北京市房山区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（含答案）

北京市房山区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共12小题，共24分。
1.如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A. 电视机 B. 电风扇
C. 电冰箱 D. 电暖气
2.下列选项中符合安全用电要求的是( )
A. 用湿手拨动空气开关
B. 电线的绝缘皮破损时应及时更换
C. 在未断开电源开关的情况下更换灯泡
D. 把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
3.下列说法中错误的是( )
A. 同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
B. 磁场对放入其中的磁性物体有力的作用
C. 指南针指南北是由于受到地磁场的作用
D. 在同一磁场中，磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱
4.小明观察到教室内的一个开关可以同时控制两盏灯，他画出了如图所示的四种连接方式，其中连接正确且符合安全用电原则的是( )
A. B.
C. D.
5.如图是我国西部某风力发电塔架，上面的三个叶片在空气的作用下转动，叶片带动发电机发电。下列说法正确的是( )
A. 叶片在空气作用下转动的过程中，叶片的动能转化为空气动能
B. 风力发电机是将空气动能直接转化为电能
C. 风力发电机发电是电磁感应现象的应用
D. 风力发电机发电过程中，利用了不可再生能源
6.如图所示，把规格不同的小灯泡、接入电路中，闭合开关，用电流表测出通过、、三点的电流分别为、、。则下列关系式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.如图所示电路，电源电压保持不变，为热敏电阻，其阻值随温度的降低而增大。闭合开关后，小明向上擦一些酒精，并用扇子对着扇风，那么他观察到电表示数的变化情况应该是( )
A. 电流表和电压表的示数均变小
B. 电流表和电压表的示数均变大
C. 电流表的示数变小，电压表的示数变大
D. 电流表的示数变大，电压表的示数变小
8.骑电动自行车不戴头盔存在安全隐患，于是张明同学设计以下方案：骑行前，扫码成功后开关闭合，指示灯亮，但电动机不工作；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控闭合，电动机才通电工作；若只戴头盔不扫码则无法骑行。在如图所示电路中，符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示，下列说法中正确的是( )
A. 图甲：地磁场的极在地理的北极附近
B. 图乙：滑片向左移动，能吸引更多铁钉，说明电磁铁的磁性强弱与电阻大小有关
C. 图丙：只对调磁极，闭合开关，通电导体在磁场中的受力方向不会发生改变
D. 图丁：该实验过程中，主要将机械能转化为电能
10.如图所示，给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手，下列解释正确的是( )
A. 通过导线的电流比通过电炉丝的电流小得多
B. 导线的电阻比电炉丝的电阻大得多
C. 导线的电功率比电炉丝的电功率小得多
D. 电流通过导线时没有产生热效应
11.额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能和通电时间的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是( )
A. 正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量多
B. 正常工作时，电热水壶比电饭锅做功快
C. 正常工作，电流通过电烤箱做的功最多
D. 在一个月内，电饭锅消耗的电能一定最少
12.如图甲所示的电路，电源电压恒定不变，小灯泡的额定电压为。闭合开关，在滑动变阻器的滑片从最右端向左滑到点的过程中，获取了电压表和电流表的数据，并利用所测的数据分别绘制出滑动变阻器和灯泡的图像，如图乙所示。滑片在点时灯泡恰好正常发光，下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 灯泡正常发光时的电阻为
C. 滑片在点时，滑动变阻器的功率为
D. 滑片滑动过程中，两块电压表的示数变化量是相等的
二、多选题：本大题共3小题，共6分。
13.图甲是热敏电阻的阻值随温度变化的关系图像。根据这种材料特性，某同学设计了一个电路，如图乙所示，可以测定某一环境温度。已知定值电阻阻值为，当环境温度为时，电流表的读数为，电源电压恒定不变。下列分析正确的是( )
A. 环境温度越高，电流表的示数越小
B. 电源电压为
C. 电流表的读数为时，环境温度为
D. 当的电功率为时，的阻值为
14.如图是小明探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，产生感应电流的方向与哪些因素有关的实验情景。导体、导线、开关和灵敏电流计组成闭合电路，导体用绝缘细线悬挂置于蹄形磁体的磁场中图中箭头表示导体的运动方向，观察灵敏电流计指针偏转情况。下列说法中正确的是( )
A. 比较图甲和图乙，说明感应电流的方向与导体的运动方向有关
B. 比较图乙和图丙，说明感应电流的方向与磁场方向有关
C. 比较图甲和图丙，说明感应电流的方向与导体的运动方向无关
D. 在图甲中，若导体不动，只让磁体向右运动，灵敏电流计指针偏转方向不变
15.图甲是测试“坐位体前屈”的情景，某同学为其设计了可测量成绩的简化电路，如图乙所示。其中的“恒流源”是一个特殊电源，电路工作时无论电阻怎样变化，通过的电流大小保持不变。在测试中，向前水平推动测试仪的滑块相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片。电阻的阻值随长度的变化规律如图丙所示，用电压表的示数来反映测量成绩。某次测试中的长度从推到，电压表的示数变化了。当长度的变化值相同时，电压表示数的变化值越大，该装置的灵敏度越高。下列说法正确的是( )
A. 长度每增加，的阻值增大
B. 通过的电流为
C. 的长度为时，电压表的示数为
D. 若要增大该装置的灵敏度，可换一个电流值更小的恒流源
三、填空题：本大题共1小题，共3分。
16.为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，在如图所示的实验装置中，还需在导线夹甲、乙间接入的电路元件是______。为了探究磁场对电流是否有力的作用，在如图所示的实验装置中，还需在导线夹甲、乙间接入的电路元件是______。闭合开关前，导体处于静止状态；若闭合开关后，观察到导体 ______的现象，则说明磁场对电流有力的作用。
四、实验探究题：本大题共7小题，共25分。
17.某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计和、阻值不等的电阻丝和。
该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与______是否有关。
该实验采用串联电路可以控制电流相同和______相同。
该实验中，电流通过导体产生热量的多少用______来反映。
若闭合开关一段时间，温度计的示数明显高于温度计的示数，则由此可以判断两电阻丝的阻值大小关系： ______。选填“”或“”
18.研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。由甲乙两图实验现象说明：______；由乙、丙两图实验现象说明：______。
19.如图是某同学探究通电螺线管外部磁场方向的实验装置。小磁针涂黑的一端是极，闭合开关，回答下列问题：
螺线管的左端是______选填“”或“”极。
若将小磁针移到点位置，小磁针静止时极的指向______选填“会”或“不会”改变。
要探究通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向是否有关，可以______，从而改变螺线管中的电流方向。闭合开关，若小磁针静止时极的指向发生改变，则可以得出结论：______。
20.某同学用图甲所示的电路测量额定电压为的小灯泡的额定功率，电源两端电压恒定不变。
闭合开关后，为使小灯泡正常发光，应______。当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则的额定功率 ______。
该同学想比较另一个额定电压为的小灯泡的额定功率与的大小关系。他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，用替换，闭合开关后，需要向左移动滑片才能使小灯泡正常发光。依据上述现象，可推断出 ______选填“”“”或“”，他继续完成了的测量后，验证了推断。
21.小明在“探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关”的实验中，设计了如图所示的电路。主要实验步骤如下：
选用电磁铁接线柱、接入电路甲、乙之间，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到某位置。用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数和被吸引大头针的个数，断开开关；
将电磁铁接线柱、接入电路甲、乙之间，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到另一位置。用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数和被吸引大头针的个数，断开开关。
根据以上内容，回答下列问题：
请你写出小明的实验设计不能实现探究目的的原因：______。
请你写出能够实现探究目的所需要的实验器材和操作方法。
22.实验桌上有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关各一个，已调零的电流表、电压表各一块，导线若干。另外还有六根粗细均匀、长度相同、横截面为圆形的镍铬合金丝，直径分别为，，，，，。小明利用上述实验器材设计实验证明“导体电阻大小与导体横截面积的关系”。
画出实验电路图。
请帮他将主要实验步骤补充完整。
按电路图把一根镍铬合金丝当作电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，在表格中记录电压表、电流表的示数、和镍铬合金丝直径。
断开开关，______，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，在表格中记录电压表、电流表的示数、和镍铬合金丝直径。
仿照步骤再做四次实验，并将相关数据记录在表格中。
利用计算根不同镍铬合金丝的横截面积，利用______计算根不同镍铬合金丝的电阻值并记录。
画出实验数据表格。
23.如图所示，某同学想通过实验观察通电螺线管外部的磁场分布特点及其方向是怎样的？请写出需要添加的器材和实验过程。
五、计算题：本大题共2小题，共8分。
24.如图是某款两挡电热器的简化电路，、为阻值一定的电热丝，，。该电热器接入电压恒为的电路中。求：
低温挡时电热器的电功率。
高温挡时，工作产生的热量。
25.图甲是某款家用两挡电热器的简化电路，、为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为的电路中，低温挡的功率为。闭合开关前，观察电度表的示数如图乙所示。闭合开关和并开始计时，工作，观察电度表的示数如图丙所示。求：
低温挡时通过电路的电流。
高温挡时电热器的电功率。
六、综合题：本大题共1小题，共4分。
26.请阅读超导现象并回答问题。
超导现象在宇宙中，高温、高压、强磁场等极端环境比比皆是，而我们地球上的生活环境是一个相对温和的环境，要发现更多的新现象，就需要建造极端条件实验室，拓展研究空间。
所谓极端条件，指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压强等实验条件。通过创造极端条件，可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性，例如某些物质在很低的温度时，电阻就变成了，这就是超导现象，具有这种特性的物质叫超导体。
低温为什么能发生超导呢？我们建立一个简易模型进行理解，将导体的原子核与核外受到约束的电子组成“原子实”，可类比成小球。原子实做着热运动，穿行其间的自由电子会与它发生碰撞，表现为导体对自由电子传导的阻碍，即电阻。导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象。
高压也能让材料发生超导。理论上，某种导体在相当于万倍标准大气压的高压环境下，也能发生超导现象。在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式，如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动，就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动，宏观上就显示出超导现象。常见输电过程中，一部分电能因导线发热而耗散掉。
若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。年月，世界首条千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运，标志着我国在超导输电技术领域取得了重大突破。
科学家们将极端条件进行综合运用，大大拓展了物质科学的研究空间，为发现新物态、探索新现象、开辟新领域，创造了前所未有的机遇。
请根据上述材料，回答下列问题：
实现超导的方式有低温和______。
极低温度下，原子实与自由电子的______都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象。
强磁场的产生需要大电流，但电流越大，导线的温度就会越高，通常会导致导线熔化，给强磁场的产生带来限制。依据文中信息，请写出能够减少电流通过导线所产生的热量，从而突破限制，创造强磁场的条件，并写出依据。
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16.灵敏电流计 电源 运动
17.电阻 通电时间 温度计示数的变化量
18.电流周围存在磁场 电流磁场与电流方向有关
19. 会 把电源正负极对调 通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向有关
20.调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为
21.没有电流表，不能控制电流不变
22.更换另一根镍铬合金丝接入电路
23.解：将通电螺线管和玻璃板水平放置，在螺线管周围放置一些小磁针，观察小磁针静止时的指向情况，通过小磁针指向可以判断通电螺线管外部的磁场方向特点；将小磁针拿掉之后，在玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，观察铁屑静止时的分布情况，通过铁屑静止时的分布情况可以判断通电螺线管外部的磁场分布特点。
需要添加的器材：铁屑，小磁针。
24.解：由图可知，当开关、都闭合时，、并联，根据并联电路的特点可知，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电热器处于高温挡；
当开关闭合、断开时，只有工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电热器处于低温挡；
低温挡的电功率： ；
高温挡的电功率：，
高温挡时，工作产生的热量：。
答：低温挡时电热器的电功率为；
高温挡时，工作产生的热量为。
25.解：电压，低温挡的功率为，根据知，
低温挡时，电流 ；
高温挡时，和闭合，消耗的电能
；
电功率 。
答：低温挡时通过电路的电流是；
高温挡时电热器的电功率是。
26.高压 热运动
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