河南省商丘市柘城县2022-2023九年级上学期期末物理试题（答案）

2022-2023学年河南省商丘市柘城县九年级（上）期末物理试卷
一、填空题（每空1分，共14分）
1．（2分）物理学的发展离不开广大物理学家不懈的探索和无私的奉献。德国物理学家　 　最先通过实验归纳出一段导体中电流与电压和电阻之间的定量关系，为了纪念他做出的杰出贡献，人们将他的名字命名为　 　的单位。
2．（3分）周末，小美来到高明明湖公园散步赏花，清风拂来，闻到阵阵花香，这是 　 　现象，说明分子在 　 　，她发现睡莲上的露珠可以保持近似球形，表明水分子之间存在 　 　力。
3．（2分）指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。如图甲所示，手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于手机电路中的 　 　，如图乙所示，充电宝给手机充电过程中，手机电池相当于 　 　（选填“电源”或“用电器”）。
4．（2分）如图是在一定温度下，甲、乙两个电阻的电流与电压的关系图象，根据图象可得R甲：R乙＝　 　，若将甲、乙串联后接在同一电路上，产生的热量Q甲：Q乙＝　 　。
5．（2分）白炽灯是利用电流的　 　原理工作的，工作时将电能转化为内能和光能，其发光效率较低。20W高效节能灯的亮度相当于100W的白炽灯，现将家中4只100W的白炽灯都换成20W的节能灯，每天工作5h，一个月（按30天计）可节约　 　 kW h的电能。
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，　 　两个开关不能同时闭合。
二、选择题（每小题2分，共16分。13-14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全得1分，有错的得0分。）
7．（2分）科技小组的同学在做空气动力的实验。如图所示，在气球口插入一根塑料管扎紧，再将气球充满空气，放手后空气向外喷出，气球向前运动，与该过程中的能量转化情况相同的是汽油机的（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
8．（2分）关于家里的用电器，下列数据最符合实际的是（　　）
A．白炽灯的正常工作电流约为0.2 A
B．遥控器的干电池电压约为220 V
C．空调制冷时的功率约为10 W
D．电扇正常工作1 h耗电约为1kW h
9．（2分）疫情期间，为加强疫情监控、保护校园内的师生安全，在校园入口及多个地方设立了红外人脸识别测温系统。若人脸识别通过，则会闭合开关S1，若红外测温数值在正常范围内，则会闭合S2；只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门。下列电路设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
10．（2分）下列有关电流的说法中正确的是（　　）
A．有电荷就能形成电流
B．只有正电荷定向移动才能形成电流
C．物体带电就能形成电流
D．金属导体中的电流方向跟自由电子定向移动方向相反
11．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法中错误的是（　　）
A．更换灯泡前断开电源开关
B．使用测电笔时手要接触笔尾金属电极
C．有人发生触电时，应马上用手把人拖开，再施救
D．不要让多个大功率用电器同时接在同一个插座上工作
12．（2分）家庭生活中使用的电风扇、空调和电吹风等用电器的电动机均为其主要元件之一，下列四个实验应用了电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
（多选）13．（2分）2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神舟十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，六个月后将顺利返航。下列说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B．火箭加速升空时，动能转化为重力势能
C．空间站的太阳能电池板将太阳能转化为化学能
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能
（多选）14．（2分）如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，当S1由断开变为闭合时，则（　　）
A．A1的示数不变 B．A1的示数变大
C．A2的示数不变 D．A2的示数变大
三、作图题(每小题2分，共4分。)
15．（2分）按要求连接好电路。要求当闭合开关时小磁针静止时（如图所示），且当滑动变阻器的滑片向左滑动螺线管周围的磁场逐渐减弱。
16．（2分）如图，将电热水壶与插头正确相连。
四.实验探究题（17题4分，18题7分19题7分，共18分。）
17．（4分）在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 　 　（填“A”或“B”）端；
（2）实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图乙所示。由图像可得实验结论：　 　；
（3）结合所测五组数据分析，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 　 　Ω；
（4）实验中获得了多组实验数据，这是通过 　 　实现的。
18．（7分）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来，组成闭合电路。
（1）该实验中，灵敏电流计的作用是判断电路中有无电流和判断 　 　；
（2）确认灵敏电流计能正常工作后，若无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不偏转，其原因可能是 　 　（填一个即可）；
（3）某小组对实验进行完善后，观察到现象如下表所示，由此可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做 　 　运动时，电路中会产生感应电流，这种现象叫做 　 　现象；
次数 磁体（磁极）放置方式 导体AB运动情况 电流计指针偏转情况
1 上N下S 静止 不偏转
2 竖直向上运动 不偏转
3 竖直向下运动 不偏转
4 上N下S 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
6 上S下N 向左运动 向左偏转
7 向右运动 向右偏转
（4）比较第4、6（或5、7）次实验可以得出 　 　；
（5）利用上述实验原理可制成 　 　。若将灵敏电流计换成 　 　，则可探究磁场对电流的作用。
19．（7分）丽丽同学想利用图甲所给实验器材“测定小灯泡的额定功率”，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，灯泡的电阻约为10Ω。
（1）电路连接中有一处明显错误，请你在错误处打“×”，并在原图中画出正确电路连线；
（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡正常发光，若此时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率是 　 　W；
（3）若另一组的小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P时发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是 　 　（写出一种即可）；
（4）在完成以上实验后，丽丽小组进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示，通过图像发现小灯泡中的电流跟它两端的电压不成正比，这说明灯丝电阻的大小是 　 　的，造成这一结果的原因是 　 　；
（5）如果将实验电路中的灯更换成定值电阻，可以进行“测量定值电阻的阻值”实验，此实验的原理是 　 　，此实验与测小灯泡电功率实验最大的不同点在于，实验时需要对定值电阻的阻值进行多次测量并 　 　。
五.综合应用题（每小题9分，共18分。）
20．（9分）某物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的天然气[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为7×107J/kg]，求：
（1）天然气完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）天然气灶烧水时的热效率。
21．（9分）养生壶是大家非常喜欢的小电器，有加热、保温等功能，接在220V的家庭电路中使用，如图所示。图是养生壶的加热水槽部分工作原理电路图，S是一个温控开关，R1为电加热丝，阻值为88Ω，当处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置，处于保温状态且保温时加热丝的功率为88W。不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值（A、B是两种不同颜色的指示灯，红灯亮表示加热状态，绿灯亮表示保温状态）。求：
（1）分析说明A、B哪个是红灯，哪个是绿灯。
（2）该养生壶的加热功率。
（3）电阻R2的阻值及养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量。
2022-2023学年河南省商丘市柘城县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空1分，共14分）
1．【解答】解：
德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即：欧姆定律，写成数学表达式就是I＝；
为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为电阻的单位；
故答案为：欧姆；电阻。
2．【解答】解：小美来到公园散步赏花，清风拂来，闻到阵阵花香，这是花的芳香分子运动到空气中，这是扩散现象，扩散现象表明分子不停地做无规则运动。
睡莲上的露珠可以保持近似球形，表明水分子之间存在引力。
故答案为：扩散；不停地做无规则运动；引。
3．【解答】解：手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，感应区相当于电路中的开关，对手机起控制作用；一个完整的电路由电源、导线、开关和用电器组成，在给手机电池充电的过程中，电能转化为电池的化学能，在电路中手机电池消耗电能，手机电池相当于用电器。
故答案为：开关；用电器。
4．【解答】解：（1）由图象可知，当通过两电阻电流为I0时U甲＝U0，U乙＝4U0，
由I＝可得，R＝，
所以甲、乙两电阻之比为：
R甲：R乙＝：＝1：4；
（2）将甲、乙串联后接在同一电路上，串联电路中各处的电流相等，通电时间相等，
由Q＝I2Rt，
甲、乙两电阻产生的热量之比：
Q甲：Q乙＝I02R甲t：I02R乙t＝R甲：R乙＝1：4。
故答案为：1：4；1：4。
5．【解答】解：白炽灯是利用电流的热效应工作的；
一只一小时节约电能△W＝（P1﹣P2）t＝（0.1kW﹣0.02kW）×1h＝0.08kW h，
4只每天使用5小时，30天可以节电W＝0.08kW h×4×5×30＝48kW h，
故答案为：热效应；48。
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＝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＝＝＝0.6A，
通过R2支路电流：I2＝＝＝0.3A，
因并联电路干路电流等于各支路电流之和，因此电流表示数：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同时闭合时，电流直接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不能同时闭合。
故答案为：0.9；1.8；S1、S2。
二、选择题（每小题2分，共16分。13-14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全得1分，有错的得0分。）
7．【解答】解：在气球口插入一根塑料管扎紧，再将气球充满空气，放手后空气向外喷出，气球向前运动，气体对气球做功，气体的内能转化为气球的机械能，气体的内能减小，温度降低；做功冲程是内能转化为机械能，所以气球飞出的过程和做功冲程能量转化相同。
故选：C。
8．【解答】解：A、白炽灯的额定功率为40W，正常工作电流约为I＝＝≈0.18A，0.2A相差不大，故A符合实际；
B、遥控器的干电池电压约为1.5V，两节为3V，故B不符合实际；
C、空调制冷时的功率约为1000W，故C不符合实际；
D、电扇的额定功率为100W，正常工作1h耗电约为W＝Pt＝0.1kW×1h＝0.1kW h，故D不符合实际。
故选：A。
9．【解答】解：只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，当人脸识别不通过或体温不正常时，闸门就不会打开，这说明两个开关是相互影响的，所以两个开关是串联的，故A正确。
故选：A。
10．【解答】解：A．电荷的定向移动形成电流，故A错误；
B．正电荷或负电荷的定向移动，正、负电荷同时向相反方向发生定向移动，都可以形成电流，故B错误；
C．电流是电荷的定向移动形成的，物体带静电不能形成电流，故C错误；
D．自由电子带负电，物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，所以金属导体中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反，故D正确。
故选：D。
11．【解答】解：A、更换灯泡之前必须断开开关，否则会触电，故A正确；
B、测电笔是用来辨别火线和零线的工具，在使用时，手必须接触笔尾的金属体，故B正确；
C、遇到有人触电，应先切断电源，切忌用手去拉触电者进行施救，以避免救治的人触电，故C错误；
D、一个插线板上不能同时接入多个大功率用电器，否则会导致干路电流过大，引起空开跳闸或使导线过热引起火灾，故D正确。
故选：C。
12．【解答】解：A、图中有电源，闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，揭示了电动机工作原理，故A符合题意；
B、图中研究的是电磁铁磁性的强弱与电流大小、线圈匝数的关系，故B不符合题意；
C、图中没有电源，导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，检流计指针发生偏转，说明产生了感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意；
D、图中是奥斯特实验，说明了通电导线周围存在磁场，故D不符合题意。
故选：A。
13．【解答】解：A、燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故A正确；
B、火箭加速升空，质量不变，速度增大，动能增大，同时高度增大，势能也增大，机械能增大，是燃料燃烧所释放的内能转化为机械能，故B错误；
C、太阳能电池板把太阳能直接转化为电能，供空间站工作时使用，故C错误；
D、返回舱进入大气层后与空气剧烈摩擦，将机械能转化为内能，故D正确。
故选：AD。
14．【解答】解：由电路图可知，开关S闭合、S1断开时，电路为L2的简单电路，两个电流表测量通过L2的电流；
开关都闭合，两灯泡并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过L2的电流；
并联电路各支路独立工作、互不影响，S1由断开变为闭合时，通过支路L2的电流不变，即电流表A2示数不变；此时通过灯泡L1有电流，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，干路电流变大，即电流表A1的示数变大；
综上所述，BC正确，AD错误。
故选：BC。
三、作图题(每小题2分，共4分。)
15．【解答】解：闭合开关，要使小磁针静止如图位置，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端是S极，左端是N极，根据安培定则可知，电流从电磁铁的右端流入，左端流出；
向左移动滑动变阻器滑片时，通电螺线管周围的磁场逐渐减弱，说明电路中电流变小，变阻器接入电路的电阻变大，如图所示：
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。故答案为：
四.实验探究题（17题4分，18题7分19题7分，共18分。）
17．【解答】解：（1）开关闭合前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，滑片P离接入的下面接线柱越远，此时被接入的阻值越大；
（2）由图乙知，绘制出电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（3）根据图象知，五次实验中，R两端电压最小为0.5V，根据串联电路的特点知，此时变阻器两端电压为3V﹣0.5V＝2.5V，通过变阻器的电流为0.1A，此时变阻器连入电路的阻值：R滑＝＝＝25Ω，实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω；
（4）实验中获得了多组实验数据，是通过调节滑动变阻器连入电路中的电阻实现的。
故答案为：（1）B；
（2）当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
（3）25；
（4）调节滑动变阻器连入电路中的电阻。
18．【解答】解：
（1）在“探究产生感应电流的条件”的实验中，实验中灵敏电流计的作用是判断电路中是否有电流、判断产生感应电流的方向、大小；
（2）确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是电流太小，或电路不是闭合回路，没有电流产生。
（3）由表中的实验记录可知，在电路闭合时，只有导体在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计指针才偏转，说明此时电路中产生电流，由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象。
（4）比较第4、6（或5、7）次实验可以得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与磁场的方向有关。
（5）在此实验过程中，能量转化情况是机械能转化为电能，利用这一原理，人们在生产生活中制成了发电机。
若将灵敏电流计换成电源，则可探究磁场对电流的作用。
故答案为：（1）电流的大小和方向；（2）电路不是闭合回路；（3）切割磁感线；电磁感应；（4）感应电流的方向与磁场的方向有关；（5）发电机；电源。
19．【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡正常发光，若此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（3）闭合开关，移动变阻器滑片P时发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即原因可能是小灯泡断路；
（4）由图丙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故小灯泡中的电流跟它两端的电压不成正比，这说明灯丝电阻的大小是变化的，造成这一结果的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（5）在测量定值电阻的阻值实验中，用电压表测电阻两端的电压，用电流表测通过电阻的电流，根据R＝求出定值电阻的阻值，故实验的原理是R＝；
在测量定值电阻的阻值实验中，为了减小误差，实验时需要对定值电阻的阻值进行多次测量并求平均值。
故答案为：（1）见解答图；（2）1.14；（3）小灯泡断路；（4）变化；灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）R＝；求平均值。
五.综合应用题（每小题9分，共18分。）
20．【解答】解：
（1）天然气完全燃烧产生的热量：
Q放＝mq＝0.2kg×7×107J/kg＝1.4×107J；
（2）水的质量m＝10kg，加热前水的温度t0＝20℃，加热6min后的温度t＝80℃，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×106J；
（3）天然气烧水时的热效率：
η＝×100%＝×100%＝18%。
答：（1）天然气完全燃烧产生的热量为1.4×107J；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；
（3）天然气烧水时的热效率为18%。
21．【解答】解：（1）由图可知，当开关拨到左边时，此时A灯亮，只有R1工作，R1电功率：利用P＝UI＝；
当开关拨到右边时，此时B灯亮，R1、R2串联，电路中的电功率：P′＝UI′＝；
由此可知，P＞P′，即开关拨到左边的电功率大于开关拨到右边的电功率，所以A是红灯，B是绿灯；
（2）当开关拨到左边时，为加热状态，此时的电功率：P＝＝＝550W；
（3）当开关拨到右边时，为保温状态，电阻R1、R2串联；
由I＝可知，电功率：P＝UI＝IR I＝I2R；
则电路中的电流：I′＝I2＝I1＝＝＝1A；
则电路中的总电阻：R总＝＝＝220Ω；
定值电阻R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝220Ω﹣88Ω＝132Ω；
养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量：Q＝I22R2t＝（1A）2×132Ω×2×60s＝15840J。
答：（1）A是红灯，B是绿灯；
（2）养生壶的加热功率为550W；
（3）电阻R2的阻值为132Ω；
养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量为15840J。
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河南省商丘市柘城县2022-2023九年级上学期期末物理试题（答案）