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山西省吕梁市兴县东关中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷
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这是一份山西省吕梁市兴县东关中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷，共28页。试卷主要包含了选择题，实验探究，综合应用等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年山西省吕梁市兴县东关中学九年级（上）期末
物理试卷
一、选择题（本大题共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该项涂黑）
1．（3分）如图，这是小明新买来的智能手机。关于该手机的估测，下列说法正确的是（ ）
A．长度约为150cm
B．电池电压约为3.7V
C．充电电压约为220V
D．正常工作的功率约为1000W
2．（3分）近年来我国不断加大自主创新力度，许多领域打破了国外技术封锁，出现了一大批拥有自主知识产权的产品。如图，这是我国自主研发的手机摄像头芯片，制造该芯片的主要材料是（ ）
A．超导体 B．导体 C．半导体 D．绝缘体
3．（3分）“头脑”是太原城里特有的一种风味早点，至今已有三百多年的历史，因为早年太原人天不亮就起来吃“头脑”，也叫“赶头脑”。“赶头脑”时，隔得老远就能闻到“头脑”的香味，这是因为（ ）
A．分子间存在引力
B．分子间存在斥力
C．分子间存在间隙
D．分子在永不停息地做无规则运动
4．（3分）“珍爱生命，注意安全”，下列关于安全用电的说法正确的是（ ）
A．绝不在高压输电线下放风筝
B．可以用正在充电的手机打电话
C．发现有人触电后，立即用手拉开
D．所有家用电器的外壳都要接地
5．（3分）司南是我国早期的指南针。科技小组将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，使其漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示），静止时勺柄指向南方。下列关于该“司南”的说法正确的是（ ）
A．周围存在着磁感线
B．能指南北是因为受地磁场的作用
C．静止时勺柄指南，标为磁极的N极
D．静止时勺柄指向地磁场的S极
6．（3分）把一根塑料绳的一端扎紧，从另一端撕成许多细丝，用干燥的手从上向下捋几下，然后出现如图所示的情景。下列分析正确的是（ ）
A．干燥的手和塑料绳摩擦时创造了电荷
B．塑料细丝张开的原因与验电器的工作原理相同
C．干燥的手和塑料绳摩擦时，手和塑料绳一定带负电荷
D．塑料绳带电的实质是分子在物体间的转移
7．（3分）家用电吹风有两个挡位，它是由电热丝和电动机组成。当只有电动机工作时吹冷风，当电动机和电热丝同时工作时吹热风，电热丝不能单独工作。以下电路符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（3分）2022年6月17日，中国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水，“福建舰”配置了先进的电磁弹射器，其原理是利用电磁能量来推动被弹射的物体，可以做到短行程发射大载荷。下列与电磁弹射器工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（3分）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．4.5V 1.0 W B．2.5V 1.0W
C．2.0V 0.8 W D．4.5V 1.8W
10．（3分）计算机鼠标内装有自动控制作用的传感器，如图为它的工作原理图。电源电压保持不变。滚轮M在导轨上平行移动时，可带动与之相连的金属片P移动，通过电压表示数可反映滚轮M移动的距离。当滚轮M向右移动时（ ）
A．电流表示数不变，电压表示数变大
B．电流表示数变小，电压表示数变大
C．电流表示数变小，电路的总功率变小
D．电压表示数变大，电阻R的电功率变大
二、实验探究（本大题共5个小题，11小题4分，12小题5分，13小题7分，14小题4分，15小题4分，共24分）
11．（4分）小梦用如图甲的装置探究电磁感应现象。
（1）如图甲，实验过程中小梦通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）如图甲，如果要产生感应电流，需要 （选填“上下”或“左右”）移动单根导线，由此可以得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场里做 磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。
（3）为了进一步验证这个结论，他又用如图乙的装置进行实验，发现将条形磁铁向下插入线圈时，电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。
12．（5分）寻梦实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值，实验过程如下：
（1）在连接好如图甲所示的电路后，闭合开关，电流表的指针偏转如图乙所示，产生该现象的原因是闭合开关前 。
（2）改正上述问题后再次闭合开关发现电流表的指针偏转，电压表的示数为零，则电路中的故障为 。
（3）多次实验得到如表的实验数据，请你在图丙中用描点法绘出定值电阻的电流随电压变化的图像。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
1.8
2.1
2.4
2.6
电流I/A
0.26
0.36
0.42
0.48
0.54
（4）实验中要多次测量的目的是 ，由实验数据和图像得出定值电阻的阻值为 （结果保留整数）Ω。
13．（7分）小阳和小梦在“测定小灯泡电功率”的实验中，所选的小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为8Ω，电源为两节新干电池。
（1）如图甲所示，这是小阳实验时连接的电路，请你在需要改动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线。
（2）排除故障后，继续实验。为了测量小灯泡的额定功率，调节滑片使电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，此时通过电路中的电流是 A，则小灯泡的额定功率为 W。
（3）请你帮助小阳设计一个记录数据的表格。
（4）完成实验后，他俩增加了一个阻值已知的定值电阻R0，设计了在缺少电流表时，测量小灯泡额定功率的方案，如图丙所示。
①闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V；
②保持滑片位置不动，断开开关，将电压表并联在R0两端，闭合开关，电压表的示数为U1；
③小灯泡的额定功率P的表达式：P＝ 。
14．（4分）生活处处有创新。小华同学自己动手制作一个亮度可调的台灯。他所选的器材如下：两节干电池，一个小灯泡，若干导线，开关，一个废旧的电位器（实物如图甲，其内部结构如图乙）。小华设计了如图丙所示的电路，并根据电路图连接好各元件。
（1）电位器是通过改变接入电路中电阻的 来改变电阻的，结合图甲和图乙，若要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，则图丙电路中M连接B引脚，N连接 （选填“A引脚”、“B引脚”或“C引脚”）。
（2）小华连接好器材以后闭合开关并转动旋钮，发现小灯泡忽明忽暗。他拆开电位器外壳，发现碳膜电阻片（如图乙黑色弧形部分）磨损严重。这种电位器接在电路中，会造成 （选填“断路”或者“短路”）。
（3）为了解决上述问题，小华将2B铅笔芯弄成粉末并将其涂抹在碳膜电阻片上，问题得到解决，用这种材料是因为铅笔芯内的石墨属于 体。
15．（4分）某兴趣小组在研究通电螺线管磁性强弱实验时，用钢棒和漆包线绕制了一个螺线管。实验结束后，发现钢棒已经被磁化成了一个永磁体。于是小组同学计划通过实验把它标注上南、北极后作为条形磁铁交回实验室。请你帮他们完成标注。
（1）实验器材： 。
（2）实验步骤： 。
三、综合应用（本大题共8个小题，16、17、18小题各2分，19、20小题各4分，21小题2分，22小题4分，23小题6分，共26分）
16．（2分）每一次物理学的重大发现都会影响人类社会的进步和发展，1831年英国科学家 发现了电磁感应现象，使人类社会由“蒸汽时代”进入“电气时代”，实现了机械能和 能之间的转化。
17．（2分）2022年10月16日，党的二十大在北京开幕，大会的直播信号是通过 传递到千家万户的，该信号 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。
18．（2分）如图所示，志愿者在进行街道消杀工作。从杀毒工具中喷射出来的消毒雾向四面八方弥散，小亮认为这是扩散现象，你认为他的说法是否正确？ ，理由是 。
19．（4分）阅读短文，回答问题。
氢能助力“绿色冬奥”
2022年2月4日，第24届冬季奥运会在北京拉开帷幕。作为全球性的体育盛事，北京冬奥会吸引了全世界的目光，它不仅是运动健儿奋力拼搏的赛场，也是我国绿色低碳技术创新与应用的盛会。特别是近千辆氢氧燃料电池汽车的应用，打破了历届冬奥会使用清洁能源车辆的纪录，生动诠释了“绿色冬奥”的理念。
现代工业社会使用的煤炭、石油、天然气都属于化石能源。化石能源在燃烧后会产生污染物和温室气体，给全球气候带来许多负面影响。相比之下，氢能源有很多优势：通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，对环境非常友好；氢气的热值较高，在相同条件下，其燃烧释放的能量多于普通燃料。
除了将氢气直接用于燃烧，科学家们还发明了氢氧燃料电池。氢氧燃料电池与普通的电池相似，都是利用化学反应来提供电能的装置。如图所示，这是氢氧燃料电池的工作原理图。将氢气送到燃料电池的负极，经过催化剂的作用，氢分解成带正电的氢离子（质子）和带负电的电子，氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池的正极。而电子是不能通过质子交换膜的，只能经外电路从负极流向正极，于是外电路中就形成了电流。电子到达正极后，再与氧气和氢离子重新结合为水，整个过程实现了化学能与电能的转化。
（1）氢能源在能源种类上来讲属于 （选填“一次能源”或“二次能源”）。
（2）氢能源的优势是 。（写出一条即可）
（3）氢氧燃料电池中，电子在外电路中运动形成的电流方向为 （选填“从负极到正极”或“从正极到负极”）。
20．（4分）寒冷的冬天，小亮在家开着电暖学习，妈妈将电饭锅接入家庭电路中后，发现家中正在工作的用电器全都停止工作，经检查发现空气开关跳闸，而电饭锅和插座均正常，请你用所学的物理知识解释跳闸的原因。
21．（2分）如图所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，使开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小。
22．（4分）随着国家的发展，我国人民的生活水平不断提高，汽车已进入千家万户。某品牌国产汽车总重为2×104N，匀速行驶过程中受到的阻力为汽车总重的，发动机的效率为40%，汽油的热值为4.6×107J/kg，该汽车匀速行驶50km过程中：
（1）需要消耗多少kg汽油？（结果保留2位小数）
（2）若汽油燃烧放出的热量有42%被水吸收，可以使100kg初温为20℃的水升温多少℃？（气压为一标准大气压）
23．（6分）如图甲所示，这是某中学为教室配置的电热饮水机，它有加热和保温两种功能，内部由两个发热电阻R1和R2组成。小伟从饮水机铭牌上收集到部分数据，如表所示。饮水机正常工作10min，可将机内满水箱的水从20℃加热到刚好沸腾（标准大气压下），然后自动转入保温状态。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
额定电压
220V
加热功率
2000W
保温功率
200W
水箱容量
2.5L
（1）请你推测出饮水机内部的电路图，并画在图乙的方框内。
（2）将满箱水加热到刚好沸腾的过程中，水吸收的热量是多少？
（3）饮水机的加热效率是多少？
2022-2023学年山西省吕梁市兴县东关中学九年级（上）期末
物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该项涂黑）
1．（3分）如图，这是小明新买来的智能手机。关于该手机的估测，下列说法正确的是（ ）
A．长度约为150cm
B．电池电压约为3.7V
C．充电电压约为220V
D．正常工作的功率约为1000W
【分析】新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如：长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法：利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据，进行单位换算，有时要利用基本公式求未知物理量。
【解答】解：A、智能手机长度约为15cm，个A错误；
B、智能手机电池电压约为3.7V，故B正确；
C、智能手机充电电压约为5V，故C错误；
D、智能手机正常工作的功率约为1W，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对长度、电压、电功率的估测，注重理论与实际差异的应变能力的培养，体现新课程的基本理念。
2．（3分）近年来我国不断加大自主创新力度，许多领域打破了国外技术封锁，出现了一大批拥有自主知识产权的产品。如图，这是我国自主研发的手机摄像头芯片，制造该芯片的主要材料是（ ）
A．超导体 B．导体 C．半导体 D．绝缘体
【分析】半导体的导电能力介于导体与半导体之间。
【解答】解：手机摄像头芯片的材料是半导体。
故选：C。
【点评】本题考查了半导体的特点，属于基础题。
3．（3分）“头脑”是太原城里特有的一种风味早点，至今已有三百多年的历史，因为早年太原人天不亮就起来吃“头脑”，也叫“赶头脑”。“赶头脑”时，隔得老远就能闻到“头脑”的香味，这是因为（ ）
A．分子间存在引力
B．分子间存在斥力
C．分子间存在间隙
D．分子在永不停息地做无规则运动
【分析】不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子不停地做无规则运动的体现，温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。
【解答】解：
“赶头脑”时，隔得老远就能闻到“头脑”的香味，这是一种扩散现象，扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动。
故选：D。
【点评】此题考查了分子扩散现象，体现了物理来源于生活，也应用于生活的物理理念。
4．（3分）“珍爱生命，注意安全”，下列关于安全用电的说法正确的是（ ）
A．绝不在高压输电线下放风筝
B．可以用正在充电的手机打电话
C．发现有人触电后，立即用手拉开
D．所有家用电器的外壳都要接地
【分析】（1）安全用电的原则：不靠近高压带电体，不接触低压带电体；
（2）若用正在充电的手机打电话，容易发生手机电池爆炸事故，很危险；
（3）发现有人触电后，立即切断电源；
（4）对于金属外壳的家用电器，金属外壳一定接地，防止外壳漏电，发生触电事故。
【解答】解：A、不能靠近高压带电体，防止发生触电事故，所以不能在高压输电线下放风筝，故A正确；
B、若用正在充电的手机打电话，容易发生手机电池爆炸事故，故B错误；
C、发现有人触电时，应立即切断电源或用绝缘体把导线挑开，再施救以免造成被救者也触电，故C错误；
D、有金属外壳的用电器，其外壳要接地，防止金属外壳漏电，发生触电事故，并不是所有家用电器的外壳都要接地，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、积累，加强安全意识，学好电、用好电。
5．（3分）司南是我国早期的指南针。科技小组将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，使其漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示），静止时勺柄指向南方。下列关于该“司南”的说法正确的是（ ）
A．周围存在着磁感线
B．能指南北是因为受地磁场的作用
C．静止时勺柄指南，标为磁极的N极
D．静止时勺柄指向地磁场的S极
【分析】（1）“司南”的周围存在磁场；磁感线不存在。
（2）地球本身是一个巨大的磁体；地球周围存在的磁场叫地磁场。“司南”指示南北是因为受到地磁场的作用。
（3）静止时勺柄指向南方。勺柄是“司南”的S极。
【解答】解：A、“司南”的周围存在磁场，不存在磁感线，故A错误；
B、“司南”能指南北是因为受地磁场的作用，故B正确；
C、静止时勺柄指南，标为磁极的S极，故C错误；
D、异名磁极相互吸引，静止时勺柄指向地磁场的N极，故D错误。
故选B。
【点评】知道指南针指示南北的原因；知道地磁场的分布；知道磁体的周围存在磁场。
6．（3分）把一根塑料绳的一端扎紧，从另一端撕成许多细丝，用干燥的手从上向下捋几下，然后出现如图所示的情景。下列分析正确的是（ ）
A．干燥的手和塑料绳摩擦时创造了电荷
B．塑料细丝张开的原因与验电器的工作原理相同
C．干燥的手和塑料绳摩擦时，手和塑料绳一定带负电荷
D．塑料绳带电的实质是分子在物体间的转移
【分析】（1）摩擦起电的实质是电荷的转移，得电子的物质带负电，失去电子的物质带正电；
（2）电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解；A、摩擦起电的实质是电荷的转移，干燥的手和塑料绳摩擦时不是创造了电荷，故A错误；
B、用干燥的手从上向下捋几下塑料丝，塑料丝会因带了同种电荷互相排斥而散开，和验电器的工作原理相同，故B正确；
C、干燥的手和塑料绳摩擦时，手和塑料绳带异种电荷，故C错误；
D、塑料绳带电的实质是电荷在物体间的转移，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、验电器的原理等知识，属于基础知识的考查，难度不大。
7．（3分）家用电吹风有两个挡位，它是由电热丝和电动机组成。当只有电动机工作时吹冷风，当电动机和电热丝同时工作时吹热风，电热丝不能单独工作。以下电路符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】根据题意分析电动机和电热丝的连接方式、开关的连接方式，然后选出正确的电路图。
【解答】解：根据题意可知，电动机和电热丝同时工作时吹热风，电动机单独工作时吹冷风，这说明电动机和电热丝可以独立工作，是并联的；电热丝不能单独工作，这说明一个开关在干路中，另一个开关与电热丝串联接入支路中，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的设计，属于基础题。
8．（3分）2022年6月17日，中国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水，“福建舰”配置了先进的电磁弹射器，其原理是利用电磁能量来推动被弹射的物体，可以做到短行程发射大载荷。下列与电磁弹射器工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，其实就是电磁炮的一种形式，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能。
【解答】解：电磁弹射器是利用磁场对通电导体的作用制成的，将电能转化为机械能；
A、电热水壶是利用电流的热效应工作的，故A错误；
B、图中装置的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，故B错误；
C、图中装置说明通电导体在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，故C正确；
D、电磁继电器是利用电流的磁效应制成的，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查了通电导体在磁场中受到力的作用这一知识点，难度不大，属基础题目。
9．（3分）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．4.5V 1.0 W B．2.5V 1.0W
C．2.0V 0.8 W D．4.5V 1.8W
【分析】由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，根据串联电路中的电流特点结合图象读出它们两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压，根据P＝UI求出元件B消耗的总功率。
【解答】解：由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，
因为串联电路中各处的电流相等，所以电流表的示数为0.4A时，IA＝IB＝I＝0.4A，
由图象可知，A和B两端的电压分别为：UA＝2V，UB＝2.5V，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压：U＝UA+UB＝2V+2.5V＝4.5V，故BC不正确；
元件B的功率：PB＝UBIB＝2.5V×0.4A＝1W，故A正确，D不正确。
故选：A。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用，关键是根据图象读出电流对应的电压值。
10．（3分）计算机鼠标内装有自动控制作用的传感器，如图为它的工作原理图。电源电压保持不变。滚轮M在导轨上平行移动时，可带动与之相连的金属片P移动，通过电压表示数可反映滚轮M移动的距离。当滚轮M向右移动时（ ）
A．电流表示数不变，电压表示数变大
B．电流表示数变小，电压表示数变大
C．电流表示数变小，电路的总功率变小
D．电压表示数变大，电阻R的电功率变大
【分析】由电路图可知，电路为滑动变阻器的简单电路，电压表测滑片左侧部分电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知，滑片移动时不能改变接入电路中的电阻，但可以改变滑片左侧部分的电阻，根据物体M的移动可知可知滑片左侧部分电阻丝电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化；根据P＝UI分析功率的变化。
【解答】解：由电路图可知，电路为滑动变阻器的简单电路，电压表测滑片左侧部分电阻两端的电压，电流表测电路中的电流；
当物体M向右移动时，电阻上的滑片右移，变阻器接入电路的电阻不变，电路中的电阻不变，由欧姆定律可知，电路中的电流不变；P点左侧部分变长，左侧电阻变大，根据U＝IR可知，左侧两端的电压变大，所以A示数不变，V示数变大；
根据P＝UI可知，电路的总功率不变；
R两端的电压不变，通过R的电流不变，根据P＝UI可知，R消耗的功率不变；
综上所述，A正确。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用，本题关键是认识到滑动变阻器起不到变阻作用。
二、实验探究（本大题共5个小题，11小题4分，12小题5分，13小题7分，14小题4分，15小题4分，共24分）
11．（4分）小梦用如图甲的装置探究电磁感应现象。
（1）如图甲，实验过程中小梦通过观察 电流表的指针是否发生偏转 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）如图甲，如果要产生感应电流，需要 左右 （选填“上下”或“左右”）移动单根导线，由此可以得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场里做 切割 磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。
（3）为了进一步验证这个结论，他又用如图乙的装置进行实验，发现将条形磁铁向下插入线圈时，电流表的指针 偏转 （选填“偏转”或“不偏转”）。
【分析】（1）电路中有感应电流产生时，电流表的指针会发生偏转；
（2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流；
（3）灵敏电流计指针是否偏转，就是要判定电路中有没有电流。从产生感应电流的条件入手分析。
【解答】解：（1）图甲实验过程中，小梦通过观察电流表的指针是否发生偏转判断电路中是否有感应电流产生。
（2）单根导线沿水平方向左右移动，运动方向与磁场垂直，因为切割磁感线，所以会产生感应电流，指针发生偏转。
（3）将条形磁铁向下插入线圈时，由于线圈切割磁感线，所以产生感应电流，电流表的指针偏转。
故答案为：（1）电流表的指针是否发生偏转；
（2）左右；切割；
（3）偏转。
【点评】掌握产生感应电流的前提条件，特别是理解好切割磁感线的含义，是正确解答此题的关键。
12．（5分）寻梦实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值，实验过程如下：
（1）在连接好如图甲所示的电路后，闭合开关，电流表的指针偏转如图乙所示，产生该现象的原因是闭合开关前 滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大处 。
（2）改正上述问题后再次闭合开关发现电流表的指针偏转，电压表的示数为零，则电路中的故障为 电阻R短路 。
（3）多次实验得到如表的实验数据，请你在图丙中用描点法绘出定值电阻的电流随电压变化的图像。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
1.8
2.1
2.4
2.6
电流I/A
0.26
0.36
0.42
0.48
0.54
（4）实验中要多次测量的目的是 多次测量求平均值减小误差 ，由实验数据和图像得出定值电阻的阻值为 5 （结果保留整数）Ω。
【分析】（1）闭合开关，电流表的指针偏转较大，说明电路中的电流较大，据此分析故障；
（2）闭合开关后发现电流表指针偏转，说明电路，没有断路；电压表示数为零，说明与电压表并联的电阻短路了；
（3）根据表格数据描点画出图像；
（4）多次测量求平均值减小误差，根据欧姆定律算出每次的电阻，进而求出平均电阻。
【解答】解：（1）闭合开关，电流表的指针偏转较大，说明电路中的电流较大，可能是闭合开关前滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大处；
（2）闭合开关后发现电流表指针偏转，说明电路，没有断路；电压表示数为零，说明与电压表并联的定值电阻短路了；
（3）根据表格数据描点画出图像，如下图所示：
；
（4）实验中多次测量求平均值可以减小误差；
根据R＝得每次的电阻分别为：5.38Ω、5Ω、5Ω、5Ω、4.8Ω，
平均电阻为：R＝≈5Ω。
故答案为：（1）滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大处；（2）电阻R短路；（3）见解答图；（4）多次测量求平均值减小误差；5。
【点评】本题伏安法测电阻实验，考查了电路故障、电阻的计算和多次测量的目的等知识。
13．（7分）小阳和小梦在“测定小灯泡电功率”的实验中，所选的小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为8Ω，电源为两节新干电池。
（1）如图甲所示，这是小阳实验时连接的电路，请你在需要改动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线。
（2）排除故障后，继续实验。为了测量小灯泡的额定功率，调节滑片使电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，此时通过电路中的电流是 0.30 A，则小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（3）请你帮助小阳设计一个记录数据的表格。
（4）完成实验后，他俩增加了一个阻值已知的定值电阻R0，设计了在缺少电流表时，测量小灯泡额定功率的方案，如图丙所示。
①闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V；
②保持滑片位置不动，断开开关，将电压表并联在R0两端，闭合开关，电压表的示数为U1；
③小灯泡的额定功率P的表达式：P＝ 。
【分析】（1）在“测定小灯泡电功率”的实验中，电流表应与小灯泡串联，电压表应用小灯泡并联，正负接线柱正确，根据额定电压和电阻确定电压表和电流表的量程；
（2）图乙电流表的示数为小灯泡的的电流，知道额定电压和额定电流，根据P＝UI计算小灯泡的的功率；
（3）根据要求设计表格；
（4）调节滑片使电压表的示数为2.5V，测量出定值电阻两端的电压，计算电路中的电流，串联电路电流处处相等，根据P＝UI计算小灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）由图可知，电压表串联在电路中、电流表与小灯泡并联，不符合电压表和电流表使用规则；
电流表应与小灯泡串联，电压表应用小灯泡并联，使电流从正接线柱流入、从负接线柱流出；由题意可知，所选的小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择小量程，正常发光时电阻约为8Ω，由I＝＝≈0.3A，则电流表使用小量程，如图所示；
（2）由图乙可知，电流表使用的0～0.6A的量程，每一个大格代表0.1A，每一个小格代表0.02A，电流为0.30A；
故此时的额定功率是：P额＝U额I＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（3）表格设计如图所示：
（4）①闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V；
②保持滑片位置不动，断开开关，将电压表并联在R0两端，闭合开关，电压表的示数为U1，则通过定值电阻的电流为：
I＝，串联电路电流处处相等；
③小灯泡的额定功率为：P＝U额I＝U额×＝2.5V×＝；
则表达式为：P＝。
故答案为：（1）见解答图；（2）0.30；1.52；（3）见解答图；（4）。
【点评】本题通过测量灯泡额定功率的实验，主要考查了电路连接、电流表读数、电功率计算、表格设计等知识，要注意欧姆定律和电功率计算公式的应用，熟练掌握串联电路的特点是解题的关键。
14．（4分）生活处处有创新。小华同学自己动手制作一个亮度可调的台灯。他所选的器材如下：两节干电池，一个小灯泡，若干导线，开关，一个废旧的电位器（实物如图甲，其内部结构如图乙）。小华设计了如图丙所示的电路，并根据电路图连接好各元件。
（1）电位器是通过改变接入电路中电阻的 长度 来改变电阻的，结合图甲和图乙，若要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，则图丙电路中M连接B引脚，N连接 A引脚 （选填“A引脚”、“B引脚”或“C引脚”）。
（2）小华连接好器材以后闭合开关并转动旋钮，发现小灯泡忽明忽暗。他拆开电位器外壳，发现碳膜电阻片（如图乙黑色弧形部分）磨损严重。这种电位器接在电路中，会造成 断路 （选填“断路”或者“短路”）。
（3）为了解决上述问题，小华将2B铅笔芯弄成粉末并将其涂抹在碳膜电阻片上，问题得到解决，用这种材料是因为铅笔芯内的石墨属于 导 体。
【分析】（1）电位器的实质是滑动变阻器；要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，连入电路电阻变小，据此分析；
（2）碳膜电阻片磨损，电路不畅通；
（3）石墨是导体。
【解答】解：（1）电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的；
由图可知，要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，说明电位器连入电路的电阻变小，则图丙电路中M连接B引脚，N连接A引脚；
（2）由题意可知，电位器的碳膜电阻片磨损严重，这种电位器接在电路中，会使电位器的电流不畅，会造成断路；
（3）石墨是良好的导体材料，涂抹在碳膜电阻片上可以将碳膜片修复。
故答案为：（1）长度；A引脚；（2）断路；（3）导。
【点评】本题考查了电位器的原理和导体的概念，难度不大。
15．（4分）某兴趣小组在研究通电螺线管磁性强弱实验时，用钢棒和漆包线绕制了一个螺线管。实验结束后，发现钢棒已经被磁化成了一个永磁体。于是小组同学计划通过实验把它标注上南、北极后作为条形磁铁交回实验室。请你帮他们完成标注。
（1）实验器材： 细线、待标注的磁体 。
（2）实验步骤： 用细线拴住磁体中央，然后提起磁体，等待磁体静止时，指南的是南极，标注S，指北的是北极，标注N 。
【分析】任何磁体都有两个磁极：磁北极（N极）和磁南极（S极），磁体自由静止时，指南的是南极，指北的是北极。
【解答】解：根据磁体的指向性判断磁极、完成标注；
（1）实验器材：细线、待标注的磁体；
（2）实验步骤：用细线拴住磁体中央，然后提起磁体，等待磁体静止时，指南的是南极，标注S，指北的是北极，标注N。
故答案为：（1）细线、待标注的磁体；（2）用细线拴住磁体中央，然后提起磁体，等待磁体静止时，指南的是南极，标注S，指北的是北极，标注N。
【点评】本题考查的是磁体指示南北的性质，属于基础题。
三、综合应用（本大题共8个小题，16、17、18小题各2分，19、20小题各4分，21小题2分，22小题4分，23小题6分，共26分）
16．（2分）每一次物理学的重大发现都会影响人类社会的进步和发展，1831年英国科学家 法拉第 发现了电磁感应现象，使人类社会由“蒸汽时代”进入“电气时代”，实现了机械能和 电 能之间的转化。
【分析】1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，发电机是根据电磁感应原理工作的，发电机工作时机械能转化为电能。
【解答】解：1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，实现了由蒸汽时代进入电气时代，发电机是根据电磁感应原理工作的，发电机工作时机械能转化为电能。
故答案为：法拉第；电。
【点评】本题考查了电磁感应现象的发现和应用，是比较简单的习题，掌握基础知识很重要。
17．（2分）2022年10月16日，党的二十大在北京开幕，大会的直播信号是通过 电磁波 传递到千家万户的，该信号 能 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。
【分析】（1）电视信号是通过电磁波来传递信息的。
（2）电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
【解答】解：2022年10月16日，党的二十大在北京开幕，大会的直播信号是通过电磁波传递到千家万户的，该信号能在真空中传播。
故答案为：电磁波；能。
【点评】知道电磁波的产生与传播；知道电磁波可以在真空中传播。
18．（2分）如图所示，志愿者在进行街道消杀工作。从杀毒工具中喷射出来的消毒雾向四面八方弥散，小亮认为这是扩散现象，你认为他的说法是否正确？ 不正确 ，理由是 喷射出来的消毒雾向四面八方弥散属于物体位置的改变，消毒雾的运动属于物体的机械运动 。
【分析】不同的物质相互接触时，分子彼此进入对方的现象，叫扩散现象；而物体的位置发生变化，是机械运动。
【解答】解：从杀毒工具中喷射出来的消毒雾向四面八方弥散是机械运动，不是扩散现象，故小亮的说法是不正确的，因为喷射出来的消毒雾向四面八方弥散属于物体位置的改变，消毒雾的运动属于物体的机械运动。
故答案为：不正确；喷射出来的消毒雾向四面八方弥散属于物体位置的改变，消毒雾的运动属于物体的机械运动。
【点评】本题考查了扩散现象和机械运动的判断，难度不大。
19．（4分）阅读短文，回答问题。
氢能助力“绿色冬奥”
2022年2月4日，第24届冬季奥运会在北京拉开帷幕。作为全球性的体育盛事，北京冬奥会吸引了全世界的目光，它不仅是运动健儿奋力拼搏的赛场，也是我国绿色低碳技术创新与应用的盛会。特别是近千辆氢氧燃料电池汽车的应用，打破了历届冬奥会使用清洁能源车辆的纪录，生动诠释了“绿色冬奥”的理念。
现代工业社会使用的煤炭、石油、天然气都属于化石能源。化石能源在燃烧后会产生污染物和温室气体，给全球气候带来许多负面影响。相比之下，氢能源有很多优势：通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，对环境非常友好；氢气的热值较高，在相同条件下，其燃烧释放的能量多于普通燃料。
除了将氢气直接用于燃烧，科学家们还发明了氢氧燃料电池。氢氧燃料电池与普通的电池相似，都是利用化学反应来提供电能的装置。如图所示，这是氢氧燃料电池的工作原理图。将氢气送到燃料电池的负极，经过催化剂的作用，氢分解成带正电的氢离子（质子）和带负电的电子，氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池的正极。而电子是不能通过质子交换膜的，只能经外电路从负极流向正极，于是外电路中就形成了电流。电子到达正极后，再与氧气和氢离子重新结合为水，整个过程实现了化学能与电能的转化。
（1）氢能源在能源种类上来讲属于 二次能源 （选填“一次能源”或“二次能源”）。
（2）氢能源的优势是 通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，不会污染环境 。（写出一条即可）
（3）氢氧燃料电池中，电子在外电路中运动形成的电流方向为 从正极到负极 （选填“从负极到正极”或“从正极到负极”）。
【分析】（1）一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源．例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能；
二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源．例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气；
（2）根据短文内容可找出氢能源的优势；
（3）氢氧燃料电池中，电子从负极出发到正极，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，由此可判断在此电池电子在外电路中运动形成的电流方向。
【解答】解：（1）因为氢能源无法从自然界直接获取，所以氢能是二次能源；
（2）根据短文内容可找出氢能源的优势：通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，对环境非常友好；氢气的热值较高，在相同条件下，其燃烧释放的能量多于普通燃料；
（3）氢氧燃料电池中，电子从负极出发到正极，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，由此可判断在此电池电子在外电路中运动形成的电流方向是从正极到负极。
故答案为：（1）二次能源；（2）通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，不会污染环境（答案合理即可）；（3）从正极到负极。
【点评】本题考查了从短文获取信息的能力，涉及了能源的分类、能源与环境以及电流的方向判断，难度一般。
20．（4分）寒冷的冬天，小亮在家开着电暖学习，妈妈将电饭锅接入家庭电路中后，发现家中正在工作的用电器全都停止工作，经检查发现空气开关跳闸，而电饭锅和插座均正常，请你用所学的物理知识解释跳闸的原因。
【分析】家庭电路电流过大的原因有二：发生短路，用电器总功率过大。
【解答】答：电饭锅的功率较大，当大功率的电饭锅和电暖同时接入插座，使连入电路中用电器的总功率过大。根据公式I＝可知，在家庭电路电压不变时，电路中电流过大，所以出现了空气开关跳闸现象。
【点评】本题考查了家庭用电常识，家庭电路中同时工作的用电器不易太多，否则会因电流过大而引起跳闸。
21．（2分）如图所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，使开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小。
【分析】磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；由安培定则判断出螺线管正面的电流方向，则可知螺线管右端导线应接电源的正负极；
要使滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小，即此时电路中电流变小，滑动变阻器连入电路的阻值变大，再分析得出滑动变阻器的接法。
【解答】解：开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，说明螺线管左侧为S极，其右侧为N极，由安培定则可知：螺线管正面的电流方向向下，则螺线管右端导线应接电源的负极；
滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小，即此时电路中电流变小，滑动变阻器连入电路的阻值变大，可得出需使滑动变阻器左侧下接线柱连入电路。如图所示：
【点评】本题考查了磁极间相互作用规律、影响电磁铁磁性强弱的因素和安培定则的使用，综合性较强。
22．（4分）随着国家的发展，我国人民的生活水平不断提高，汽车已进入千家万户。某品牌国产汽车总重为2×104N，匀速行驶过程中受到的阻力为汽车总重的，发动机的效率为40%，汽油的热值为4.6×107J/kg，该汽车匀速行驶50km过程中：
（1）需要消耗多少kg汽油？（结果保留2位小数）
（2）若汽油燃烧放出的热量有42%被水吸收，可以使100kg初温为20℃的水升温多少℃？（气压为一标准大气压）
【分析】（1）汽车在平直公路上匀速行驶，根据二力平衡原理得牵引力的大小；知道汽车行驶时的牵引力和行驶的路程，根据W＝Fs计算出功；根据η＝计算出汽油完全燃烧放出的热量，根据Q放＝mq计算消耗汽油的质量；
（2）计算出被水吸收的热量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）可求出水升高的温度。
【解答】解：（1）因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以牵引力：F＝f＝G＝0.03×2×104N＝600N，
汽车在水平地面上匀速行驶过程中牵引力做的功：W＝Fs＝600N×50×103m＝3×107J；
根据η＝得，汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝7.5×107J，
根据Q放＝mq得，需要消耗汽油的质量：m＝＝≈1.63kg；
（2）被水吸收的热量为：Q吸＝η2Q放＝42%×7.5×107J＝3.15×107J，
根据Q吸＝cmΔt得，水升高的温度为：Δt＝＝＝75℃
答：（1）需要消耗1.63kg汽油；
（2）若汽油燃烧放出的热量有42%被水吸收，可以使100kg初温为20℃的水升温75℃。
【点评】本题考查了功、热量、温度的计算，要求学生能够灵活运用公式解决实际问题。
23．（6分）如图甲所示，这是某中学为教室配置的电热饮水机，它有加热和保温两种功能，内部由两个发热电阻R1和R2组成。小伟从饮水机铭牌上收集到部分数据，如表所示。饮水机正常工作10min，可将机内满水箱的水从20℃加热到刚好沸腾（标准大气压下），然后自动转入保温状态。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
额定电压
220V
加热功率
2000W
保温功率
200W
水箱容量
2.5L
（1）请你推测出饮水机内部的电路图，并画在图乙的方框内。
（2）将满箱水加热到刚好沸腾的过程中，水吸收的热量是多少？
（3）饮水机的加热效率是多少？
【分析】（1）若将两电阻串联接入电路，开关S2和电阻R2并联接入电路，闭合开关S1、S2，电路为R1的简单电路，据此判断出电路的连接；
若将两电阻并联接入电路，只闭合开关S1时只有一个电阻接入电路，闭合开关S1、S2，两电阻并联接入电路，据此判断出电路的连接；
（2）根据密度公式变形可求得水的质量，根据Q＝c水mΔt求出水吸收的热量
（3）根据W＝Pt求出电流做的功，利用η＝×100%求出饮水机的加热效率。
【解答】解：（1）若将两电阻串联接入电路，开关S2和和电阻R2并联接入电路，串联电路总电阻大于任一分电阻，闭合开关S1、S2，电路为R1的简单电路，根据P＝UI＝可知饮水机处于加热状态，S1闭合，S2断开时，两电阻串联接入电路，根据P＝UI＝可知饮水机处于保温状态，如图：
；
若将两电阻并联接入电路，只闭合开关S2时只有电阻R2接入电路，电阻较大，根据P＝UI＝可知功率较小，饮水机处于保温状态；
闭合开关S1、S2，两电阻并联接入电路，电阻较小，根据P＝UI＝可知功率较大，饮水机处于加热状态，电路的连接如下：
（2）由ρ＝可得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg，
水吸收的热量：
Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）＝8.4×105J；
（3）由P＝可得，消耗电能：
W＝P加热t＝2000W×10×60s＝1.2×106J，
饮水机的加热效率：
η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）见解答图；
（2）水吸收的热量是4.2×105J；
（3）饮水机的加热效率是70%。
【点评】此题考查电功、吸收热量、效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。
2022-2023学年山西省吕梁市兴县东关中学九年级（上）期末
物理试卷
一、选择题（本大题共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该项涂黑）
1．（3分）如图，这是小明新买来的智能手机。关于该手机的估测，下列说法正确的是（ ）
A．长度约为150cm
B．电池电压约为3.7V
C．充电电压约为220V
D．正常工作的功率约为1000W
2．（3分）近年来我国不断加大自主创新力度，许多领域打破了国外技术封锁，出现了一大批拥有自主知识产权的产品。如图，这是我国自主研发的手机摄像头芯片，制造该芯片的主要材料是（ ）
A．超导体 B．导体 C．半导体 D．绝缘体
3．（3分）“头脑”是太原城里特有的一种风味早点，至今已有三百多年的历史，因为早年太原人天不亮就起来吃“头脑”，也叫“赶头脑”。“赶头脑”时，隔得老远就能闻到“头脑”的香味，这是因为（ ）
A．分子间存在引力
B．分子间存在斥力
C．分子间存在间隙
D．分子在永不停息地做无规则运动
4．（3分）“珍爱生命，注意安全”，下列关于安全用电的说法正确的是（ ）
A．绝不在高压输电线下放风筝
B．可以用正在充电的手机打电话
C．发现有人触电后，立即用手拉开
D．所有家用电器的外壳都要接地
5．（3分）司南是我国早期的指南针。科技小组将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，使其漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示），静止时勺柄指向南方。下列关于该“司南”的说法正确的是（ ）
A．周围存在着磁感线
B．能指南北是因为受地磁场的作用
C．静止时勺柄指南，标为磁极的N极
D．静止时勺柄指向地磁场的S极
6．（3分）把一根塑料绳的一端扎紧，从另一端撕成许多细丝，用干燥的手从上向下捋几下，然后出现如图所示的情景。下列分析正确的是（ ）
A．干燥的手和塑料绳摩擦时创造了电荷
B．塑料细丝张开的原因与验电器的工作原理相同
C．干燥的手和塑料绳摩擦时，手和塑料绳一定带负电荷
D．塑料绳带电的实质是分子在物体间的转移
7．（3分）家用电吹风有两个挡位，它是由电热丝和电动机组成。当只有电动机工作时吹冷风，当电动机和电热丝同时工作时吹热风，电热丝不能单独工作。以下电路符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（3分）2022年6月17日，中国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水，“福建舰”配置了先进的电磁弹射器，其原理是利用电磁能量来推动被弹射的物体，可以做到短行程发射大载荷。下列与电磁弹射器工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（3分）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．4.5V 1.0 W B．2.5V 1.0W
C．2.0V 0.8 W D．4.5V 1.8W
10．（3分）计算机鼠标内装有自动控制作用的传感器，如图为它的工作原理图。电源电压保持不变。滚轮M在导轨上平行移动时，可带动与之相连的金属片P移动，通过电压表示数可反映滚轮M移动的距离。当滚轮M向右移动时（ ）
A．电流表示数不变，电压表示数变大
B．电流表示数变小，电压表示数变大
C．电流表示数变小，电路的总功率变小
D．电压表示数变大，电阻R的电功率变大
二、实验探究（本大题共5个小题，11小题4分，12小题5分，13小题7分，14小题4分，15小题4分，共24分）
11．（4分）小梦用如图甲的装置探究电磁感应现象。
（1）如图甲，实验过程中小梦通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）如图甲，如果要产生感应电流，需要 （选填“上下”或“左右”）移动单根导线，由此可以得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场里做 磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。
（3）为了进一步验证这个结论，他又用如图乙的装置进行实验，发现将条形磁铁向下插入线圈时，电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。
12．（5分）寻梦实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值，实验过程如下：
（1）在连接好如图甲所示的电路后，闭合开关，电流表的指针偏转如图乙所示，产生该现象的原因是闭合开关前 。
（2）改正上述问题后再次闭合开关发现电流表的指针偏转，电压表的示数为零，则电路中的故障为 。
（3）多次实验得到如表的实验数据，请你在图丙中用描点法绘出定值电阻的电流随电压变化的图像。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
1.8
2.1
2.4
2.6
电流I/A
0.26
0.36
0.42
0.48
0.54
（4）实验中要多次测量的目的是 ，由实验数据和图像得出定值电阻的阻值为 （结果保留整数）Ω。
13．（7分）小阳和小梦在“测定小灯泡电功率”的实验中，所选的小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为8Ω，电源为两节新干电池。
（1）如图甲所示，这是小阳实验时连接的电路，请你在需要改动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线。
（2）排除故障后，继续实验。为了测量小灯泡的额定功率，调节滑片使电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，此时通过电路中的电流是 A，则小灯泡的额定功率为 W。
（3）请你帮助小阳设计一个记录数据的表格。
（4）完成实验后，他俩增加了一个阻值已知的定值电阻R0，设计了在缺少电流表时，测量小灯泡额定功率的方案，如图丙所示。
①闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V；
②保持滑片位置不动，断开开关，将电压表并联在R0两端，闭合开关，电压表的示数为U1；
③小灯泡的额定功率P的表达式：P＝ 。
14．（4分）生活处处有创新。小华同学自己动手制作一个亮度可调的台灯。他所选的器材如下：两节干电池，一个小灯泡，若干导线，开关，一个废旧的电位器（实物如图甲，其内部结构如图乙）。小华设计了如图丙所示的电路，并根据电路图连接好各元件。
（1）电位器是通过改变接入电路中电阻的 来改变电阻的，结合图甲和图乙，若要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，则图丙电路中M连接B引脚，N连接 （选填“A引脚”、“B引脚”或“C引脚”）。
（2）小华连接好器材以后闭合开关并转动旋钮，发现小灯泡忽明忽暗。他拆开电位器外壳，发现碳膜电阻片（如图乙黑色弧形部分）磨损严重。这种电位器接在电路中，会造成 （选填“断路”或者“短路”）。
（3）为了解决上述问题，小华将2B铅笔芯弄成粉末并将其涂抹在碳膜电阻片上，问题得到解决，用这种材料是因为铅笔芯内的石墨属于 体。
15．（4分）某兴趣小组在研究通电螺线管磁性强弱实验时，用钢棒和漆包线绕制了一个螺线管。实验结束后，发现钢棒已经被磁化成了一个永磁体。于是小组同学计划通过实验把它标注上南、北极后作为条形磁铁交回实验室。请你帮他们完成标注。
（1）实验器材： 。
（2）实验步骤： 。
三、综合应用（本大题共8个小题，16、17、18小题各2分，19、20小题各4分，21小题2分，22小题4分，23小题6分，共26分）
16．（2分）每一次物理学的重大发现都会影响人类社会的进步和发展，1831年英国科学家 发现了电磁感应现象，使人类社会由“蒸汽时代”进入“电气时代”，实现了机械能和 能之间的转化。
17．（2分）2022年10月16日，党的二十大在北京开幕，大会的直播信号是通过 传递到千家万户的，该信号 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。
18．（2分）如图所示，志愿者在进行街道消杀工作。从杀毒工具中喷射出来的消毒雾向四面八方弥散，小亮认为这是扩散现象，你认为他的说法是否正确？ ，理由是 。
19．（4分）阅读短文，回答问题。
氢能助力“绿色冬奥”
2022年2月4日，第24届冬季奥运会在北京拉开帷幕。作为全球性的体育盛事，北京冬奥会吸引了全世界的目光，它不仅是运动健儿奋力拼搏的赛场，也是我国绿色低碳技术创新与应用的盛会。特别是近千辆氢氧燃料电池汽车的应用，打破了历届冬奥会使用清洁能源车辆的纪录，生动诠释了“绿色冬奥”的理念。
现代工业社会使用的煤炭、石油、天然气都属于化石能源。化石能源在燃烧后会产生污染物和温室气体，给全球气候带来许多负面影响。相比之下，氢能源有很多优势：通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，对环境非常友好；氢气的热值较高，在相同条件下，其燃烧释放的能量多于普通燃料。
除了将氢气直接用于燃烧，科学家们还发明了氢氧燃料电池。氢氧燃料电池与普通的电池相似，都是利用化学反应来提供电能的装置。如图所示，这是氢氧燃料电池的工作原理图。将氢气送到燃料电池的负极，经过催化剂的作用，氢分解成带正电的氢离子（质子）和带负电的电子，氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池的正极。而电子是不能通过质子交换膜的，只能经外电路从负极流向正极，于是外电路中就形成了电流。电子到达正极后，再与氧气和氢离子重新结合为水，整个过程实现了化学能与电能的转化。
（1）氢能源在能源种类上来讲属于 （选填“一次能源”或“二次能源”）。
（2）氢能源的优势是 。（写出一条即可）
（3）氢氧燃料电池中，电子在外电路中运动形成的电流方向为 （选填“从负极到正极”或“从正极到负极”）。
20．（4分）寒冷的冬天，小亮在家开着电暖学习，妈妈将电饭锅接入家庭电路中后，发现家中正在工作的用电器全都停止工作，经检查发现空气开关跳闸，而电饭锅和插座均正常，请你用所学的物理知识解释跳闸的原因。
21．（2分）如图所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，使开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小。
22．（4分）随着国家的发展，我国人民的生活水平不断提高，汽车已进入千家万户。某品牌国产汽车总重为2×104N，匀速行驶过程中受到的阻力为汽车总重的，发动机的效率为40%，汽油的热值为4.6×107J/kg，该汽车匀速行驶50km过程中：
（1）需要消耗多少kg汽油？（结果保留2位小数）
（2）若汽油燃烧放出的热量有42%被水吸收，可以使100kg初温为20℃的水升温多少℃？（气压为一标准大气压）
23．（6分）如图甲所示，这是某中学为教室配置的电热饮水机，它有加热和保温两种功能，内部由两个发热电阻R1和R2组成。小伟从饮水机铭牌上收集到部分数据，如表所示。饮水机正常工作10min，可将机内满水箱的水从20℃加热到刚好沸腾（标准大气压下），然后自动转入保温状态。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
额定电压
220V
加热功率
2000W
保温功率
200W
水箱容量
2.5L
（1）请你推测出饮水机内部的电路图，并画在图乙的方框内。
（2）将满箱水加热到刚好沸腾的过程中，水吸收的热量是多少？
（3）饮水机的加热效率是多少？
2022-2023学年山西省吕梁市兴县东关中学九年级（上）期末
物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该项涂黑）
1．（3分）如图，这是小明新买来的智能手机。关于该手机的估测，下列说法正确的是（ ）
A．长度约为150cm
B．电池电压约为3.7V
C．充电电压约为220V
D．正常工作的功率约为1000W
【分析】新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如：长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法：利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据，进行单位换算，有时要利用基本公式求未知物理量。
【解答】解：A、智能手机长度约为15cm，个A错误；
B、智能手机电池电压约为3.7V，故B正确；
C、智能手机充电电压约为5V，故C错误；
D、智能手机正常工作的功率约为1W，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对长度、电压、电功率的估测，注重理论与实际差异的应变能力的培养，体现新课程的基本理念。
2．（3分）近年来我国不断加大自主创新力度，许多领域打破了国外技术封锁，出现了一大批拥有自主知识产权的产品。如图，这是我国自主研发的手机摄像头芯片，制造该芯片的主要材料是（ ）
A．超导体 B．导体 C．半导体 D．绝缘体
【分析】半导体的导电能力介于导体与半导体之间。
【解答】解：手机摄像头芯片的材料是半导体。
故选：C。
【点评】本题考查了半导体的特点，属于基础题。
3．（3分）“头脑”是太原城里特有的一种风味早点，至今已有三百多年的历史，因为早年太原人天不亮就起来吃“头脑”，也叫“赶头脑”。“赶头脑”时，隔得老远就能闻到“头脑”的香味，这是因为（ ）
A．分子间存在引力
B．分子间存在斥力
C．分子间存在间隙
D．分子在永不停息地做无规则运动
【分析】不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子不停地做无规则运动的体现，温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。
【解答】解：
“赶头脑”时，隔得老远就能闻到“头脑”的香味，这是一种扩散现象，扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动。
故选：D。
【点评】此题考查了分子扩散现象，体现了物理来源于生活，也应用于生活的物理理念。
4．（3分）“珍爱生命，注意安全”，下列关于安全用电的说法正确的是（ ）
A．绝不在高压输电线下放风筝
B．可以用正在充电的手机打电话
C．发现有人触电后，立即用手拉开
D．所有家用电器的外壳都要接地
【分析】（1）安全用电的原则：不靠近高压带电体，不接触低压带电体；
（2）若用正在充电的手机打电话，容易发生手机电池爆炸事故，很危险；
（3）发现有人触电后，立即切断电源；
（4）对于金属外壳的家用电器，金属外壳一定接地，防止外壳漏电，发生触电事故。
【解答】解：A、不能靠近高压带电体，防止发生触电事故，所以不能在高压输电线下放风筝，故A正确；
B、若用正在充电的手机打电话，容易发生手机电池爆炸事故，故B错误；
C、发现有人触电时，应立即切断电源或用绝缘体把导线挑开，再施救以免造成被救者也触电，故C错误；
D、有金属外壳的用电器，其外壳要接地，防止金属外壳漏电，发生触电事故，并不是所有家用电器的外壳都要接地，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、积累，加强安全意识，学好电、用好电。
5．（3分）司南是我国早期的指南针。科技小组将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，使其漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示），静止时勺柄指向南方。下列关于该“司南”的说法正确的是（ ）
A．周围存在着磁感线
B．能指南北是因为受地磁场的作用
C．静止时勺柄指南，标为磁极的N极
D．静止时勺柄指向地磁场的S极
【分析】（1）“司南”的周围存在磁场；磁感线不存在。
（2）地球本身是一个巨大的磁体；地球周围存在的磁场叫地磁场。“司南”指示南北是因为受到地磁场的作用。
（3）静止时勺柄指向南方。勺柄是“司南”的S极。
【解答】解：A、“司南”的周围存在磁场，不存在磁感线，故A错误；
B、“司南”能指南北是因为受地磁场的作用，故B正确；
C、静止时勺柄指南，标为磁极的S极，故C错误；
D、异名磁极相互吸引，静止时勺柄指向地磁场的N极，故D错误。
故选B。
【点评】知道指南针指示南北的原因；知道地磁场的分布；知道磁体的周围存在磁场。
6．（3分）把一根塑料绳的一端扎紧，从另一端撕成许多细丝，用干燥的手从上向下捋几下，然后出现如图所示的情景。下列分析正确的是（ ）
A．干燥的手和塑料绳摩擦时创造了电荷
B．塑料细丝张开的原因与验电器的工作原理相同
C．干燥的手和塑料绳摩擦时，手和塑料绳一定带负电荷
D．塑料绳带电的实质是分子在物体间的转移
【分析】（1）摩擦起电的实质是电荷的转移，得电子的物质带负电，失去电子的物质带正电；
（2）电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解；A、摩擦起电的实质是电荷的转移，干燥的手和塑料绳摩擦时不是创造了电荷，故A错误；
B、用干燥的手从上向下捋几下塑料丝，塑料丝会因带了同种电荷互相排斥而散开，和验电器的工作原理相同，故B正确；
C、干燥的手和塑料绳摩擦时，手和塑料绳带异种电荷，故C错误；
D、塑料绳带电的实质是电荷在物体间的转移，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、验电器的原理等知识，属于基础知识的考查，难度不大。
7．（3分）家用电吹风有两个挡位，它是由电热丝和电动机组成。当只有电动机工作时吹冷风，当电动机和电热丝同时工作时吹热风，电热丝不能单独工作。以下电路符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】根据题意分析电动机和电热丝的连接方式、开关的连接方式，然后选出正确的电路图。
【解答】解：根据题意可知，电动机和电热丝同时工作时吹热风，电动机单独工作时吹冷风，这说明电动机和电热丝可以独立工作，是并联的；电热丝不能单独工作，这说明一个开关在干路中，另一个开关与电热丝串联接入支路中，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的设计，属于基础题。
8．（3分）2022年6月17日，中国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水，“福建舰”配置了先进的电磁弹射器，其原理是利用电磁能量来推动被弹射的物体，可以做到短行程发射大载荷。下列与电磁弹射器工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，其实就是电磁炮的一种形式，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能。
【解答】解：电磁弹射器是利用磁场对通电导体的作用制成的，将电能转化为机械能；
A、电热水壶是利用电流的热效应工作的，故A错误；
B、图中装置的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，故B错误；
C、图中装置说明通电导体在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，故C正确；
D、电磁继电器是利用电流的磁效应制成的，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查了通电导体在磁场中受到力的作用这一知识点，难度不大，属基础题目。
9．（3分）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．4.5V 1.0 W B．2.5V 1.0W
C．2.0V 0.8 W D．4.5V 1.8W
【分析】由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，根据串联电路中的电流特点结合图象读出它们两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压，根据P＝UI求出元件B消耗的总功率。
【解答】解：由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，
因为串联电路中各处的电流相等，所以电流表的示数为0.4A时，IA＝IB＝I＝0.4A，
由图象可知，A和B两端的电压分别为：UA＝2V，UB＝2.5V，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压：U＝UA+UB＝2V+2.5V＝4.5V，故BC不正确；
元件B的功率：PB＝UBIB＝2.5V×0.4A＝1W，故A正确，D不正确。
故选：A。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用，关键是根据图象读出电流对应的电压值。
10．（3分）计算机鼠标内装有自动控制作用的传感器，如图为它的工作原理图。电源电压保持不变。滚轮M在导轨上平行移动时，可带动与之相连的金属片P移动，通过电压表示数可反映滚轮M移动的距离。当滚轮M向右移动时（ ）
A．电流表示数不变，电压表示数变大
B．电流表示数变小，电压表示数变大
C．电流表示数变小，电路的总功率变小
D．电压表示数变大，电阻R的电功率变大
【分析】由电路图可知，电路为滑动变阻器的简单电路，电压表测滑片左侧部分电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知，滑片移动时不能改变接入电路中的电阻，但可以改变滑片左侧部分的电阻，根据物体M的移动可知可知滑片左侧部分电阻丝电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化；根据P＝UI分析功率的变化。
【解答】解：由电路图可知，电路为滑动变阻器的简单电路，电压表测滑片左侧部分电阻两端的电压，电流表测电路中的电流；
当物体M向右移动时，电阻上的滑片右移，变阻器接入电路的电阻不变，电路中的电阻不变，由欧姆定律可知，电路中的电流不变；P点左侧部分变长，左侧电阻变大，根据U＝IR可知，左侧两端的电压变大，所以A示数不变，V示数变大；
根据P＝UI可知，电路的总功率不变；
R两端的电压不变，通过R的电流不变，根据P＝UI可知，R消耗的功率不变；
综上所述，A正确。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用，本题关键是认识到滑动变阻器起不到变阻作用。
二、实验探究（本大题共5个小题，11小题4分，12小题5分，13小题7分，14小题4分，15小题4分，共24分）
11．（4分）小梦用如图甲的装置探究电磁感应现象。
（1）如图甲，实验过程中小梦通过观察 电流表的指针是否发生偏转 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）如图甲，如果要产生感应电流，需要 左右 （选填“上下”或“左右”）移动单根导线，由此可以得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场里做 切割 磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。
（3）为了进一步验证这个结论，他又用如图乙的装置进行实验，发现将条形磁铁向下插入线圈时，电流表的指针 偏转 （选填“偏转”或“不偏转”）。
【分析】（1）电路中有感应电流产生时，电流表的指针会发生偏转；
（2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流；
（3）灵敏电流计指针是否偏转，就是要判定电路中有没有电流。从产生感应电流的条件入手分析。
【解答】解：（1）图甲实验过程中，小梦通过观察电流表的指针是否发生偏转判断电路中是否有感应电流产生。
（2）单根导线沿水平方向左右移动，运动方向与磁场垂直，因为切割磁感线，所以会产生感应电流，指针发生偏转。
（3）将条形磁铁向下插入线圈时，由于线圈切割磁感线，所以产生感应电流，电流表的指针偏转。
故答案为：（1）电流表的指针是否发生偏转；
（2）左右；切割；
（3）偏转。
【点评】掌握产生感应电流的前提条件，特别是理解好切割磁感线的含义，是正确解答此题的关键。
12．（5分）寻梦实验小组用“伏安法”测未知电阻的阻值，实验过程如下：
（1）在连接好如图甲所示的电路后，闭合开关，电流表的指针偏转如图乙所示，产生该现象的原因是闭合开关前 滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大处 。
（2）改正上述问题后再次闭合开关发现电流表的指针偏转，电压表的示数为零，则电路中的故障为 电阻R短路 。
（3）多次实验得到如表的实验数据，请你在图丙中用描点法绘出定值电阻的电流随电压变化的图像。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.4
1.8
2.1
2.4
2.6
电流I/A
0.26
0.36
0.42
0.48
0.54
（4）实验中要多次测量的目的是 多次测量求平均值减小误差 ，由实验数据和图像得出定值电阻的阻值为 5 （结果保留整数）Ω。
【分析】（1）闭合开关，电流表的指针偏转较大，说明电路中的电流较大，据此分析故障；
（2）闭合开关后发现电流表指针偏转，说明电路，没有断路；电压表示数为零，说明与电压表并联的电阻短路了；
（3）根据表格数据描点画出图像；
（4）多次测量求平均值减小误差，根据欧姆定律算出每次的电阻，进而求出平均电阻。
【解答】解：（1）闭合开关，电流表的指针偏转较大，说明电路中的电流较大，可能是闭合开关前滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大处；
（2）闭合开关后发现电流表指针偏转，说明电路，没有断路；电压表示数为零，说明与电压表并联的定值电阻短路了；
（3）根据表格数据描点画出图像，如下图所示：
；
（4）实验中多次测量求平均值可以减小误差；
根据R＝得每次的电阻分别为：5.38Ω、5Ω、5Ω、5Ω、4.8Ω，
平均电阻为：R＝≈5Ω。
故答案为：（1）滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大处；（2）电阻R短路；（3）见解答图；（4）多次测量求平均值减小误差；5。
【点评】本题伏安法测电阻实验，考查了电路故障、电阻的计算和多次测量的目的等知识。
13．（7分）小阳和小梦在“测定小灯泡电功率”的实验中，所选的小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为8Ω，电源为两节新干电池。
（1）如图甲所示，这是小阳实验时连接的电路，请你在需要改动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线。
（2）排除故障后，继续实验。为了测量小灯泡的额定功率，调节滑片使电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，此时通过电路中的电流是 0.30 A，则小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（3）请你帮助小阳设计一个记录数据的表格。
（4）完成实验后，他俩增加了一个阻值已知的定值电阻R0，设计了在缺少电流表时，测量小灯泡额定功率的方案，如图丙所示。
①闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V；
②保持滑片位置不动，断开开关，将电压表并联在R0两端，闭合开关，电压表的示数为U1；
③小灯泡的额定功率P的表达式：P＝ 。
【分析】（1）在“测定小灯泡电功率”的实验中，电流表应与小灯泡串联，电压表应用小灯泡并联，正负接线柱正确，根据额定电压和电阻确定电压表和电流表的量程；
（2）图乙电流表的示数为小灯泡的的电流，知道额定电压和额定电流，根据P＝UI计算小灯泡的的功率；
（3）根据要求设计表格；
（4）调节滑片使电压表的示数为2.5V，测量出定值电阻两端的电压，计算电路中的电流，串联电路电流处处相等，根据P＝UI计算小灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）由图可知，电压表串联在电路中、电流表与小灯泡并联，不符合电压表和电流表使用规则；
电流表应与小灯泡串联，电压表应用小灯泡并联，使电流从正接线柱流入、从负接线柱流出；由题意可知，所选的小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择小量程，正常发光时电阻约为8Ω，由I＝＝≈0.3A，则电流表使用小量程，如图所示；
（2）由图乙可知，电流表使用的0～0.6A的量程，每一个大格代表0.1A，每一个小格代表0.02A，电流为0.30A；
故此时的额定功率是：P额＝U额I＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（3）表格设计如图所示：
（4）①闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V；
②保持滑片位置不动，断开开关，将电压表并联在R0两端，闭合开关，电压表的示数为U1，则通过定值电阻的电流为：
I＝，串联电路电流处处相等；
③小灯泡的额定功率为：P＝U额I＝U额×＝2.5V×＝；
则表达式为：P＝。
故答案为：（1）见解答图；（2）0.30；1.52；（3）见解答图；（4）。
【点评】本题通过测量灯泡额定功率的实验，主要考查了电路连接、电流表读数、电功率计算、表格设计等知识，要注意欧姆定律和电功率计算公式的应用，熟练掌握串联电路的特点是解题的关键。
14．（4分）生活处处有创新。小华同学自己动手制作一个亮度可调的台灯。他所选的器材如下：两节干电池，一个小灯泡，若干导线，开关，一个废旧的电位器（实物如图甲，其内部结构如图乙）。小华设计了如图丙所示的电路，并根据电路图连接好各元件。
（1）电位器是通过改变接入电路中电阻的 长度 来改变电阻的，结合图甲和图乙，若要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，则图丙电路中M连接B引脚，N连接 A引脚 （选填“A引脚”、“B引脚”或“C引脚”）。
（2）小华连接好器材以后闭合开关并转动旋钮，发现小灯泡忽明忽暗。他拆开电位器外壳，发现碳膜电阻片（如图乙黑色弧形部分）磨损严重。这种电位器接在电路中，会造成 断路 （选填“断路”或者“短路”）。
（3）为了解决上述问题，小华将2B铅笔芯弄成粉末并将其涂抹在碳膜电阻片上，问题得到解决，用这种材料是因为铅笔芯内的石墨属于 导 体。
【分析】（1）电位器的实质是滑动变阻器；要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，连入电路电阻变小，据此分析；
（2）碳膜电阻片磨损，电路不畅通；
（3）石墨是导体。
【解答】解：（1）电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的；
由图可知，要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，说明电位器连入电路的电阻变小，则图丙电路中M连接B引脚，N连接A引脚；
（2）由题意可知，电位器的碳膜电阻片磨损严重，这种电位器接在电路中，会使电位器的电流不畅，会造成断路；
（3）石墨是良好的导体材料，涂抹在碳膜电阻片上可以将碳膜片修复。
故答案为：（1）长度；A引脚；（2）断路；（3）导。
【点评】本题考查了电位器的原理和导体的概念，难度不大。
15．（4分）某兴趣小组在研究通电螺线管磁性强弱实验时，用钢棒和漆包线绕制了一个螺线管。实验结束后，发现钢棒已经被磁化成了一个永磁体。于是小组同学计划通过实验把它标注上南、北极后作为条形磁铁交回实验室。请你帮他们完成标注。
（1）实验器材： 细线、待标注的磁体 。
（2）实验步骤： 用细线拴住磁体中央，然后提起磁体，等待磁体静止时，指南的是南极，标注S，指北的是北极，标注N 。
【分析】任何磁体都有两个磁极：磁北极（N极）和磁南极（S极），磁体自由静止时，指南的是南极，指北的是北极。
【解答】解：根据磁体的指向性判断磁极、完成标注；
（1）实验器材：细线、待标注的磁体；
（2）实验步骤：用细线拴住磁体中央，然后提起磁体，等待磁体静止时，指南的是南极，标注S，指北的是北极，标注N。
故答案为：（1）细线、待标注的磁体；（2）用细线拴住磁体中央，然后提起磁体，等待磁体静止时，指南的是南极，标注S，指北的是北极，标注N。
【点评】本题考查的是磁体指示南北的性质，属于基础题。
三、综合应用（本大题共8个小题，16、17、18小题各2分，19、20小题各4分，21小题2分，22小题4分，23小题6分，共26分）
16．（2分）每一次物理学的重大发现都会影响人类社会的进步和发展，1831年英国科学家 法拉第 发现了电磁感应现象，使人类社会由“蒸汽时代”进入“电气时代”，实现了机械能和 电 能之间的转化。
【分析】1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，发电机是根据电磁感应原理工作的，发电机工作时机械能转化为电能。
【解答】解：1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，实现了由蒸汽时代进入电气时代，发电机是根据电磁感应原理工作的，发电机工作时机械能转化为电能。
故答案为：法拉第；电。
【点评】本题考查了电磁感应现象的发现和应用，是比较简单的习题，掌握基础知识很重要。
17．（2分）2022年10月16日，党的二十大在北京开幕，大会的直播信号是通过 电磁波 传递到千家万户的，该信号 能 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。
【分析】（1）电视信号是通过电磁波来传递信息的。
（2）电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
【解答】解：2022年10月16日，党的二十大在北京开幕，大会的直播信号是通过电磁波传递到千家万户的，该信号能在真空中传播。
故答案为：电磁波；能。
【点评】知道电磁波的产生与传播；知道电磁波可以在真空中传播。
18．（2分）如图所示，志愿者在进行街道消杀工作。从杀毒工具中喷射出来的消毒雾向四面八方弥散，小亮认为这是扩散现象，你认为他的说法是否正确？ 不正确 ，理由是 喷射出来的消毒雾向四面八方弥散属于物体位置的改变，消毒雾的运动属于物体的机械运动 。
【分析】不同的物质相互接触时，分子彼此进入对方的现象，叫扩散现象；而物体的位置发生变化，是机械运动。
【解答】解：从杀毒工具中喷射出来的消毒雾向四面八方弥散是机械运动，不是扩散现象，故小亮的说法是不正确的，因为喷射出来的消毒雾向四面八方弥散属于物体位置的改变，消毒雾的运动属于物体的机械运动。
故答案为：不正确；喷射出来的消毒雾向四面八方弥散属于物体位置的改变，消毒雾的运动属于物体的机械运动。
【点评】本题考查了扩散现象和机械运动的判断，难度不大。
19．（4分）阅读短文，回答问题。
氢能助力“绿色冬奥”
2022年2月4日，第24届冬季奥运会在北京拉开帷幕。作为全球性的体育盛事，北京冬奥会吸引了全世界的目光，它不仅是运动健儿奋力拼搏的赛场，也是我国绿色低碳技术创新与应用的盛会。特别是近千辆氢氧燃料电池汽车的应用，打破了历届冬奥会使用清洁能源车辆的纪录，生动诠释了“绿色冬奥”的理念。
现代工业社会使用的煤炭、石油、天然气都属于化石能源。化石能源在燃烧后会产生污染物和温室气体，给全球气候带来许多负面影响。相比之下，氢能源有很多优势：通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，对环境非常友好；氢气的热值较高，在相同条件下，其燃烧释放的能量多于普通燃料。
除了将氢气直接用于燃烧，科学家们还发明了氢氧燃料电池。氢氧燃料电池与普通的电池相似，都是利用化学反应来提供电能的装置。如图所示，这是氢氧燃料电池的工作原理图。将氢气送到燃料电池的负极，经过催化剂的作用，氢分解成带正电的氢离子（质子）和带负电的电子，氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池的正极。而电子是不能通过质子交换膜的，只能经外电路从负极流向正极，于是外电路中就形成了电流。电子到达正极后，再与氧气和氢离子重新结合为水，整个过程实现了化学能与电能的转化。
（1）氢能源在能源种类上来讲属于 二次能源 （选填“一次能源”或“二次能源”）。
（2）氢能源的优势是 通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，不会污染环境 。（写出一条即可）
（3）氢氧燃料电池中，电子在外电路中运动形成的电流方向为 从正极到负极 （选填“从负极到正极”或“从正极到负极”）。
【分析】（1）一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源．例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能；
二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源．例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气；
（2）根据短文内容可找出氢能源的优势；
（3）氢氧燃料电池中，电子从负极出发到正极，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，由此可判断在此电池电子在外电路中运动形成的电流方向。
【解答】解：（1）因为氢能源无法从自然界直接获取，所以氢能是二次能源；
（2）根据短文内容可找出氢能源的优势：通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，对环境非常友好；氢气的热值较高，在相同条件下，其燃烧释放的能量多于普通燃料；
（3）氢氧燃料电池中，电子从负极出发到正极，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，由此可判断在此电池电子在外电路中运动形成的电流方向是从正极到负极。
故答案为：（1）二次能源；（2）通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，不会污染环境（答案合理即可）；（3）从正极到负极。
【点评】本题考查了从短文获取信息的能力，涉及了能源的分类、能源与环境以及电流的方向判断，难度一般。
20．（4分）寒冷的冬天，小亮在家开着电暖学习，妈妈将电饭锅接入家庭电路中后，发现家中正在工作的用电器全都停止工作，经检查发现空气开关跳闸，而电饭锅和插座均正常，请你用所学的物理知识解释跳闸的原因。
【分析】家庭电路电流过大的原因有二：发生短路，用电器总功率过大。
【解答】答：电饭锅的功率较大，当大功率的电饭锅和电暖同时接入插座，使连入电路中用电器的总功率过大。根据公式I＝可知，在家庭电路电压不变时，电路中电流过大，所以出现了空气开关跳闸现象。
【点评】本题考查了家庭用电常识，家庭电路中同时工作的用电器不易太多，否则会因电流过大而引起跳闸。
21．（2分）如图所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，使开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小。
【分析】磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；由安培定则判断出螺线管正面的电流方向，则可知螺线管右端导线应接电源的正负极；
要使滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小，即此时电路中电流变小，滑动变阻器连入电路的阻值变大，再分析得出滑动变阻器的接法。
【解答】解：开关闭合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，说明螺线管左侧为S极，其右侧为N极，由安培定则可知：螺线管正面的电流方向向下，则螺线管右端导线应接电源的负极；
滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小，即此时电路中电流变小，滑动变阻器连入电路的阻值变大，可得出需使滑动变阻器左侧下接线柱连入电路。如图所示：
【点评】本题考查了磁极间相互作用规律、影响电磁铁磁性强弱的因素和安培定则的使用，综合性较强。
22．（4分）随着国家的发展，我国人民的生活水平不断提高，汽车已进入千家万户。某品牌国产汽车总重为2×104N，匀速行驶过程中受到的阻力为汽车总重的，发动机的效率为40%，汽油的热值为4.6×107J/kg，该汽车匀速行驶50km过程中：
（1）需要消耗多少kg汽油？（结果保留2位小数）
（2）若汽油燃烧放出的热量有42%被水吸收，可以使100kg初温为20℃的水升温多少℃？（气压为一标准大气压）
【分析】（1）汽车在平直公路上匀速行驶，根据二力平衡原理得牵引力的大小；知道汽车行驶时的牵引力和行驶的路程，根据W＝Fs计算出功；根据η＝计算出汽油完全燃烧放出的热量，根据Q放＝mq计算消耗汽油的质量；
（2）计算出被水吸收的热量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）可求出水升高的温度。
【解答】解：（1）因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以牵引力：F＝f＝G＝0.03×2×104N＝600N，
汽车在水平地面上匀速行驶过程中牵引力做的功：W＝Fs＝600N×50×103m＝3×107J；
根据η＝得，汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝7.5×107J，
根据Q放＝mq得，需要消耗汽油的质量：m＝＝≈1.63kg；
（2）被水吸收的热量为：Q吸＝η2Q放＝42%×7.5×107J＝3.15×107J，
根据Q吸＝cmΔt得，水升高的温度为：Δt＝＝＝75℃
答：（1）需要消耗1.63kg汽油；
（2）若汽油燃烧放出的热量有42%被水吸收，可以使100kg初温为20℃的水升温75℃。
【点评】本题考查了功、热量、温度的计算，要求学生能够灵活运用公式解决实际问题。
23．（6分）如图甲所示，这是某中学为教室配置的电热饮水机，它有加热和保温两种功能，内部由两个发热电阻R1和R2组成。小伟从饮水机铭牌上收集到部分数据，如表所示。饮水机正常工作10min，可将机内满水箱的水从20℃加热到刚好沸腾（标准大气压下），然后自动转入保温状态。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
额定电压
220V
加热功率
2000W
保温功率
200W
水箱容量
2.5L
（1）请你推测出饮水机内部的电路图，并画在图乙的方框内。
（2）将满箱水加热到刚好沸腾的过程中，水吸收的热量是多少？
（3）饮水机的加热效率是多少？
【分析】（1）若将两电阻串联接入电路，开关S2和电阻R2并联接入电路，闭合开关S1、S2，电路为R1的简单电路，据此判断出电路的连接；
若将两电阻并联接入电路，只闭合开关S1时只有一个电阻接入电路，闭合开关S1、S2，两电阻并联接入电路，据此判断出电路的连接；
（2）根据密度公式变形可求得水的质量，根据Q＝c水mΔt求出水吸收的热量
（3）根据W＝Pt求出电流做的功，利用η＝×100%求出饮水机的加热效率。
【解答】解：（1）若将两电阻串联接入电路，开关S2和和电阻R2并联接入电路，串联电路总电阻大于任一分电阻，闭合开关S1、S2，电路为R1的简单电路，根据P＝UI＝可知饮水机处于加热状态，S1闭合，S2断开时，两电阻串联接入电路，根据P＝UI＝可知饮水机处于保温状态，如图：
；
若将两电阻并联接入电路，只闭合开关S2时只有电阻R2接入电路，电阻较大，根据P＝UI＝可知功率较小，饮水机处于保温状态；
闭合开关S1、S2，两电阻并联接入电路，电阻较小，根据P＝UI＝可知功率较大，饮水机处于加热状态，电路的连接如下：
（2）由ρ＝可得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg，
水吸收的热量：
Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）＝8.4×105J；
（3）由P＝可得，消耗电能：
W＝P加热t＝2000W×10×60s＝1.2×106J，
饮水机的加热效率：
η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）见解答图；
（2）水吸收的热量是4.2×105J；
（3）饮水机的加热效率是70%。
【点评】此题考查电功、吸收热量、效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。
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