开关S、S1，断开开关S2，灯L、R0、滑动变阻器R三者串联，此时电压表测R0和R串联的总电压，根据串联电路电压规律可知电压表的示数为U′＝U﹣U额；
②要测小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压U额，还需要测定小灯泡正常发光时的电流，根据串联电路电流处处相等的特点，可先测通过R0的电流，通过闭合开关 S、S2，断开开关S1，此时电压表测R0两端电压表示数为U1；
③由欧姆定律可得通过R0的电流为：I=U1R0，由于串联电路电路处处相等，则通过灯泡的电流大小等于通过R0的电流大小，
小灯泡的额定功率：P额＝U额I＝U额×U1R0。
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）滑动变阻器断路；（4）10；（5）①U﹣U额；②闭合开关 S、S2，断开开关S1；③U额×U1R0。
五．计算题（共2小题，满分18分，每小题9分）
20．【解答】解：
（1）4200t垃圾完全燃烧放出的热量：
Q放＝m垃圾q＝4200×103kg×6×106J/kg＝2.52×1013J；
（2）发电站日处理的垃圾完全燃烧释放出的热量完全被水吸收，则水吸收的热量Q吸＝Q放；
由Q吸＝cm水Δt可得水的质量：m水=Q吸cΔt=2.52×1013J4.2×103J/(kg⋅℃)×70℃≈8.57×107kg；
（3）每天的发电量为：W＝1.35×106kW•h＝1.35×106×3.6×106J＝4.86×1012J；
发电站垃圾焚烧发电效率：η=WQ放×100%=4.86×1012J2.52×1013J×100%≈19%。
答：（1）此发电站日处理4200吨垃圾产生的热量最多有2.52×1013J；
（2）能使8.57×107kg千克20℃的水升高70℃；
（3）该发电站垃圾焚烧发电效率为19%。
21．【解答】解：（1）只闭合S时，电路为R1的基本电路；同时闭合S、S1时，R1、R2并联；
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，只闭合开关S1时，电路的总电阻最大，由P=U2R可知，电源的电压一定时，电路的总功率最小，电饭锅处于保温挡；同时闭合S、S1时，R1、R2并联，电饭锅处于加热状态；
则电饭锅加热时、保温时的等效电路如下图所示：
（2）根据图乙可知，电饭锅处于保温状态时，电路电流为1A
由I=UR可得，电阻R1的阻值：R1=UI1=220V1A=220Ω；
（3）电饭锅在20～30min内产生的热量：Q＝I2R1t＝（1A）2×220Ω×（30﹣20）×60s＝1.32×105J。
答：（1）如上图所示；
（2）电阻R1的阻值为220Ω；
（3）电饭锅在20～30min内产生的热量为1.32×105J。