2020-2021学年天津市河西区九年级上学期物理期末试题及答案

这是一份2020-2021学年天津市河西区九年级上学期物理期末试题及答案，共18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，将下面几种物体接到图中A、B两点间，能使灯泡发光的是（ ）
A. 橡皮B. 钢尺C. 玻璃杯D. 塑料三角板
【答案】B
【解析】
【详解】将物体接到图中A、B两点间，能使灯泡发光的物体是导体。
ACD．橡皮、玻璃杯和塑料三角板是绝缘体，不能使灯泡亮起来，故ACD不符合题意；
B．钢尺是导体，能使灯泡亮起来，故B符合题意。
故选B。
2. 下列家用电器中，相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是（ ）
A. 电熨斗B. 电水壶C. 电风扇D. 电饭锅
【答案】C
【解析】
【详解】电熨斗、电水壶、电饭锅三个用电器都是纯电阻的，电流通过它们做功电能全部转化为热能， 而电流通过电风扇做功是将电能大部分转化为机械能使风扇转动，只有一少部分转化为热能，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3. 我国早期的指南针——司南，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢（握柄）指南”。司南握柄所指的方向是（ ）
A. 地理北极，地磁北极B. 地理北极，地磁南极
C. 地理南极，地磁北极D. 地理南极，地磁南极
【答案】C
【解析】
【详解】地球本身是一个大磁体，司南实质是一块磁铁，在地球的磁场中收到地磁力的作用，其静止时握柄指向南方，即地理南极，地磁场的北极在地理南极附近，即握柄指向地磁北极。
故选C。
4. 某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（ ）
A. ①B. ②C. ③D. ④
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图①可知，活塞向上运动，排气门打开，所以图①是排气冲程，故A不符合题意；
B．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图②可知，活塞向下运动，进气门打开，所以图②是吸气冲程，故B不符合题意；
C．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图③可知，活塞向下运动，两门关闭，所以图③是做功冲程，故C符合题意；
D．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图④可知，活塞向上运动，两门关闭，所以图④是压缩冲程，故D不符合题意。
故选C。
5. 如图是一款笔记本电脑散热支架，通过导线与电脑连接时，支架上的风扇就转动起来，从而帮助电脑散热。图中的实验装置与该散热支架工作原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电风扇的主要部件是电动机，电动机是利用通电导体在磁场中受磁场力的作用原理制成的。
A．图中是发电机的，应用的是电磁感应原理，故不符合题意；
B．图中是奥斯特实验，表明通电导线周围存在磁场，故不符合题意；
C．图中有电源，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的原理图，故C符合题意；
D．图中是探究电磁感应现象的实验，是发电机的原理图，故不符合题意。
故选C。
6. 小明利用电能表测量某个家用电器的电功率，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．
7. 图甲是一种磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图，底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列关于地球仪内部磁铁a端磁极的判断正确的是（ ）
A. S极B. N极C. N极或S极D. 无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，地球仪悬浮在空中是受到同名磁极排斥导致，地球仪内部磁铁a端磁极与通电螺线管的上方磁极相同。根据电路中电流方向可知，通电螺线管线圈上的电流方向向右，由安培定则可判定通电螺线管的上方是N极，故地球仪内部磁铁a端磁极也是N极。
故选B。
8. 某家庭部分电路如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡L1和L2串联
B. 灯泡两端的电压是36V
C. 开关S2控制灯泡L1和L2
D. 开关S1的位置不符合安全用电原则
【答案】D
【解析】
【详解】A．两个灯并列连接在一起，所以灯泡L1和L2并联，故A错误；
B．火线和零线之间的电压是220V，两个灯泡并联在火线和零线之间，所以两个灯两端的电压都是220V，故B错误；
C．开关S2在的支路上，只控制灯泡L2，故C错误；
D．开关S1控制灯泡L1，开关S1接在零线和灯泡之间，这样使用时在断开开关S1时，灯泡熄灭，但是没有切断火线，容易发生触电事故，不符合安全用电原则，故D正确。
故选D。
9. 如图所示，电源电压相等，已知R1> R2> R3> R4，开关均闭合后，在相同的时间内，消耗电能最多的电阻是（ ）
A. R1B. R2C. R3D. R4
【答案】D
【解析】
【详解】根据左图可知，两电阻串联，根据右图可知，两电阻并联，串联电路两端电压等于各部分电压之和，并联电路两端电压相等，由可知，R4两端电压为电源电压，电阻最小，所以相同时间消耗电能最多，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D
10. 某自动售货机，它可通过手机扫码（闭合S1）或通过投币（闭合S2），启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明。符合上述情况的电路设计是下图中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知，通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货，由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S1和开关S2应并联共同控制电动机；由题知，在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明，则灯泡与电动机并联能独立工作，且只由光控开关S3控制，综上结合选项可知，只有C图符合题意。
故选C。
二、多项选择题
11. 在家庭电路中，下述情况会造成因电流过大导致空气开关“跳闸”的是（ ）
A. 开关中的两个线头相碰
B. 家庭中用电器的总功率过大
C. 插头与插座接触不良
D. 插座中分别与火线和零线连接的两个线头相碰
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A．开关中的两个线头相碰只是使电路导通，不会导致电流过大而“跳闸”，故A不符合题意；
B．家庭中用电器的总功率过大，家庭电路的电压不变，根据可知，电流中电流过大，会引起“跳闸”，故B符合题意；
C．插头与插座接触不良，会导致电路断开，不会导致电流过大而“跳闸”，故C不符合题意；
D．插座中分别与火线和零线连接的两个线头相碰，造成短路，电路中产生很大的电流，会引起“跳闸”，故D符合题意。
故选BD
12. 如图所示，电源电压为U，开关S闭合前、后，电压表指针的位置不变，若电路中仅有一处故障，且只可能发生在电阻R1或R2上，则电压表示数及相应的故障分析正确的是（ ）
A. 若电压表示数为零，则一定是电阻R2短路
B. 若电压表示数为零，则一定是电阻R1断路
C. 若电压表示数为U，则可能是电阻R2断路
D. 若电压表示数为U，则可能是电阻R1短路
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．若闭合开关前，电压表示数为零，说明电压表没有串联在电路中，则故障为R1开路；闭合开关后，电压表指针的位置不变，即电压表仍然无示数，也说明是R1开路，故B正确，A错误；
CD．若闭合开关前，电压表有示数，说明电压表串联在电路中，此时电压表的示数为电源电压U；闭合开关后，电压表指针的位置不变，即电压表仍然测电源电压，则故障可能是R1短路了（R1不分压），也可能是R2开路（此时电压表串联在电路中测电源电压），故CD正确。
故选BCD。
13. 如图甲所示，电源电压保持不变，将滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中，电阻R1和滑动变阻器R2消耗的电功率随电流变化的关系图象如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A. 电源电压为
B. 电阻R1的阻值为
C. 滑动变阻器R2的最大阻值为
D. 电阻R1消耗的最小功率为
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．当变阻器的滑片移动到最左端时，只有R1的简单电路，此时电路中的电阻最小，由I=可知通过电路的电流最大，由图像可知最大电流是I2，由P=I2R可知电阻R1的功率最大，由图像可知R1的最大功率是P1，此时电源电压
U=U1=
R1的阻值

故AB正确；
C．当变阻器的滑片移动到最右端时，变阻器连入电路的电阻最大，电路的总电阻最大，由I=可知通过电路的电流最小，由图像可知最大电流是I1，电路的总电阻
R总=
滑动变阻器R2的最大阻值为
R2=R总-R1=-=
故C错误；
D．电阻R1消耗的最小功率为
P1最小=I12R1= I12=
故D正确。
故选ABD。
三、填空题
14. 如图所示，a、b分别为两个条形磁体的某一端磁极，根据图中磁感线的分布，可以判断a、b为_____（“同名”或“异名”）磁极，其中a为____极（填写字母）。
【答案】 (1). 异名 (2). N
【解析】
【详解】[1]同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁感应线由a指向b，相互吸引，因此是异名磁极。
[2]磁感线总是从磁体的N极发出，最后到S极，因此a是N极。
15. 如图所示，橡胶棒与毛皮摩擦的过程中，橡胶棒因__（选填“得到”或“失去”）电子而带负电荷；把该橡胶棒A与不带电的验电器B金属球接触，两个金属箔片立即张开。这一过程形成了由____（选填“A到B”或“B到A”）的瞬间电流。
【答案】 (1). 得到 (2). B到A
【解析】
【详解】[1]橡胶棒与毛皮摩擦的过程中，橡胶棒对电子的束缚能力较强，因得到电子而带负电荷。
[2]橡胶棒A与不带电的验电器B金属球接触时，橡胶棒A所带的一部分负电荷转移到金属球B；物理学中规定，正电荷定向移动的方向为电流方向，所以瞬间电流方向为由B到A。
16. 如图所示是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈．戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数，此过程利用了_____的原理，将_____能转化为电能．
【答案】 (1). 电磁感应 (2). 机械
【解析】
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应；这一过程中，可将机械能转化为电能
【详解】根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，切割线圈而产生电流．因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能．
【点睛】了解电磁感应现象，知道产生感应电流条件，明确这一过程中的能量转化，是解答本题的关键．
17. 某课外小组的同学自制了一只电烙铁，额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率为___W；在额定电压下通电600s产生的热量为___J。
【答案】 (1). 40 (2). 2.4×104
【解析】
【详解】由知道，电烙铁的额定功率
在额定电压下通电600s 产生的热量
Q=W=Pt=40W×600s=2.4×104J
18. 如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻变小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性 ________ ，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则 ________ 是除尘器。
【答案】 (1). 增强 (2). b
【解析】
【详解】[1]在其他情况一定时，电流越大，电磁铁的磁性就越强，所以该电路电流增大，电磁铁的磁性增强。
[2]衔铁会被吸下来，从图中可以看到，b有电流流过，这时开启自动除尘模式，则b是除尘器。
19. 如图所示，电源电压保持不变，灯L标有“U0、P0”字样，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯L正常发光，电压表示数为2U0，则滑动变阻器的最大阻值为______；当滑片P移到最大阻值时，灯L与滑动变阻器的电功率之比为______。（不计温度对灯丝电阻的影响）
【答案】 (1). (2). 1∶4
【解析】
【详解】[1]因为灯正常发光，所以灯的电压为U0，电功率为P0，所以电路中的电流为，此时接入电路的滑动变阻器的电阻为
因为滑动变阻器滑片在中点，所以滑动变阻器的最大电阻为
[2]灯L的电阻为
灯L与滑动变阻器电功率之比为
四、综合题
20. 如图所示，小明家新买了一台新款智能电热水器，它具有能手机操控、水质监测等特点。小明想知道该热水器的热效率。他关掉家里其他用电器，仅将装有50kg水的电热水器接入家庭电路中，当水的温度从20℃升高到60℃时，电能表加热前、后的示数如图所示。已知c=4.2×103J/kg·℃，求：
(1)加热过程中水吸收的热量；
(2)此过程电热水器的热效率。
【答案】(1)8.4106J；(2)93.3%
【解析】
【详解】解：(1)加热过程中水吸收的热量
(2)消耗电能为
此过程电热水器的热效率
答：(1)加热过程中水吸收的热量8.4106J；
(2)此过程电热水器的热效率93.3%。
21. 小金在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。请你帮他完成下列内容。
(1)请用笔画线代替导线，将如图所示的实物电路连接完整______。
(2)如图，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最______（选填“左”或“右”）端。
(3)他进行了4次测量，并将部分数据及现象记录在表格中。
①在进行第3次测量时，电流表示数如图所示，则通过小灯泡的电流为______A；小灯泡的额定功率为______W。
②由实验可得出的结论是：小灯泡的实际电功率越______，灯泡越亮。
【答案】 (1). (2). 右 (3). 0.3 (4). 0.75 (5). 大
【解析】
【详解】(1)[1]电源电压恒为3V，电压表量程选择，且滑动变阻器串联在电路中，电路的连接方式如图所示
(2)[2]在连接电路时，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应该位于最大阻值处，应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
(3)[3]电流表的量程为，最小分度值为0.02A，由图可知，电流表示数为0.3A。
[4]第3次测量时灯泡电压为额定电压2.5V，电流表示数为0.3A，根据P=UI知，小灯泡的额定功率为0.75W。
[5]由表格数据分析知，依次进行4次测量，灯泡的实际电功率逐渐变大，灯泡的亮度也由暗变得越来越亮，因此可得出的结论是：小灯泡的实际电功率越大，灯泡越亮。
22. 同学们在做“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”的实验时，提出以下猜想：
猜想一：电磁铁磁性的有、无跟通、断电有关；
猜想二：电磁铁磁性强弱跟通过电磁铁的电流大小有关；
猜想三：电磁铁磁性强弱跟电磁铁线圈的匝数多少有关；
为了验证上述猜想是否正确，同学们设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在相同铁钉上绕制若干圈，制成若干个简单的电磁铁。如图所示的甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。请你完成下列内容：
(1)实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它 ______ 的不同。这一方法体现了转换的思想。下面用到这种方法的是 _______ ；（填字母）
A．用磁感线来描述磁场
B．认识电压时，我们可以用水压来类比
C．研究焦耳定律时，利用U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化
(2)图中乙和 _____ （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）两种情况，可以验证猜想一的正确；
(3)通过比较图中 _____ 和 ____ 可以验证猜想二；
(4)由图丁可得出的结论是： ______ 相同时， _____ ，电磁铁的磁性越强。
【答案】 (1). 磁性强弱 (2). C (3). 甲 (4). 乙 (5). 丙 (6). 通过电磁铁的电流 (7). 线圈匝数越多
【解析】
【详解】(1)[1]探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验中，实验中使用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁的磁性强弱。
[2] A．用磁感线来描述磁场所使用的研究方法是模型法，故A不符合题意；
B．认识电压时，我们可以用水压来类比所使用的研究方法是类比法，故B不符合题意；
C．研究焦耳定律时，利用U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化所使用到的方法是转换法，故C符合题意。
故选C。
(2)[3]猜想一：电磁铁磁性的有、无跟通、断电有关。这个猜想是在线圈匝数、电流大小相同的情况下，对电路通断情况下电磁铁的磁性的分析。甲、乙两图，条件相同，甲图是断路，乙图是通路，故甲与乙图，可以验证猜想一的正确。
(3)[4][5]猜想二：电磁铁磁性强弱跟通过电磁铁的电流大小有关。这个猜想是在通路状态下，线圈匝数相同时，电流大小对电磁铁磁性的影响。由四个图分析知，乙、丙两图，都是通路，且线圈匝数相同，但滑动变阻器位置不同导致电路中电流不同，故乙与丙图，可以验证猜想二。
(4)[6][7]由图丁可知，两个线圈匝数不同的电磁铁串联在电路中，串联电路电流相同，线圈匝数多的电磁铁吸引的大头针更多，故可得出结论是：通过电磁铁的电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
23. 如图所示，小程的爸爸送给她一个智能加热眼罩，她查阅使用说明书，发现眼罩加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为6V，低温挡、中温挡的额定功率分别为3W和6W。利用所学的电学知识她设计了一个如图所示的等效电路，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S1可接a或b。求当它正常工作时：
(1)低温挡加热的电流；
(2)电阻R1的阻值；
(3)高温挡加热的额定功率。
【答案】(1)0.5A；(2)6Ω；(3)12W
【解析】
【详解】(1)由题意知，低温挡为3W，电路的额定电压为6V，根据公式可知，低温挡加热的电流为
(2)中温档时，S2闭合，S1接b，R2短路，只有R1接入电路，可得
所以电阻R1的阻值为6Ω。
(3)低温档时，S2断开，S1接b，R1和R2串联接入电路，电路中的总电阻为
即
所以电阻R2的阻值为
高温档时，开关S2闭合，S1接a，R1和R2并联接入电路，则电路中的总电阻为
高温挡加热的额定功率为
答：(1)低温挡加热的电流为0.5A；
(2)电阻R1的阻值为6Ω；
(3)高温挡加热的额定功率为12W。
24. 物理课上，老师拿来一个铭牌模糊不清的滑动变阻器Rp1，估计在130Ω~150Ω之间，让同学们测出它的最大阻值。除了该滑动变阻器以外，老师还提供的实验器材有：一个电源（电压约为2.5V），一个最大阻值为200Ω的滑动变阻器Rp2。一块电压表（量程：0~3V，分度值：0.1V），一块电流表（量程：0~0.6A，分度值：0.02A），若干开关和导线。请你合理选用器材帮助同学们设计一个实验方案，较精确测出滑动变阻器Rp1的最大阻值。要求：（电路不能重组）
(1)在虚线框内画出你所设计的实验电路图并标清电阻符号；
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；
(3)写出Rp1最大阻值的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
【答案】(1) ；(2)见解析；(3)
【解析】
【详解】(1)Rp1的阻值在130Ω~150Ω之间，电源电压约为2.5V，一个最大阻值为200Ω的滑动变阻器Rp2，一块电压表（量程：0~3V，分度值：0.1V），一块电流表（量程：0~0.6A，分度值：0.02A），这里我们应用一个电压表的测量方法，不用电流表，考虑到测量电压的准确度，故只能将两个滑动变阻器串联，将电压表与待测电阻并联，如图所示：
(2)因为要测滑动变阻器Rp1的最大阻值，所以要将Rp1调至最大值，我们只用电压表，所以需要间接计算出电流大小，因为滑动变阻器只有两端电阻已知，即0Ω和200Ω，所以分别使滑片滑至端点，测量出未知电阻的电压，然后进行计算。
(3)当Rp2滑到最小值时，未知电阻的电压等于电源电压U0；当Rp2滑到最大值时，记录此时电压表示数为U1，此时变阻器的电压为
由欧姆定律可知，此时电路中的电流为
待测电阻的大小
25. 如图所示，电源电压U0且保持不变，虚线框内的电路中连接有两个相同阻值的电阻，当开关S由闭合到断开时，电流表的示数减少了I0，且示数不为0。请你解答如下问题：
(1)在虚线框内画出符合上述设计要求的两种电路图；
(2)计算出电阻的可能阻值。
【答案】；
【解析】
【详解】解：(1)(2)第一种情况：开关闭合时电路中有一个电阻，断开开关又串联了一个电阻，如图所示：
由题意可知
I′-I=I0
即
=I0
R=
第二种情况：开关闭合时电路中两个电阻并联，断开开关，去掉了一个电阻，如图所示：
电流表减小的电流值就是通过该电阻的电流，电阻的阻值

答：(1)如上图所示，电阻的阻值是；(2)如上图所示，电阻的阻值是。
次数
电压U/V
电流I/A
实际电功率P/W
灯泡亮度次数
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏暗
3
2.5
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮