四川省达州市开江县2022-2023九年级上学期期末物理试题（答案）

2022-2023学年四川省达州市开江县九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（每题3分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．（3分）如图所示的科学家们，在人类科技发展史上均作出了杰出的贡献！以下关于他们取得的成就及相关的知识说法正确的是（　　）
A．欧姆研究发现，电路中的电流决定于电压和电阻，而导体的电阻取决于导体的长度
B．安培总结出判断通电螺线管的磁极性跟电流方向关系的方法，安培还是电流的国际单位
C．奥斯特在给导线通电时，发现导线附近的磁针发生偏转，这种现象叫做电磁感应
D．法拉第经探索发现，利用磁场可以产生电流，是第一个揭示了电与磁之间联系的科学家
2．（3分）如图所示，用电热水壶烧水至沸腾时，水蒸气会顶开壶盖。以下说法正确的是（　　）
A．烧水过程中，水的内能增加，这是通过做功的方式实现的
B．烧水过程中，利用了电流的热效应，水吸收的热量可以用公式Q＝I2R计算
C．水蒸气顶开壶盖，该过程的能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相同
D．水蒸气顶开壶盖后，内能增加，温度升高，最终液化为小水滴
3．（3分）学校实验室开放时，小科与同学们对手摇发电机很感兴趣，他们想探究感应电流大小与哪些因素有关。以下关于该实验的说法错误的是（　　）
A．手摇发电机工作时将机械能转化为电能
B．实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小
C．改变线圈的转动方向，可以改变感应电流大小
D．手摇发电机产生的感应电流叫做交变电流
4．（3分）如图所示，小亮将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后，就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”，以下判断不正确的是（　　）
A．摩擦时，质子在头发与气球之间发生了转移
B．两个气球带相同的电荷
C．若把气球靠近头发，气球与头发将相互吸引
D．该现象可以解释验电器的工作原理
5．（3分）某实验小组探究并联电路中的电流关系，分别在A、B、C三处接入电流表，如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．为了同时改变A、B、C三处电流，应在干路上串联一个滑动变阻器
B．为使实验结论更可靠，应选用规格相同的灯泡进行多次实验
C．若开关闭合前观察到电流表如图乙所示，是因为电流表没有调零
D．若开关闭合后观察到电流表如图乙所示，是因为正负接线柱接反
6．（3分）如图所示，粗糙的水平桌面上有两块相同的磁体甲和乙，它们之间有相互作用力且保持静止。以下对图中甲、乙两块磁体的磁极和它们的受力情况分析正确的是（　　）
A．如果甲、乙两个磁体的左端均为N极，则桌面对甲、乙的 摩擦力方向相同
B．如果甲、乙两个磁体的左端均为S极，则桌面对甲、乙的摩擦力大小不同
C．如果甲、乙两个磁体相互吸引，则甲的右端一定为N极，乙的左端一定为S极
D．如果甲、乙两个磁体相互排斥，则甲的左端可能为N极，此时乙的左端为S极
7．（3分）如图所示，电源电压保持不变，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．电压表V1的示数增大，电压表V2的示数减小
B．电阻R2两端电压不变
C．电压表V1减小的示数等于电压表V2增大的示数
D．电压表V1减小的示数小于电压表V2增大的示数
8．（3分）小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小特性，设计了如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭．在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是（　　）
A．增加电磁铁线圈的匝数
B．滑动变阻器滑片P向右移动
C．抽出电磁铁中的铁芯
D．减小控制电路电源电压
9．（3分）在用如图所示的电路探究欧姆定律时，分探究电流与电压的关系和电流与电阻的关系两步进行，每步都要多次调节滑动变阻器。关于调节滑动变阻器的目的说法正确的是（　　）
A．目的相同，都是为了改变定值电阻的阻值
B．目的相同，都是为了改变定值电阻两端电压
C．目的不同，前者为了改变定值电阻两端电压；后者为了保持定值电阻两端电压不变
D．目的不同，前者为了保持定值电阻两端电压不变；后者为了改变定值电阻两端电压
10．（3分）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合开关S，当变阻器滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（　　）
A．小灯泡的电阻为10Ω
B．电源电压为15V
C．小灯泡的最小电功率约为1.4W
D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：8
二、填空题（本大题9小题，每空1分，共23分）
11．（3分）装修房屋时，如果选用不环保的材料会闻到对人体有害的刺激性气味。材料散发出刺激性气味是 　 　现象，说明了 　 　。这种现象在夏天特别明显，原因是 　 　，所以我们要选用优质环保的材料进行装修。“天宫课堂”中，太空教师将两个平板上的液滴靠得很近时，两个液滴会自动“搭接”或“液桥”（示意图如图所示），“液桥”的形成表明了分子间存在 　 　。
12．（3分）如图所示用漆包线绕成矩形线圈，将线圈一端的漆全部刮去，另一端的漆刮去一半，然后放入磁场，闭合开关，由于磁场对 　 　有力的作用，线圈 　 　（选填“能”或“不能”）持续转动，　 　（选填“动圈式话筒”或“扬声器”）就是根据这个原理工作的。
13．（3分）根据情境和题意填写答案：
（1）如图甲中的 　 　（选填“小磁针”或“铁屑”）能更好地显示磁场的分布。
（2）如图乙所示，是四冲程汽油机的 　 　冲程。如果该汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，其效率为30%，则汽油机对外做功 　 　J。（q汽油＝4.6×107J/kg）
14．（3分）如图甲是指针式石英电子手表。氧化银电池作为电源，秒脉冲信号送到步进电机（相当于电动机），一秒钟推动步进电机动一次，进而带动秒针走一格，使表针准确地显示时间。指针式石英电子手表的内部简化电路如图乙所示。步进电机把集成电路输出的电能转化成 　 　能；更换电池时必须使用塑料或竹镊子夹取，使用金属镊子容易造成电源 　 　（选填“短路”或“开路”）故障；集成电路部分在电路中相当于间歇性工作的 　 　（填电路元件名称）。
15．（2分）在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，为了探究电阻大小跟导体长度的关系，应该选择材料和 　 　都相同、长度不同的多根金属丝实验数据记录如表所示，请你分析表中数据，归纳出电阻R与导体长度L的关系式：R＝7L，其中“7”的单位应该是 　 　。
L/m 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
R/Ω 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6
16．（3分）如图所示，是用电压表和电流表测额定电压是3.8V小灯泡正常发光时电阻的实验电路。这个电路连接存在的问题是 　 　。将电路连接正确后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移动到如图所示的位置时，电压表示数为2.8V，这时应将滑动变阻器的滑片向 　 　（选填“左”或“右”）适当移动。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是 　 　Ω。
17．（2分）在如图甲所示的电路中，灯泡L1标有“6V 3W”，灯泡L2标有“6V 6W”，两灯泡的U﹣I图像如图乙所示。在a、b间接入电源，为保证两灯均不损坏，则允许接入的最大电源电压为 　 　V，此时电压表V2的示数为 　 　V。
18．（2分）如图所示，电源电压8V，滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样，灯L1、L2分别标有“4V 4W”和“2V 2W”字样。只闭合S1、S3时，滑动变阻器滑片P位于某位置，灯L1、L2均正常发光，则通过灯L1的电流为 　 　A，滑动变阻器消耗的电功率P1；此时只闭合S1、S2，为保证灯L1正常发光，滑片P应向 　 　（选填“左”或“右”）移动，此时滑动变阻器消耗的电功率为P2，则P1：P2＝　 　。
19．（2分）如图，电源电压恒定不变，R1：R2＝1：2。当S1闭合，S2断开时，电流表示数为0.15A，R1的电功率为P1；当S1断开，S2闭合时，R2的电功率为P2，且P1：P2＝9：8，此时R3的电功率为0.1W。则电阻R3＝　 　Ω，电源电压U＝　 　V。
三、作图题（本大题2小题，每小题3分，共6分）
20．（3分）如图是简易手动交通信号灯模拟电路的一部分，请补画一根导线，使开关S接1时，只有L1、L2亮，开关接2时，只有L3、L4亮。
21．（3分）如图所示，当闭合开关S时，位于螺线管右侧的小磁针逆时针旋转90°，请在图中标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”“﹣”极。
四、创新设计与实验探究（本大题2小题，每空1分，共13分）
22．（6分）夏天我们在海边玩耍时，会觉得沙子烫脚，而海水却凉凉的。为了比较沙子和水的吸热本领大小，两个实验小组设计了如图（a）、（b）所示的实验：
（1）在此实验中，如果每组都有图（c）中甲、乙、丙三个酒精灯，则应选取 　 　两个酒精灯进行实验。
（2）两个小组选择以下不同的方式：①等质量的沙子和水升高相同的温度，沙子加热的时间短；②等质量的沙子和水加热相同的时间，沙子的温度上升得多。根据以上实验可知 　 　（选填“沙子”或“水”）的吸热本领更强。
（3）实验中仔细观察的小华同学还发现：刚开始加热时，沙子升温情况与方式②中情况不符，你认为可能的原因是：　 　。
（4）小明用两个相同的电加热器分别给质量相同的水和另一种种液体加热，每隔1min记录一次数据如表，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），则另一种液体的比热容为 　 　J/（kg ℃）。
加热时间/min 0 2 4
水的温度/℃ 15 21 27
另一种液体的温度/℃ 15 29 43
（5）小刚同学又利用图（a）、（b）所示的装置探究酒精和煤油的热值是否相等。要完成该实验，除了把图（a）中的沙子换成与图（b）中质量和初温相同的水之外，还应把图（a）中的酒精灯里的酒精换成 　 　相同的煤油，比较它们燃料 　 　（选填“燃烧相同时间”或“燃尽后”）两个烧杯中水升高的温度。
23．（7分）小敏在实验室利用图甲所示的实验电路测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率（电源电压恒定），实验步骤如下：
（1）开关闭合前，应将滑片移到变阻器的最 　 　（选填“左”或“右”）端。
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数而电压表没有示数，故障的原因可能是 　 　。
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数1.5V，此时应将变阻器的滑片向 　 　（选填“左”或“右”）滑动，直到电压表的示数为2.5V，并根据实验数据画出小灯泡的I﹣U图像如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 　 　Ω，小灯泡的额定功率为 　 　W。
（4）根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图乙所示，该图像不是直线的原因是 　 　。
（5）小刚进一步思考，当通过小灯泡的电流为额定电流的一半时，小灯泡的功率为P1，当小灯泡两端电压为额定电压一半时，小灯泡的功率为P2，则你认为P1　 　P2（选填“＞”“＝”或“＜”）。
五、综合运用与计算（本大题2小题，第40题6分，第41题7分，共13分）
24．（6分）如图甲所示是常用的3D打印笔，它通过加热，挤出热熔的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成形。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是用于发热的电阻，表格是该款3D打印笔的相关参数。求：
额定电压 220V
慢挡打印功率 22W
快挡打印功率 66W
加热效率 80%
（1）R2的阻值。
（2）某次使用快挡打印，共将33g的塑料条从20℃加热到220℃，塑料条吸收的热量。[塑料条的比热容为1.6×103J/（kg ℃）]
（3）完成这次打印，所需的时间。
25．（7分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，且R0＝R1，R2为滑动变阻器（a、b是R2的两个端点）。当闭合开关S1和S2时，移动滑动变阻器滑片到某一位置，电压表V1示数为12V，电流表示数为0.25A。当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片在a端时，电压表V1示数为U1，当移动滑动变阻器滑片至b端时，电压表V2的示数为U2，已知U1：U2＝8：9，且移动过程中，电路总功率变化了2.7W。求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）电源电压。
2022-2023学年四川省达州市开江县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每题3分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．【解答】解：A、欧姆研究发现，电路中的电流决定于电压和电阻，而导体的电阻的大小与长度、材料、横截面积和温度有关，故A错误；
B、安培最早发现通电螺线管的磁场和电流方向的关系，故B正确；
C、奥斯特在给导线通电时，发现导线附近的磁针发生偏转，这种现象叫做电流的磁效应，故C错误；
D、法拉第发现了电磁感应现象，为人类大规模获得电能提供了可能，故D错误。
故选：B。
2．【解答】解：A、烧水过程中，水的内能增加，这是通过热传递的方式实现的，故A错误；
B、烧水过程中，利用了电流的热效应，水吸收的热量可以用公式Q吸＝cmΔt来计算。
C、水蒸气顶开壶盖，内能转化为机械能，该过程的能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相同，故C正确；
D、水蒸气顶开壶盖后，内能减少，温度降低，水蒸气液化成小水滴，故D错误。
故选：C。
3．【解答】解：A、手摇发电机工作过程中，将机械能转化为电能，故A正确；
B、通过小灯泡有电流时，小灯泡会发光，实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小，这是转换法的应用，故B正确；
C、改变线圈转速，可以改变感应电流的大小，改变线圈的转向，无法改变感应电流大小，故C错误；
D、发电机产生电流的方向是变化的，所以产生的是交流电，故D正确。
故选：C。
4．【解答】解：A．摩擦起电的实质是电荷的转移，故A正确；
BD．两气球带同种电荷相互排斥才能出现“跳舞”现象，故BD错误；
C．气球在自己的头发上摩擦后带了电荷，气球和头发一个失去电子，一个得到电子，带的是异种电荷，若把气球靠近头发，气球与头发将互相吸引，故C错误。
故选：A。
5．【解答】解：
A、在干路上串联一个滑动变阻器，移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻发生了改变，电路中的电流会发生改变，可以同时改变A、B、C三处电流，故A正确；
B、为使实验结论更可靠，应选用规格不相同的灯泡进行多次实验，故B错误；
C、若开关闭合前观察到电流表如图乙所示，指针没有指在零刻度线上，这时需要对电流表调零，故C正确；
D、若开关闭合后观察到电流表如图乙所示，电流表中有电流，指针方向偏转，说明电流表的正、负接线柱接反了，故D正确。
故选：B。
6．【解答】解：A、如果甲、乙两个磁体的左端均为N极，则甲磁体的右端为S极，甲磁体与乙磁体互相吸引，桌面对甲的摩擦力的方向向左，桌面对乙的摩擦力方向向右，故A错误；
B、如果甲、乙两个磁体的左端均为S极，则甲磁体的右端为N极，甲磁体与乙磁体互相吸引，甲磁体对乙磁体的吸引力与乙磁体对甲磁体的吸引力是一对相互作用力，大小相等；甲磁体对乙磁体的吸引力与桌面对乙的摩擦力是一对平衡力，大小相等；乙磁体对甲磁体的吸引力与桌面对甲的摩擦力是一对平衡力，大小相等；因此桌面对甲、乙的摩擦力大小相等，故B错误；
C、如果甲、乙两个磁体相互吸引，则甲的右端与乙的左端一定为异名磁极，可能甲的右端为N极，乙的左端为S极，也可能甲的右端为S极，乙的左端为N极，故C错误；
D、如果甲、乙两个磁体相互排斥，则甲的右端与乙的左端一定为同名磁极，可能甲的左端为N极，乙的左端为S极，也可能甲的左端为S极，乙的左端为N极，故D正确。
故选：D。
7．【解答】解：由电路图可知，R1、R2、R串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测量电路中的电流；
AB、当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小；
由U＝IR可知，R1与R2两端的电压减小，则电压表V1的示数减小；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压增大，即电压表V2的示数增大，故AB错误；
（2）滑片移动前后，电压表V1示数的减小量：ΔUV 1＝I2R1﹣I1R1＝（I2﹣I1）R1，
电压表V2示数的增大量：ΔUV 2＝I2（R1+R2）﹣[I1（R1+R2）]＝（I2﹣I1）（R1+R2），
所以，电压表V1减小的示数小于V2增大的示数，故C错误，D正确。
故选：D。
8．【解答】解：电磁继电器的主要部分是电磁铁，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数的多少、是否有铁芯插入，要想在光亮时灯灭，一定要增大电磁铁的磁性。采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数。
A、增加线圈的匝数增强电磁铁的磁性，故A符合题意；
B、滑动变阻器滑片向右滑动电阻连入电路中的长度增大，电流减小，磁性减弱，故B不符合题意；
C、抽出铁芯减弱电磁铁的磁性，故C不符合题意；
D、减小电源电压，电路中的电流减小，磁性减小，故D不符合题意。
故选：A。
9．【解答】解：探究电流与电压的关系时，为了改变定值电阻两端电压，从而起到多次测量求平均值；
探究电流与电阻的关系时，为了保持定值电阻两端电压不变。
因此调节滑动变阻器的目的不同。
故选：C。
10．【解答】解：A、由I＝可知，小灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω，故A正确；
B、由于小灯泡正常发光，根据串联电路特点可知，通过滑动变阻器R的电流IR＝IL＝0.6A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器R两端的电压UR＝IRR′＝0.6A××30Ω＝9V，
根据串联电路的电压特点可知，电源电压U＝UL+UR＝6V+9V＝15V，故B正确；
C、当滑动变阻器滑片P移到右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大R＝30Ω，
此时电路中的最小电流I小＝＝＝＝0.375A，
小灯泡发光最暗时的功率P＝I小2RL＝（0.375A）2×10Ω≈1.4W，故C正确；
D、要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；
因并联电路中各支路两端电压相等，
所以此时通过R0的电流：I0＝＝＝1.5A；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的最大电流：Imax＝1A+1.5A＝2.5A，
电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W；
当S闭合，S1、S2都断开，R与RL串联，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，
所以电路最小电流：Imin＝＝＝0.375A，
电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W；
则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin：Pmax＝5.625W：37.5W＝3：20，故D错误。
故选：D。
二、填空题（本大题9小题，每空1分，共23分）
11．【解答】解：由于一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，故装修材料散发出刺激性气味，这种现象叫做扩散现象；
夏天天气炎热，温度高，分子的热运动会加快，所以夏天这种气味会更明显；
在液桥实验中两个液滴合成了一个，说明分子间存在引力。
故答案为：扩散；分子在永不停息地做无规则运动；温度越高，分子无规则运动越快；引力。
12．【解答】解：闭合开关，线圈中有电流通过，通电线圈在磁场中能够转动，说明磁场对电流有力的作用，线圈会转动，扬声器的工作原理与此相同；动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。
故答案为：通电线圈；能；扬声器。
13．【解答】解：（1）在探究条形磁体周围的磁场情况时，可以把铁屑撒在磁体四周，用来观察磁场分布以及磁场强弱；另外把小磁针排列在磁体四周，可以判断小磁针所在位置的磁场方向（小磁针北极所指的方向为该点的磁场方向）。
（2）由图乙可知，汽油机进气门打开，排气门闭合，混合气体进入气缸，活塞向下移动，所以是吸气冲程；
m＝500g＝0.5kg；
汽油机对外做功：
W＝30%Q＝30%qm＝30%×4.6×107J/kg×0.5kg＝6.9×106J。
故答案为：（1）铁屑；（2）吸气；6.9×106。
14．【解答】解：根据题目材料可知，步进电机把集成电路输出的电能转化成机械能；
更换电池时必须使用塑料或竹镊子夹取，金属是导体，使用金属镊子易造成电池短路，损坏电池；
集成电路输出间歇性变化的秒脉冲信号，送到步进电机，一秒钟推动步进电机动一次，进而带动秒针走一格，故集成电路相当于开关。
故答案为：机械；短路；开关。
15．【解答】解：
为了探究电阻大小跟导体长度的关系，应该选择材料和横截面积都相同、长度不同的多根金属丝进行实验；
实由表中数据知，在导体材料与导体横截面积不变的情况下，导体的电阻阻值与导体长度成正比；
设R＝kL，将表中的R＝2.1Ω，L＝0.3m代入得：2.1Ω＝0.3m×k，则k＝7Ω/m，则R＝（7Ω/m） L。
故答案为：横截面积；Ω/m。
16．【解答】解：由图甲知，电压表连接的0～3V的量程，灯泡的额定电压为3.8V，所以不可行；
电压表的示数为2.8V，低于灯泡的额定电压，要使小灯泡正常发光，根据串联分压原理可知应减小滑动变阻器接入电路的电阻，所以应向将滑动变阻器滑片向右移动；
由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.5A，所以R＝＝＝7.6Ω。
故答案为：灯泡的额定电压超过了电压表的量程；右；7.6。
17．【解答】解：由电路图可知，两灯泡串联接入电路，电压表V1测电源电压，电流表V2测灯泡L1两端的电压，电流表测电路中的电流；
灯泡L1标有“6V 3W”，灯泡L2标有“6V 6W”，由图乙可知灯泡L1的额定电流为0.5A，灯泡L2的额定电流为1A，
因串联电路中各处电流相等，所以为了保证电路的安全，电路的最大电流为0.5A，由乙图可知，此时灯泡L1两端的电压为6V，即电压表V2的示数为6V，灯泡L2两端的电压为2V，
因串联电路总电压等于各部分电压之和，则允许接入的最大电源电压为：U＝U1+U2＝6V+2V＝8V。
故答案为：8；6。
18．【解答】解：灯L1标有“4V 4W”，灯L2标有“2V 2W”，根据P＝UI可知灯正常发光时，通过灯L1的电流为I1＝＝＝1A，通过灯L2的电流I2＝＝＝1A，
当只闭合S1、S3时，滑动变阻器滑片P位于某位置，变阻器滑片以右电阻丝与两灯串联，
灯L1、L2均正常发光，所以灯L1、L2的电压分别为额定电压U1＝4V，U2＝2V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压为U滑1＝U﹣U1﹣U2＝8V﹣4V﹣2V＝2V，
两灯正常发光时的电流大小为I1＝I2＝1A，串联电路各处电流相等，通过变阻器的电流也为1A，
根据欧姆定律可得滑动变阻器连入电路中的电阻R滑1＝＝＝2Ω，则变阻器滑片以左电阻丝的阻值为10Ω﹣2Ω＝8Ω；
只闭合S1、S2，灯L1与变阻器滑片以左电阻丝串联，
灯L1正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U滑2＝U﹣U1＝8V﹣4V＝4V，
此时滑动变阻器连入电路中的电阻R滑2＝＝＝4Ω＜8Ω；
所以要使灯L1正常发光，滑片应向左移动；
两电路中通过变阻器的电流相等，根据P＝I2R可知两种情况下，滑动变阻器消耗的电功率之比等于变阻器连入电路中的电阻之比，
即P1：P2＝R滑1：R滑2＝2Ω：4Ω＝1：2。
故答案为：1；左；1：2。
19．【解答】解：当S1闭合S2断开时，电阻R1和R3串联，此时电流I1＝0.15A，则P1＝I12R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
当S1断开S2闭合时，电阻R2和R3串联，设此时电流为I2，则P3＝I22R3＝0.1W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
P2＝I22R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③；
已知R1：R2＝1：2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④；
P1：P2＝9：8﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤；
①③⑤式联立得：＝＝，且R2＝2R1，解得I2＝0.1A，
将I2＝0.1A代入②式解得R3＝10Ω，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可得电源电压：U＝I1（R1+R3）＝I2（R2+R3），即0.15A×（R1+10Ω）＝0.1A×（2R1+10Ω），解得：R1＝10Ω，
则电源电压：U＝I1（R1+R3）＝0.15A×（10Ω+10Ω）＝3V。
故答案为：10；3。
三、作图题（本大题2小题，每小题3分，共6分）
20．【解答】解：由图可知，将灯泡L3的右端接线柱与电源正极连接，则可实现开关S接1时，只有L1、L2亮（L1、L2并联），开关接2时，只有灯L3、L4亮（L3、L4并联）。如图所示：
21．【解答】解：已知开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针逆时针旋转90°．根据磁极间的相互作用可知，螺线管左端为S极，右端为N极，由右手螺旋定则可得，电流由左侧流入，故电源左侧为正极，右侧为负极；如图所示：
四、创新设计与实验探究（本大题2小题，每空1分，共13分）
22．【解答】解：（1）根据转换法，用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，在此实验中，如果每组都有图（c）中甲、乙、丙三个酒精灯，则应选取乙、丙两个酒精灯进行实验；
（2）两个小组选择以下不同的方式：①等质量的沙子和水升高相同的温度，沙子加热的时间短；②等质量的沙子和水加热相同的时间，沙子的温度上升得多。根据比较吸热能力的方法，水的吸热本领更强；
（3）实验中仔细观察的小华同学还发现：刚开始加热时，沙子升温情况与方式②中情况不符，可能的原因是：沙子开始受热不均匀；
（4）根据表中数据可知，加热4分钟（吸热相同），水升高的温度为：
27℃﹣15℃＝12℃；
另一种液体升高的温度为：
43℃﹣15℃＝28℃；
根据Q＝cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，则另一液体的比热容为：
c＝×4.2×103J/（kg ℃）＝1.8×103J/（kg ℃；
（5）小刚同学又利用图（a）、（b）所示的装置探究酒精和煤油的热值是否相等。要完成该实验，除了把图（a）中的沙子换成与图（b）中质量和初温相同的水之外，还应把图（a）中的酒精灯里的酒精换成质量相同的煤油，比较它们燃料燃尽后两个烧杯中水升高的温度。
故答案为：（1）乙、丙；
（2）水；
（3）沙子受热不均匀；
（4）1.8×103；
（5）质量；燃尽后。
23．【解答】解：（1）为了保护电路，开关闭合前，应将滑片移到变阻器的阻值最大处，即最左端；
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路是通路；电压表没有示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即故障的原因可能是小灯泡短路（或电压表短路或电压表断路）；
（3）移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表的示数为2.5V时为止；
由图甲可知，电流表选用小量程；图乙中电流表分度值为0.02A，示数为0.24A，
则小灯泡的电阻为：，
小灯泡的额定功率是：
PL＝ULIL＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）由图乙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知灯泡的实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度升高而增大，故该图像不是直线；
（5）由于灯泡电阻随温度降低而减小，所以当通过灯泡的实际电流小于额定电流或灯泡两端的实际电压小于额定电压时，灯泡的电阻小于正常发光时的电阻；
由P＝I2R可知，实际电流等于额定电流一半时，它的实际功率P1＜P额，
由P＝可知，灯泡实际电压为其额定电压一半时，它的实际功率P2＞P额，故P1小于P2。
故答案为：（1）左；（2）小灯泡短路（或电压表短路或电压表断路）；（3）右；10；0.625；（4）灯丝的电阻随温度的变化而变化；（5）＜。
五、综合运用与计算（本大题2小题，第40题6分，第41题7分，共13分）
24．【解答】解：由图可知，只闭合开关S时，R1通路；同时合开关S、S1时，R1、R2并联；由于并联后的阻值比任意一个并联电阻都小，所以，同时合开关S、S1时，电路的电阻较小；由P＝知道，电压一定的情况下，电阻越小，消耗的电功率越大，则只闭合开关S时为慢挡打印，同时合开关S、S1时为快挡打印；
（1）慢挡打印时，通过电路的电流是：
I慢＝＝＝0.1A；
快挡打印时，通过电路的电流是：
I快＝＝＝0.3A，
快挡打印时，通过R2的电流是：
I2＝I快﹣I慢＝0.3A﹣0.1A＝0.2A，
R2的阻值是：
R2＝＝＝1100Ω；
（2）塑料条从20℃加热到260℃吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝1.6×103J/（kg ℃）×33×10﹣3kg×（220℃﹣20℃）＝10560J；
（3）由效率公式η＝知使用快挡打印时消耗的电能为：
W＝＝＝13200J，
根据P＝知完成这次打印所需的时间是：
t＝＝＝200s。
答：（1）R2的阻值为1100Ω；
（2）某次使用快挡打印，共将33g的塑料条从20℃加热到220℃，塑料条吸收的热量为10560J；
（3）完成这次打印，所需的时间为200s。
25．【解答】解：（1）由图可知，当闭合开关S1和S2时，电阻R1和R2串联，电压表V1测量电阻R1两端的电压，电流表测量串联电路中的电流。
根据欧姆定律可知，定值电阻R1的阻值：R1＝＝＝48Ω，
（2）由题意可知，定值电阻R0的阻值：R0＝R1＝×48Ω＝12Ω，
当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，电阻R0和R1串联，电压表V1和V2都测量电阻R1两端的电压，电流表测量电路中的电流，此时电路中的电流：Ia＝，
则电源电压：U＝U1+U0＝U1+R0＝U1+ R1＝U1，即U＝U1，
因为U1：U2＝8：9，所以U＝U1＝×U2，即U＝U2…………①，
当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片在b端时，滑动变阻器接入的电阻最大，此时电阻R0、R1和R2串联，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量R1和R2两端的总电压，电流表测量电路中的电流。
由串联电路的电阻特点可知，R1和R2串联的总电阻：R12＝R1+R2，
由欧姆定律可知，电路中的电流：Ib＝＝，
根据串联电路的电压规律可知，电源电压：U＝U2+U′0＝U2+R0…………②，
联立①②可得，R2的最大阻值：R2＝R1＝×48Ω＝60Ω；
（3）由串联电路的电阻特点和P＝UI＝可得，
滑动变阻器滑片在a端电路总功率：Pa＝＝＝，
滑动变阻器滑片在b端电路总功率：Pb＝＝＝，
滑动变阻器滑片由a端移动到b端的过程中，电路总功率的变化量：
ΔP＝Pa﹣Pb＝﹣＝＝2.7W，
解得：U＝18V。
答：（1）定值电阻R1的阻值是48Ω；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值是60Ω；
（3）电源电压是18V。
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四川省达州市开江县2022-2023九年级上学期期末物理试题（答案）