2021-2022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2021-2022学年天津市河西区九年级上学期物理期末试题及答案，共21页。试卷主要包含了填空题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）下列每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题意。
1. 下列现象中，属于扩散现象的是（ ）
A. 春天，柳絮飞扬
B. 夏天，荷花飘香
C. 秋天，树叶飘落
D. 冬天，雪花纷飞
【1题答案】
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．柳絮飞扬属于机械运动，不能表明分子的无规则运动，故A不符合题意；
B．夏天，荷花飘香说明花香分子运动到了空气中，属于扩散现象，故B符合题意；
C．树叶飘落属于机械运动，不能表明分子的无规则运动，故C不符合题意；
D．雪花纷飞属于机械运动，不能表明分子的无规则运动，故D不符合题意。
故选B。
2. 一位电视台记者在讲到某工厂上半年节电的时候，手举一只理发用的电吹风说：“这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000 个这样的电吹风。 ”这位记者弄混了两个重要的电学概念。 这两个概念是（ ）
A. 电能和电流B. 电流和电压C. 电压和电阻D. 电能和电功率
【2题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】节电，即节省的电能是；500W是指电吹风的电功率，开动10000 个这样的电吹风，总功率为
P=0.5kW×10000=5000kW
所以这个记者把电能和电功率两个重要的电学概念混淆了。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3. 下图中用电器的工作原理与电热水壶相同的是（ ）
A. 电风扇
B. 电视机
C. 电饭煲
D. 洗衣机
【3题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】电热水壶工作时，将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的。
A．电风扇的电动机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电视机主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电饭煲工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故C符合题意；
D．洗衣机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选C。
4. 甲、乙为不同条形磁铁两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，如图所示，根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极，下列描述正确的是（ ）
A. 甲、乙都是N极B. 甲、乙都是S极
C. 甲是N极，乙是S极D. 甲是S极，乙是N极
【4题答案】
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由图可知，两磁极相互排斥，小磁针的N极的指向与该点磁感线的方向一致，磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以甲、乙都是S极。
故选B。
5. 某电能表的表盘如图所示，用电时电能表的铝盘每转过3000转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是（ ）
B.
C. D.
【5题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】表示电能表的铝盘每转过3000转，接在该电能表上用电器消耗的电能
ACD不答题意，B符合题意。
故选B。
6. 如图所示，通电螺线管周围放着能够自由转动小磁针a、b、c，这三根磁针静止时，图中所标的磁极正确的是（ ）
A. 小磁针aB. 小磁针bC. 小磁针cD. 小磁针b，c
【6题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】如图，电流从螺线管左端注入，根据安培定律，右手四指顺着电流方向握住螺线管，大拇指所指的方向为N极，即螺线管左端为N极，右端为S极，由磁极间相互作用的规律，小磁针a的右端为S极，小磁针b的左端为S极，小磁针c的左端为N极，故ABD错误，C正确。
故选C。
7. 如图是一种温度自动报警器的工作原理图，其中热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。当温度升高到某一设定值时，下列说法正确的是（ ）
A. 仅电铃响B. 仅报示灯亮
C. 指示灯亮同时电铃响D. 无法判断
【7题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。当温度升高到某一设定值时，热敏电阻的阻值变小，控制电路电源电压一定，根据欧姆定律，控制电路中电流变大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁向下运动，接通电铃所在的支路，断开指示灯所在的支路，指示灯熄灭，电铃响，故A正确，BCD错误。
故选A。
8. 如图所示，现代武器中的新型电磁炮是利用电磁技术制成的，具有速度大、命中率高的特点，其原理是磁场对通电导体有力的作用。下图中与此原理相同的是（ ）
A. 发电机
B. 电磁起重机
C. 磁悬浮列车
D. 自制电动机
【8题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．发电机是利用电磁感应现象，将机械能转化为电能，故A不符合题意；
B．电磁起重机是利用电流的磁效应，属于电生磁，故B不符合题意；
C．磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理，让列车与轨道脱离接触，减小摩擦力，故C不符合题意；
D．电动机是通电导体在磁场中受而转动的原理工作的，利用了磁场对通电导体有力的作用，故D符合题意。
故选D。
9. 下图是汽油机一个工作循环的四个冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程是
A. B.
C. D.
【9题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】在汽油机的四个冲程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的．
A．图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，故不符合题意；
B．图中两气门都关闭，活塞向下运行，火花塞点火，气缸容积增大，是做功冲程，故符合题意；
C．图中两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，故不符合题意；
D．图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，故不符合题意．
10. 如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1和L2都正常发光。一段时间后，一盏灯突然熄灭，而电压表和电流表示数都不变，则故障原因可能是（ ）
A. 灯L1短路B. 灯L1断路C. 灯L2短路D. 灯L2断路
【10题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】开关S闭合后，L1与L2并联，电流表测L2的电流，电压表测电源或灯泡两端电压。
AC．灯L1短路或灯L2短路，都会导致电源短路，会损坏电源，电流表与电压表均变为0，故AC不符合题意；
B．灯L1断路，由于并联电路相互不影响，L2仍能照常发光，电流表与电压表示数都不变，故B符合题意；
D．灯L2断路，该支路电流为0，电流表示数变为0，电压表测电源电压，保持不变，故D不符合题意。
故选B。
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题3分，共9分）每小题给出的四个选项中，符合题意的选项均多于一个，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，不选或选错的得零分。
11. 如图所示，关于家庭电路及安全用电，下列说法中正确的是（ ）
A. 甲图：不要在高压线下钓鱼
B. 乙图：更换灯泡时应先断开电源开关
C. 丙图，多个大功率用电器可以接在一个插线板上同时使用
D. 丁图：人站在绝缘凳上，一只手接触火线，同时另一只手接触零线，人会触电
【11题答案】
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．鱼杆是导体，而且可能沾有水，容易导电，在高压线下钓鱼容易引起触电事故，故A正确；
B．开关串联在灯泡与火线之间，断开开关时，断开了与火线的连接，更换灯泡时更安全，故B正确；
C．多个大功率用电器接在一个插线板上同时使用，会导致总电流过大，使插线板严重发热，损坏插线板，故C错误；
D．人站在绝缘凳上，一只手接触火钱，同时另一只手接触零线，会在火线与人体、零线之间形成一个回路，有较大电流通过人体，会导致人体触电，故D正确。
故选ABD。
12. 如图是小虹设计的一种“身高测量仪”，其中滑片P将电阻丝分成上、下两部分，身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时，身高越高（ ）
A. 电压表示数越小B. 电压表示数越大
C. 电流表示数越大D. 电流表示数不变
【12题答案】
【答案】BD
【解析】
【详解】如图所示，电压表接在滑动变阻器的滑片上，相当于滑动变阻器滑片处于断路，滑动变阻器始终处于最大阻值处，即滑动变阻器移动滑片时不能改变接入电路中的电阻的大小，根据欧姆定律，电源电压不变，电阻不变，电流也不变，即电流表示数不变，滑片向上移动，电压表测试范围内的电阻变大了，电流不变，其示数变大，故AC不符合题意，BD符合题意。
故选BD。
13. 如图所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，当滑片P从一端移动到另一端时，电压表示数变化范围为U0~2U0，定值电阻R1消耗电功率的变化量为P0。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为2U0B. 电阻R1的阻值为
C. 滑动变阻器R2的最大阻值为D. 电路消耗的最小功率为
【13题答案】
【答案】AC
【解析】
【详解】A．闭合开关S，当滑片P置于左端时，R2接入阻值为0，电压表示数最大，则R1两端电压为电源电压，所以电源电压为
故A正确；
BC．闭合开关S，当滑片P置于右端时，R2接入最大阻值，电压表示数U0，则此时R1两端电压为U0，所以R2此时两端电压为
则
根据串联电路电流的规律及欧姆定律可得
所以。
定值电阻R1消耗电功率的变化量为
变形可得此时R2与R1的阻值为
故B错误，C正确；
D．当滑动变阻器接入最大电阻时，电路消耗的最小功率为
当时，变形得
故D错误。
故选AC。
第II卷 非选择题
注意事项：
1. 用黑色字迹的签字笔将答案写在“答题卡”上（作图可用2B铅笔）。
2. 本卷共两大题，共61分。
三、填空题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
14. 如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果。线体和充电头磁性吸附的原理是___________名磁极相互吸引；指南针能够指南北，是因为指南针受到了___________的作用。
【14题答案】
【答案】 ①. 异 ②. 地磁场
【解析】
【详解】[1]根据磁极间相互作用的规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故不同型号的磁性充电头吸附对接，应用的异名磁极相互吸引。
[2]地球相当于一个具大的磁体，周围磁场方向与条形磁体相似，指南针能够指南北，是因为指南针受到了地磁场的作用。
15. 从物体内能改变的方式看，“炙手可热”是通过_______方式来改变物体内能：“钻木取火”是通过_______方式来改变物体内能（选填“做功”或“热传递”）。
【15题答案】
【答案】 ①. 热传递 ②. 做功
【解析】
【详解】[1] “炙手可热”是通过热量的传递，即热传递的方式改变内能。
[2] “钻木取火”是通过做功的方式改变内能。
16. 如图所示，将导体ab和灵敏电流表用导线连接并将导体ab置于磁极间。当导体ab水平向右快速运动时，电流表指针向左偏转；现将磁极对调后，导体ab仍水平向右快速运动，电流表指针将向___________（选填“左”或“右”）偏转，在该运动过程中，主要将机械能转化为___________能。
【16题答案】
【答案】 ①. 右 ②. 电
【解析】
【详解】[1]在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线方向和磁场方向有关，当其中一个因素发生改变时，感应电流的方向也发生改变。当导体ab水平向右快速运动时，电流表指针向左偏转；现将磁极对调后，磁场方向改变，导体ab仍水平向右快速运动，电流表指针将向右偏转。
[2]在该运动过程中，消耗了机械能产生了电能，故主要将机械能转化为电能。
17. 如图所示，是一种简易点火装置，将一张锡纸剪成中间窄、两端宽的形状，再将锡纸两端分别与干电池的正负极连接。 过一会儿，看到锡纸中间部分燃烧起来，这是因为短路时通过锡纸的电流___________（选填“大”或“小”）、中间狭窄的地方电阻___________（选填“较大”或“较小”），短时间内锡纸狭窄处会产生较多热量造成的。
【17题答案】
【答案】 ①. 大 ②. 较大
【解析】
【详解】[1][2]不经过用电器，直接用导线将电源两极连接起来，这种情况叫短路，此时电路中会有很大的电流。影响电阻大小的因素为材料、长度、横截面积、温度，在其它条件不变时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大。将锡纸两端分别与干电池的正负极连接，造成电源短路，此时通过锡纸的电流大、中间狭窄的地方电阻较大，根据Q=I2Rt可知，短时间内锡纸狭窄处会产生较多热量，所以， 过一会儿会看到锡纸中间部分燃烧起来。
18. 如图所示是正确连接的家庭电路的一部分，根据电路图可判断：a导线是___________（选填“火”或“零”）线；如图是家庭电路常见的三孔插座，当电路正常时，试电笔接触孔___________（选填图中的序号）时氖管会发光。
【18题答案】
【答案】 ①. 火 ②. ③
【解析】
【详解】[1]家庭电路中，开关要接在火线和用电器之间，a导线是火线。
[2]右图家庭电路中常见的三孔插座，①连接的是地线，②连接的是零线，③连接的是火线，在电路正常时，试电笔接触火线即孔③时氖管会发光。
19. 如图所示，灯泡L上标有“6 V 9 W”字样，闭合开关S后，灯泡L正常发光，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2。若，则电源电压是______V；电阻R消耗的电功率是_______W。
【19题答案】
【答案】 ①. 15 ②. 13.5
【解析】
【详解】[1]闭合开关S后，由电路图可知，L与R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测R两端的电压。闭合开关S后，灯泡L正常发光，灯泡正常发光时的电压
U1=6V
由题意可知，U1:U2=2:3，则R两端的电压
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=U1+U2=6V+9V=15V
[2]由可得，灯泡正常发光时的电流即电路的电流为
则电阻R消耗的功率
PR=U2I=9V×1.5A=13.5W
四、综合题（本大题共6小题，共37分）解题中要求有必要的分析和说明，计算题要有公式和数据代入过程，结果要有数值和单位。
20. 如图是一款额定电压为220V的迷你电热杯。电热杯内部有一电热丝，电阻为；该杯子正常工作时，使杯内0.5kg的水从20℃升高到100℃，所用时间为525s。已知，求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热杯的热效率。
【20题答案】
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】解：（1）水吸收的热量为
（2）杯子正常工作525s所消耗的电能为
电热杯的热效率为
答：（1）水吸收的热量为；
（2）电热杯的热效率为。
21. 为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”，老师设计了如图所示的甲、乙两组实验装置，将a、b、c、d四段电阻丝分别密封在完全相同的透明容器中，容器中封闭等量的空气，并与装有相同液体的U形管相连通。 容器外电阻丝e与乙装置中电阻丝d并联，五段电阻丝中b的电阻为10，其余均为5。 请你完成下列内容：
（1）图中，利用装置___________（选填“甲”或“乙”）可直接探究电流产生的热量与电阻的关系；
（2）如图，乙装置外部电阻丝e的作用是使通过左、右两容器中电阻丝的电流___________； （选填“相等”或“不相等”）
（3）如图，通过观察乙装置，_______（选填“左”或“右”）容器中导体产生的热量较多。 由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越_________，导体产生的热量越多。 该装置___________（选填“能”或“不能”）解释“电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热”；
（4）如图，让乙装置冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝e、d都放入容器中，接通电源一段时间后，电阻丝产生的热量_______多。 （选填“左容器”“右容器”或“两容器一样”）
【21题答案】
【答案】 ①. 甲 ②. 不相等 ③. 左 ④. 大 ⑤. 不能 ⑥. 左容器
【解析】
【详解】（1）[1]探究电流产生的热量与电阻的关系，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻大小，根据串联电路各处的电流都相等，故图中，利用装置甲可直接探究电流产生的热量与电阻的关系。
（2）[2]串联电路各处的电流都相等；容器外电阻丝e与乙装置中电阻丝d并联，而并联电路干路的电流等于各支路电流之和。如图乙装置外部电阻丝e的作用是使通过左、右两容器中电阻丝的电流不相等。
（3）[3]电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的气体加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法。如图，通过观察乙装置，左容器中U型管两管液面高度差较大，由转换法，导体产生的热量较多。
[4]根据串联电路电流的规律及并联电路电流的规律，通过电阻丝c的电流大于通过e的电流，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
[5]电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，而电炉丝的电阻远大于导线的电阻，根据Q=I2Rt，电阻越大（小），产生的热量越多（少），故该装置不能解释“电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热”。
（4）[6]让实验装置冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝e、d都放入容器中，接通电源一段时间后。根据并联电阻规律可得，右瓶中两根5Ω电阻丝并联的总电阻小于5Ω，即图乙左边容器的电阻大于右边容器中的电阻，而通过两容器电阻丝的电流相等，通电时间相等，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，接通电源一段时间后，左容器电阻丝产生的热量多。
22. 九年三班的同学们在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时，提出了两种猜想。
猜想一：电功率跟电流有关，电流越大，电功率越大；
猜想二：电功率跟电压有关，电压越大，电功率越大。
（1）小欢同学就猜想一进行了如下探究：
①按照如图所示的电路图连好实物电路；
②更换不同规格灯泡，移动滑动变阻器的滑片，分别记下电流表的读数和灯泡的亮度。实验结果如表一
小欢由此得出：电功率跟电流有关，电流越大，电功率越大；
小乐对小欢的实验过程进行评估，认为该实验有不合理的地方，不合理之处是：实验中未控制_______不变；
（2）小欢为了验证猜想二，他可将不同规格的小灯泡________（选填“串”或“并”）联起来进行实验；
（3）探究出电功率跟电压和电流的关系后，爱动脑筋的小宋猜想：“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系”。于是，他向老师借了一些定值电阻和其它相关器材进行实验，实验数据如表二、表三所示；
①分析表二中的数据得到的结论是：___________一定时，电功率与电阻成___________比；
②分析表三中的数据得到的结论是：___________。
表二
表三
【22题答案】
【答案】 ①. 电压 ②. 串 ③. 电流 ④. 正 ⑤. 电压一定时，电功率与电阻成反比
【解析】
【详解】（1）[1]根据控制变量法，要探究与电流的关系，应改变电流，保持电压不变。
（2）[2]小欢为了验证猜想二，即与电压的关系，根据控制变量法，需要保持电流一定，电阻不同，由串联电路电流的规律可知两电阻应串联接入。
[3][4]据表二的数据，当电流不变时，电阻增加到原来的几倍，功率为原来的几倍，故当电流一定时，电功率与电阻成正比。
（3）[5]据表三数据，当电压不变时，电阻增加到原来的几倍，功率为原来的几分之一，故当电压一定时，电功率与电阻成反比。
23. 近年冬天，越来越多的人们在使用电热桌垫，如图。好奇的小东同学很想知道它的发热原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由两根电热丝R1、R2组成，设计低温、高温两挡，内部简化电路图如图所示，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱，已知R1的阻值为6，R2的阻值为4。求：
（1）低温挡加热的电流；
（2）高温挡加热的功率。
【23题答案】
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】解：如图所示，旋钮开关S置于“1和2”、“2和3”和“3和4”接线柱，分别为断开，R1单独接入，R1与R2并联，由可知，旋钮开关S置于“2和3”和“3和4”接线柱时分别为低温挡与高温挡。
（1）低温挡加热的电流为
（2）高温挡加热的功率为
答：（1）低温挡加热的电流为；
（2）高温挡加热的功率为。
24. 物理课上，老师让同学们测出一个未知电阻的阻值（阻值约为5），可供选用的器材如下：一个电源（电压约为8V）；一个阻值为5的定值电阻，一个量程为0～0. 6A的电流表，一个量程为0～15V的电压表，两个开关及若干导线。请你合理选择器材设计一个实验方案，测出未知电阻的阻值。 要求：
（1）在虚线框内画出你所设计的实验电路图；
（2）根据你所设计的电路，写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（3）写出待测电阻的数学表达式。（用已知量和测量量表示）
【24题答案】
【答案】（1）；（2）详见解析；（3）
【解析】
【详解】（1）电源电压约为8V，未知电阻的阻值约为，定值电阻为，将两电阻串联在电路中，由串联电阻的规律和欧姆定律，电路的电流约为
故量程为0～0. 6A的电流表不能使用。可将两电阻串联在电路中，电压表（量程为0～15V）与待测电阻并联，开关S1与定值电阻并联，开关控制整个电路，如下所示：

（2）①只闭合S2，记下电压表示数Ux；
②再闭合S1，记下电压表示数U。
（3）在①中，两电阻串联，电压表测待测电阻的电压；在②中，定值电阻短路，电路为待测电阻的简单电路，电压表测电源电压，根据串联电路电压的规律，在①中，定值电阻的电压为
U0=U-Ux
两电阻串联时，由分压原理有
待测电阻的数学表达式
25. 如图所示，电源电压不变，为定值电阻，闭合开关移动滑动变阻器的滑片P，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系图象如图所示。图中的、两点分别与图中滑动变阻器滑片P在a、b两位置（图中未标出）相对应。 请你解答如下问题：
（1）图中，滑动变阻器滑片P的位置a在位置b的___________（选填“左”、或“右”）侧；
（2）求电源电压及的阻值。
【25题答案】
【答案】（1）右；（2），
【解析】
【详解】解：（1）[1]由右图可知，b'对应的电流较大，由欧姆定律可知，电路的电阻较小，即滑动变阻器连入电路的电阻较小，根据已知条件结合左图滑动变阻器的连接，故滑动变阻器滑片P的位置a在位置b的右侧。
（2）根据右图可知，当变阻器的滑片移动到a时，电路的电流为I1，当变阻器的滑片移动到b时，电路的电流为2I1，两种情况下滑动变阻器消耗的电功率均P0，根据P=I2R可得出滑动变阻器滑片P在位置a时变阻器连入电路电阻
滑动变阻器滑片P在位置b时变阻器连入电路电阻
根据串联电阻的规律及欧姆定律，因电源电压不变，故有
U=I1×(Ra+ R0)=2I1×(Rb+ R0)
即
解之
电源电压
答：（1）图中，滑动变阻器滑片P的位置a在位置b的右侧；
（2）电源电压为，的阻值为。
实验次数
所用灯泡
电流表示数I/A
灯泡亮度
1
灯泡1
0.1
很暗
2
灯泡2
0.2
较暗
3
灯泡3
0.3
较亮
4
灯泡4
0.4
很亮
实验次数
电阻R/
电流I/A
电功率P/W
1
5
0.2
0.2
2
10
0.2
0.4
3
15
0.2
0.6
4
20
0.2
0.8
实验次数
电阻R/
电压U/V
电功率P/W
1
5
6
7.2
2
10
6
3.6
3
15
6
2.4
4
20
6
1.8