内容正文:
九年级物理试题
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,选对的得2分,多选、错选均不得分)
1. 下列说法与物理学史相符的是( )
A. 奥斯特发现电磁感应现象
B. 法拉第证实电流周围存在磁场
C. 伏特首先研究得出电流与电压、电阻三者之间的关系
D. 焦耳根据所测电流通过电阻放出的热量,提出焦耳定律
【答案】D
【解析】
【详解】A.奥斯特首先证实电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B.法拉第首先发现了电磁感应现象,故B不符合题意;
C.欧姆首先研究得出电流与电压、电阻三者之间的关系,即欧姆定律,故C 不符合题意;
D.焦耳根据所测电流通过电阻放出的热量,提出焦耳定律,即电流通过导体产生的热量与通过电流的二次方成正比,与导体电阻成正比,与通电时间成正比,故D符合题意。
故选D。
2. 下列数据中,最接近生活实际的是( )
A. 家庭电路电压约为380V
B. 人体安全电压不高于60V
C. 家用LED节能灯的电流约为5A
D. 家用液晶电视机功率约为100W
【答案】D
【解析】
【详解】A.家庭电路电压约为220V,故A不符合题意;
B.人体安全电压不高于36V,故B不符合题意;
C.家用LED节能灯的电流约为0.05A,故C不符合题意;
D.家用液晶电视机功率约为100W,电流约为0.45A,故D符合题意。
故选D。
3. 指南针是我国四大发明之一,《论衡》记载:司南之杓,投之于地,其柢指南.如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上,静止时它的长柄指向南方.司南长柄所指方向是( )
A. 地理南极,地磁北极 B. 地理南极,地磁南极
C. 地理北极,地磁北极 D. 地理北极,地磁南极
【答案】A
【解析】
【分析】指南针是根据磁体的指向性工作的,地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫做地磁场,地磁的南极在地理的北极附近,而地磁的北极在地理的南极附近.
【详解】地球本身是一个大磁体,司南实质就是一块磁铁,在地球的磁场中受到磁力的作用,其静止时它的长柄指向南方,即地理上的南极;地理上的南极是地磁的北极,故BCD错误、A正确.
故选A.
【点睛】磁场是一种看不见摸不着的物质,是真实存在的,对于磁场的认识,我们是通过它对其他物体的作用来认识的.
4. 如图所示的电路中,电源电压恒为3V,灯泡、规格相同,额定电压均为3V。下列说法正确的是( )
A. 断开、闭合时,灯泡短路
B. 闭合、断开时,灯泡、正常发光
C. 同时闭合、时,只有灯泡会发光
D. 闭合、断开时,发现灯泡和灯泡都不发光,则故障可能是灯泡短路
【答案】C
【解析】
【详解】A.当断开、闭合时,电路中无电流,电路处于断路状态,故A错误;
B.当闭合、断开时,、是串联的,电路中有电流,两灯都会发光,由串联分压规律可知,两个灯泡两端的实际电压均小于额定电压,两灯不能正常发光,故B错误;
C.当闭合、时,发生短路,则不发光,只有会发光,故C正确;
D.闭合、断开时,、是串联的,若灯泡L2短路,则灯L1能发光。故D错误。
故选C。
5. 如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法正确的是( )
A. 探究电流跟电压的关系时,每次都要换不同阻值的电阻R
B. 实验的结论是:电流跟电压成反比
C. 闭合开关后,若电流表有示数,电压表无示数,则可能是电阻R短路
D. 多次实验是为了减少误差
【答案】C
【解析】
【详解】A.在探究“电流跟电压的关系”的实验中,需要控制电阻R的阻值不变,通过改变电阻两端的电压来观察电流的变化。如果每次实验都换用不同阻值的电阻R,那么就无法确定电流的变化是由于电压的改变还是电阻的改变引起的,故A错误;
B.实验结论应该是:在电阻一定的情况下,电流跟电压成正比,而不是反比,这是欧姆定律的基本内容,故B错误;
C.在实验中,如果闭合开关后电流表有示数,说明电路是通路,有电流通过;而电压表无示数,则可能是电压表被短路了。在这个实验中,电压表是并联在电阻R两端的,如果电阻R短路,那么电压表也会被短路,从而导致电压表无示数,故C正确;
D.在这个实验中,多次实验的目的是为了寻找普遍规律,即验证在电阻一定的情况下,电流与电压之间的正比关系是否成立,而不是为了减少误差,减少误差通常是通过改进实验方法、提高测量精度等方式来实现的,与多次实验寻找规律不同,故D错误。
故选C。
6. 将一个1Ω的电阻和一个1000Ω的电阻并联使用,其总电阻R为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电阻与电阻并联,并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,则
所以总电阻,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7. 如图所示是小阳从某废旧电器中拆下的环形磁铁。下列有关环形磁铁的说法正确的是( )
A. 它周围存在磁场 B. 它周围存在磁感线
C. 它周围的磁场分布是均匀的 D. 它周围各点的磁场方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.任何磁体周围都存在磁场,这是磁体的基本性质,故A正确;
B.磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线,并非实际存在的物质,故B错误;
C.环形磁铁的磁场分布不均匀,靠近磁极的区域磁场较强,远离磁极的区域磁场较弱,故C错误;
D.磁场方向是指磁场中某点的切线方向,环形磁铁周围不同位置的磁场方向不同,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,电源电压保持不变,当开关由断开变为闭合状态,则两电表的示数变化为( )
A. 两电表的示数都变小
B. 电流表的示数变大,电压表的示数变小
C. 两电表的示数都变大
D. 电流表的示数变小,电压表的示数变大
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知,当开关断开时,两电阻串联,电压表测两端电压,电流表测电路中电流,当开关闭合时,被短路,电路为只有的简单电路,电流表测电路中电流,电压表测电源电压,串联电路中,电源电压等于各部分电压之和,因此当开关由断开变为闭合状态,电压表示数增大,开关闭合后,电路中总电阻减小,电源电压不变,由可知,电路中电流增大,即电流表示数增大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9. 两个完全相同的电阻和分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中通过的电流之比为 B. 甲、乙两图中两端电压之比为
C. 甲、乙两图总电阻之比为 D. 甲、乙两图的总功率之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据并联电路电压的规律,在甲图中R1两端电压为U,乙图中R1两端电压为
故甲、乙两图中R1两端电压之比为1:1,根据欧姆定律,甲、乙两图中通过R1的电流之比为1:1,故A错误;
B.根据并联电路电压的规律,在甲图中R2两端电压为U,乙图中R2两端电压为
故甲、乙两图中R2两端电压之比为1:1,故B错误;
C.根据串并联电路总电阻的规律,甲、乙两图中R1=R2,等效电阻之比为
故C错误;
D.甲、乙两图的总功率之比为
故D正确。
故选D。
10. 标有“6V,3W”和“6V,6W”的灯和,假设两灯灯丝电阻不变,若将它们串联在某电源上,在保证电路安全的条件下,使其中一个灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为12V B. 电路消耗的总功率为4.5W
C. 灯L2和L1发光亮度相同 D. 灯L1两端的电压比灯L2两端的电压小
【答案】B
【解析】
【详解】A.两个灯泡的额定电流分别为
两个灯泡的电阻分别为
将它们串联在某电源上,所以通过它们的电流相等,在保证电路安全的条件下,使其中一个灯正常发光,因为L1的额定电流小于L2的额定电流,所以通过电路的电流是0.5A,L1正常发光,L2不能正常发光,电源电压为
故A错误;
B.根据P=UI可知,电路消耗的总功率为
故B正确;
C.灯的亮度取决于灯消耗的实际功率,当两灯串联时通过它们的电流相等,且L1的电阻大于L2的电阻,根据可知,灯L1消耗的功率大于L2消耗的功率,灯L1比L2亮。故C错误;
D.两灯串联,通过的电流相等,且L1的电阻大于L2的电阻,根据可知,L1两端的电压大于L2两端的电压。故D错误。
故选B。
11. 物理课上老师展示了一款磁悬浮地球仪,如图(a)所示,闭合开关,地球仪悬浮在空中。经过研究发现地球仪底部有一块磁铁,底座内部有电磁铁。莉莉画出了如图(b)所示的电路原理图,下列判断不正确的是( )
A. a图底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应
B. b图中闭合开关,向右移动P能减小地球仪的悬浮高度
C. a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理
D. b图中用虚线代表的地球仪的A端是S极
【答案】B
【解析】
【详解】A.底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应,故A正确,不符合题意;
B.闭合开关后,向右移动P,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,会增大地球仪的悬浮高度,故B错误,符合题意;
C.a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理,故C正确,不符合题意;
D.根据安培定则,电磁铁的上端是S极,同名磁极互相排斥,地球仪的A端是S极,故D正确,符合题意。
故选B。
12. 如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”,其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体,管外绕着线圈。运动时,磁体在管中往复运动,线圈输出不断变化的电流,从而实现计步。下列说法正确的是( )
A. 线圈中产生电流的过程将机械能转化为电能
B. 线圈中产生电流原理是电流的磁效应
C. 磁体的周围存在磁场和磁感线
D. 改变走路的速度,则“计步器”中的电流方向发生改变
【答案】A
【解析】
【详解】运动时,磁体在管中往复运动,线圈切割磁感线产生电流,输出不断变化的电流从而实现计步,这属于电磁感应现象。
A.磁体运动驱动线圈切割磁感线,产生感应电流,该过程是将机械能转化为电能,故A正确;
B.电流的磁效应是指通电导线周围存在与电流方向有关的磁场,属于电生磁,而线圈中产生电流的原理是电磁感应,属于磁生电,故B错误;
C.磁体的周围存在真实的磁场,但磁感线是假想的模型,非真实存在,故C错误;
D.电流方向由磁场方向和切割磁感线的运动方向决定,与运动速度大小无关(速度影响电流大小),改变走路速度,电流方向不变,故D错误。
故选A。
13. 如图为一种无链条电动自行车,它结合了人体动力和电池动力,骑行者踩脚踏板产生的动能可转化为电能补充在锂电池内,之后通过锂电池驱动后轮前行,下列关于人体动力和电池动力的原理正确的( )
A. 丙丁 B. 甲丁 C. 甲乙 D. 乙丙
【答案】B
【解析】
【详解】人体动力是将机械能转化为电能,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,是电磁感应现象,电池动力是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的,将电能转化为机械能;
图甲中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,是电磁感应现象;
图乙中是奥斯特实验,证明了电流周围可以产生磁场;
图丙中是探究电磁铁磁性的强弱,是电流的磁效应;
图丁中有电源,通电导体在磁场中受力会发生运动,是电动机的原理。
综上,图甲,图丁符合题意。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
14. 巨磁电阻(GMR)效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,且磁场越强电阻越小,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度,从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,下列说法正确的是( )
A. 电磁铁的原理是电磁感应
B. 闭合S1,滑片P向左移动,电磁铁的磁性将减小
C. 闭合S1,滑片P置于最右端时,指示灯最暗
D. 闭合S1和S2,滑片P向左移动,指示灯将变亮
【答案】D
【解析】
【详解】A.电磁铁的原理是通电导线周围存在磁场,故A错误;
BD.由图可知,闭合S1和S2,滑片P向左移动时,变阻器接入电路中的阻值减小,控制电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,GMR的阻值减小,工作电路中电流变大,指示灯变亮,故B错误,D正确;
C.闭合S1,S2未闭合,工作电路为断路,指示灯不亮,故C错误。
故选D
15. 如图所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关 S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U-I”关系图像如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 电源电压为 8V B. 定值电阻 R1 的阻值为 20Ω
C. 滑动变阻器 R2的阻值变化范围为 0~10Ω D. 此电路的最小总功率为 1.2W
【答案】D
【解析】
【详解】A.分析电路可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器电阻变小时,电路中的电流变大,定值电阻的电压变大,滑动变阻器的电压变小,所以甲图像是R2的电压和电流的关系的图像,乙图像是R1的电压和电流关系的图像,由图像可知,当电流为0.2A时,R1和R2的电压分别为2V和4V,根据串联电路中电压的规律可知,电源电压为
故A错误;
B.由图可知,当R1的电流为0.2A时,电压为2V,则定值电阻R1的阻值为
故B错误;
C.当电路中电流最小为0.2A时,滑动变阻器的电阻最大,此时R2的电压为4V,所以滑动变阻器的最大电阻为
所以滑动变阻器 R2的阻值变化范围为 0~20Ω,故C错误;
D.整个电路的电压一定,根据公式可知,当电流最小时电路功率最小,由图可知,最小电流为0.2A,所以最小功率为
故D正确。
故选D。
二、填空题(本题共5小题,每空1分,共18分,把答案用黑色签字笔写在答题卡相应位置)
16. 我国古代民间有一种指南鱼,如图所示。将薄铁片剪裁成鱼形,磁化后浮在水面,就能指南北。指南鱼能指南北是因为受到___________的作用。指南鱼的腹部磁性最___________(选填“强”或“弱”)。
【答案】 ①. 地磁场 ②. 弱
【解析】
【详解】[1]指南鱼能指南北是因为受到地磁场的作用。地球本身是一个大磁体,存在地磁场,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,使指南鱼的“鱼头”指向南方,“鱼尾”指向北方。
[2]指南鱼是将薄铁片剪裁成鱼形后磁化制成的,通常磁性分布是两端磁性较强,中间磁性较弱,腹部处于鱼形的中间位置,所以指南鱼的腹部磁性最弱。
17. 如图所示,虚线框内是电磁继电器,其中A是__________。当开关S断开时灯__________亮,开关S闭合时灯__________亮。
【答案】 ①. 电磁铁 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]电磁继电器的核心部件是电磁铁(图中A为线圈绕制的电磁铁),通电时产生磁性,控制触点通断。
[2]开关S断开时,线圈中没有电流,电磁铁无磁性,衔铁在弹簧作用下复位,此时L1所在电路接通,故L1亮。
[3]开关S闭合时,线圈中有电流,电磁铁产生磁性,吸引衔铁,使L2所在电路接通,故L2亮。
18. 如图是小鹏家的电能表,本月他家消耗的电能为________kW·h。将电热水器单独接入电路,正常工作3min,电能表的转盘转了150r,电热水器的电功率为__________W。
【答案】 ①. 50 ②. 2000
【解析】
【详解】[1]电能表的读数方法为:最后一位是小数位,单位是kW⋅h。月初电能表的示数为226.3kW⋅h,月末电能表的示数为276.3kW⋅h。本月消耗的电能
[2]电能表上标有,表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转1500r。转盘转了150r,则电热水器消耗的电能
工作时间
则电热水器的电功率
19. 手机已成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具,关于手机,请你回答下列问题。
(1)手机正常工作时,内部电池提供的电压对人体________(选填“属于”或“不属于”)安全电压。某智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是减小了电池的输出________(选填“电压”“电能”或“电功率”)。
(2)某手机电池的铭牌上标有“”的字样,该手机电池在充满电时储存的电能为________;手机正常使用时功率为,如果他在电池电量剩余30%时,立刻插上充电器,并持续正常使用,直到电量充满。他这次给手机充电的时间是________。
【答案】(1) ①. 属于 ②. 电功率
(2) ①. 72000 ②. 0.5
【解析】
【小问1详解】
[1]人体的安全电压是不高于36V,手机电池提供的电压通常为3.7V或5V,远低于36V,因此属于安全电压。
[2] “省电模式”下,电池的输出电压基本不变,通过减小用电器的电功率(,电流减小),从而减少单位时间内消耗的电能,延长供电时间。
【小问2详解】
[1]电池容量“5V 4000mA·h”,储存的电能 ,其中 ,,则:
[2]剩余30%电量,需补充的电能
充电器功率,手机使用功率,实际充电功率
充电时间
20. 如图所示的装置,甲、乙两部分均放在水平桌面上,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右运动,导体棒cd也随之运动。
(1)甲部分发生的是________现象,最早发现这个科学原理的物理学家是________,人们根据这一原理发明了________(选填“麦克风”或“扬声器”);若用外力使导体棒ab竖直向上运动,导体棒cd________(选填“会”或“不会”)随之运动。
(2)有一种“车窗爆破器”,其原理是:当爆破器中的线圈有电流通过时,爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力,这个过程发生的能量转化是________能转化为________能,上述装置中________(选填“甲”或“乙”)部分发生的能量转化与这一过程相同。
【答案】(1) ①. 电磁感应 ②. 法拉第 ③. 麦克风 ④. 不会
(2) ①. 电能 ②. 机械 ③. 乙
【解析】
【小问1详解】
[1][2]闭合开关,导体ab和cd组成一个闭合电路,闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中有了感应电流,这种现象是电磁感应现象,法拉第最先发现了电磁感应现象。
[3]人们根据电磁感应原理发明了麦克风,麦克风是将声信号转化为电信号,利用电磁感应产生电流;而扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理。
[4]若用外力使导体棒ab竖直向上运动,导体棒ab没有切割磁感线,所以不会产生感应电流,故导体棒cd不会随之运动。
【小问2详解】
[1][2]当车窗爆破器中的线圈有电流通过时,爆破器中的“钨钢头”产生冲击力,是电能转化为机械能。
[3]上述装置中,乙部分是通电导体cd在磁场中受到力的作用,由电能转化为机械能,与“车窗爆破器”的能量转化相同,因此选乙。
三、作图题(本题共2小题,共4分。按题目要求在答题卡上相应位置作答)
21. 如图,小磁针静止,请标出通电螺线管C点的电流方向和小磁针D端的极性。
【答案】
【解析】
【详解】磁体周围的磁感线从N极出发回到S极。由图可知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极;根据安培定则可得,电流是从螺线管的左端流入,右端流出,故通电螺线管C点电流方向是向上的;根据异名磁极相互吸引可知,小磁针D端的磁极为S极。如图所示:
22. 如图甲是桌面摆件悬空灯泡,图乙是其结构图。小磁针靠近底座静止时如图所示,请在图中标出:(1)灯泡底部的磁极(用“N”或“S”表示);(2)电磁铁电源上方的极性(用“+”或“-”表示);
【答案】
【解析】
【详解】根据磁极间的相互作用规律,异名磁极相互吸引,通电螺线管的下端是N极,上端是S极,同名磁极互相排斥,灯泡才能悬起来,所以灯泡的底端也是S极;根据安培定则,伸出右手握住通电螺线管,大拇指指向N极,所以电源下端是正极,上端是负极。如图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,共18分。按题目要求在答题卡上相应位置作答)
23. 在用电流表和电压表测量小灯泡电阻的实验中,电源电压为3V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,正常发光时阻值约为8Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡发光情况
1
1.5
0.24
较暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
2.8
0.32
较亮
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整(导线不得交叉)______;
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置,电压表示数如图乙所示,为______V。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端滑动;
(3)多次实验后,实验数据如表所示,可知小灯泡L正常发光时的阻值为______Ω(结果保留一位小数);
(4)根据表中数据可推测闭合开关前小灯泡阻值可能为______;
A. 0Ω B. 3Ω C. 6.3Ω D. 10Ω
(5)根据表中数据,可得小灯泡正常发光时的电功率为______W。结合实验数据和发光情况,可知小灯泡的亮度取决于其__________。
【答案】(1) (2) ①. 2.3 ②. 右 (3)8.3
(4)B (5) ①. 0.75 ②. 实际功率
【解析】
【小问1详解】
由题意,电源电压为 3V,小灯泡额定电压为 2.5V,正常发光时电阻约为 8Ω,所以额定电流约为
所以电流表应选 0~0.6A 量程,电压表选 0~3V 量程。滑动变阻器要串联在电路中,用来调节小灯泡两端电压。如图所示:
【小问2详解】
[1][2]如图乙,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.3V,小于小灯泡额定电压,要使灯泡电压增大到 2.5V,应减小滑动变阻器连入电阻,滑动变阻器接入右下接线柱 ,故应将滑动变阻器的滑片向右端移动。
【小问3详解】
由表中第 2 次实验数据:,,则小灯泡正常发光时的电阻
【小问4详解】
闭合开关前,灯丝温度低,电阻比正常发光时小。由第1次实验数据:,,对应电阻
但这是通电后较暗时的电阻,比闭合开关前小灯泡阻值大。闭合开关前小灯泡温度更低,小灯泡阻值比 6.25Ω 更小,但不会为0,故闭合开关前小灯泡阻值可能为3Ω,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【小问5详解】
由表可知,小灯泡正常发光时的电功率
结合实验数据和发光情况可知小灯泡的亮度取决于实际功率。
24. 小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后观察小磁针的指向,轻敲纸板,观察铁屑的排列情况,如图甲所示;把小磁针放到螺线管四周不同的位置,闭合开关后,小磁针再次静止时的指向如图乙所示。
①通电后小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围有________;
②通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似;
(2)将电源正负极对调,闭合开关,发现小磁针偏转方向与原来相反,说明通电螺线管磁场方向与________有关;
(3)如图乙所示,根据小磁针静止时的指向,a端应接电源的________极;小明将一铁芯插入螺线管中,其磁场会变________;请写出一种能增强电磁铁外部磁场的方法:________。
【答案】(1) ①. 磁场 ②. 条形 (2)电流方向
(3) ①. 正 ②. 强 ③. 用更多匝数的线圈或增大电流
【解析】
【小问1详解】
[1]小磁针原指示地磁场的南北,通电后小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围有磁场,对小磁针有磁力的作用。
[2]由图甲所示的铁屑分布情况可知,通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围磁场的分布情况相似。
【小问2详解】
对调电源正负极,电路中电流方向改变,小磁针静止时N极所指方向也改变,说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
【小问3详解】
[1]如图乙所示,根据小磁针静止时的N极指向,可判断通电螺线管左端为N极,根据安培定则,可判断电流从a出,b回,因此a端应接电源的正极。
[2]在螺线管中插入一根铁芯,铁芯会被磁化,与通电螺线管的磁场叠加,其磁场会变强。
[3]电磁铁的磁性与线圈匝数有关,与电流大小有关,因此要增强电磁铁的外部磁场,还可以增加线圈匝数、增大电流等。
25. 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甲、乙两组实验装置。
(1)利用图__________(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系。
(2)图甲装置将两个瓶中的电阻丝串联的目的是控制__________和__________相同。
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,图________(选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象。
(4)让实验装置冷却到初始状态,把图乙中并联的两根电阻丝都放入右瓶内,接通电源,比较两瓶内电阻丝产生热量的多少,此时该装置是探究电流产生的热量跟__________(选填“电流”或“电阻”)的关系,一段时间后电阻丝产生的热量__________多。(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)
【答案】(1)乙 (2) ①. 电流 ②. 通电时间
(3)甲 (4) ①. 电阻 ②. 左瓶
【解析】
【小问1详解】
探究电流产生的热量与电流大小的关系时,需控制电阻和通电时间相同,改变电流。乙装置容器中的两个电阻阻值相同(均为5Ω),但通过它们的电流不同(一个在干路,一个在支路),因此可用于探究热量与电流的关系。
【小问2详解】
[1][2]甲装置中两个电阻丝串联,根据串联电路的特点,可保证通过两根电阻丝的电流相等,且通电时间也相同,从而探究电流产生的热量与电阻大小的关系。
【小问3详解】
电炉丝与导线串联,电流和通电时间相同,但电炉丝的电阻远大于导线的电阻。根据焦耳定律,电阻越大,产生的热量越多。甲装置正是探究 “电流和通电时间相同时,热量与电阻的关系”,因此可以解释这一现象。
【小问4详解】
[1]将乙图中并联的两根电阻丝都放入右瓶后,左瓶只有1根5Ω 电阻丝,右瓶有2根5Ω电阻丝并联(总电阻为2.5Ω)。此时两瓶内电阻丝的电流相同、通电时间相同,只有电阻不同,因此探究的是电流产生的热量与电阻的关系。
[2]根据,在电流和时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。左瓶电阻(5Ω)大于右瓶总电阻(2.5Ω),因此左瓶产生的热量更多。
五、计算题(本题共2小题,共24分。用黑色签字笔在答题卡相应位置作答。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤,计算过程中物理量必须带上单位,只写出最后答案的不能得分)
26. 某消毒柜简化电路如图所示。电阻R=110Ω,紫外灯L规格为“220V 50W”,闭合开关S1和S2,消毒柜正常工作,求:
(1)通过R的电流;
(2)灯L正常工作2min消耗的电能;
(3)若某酒店厨房的电能表标有“220V 5A(10A)”字样,请通过计算说明,3台这样的消毒柜能不能同时在这个厨房长时间使用。(厨房内其它用电器消耗电能暂不计)
【答案】(1)2A (2)6000J
(3)能同时在这个厨房长时间使用
【解析】
【小问1详解】
由图知,两开关都闭合时,L与R并联,由并联电路特点知UL=UR=U=220V
所以通过R的电流
【小问2详解】
灯L正常工作2min消耗的电能W=PLt=50W×2×60s=6000J
【小问3详解】
R的电功率PR=URIR=220V×2A=440W
一台消毒柜的电功率P=PL+PR=50W+440W=490W
3台这样的消毒柜总功率P′=3P=3×490W=1470W
由电能表参数知,这个电能表允许通过的最大电流为10A,允许接用电器的最大功率P最大=UI=220V×10A=2200W>1470W
所以能同时在这个厨房长时间使用。
27. 某品牌电热水壶铭牌如表所示,该电热水壶内部简化电路图如图所示。该电热水壶正常工作时,将初温为的水加热至沸腾,用时,已知,外界大气压为1标准大气压,,。
品名:电热水壶
额定电压:220V
额定频率:50Hz
加热功率:2000W
额定容量:
保温功率:40W
(1)只闭合S1时,该电热水壶处于___________(选填“保温”或“加热”)状态;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)求在上述过程中电热水壶烧水的效率。
【答案】(1)保温 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,开关闭合、断开时,两电阻串联,电路中的电阻最大,根据可知,电功率最小,则电热水壶处于保温状态。
【小问2详解】
当开关、闭合时,为电阻的简单电路,此时功率最大,该电热水壶的处于加热状态,由可得,的电阻为
当开关闭合、断开时,两电阻串联,总电阻
根据串联电路的电阻规律可得,电阻R2的阻值为
【小问3详解】
将、的水加热到,水的质量为
水吸收的热量为
电水壶消耗的电能为
加热水时热水壶的效率为
六、科普阅读题(本题共1小题,共6分。按题目要求在答题卡上相应位置作答)
28. 阅读短文,回答问题。
油电混合动力汽车
如图甲,国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图乙所示。当它以60km/h的速度沿水平公路匀速行驶30min的过程中,燃烧了3kg燃油,发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力7.5×107J,其中60%的能量来自于燃油燃烧;而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,其中用于充电的能量为5×106J。设燃油在发动机汽缸内完全燃烧,燃油的热值为5×107J/kg。若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。
(1)检修汽车同侧前后两个转向灯时,司机会拨动方向盘旁边的横杆,并观察转向灯的发光情况,司机所拨动的这根横杆相当于电路中的______;若拨动横杆后发现有一个转向灯不亮,说明这两灯是______(选填“串联”或“并联”);
(2)如图丙中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,需要满足以上需求,将旋钮变阻器接入电路M、N分别接入______(选填“EO”、“FO”或“EF”);
(3)如图丁是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,下列关于该汽车说法错误的是______;
A. 油量表实质是电压表改装而成的
B. 定值电阻R0的作用起到保护电路的作用
C. 蓄电池充电时,电能转化为化学能
D. 加油的过程中,油量表的示数变大
(4)该油电混合动力汽车以60km/h的速度匀速行驶30min时,完全燃烧3kg燃油产生的热量为______J,发动机的效率为______%。
【答案】(1) ①. 开关 ②. 并联
(2)EO (3)A
(4) ①. 1.5×108 ②. 33.3
【解析】
【小问1详解】
[1]司机拨动这根横杆,转向灯才会工作,所以这根横杆起到了控制电路通断的作用,即司机所拨动的这根横杆相当于电路中的开关。
[2]若拨动横杆后发现有一个转向灯不亮,另一个仍能发光,说明这两个灯工作时互不影响,故这两灯是并联。
【小问2详解】
驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,说明此时变阻器接入电路的有效电阻丝变短,由图丙可知应将旋钮变阻器的EO接入电路分别与M、N连接。
【小问3详解】
A.由图丁可知,油量表串联接入电路中,所以其实质是电流表,故A错误,符合题意;
B.当油箱中的油越来越多的时候,滑动变阻器接入电路的阻值就会越来越小,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流就会越来越大,可能会烧坏油量表,所以定值电阻的作用就是保护电路,故B正确,不符合题意;
C.蓄电池充电时,相等于用电器,此时将电能转化为化学能,故C正确,不符合题意;
D.加油的过程中,油面上升通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,油量表的示数变大,故D正确,不符合题意。
故选A。
【小问4详解】
[1][2]完全燃烧3kg燃油产生的热量为
发动机为汽车提供的动力能量为
发动机对蓄电池充电的能量为
发动机的效率为
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九年级物理试题
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,选对的得2分,多选、错选均不得分)
1. 下列说法与物理学史相符的是( )
A. 奥斯特发现电磁感应现象
B. 法拉第证实电流周围存在磁场
C. 伏特首先研究得出电流与电压、电阻三者之间的关系
D. 焦耳根据所测电流通过电阻放出的热量,提出焦耳定律
2. 下列数据中,最接近生活实际的是( )
A. 家庭电路电压约为380V
B. 人体安全电压不高于60V
C. 家用LED节能灯的电流约为5A
D. 家用液晶电视机功率约为100W
3. 指南针是我国四大发明之一,《论衡》记载:司南之杓,投之于地,其柢指南.如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上,静止时它的长柄指向南方.司南长柄所指方向是( )
A 地理南极,地磁北极 B. 地理南极,地磁南极
C. 地理北极,地磁北极 D. 地理北极,地磁南极
4. 如图所示的电路中,电源电压恒为3V,灯泡、规格相同,额定电压均为3V。下列说法正确的是( )
A. 断开、闭合时,灯泡短路
B. 闭合、断开时,灯泡、正常发光
C. 同时闭合、时,只有灯泡会发光
D. 闭合、断开时,发现灯泡和灯泡都不发光,则故障可能是灯泡短路
5. 如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法正确的是( )
A. 探究电流跟电压的关系时,每次都要换不同阻值的电阻R
B. 实验结论是:电流跟电压成反比
C. 闭合开关后,若电流表有示数,电压表无示数,则可能是电阻R短路
D. 多次实验是为了减少误差
6. 将一个1Ω的电阻和一个1000Ω的电阻并联使用,其总电阻R为( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示是小阳从某废旧电器中拆下的环形磁铁。下列有关环形磁铁的说法正确的是( )
A. 它周围存在磁场 B. 它周围存在磁感线
C. 它周围的磁场分布是均匀的 D. 它周围各点的磁场方向相同
8. 如图所示,电源电压保持不变,当开关由断开变为闭合状态,则两电表的示数变化为( )
A. 两电表的示数都变小
B. 电流表的示数变大,电压表的示数变小
C. 两电表示数都变大
D. 电流表的示数变小,电压表的示数变大
9. 两个完全相同的电阻和分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中通过的电流之比为 B. 甲、乙两图中两端电压之比为
C. 甲、乙两图总电阻之比为 D. 甲、乙两图的总功率之比为
10. 标有“6V,3W”和“6V,6W”的灯和,假设两灯灯丝电阻不变,若将它们串联在某电源上,在保证电路安全的条件下,使其中一个灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为12V B. 电路消耗的总功率为4.5W
C. 灯L2和L1的发光亮度相同 D. 灯L1两端的电压比灯L2两端的电压小
11. 物理课上老师展示了一款磁悬浮地球仪,如图(a)所示,闭合开关,地球仪悬浮在空中。经过研究发现地球仪底部有一块磁铁,底座内部有电磁铁。莉莉画出了如图(b)所示的电路原理图,下列判断不正确的是( )
A. a图底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应
B. b图中闭合开关,向右移动P能减小地球仪的悬浮高度
C. a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理
D. b图中用虚线代表的地球仪的A端是S极
12. 如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”,其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体,管外绕着线圈。运动时,磁体在管中往复运动,线圈输出不断变化的电流,从而实现计步。下列说法正确的是( )
A. 线圈中产生电流的过程将机械能转化为电能
B. 线圈中产生电流的原理是电流的磁效应
C. 磁体的周围存在磁场和磁感线
D. 改变走路的速度,则“计步器”中的电流方向发生改变
13. 如图为一种无链条电动自行车,它结合了人体动力和电池动力,骑行者踩脚踏板产生的动能可转化为电能补充在锂电池内,之后通过锂电池驱动后轮前行,下列关于人体动力和电池动力的原理正确的( )
A. 丙丁 B. 甲丁 C. 甲乙 D. 乙丙
14. 巨磁电阻(GMR)效应是指某些材料电阻在磁场中急剧减小的现象,且磁场越强电阻越小,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度,从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,下列说法正确的是( )
A. 电磁铁的原理是电磁感应
B. 闭合S1,滑片P向左移动,电磁铁的磁性将减小
C. 闭合S1,滑片P置于最右端时,指示灯最暗
D. 闭合S1和S2,滑片P向左移动,指示灯将变亮
15. 如图所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关 S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U-I”关系图像如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 电源电压为 8V B. 定值电阻 R1 的阻值为 20Ω
C. 滑动变阻器 R2的阻值变化范围为 0~10Ω D. 此电路的最小总功率为 1.2W
二、填空题(本题共5小题,每空1分,共18分,把答案用黑色签字笔写在答题卡相应位置)
16. 我国古代民间有一种指南鱼,如图所示。将薄铁片剪裁成鱼形,磁化后浮在水面,就能指南北。指南鱼能指南北是因为受到___________的作用。指南鱼的腹部磁性最___________(选填“强”或“弱”)。
17. 如图所示,虚线框内是电磁继电器,其中A是__________。当开关S断开时灯__________亮,开关S闭合时灯__________亮。
18. 如图是小鹏家的电能表,本月他家消耗的电能为________kW·h。将电热水器单独接入电路,正常工作3min,电能表的转盘转了150r,电热水器的电功率为__________W。
19. 手机已成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具,关于手机,请你回答下列问题。
(1)手机正常工作时,内部电池提供的电压对人体________(选填“属于”或“不属于”)安全电压。某智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是减小了电池的输出________(选填“电压”“电能”或“电功率”)。
(2)某手机电池的铭牌上标有“”的字样,该手机电池在充满电时储存的电能为________;手机正常使用时功率为,如果他在电池电量剩余30%时,立刻插上充电器,并持续正常使用,直到电量充满。他这次给手机充电的时间是________。
20. 如图所示的装置,甲、乙两部分均放在水平桌面上,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右运动,导体棒cd也随之运动。
(1)甲部分发生的是________现象,最早发现这个科学原理的物理学家是________,人们根据这一原理发明了________(选填“麦克风”或“扬声器”);若用外力使导体棒ab竖直向上运动,导体棒cd________(选填“会”或“不会”)随之运动。
(2)有一种“车窗爆破器”,其原理是:当爆破器中的线圈有电流通过时,爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力,这个过程发生的能量转化是________能转化为________能,上述装置中________(选填“甲”或“乙”)部分发生的能量转化与这一过程相同。
三、作图题(本题共2小题,共4分。按题目要求在答题卡上相应位置作答)
21. 如图,小磁针静止,请标出通电螺线管C点的电流方向和小磁针D端的极性。
22. 如图甲是桌面摆件悬空灯泡,图乙是其结构图。小磁针靠近底座静止时如图所示,请在图中标出:(1)灯泡底部的磁极(用“N”或“S”表示);(2)电磁铁电源上方的极性(用“+”或“-”表示);
四、实验探究题(本题共3小题,共18分。按题目要求在答题卡上相应位置作答)
23. 在用电流表和电压表测量小灯泡电阻的实验中,电源电压为3V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,正常发光时阻值约为8Ω。
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡发光情况
1
1.5
0.24
较暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
2.8
0.32
较亮
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整(导线不得交叉)______;
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置,电压表示数如图乙所示,为______V。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端滑动;
(3)多次实验后,实验数据如表所示,可知小灯泡L正常发光时的阻值为______Ω(结果保留一位小数);
(4)根据表中数据可推测闭合开关前小灯泡阻值可能为______;
A. 0Ω B. 3Ω C. 6.3Ω D. 10Ω
(5)根据表中数据,可得小灯泡正常发光时的电功率为______W。结合实验数据和发光情况,可知小灯泡的亮度取决于其__________。
24. 小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后观察小磁针的指向,轻敲纸板,观察铁屑的排列情况,如图甲所示;把小磁针放到螺线管四周不同的位置,闭合开关后,小磁针再次静止时的指向如图乙所示。
①通电后小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围有________;
②通电螺线管外部磁场与________磁体的磁场相似;
(2)将电源正负极对调,闭合开关,发现小磁针偏转方向与原来相反,说明通电螺线管的磁场方向与________有关;
(3)如图乙所示,根据小磁针静止时的指向,a端应接电源的________极;小明将一铁芯插入螺线管中,其磁场会变________;请写出一种能增强电磁铁外部磁场的方法:________。
25. 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甲、乙两组实验装置。
(1)利用图__________(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系。
(2)图甲装置将两个瓶中的电阻丝串联的目的是控制__________和__________相同。
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,图________(选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象。
(4)让实验装置冷却到初始状态,把图乙中并联的两根电阻丝都放入右瓶内,接通电源,比较两瓶内电阻丝产生热量的多少,此时该装置是探究电流产生的热量跟__________(选填“电流”或“电阻”)的关系,一段时间后电阻丝产生的热量__________多。(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)
五、计算题(本题共2小题,共24分。用黑色签字笔在答题卡相应位置作答。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤,计算过程中物理量必须带上单位,只写出最后答案的不能得分)
26. 某消毒柜简化电路如图所示。电阻R=110Ω,紫外灯L规格为“220V 50W”,闭合开关S1和S2,消毒柜正常工作,求:
(1)通过R的电流;
(2)灯L正常工作2min消耗的电能;
(3)若某酒店厨房的电能表标有“220V 5A(10A)”字样,请通过计算说明,3台这样的消毒柜能不能同时在这个厨房长时间使用。(厨房内其它用电器消耗电能暂不计)
27. 某品牌电热水壶铭牌如表所示,该电热水壶内部简化电路图如图所示。该电热水壶正常工作时,将初温为的水加热至沸腾,用时,已知,外界大气压为1标准大气压,,。
品名:电热水壶
额定电压:220V
额定频率:50Hz
加热功率:2000W
额定容量:
保温功率:40W
(1)只闭合S1时,该电热水壶处于___________(选填“保温”或“加热”)状态;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)求在上述过程中电热水壶烧水的效率。
六、科普阅读题(本题共1小题,共6分。按题目要求在答题卡上相应位置作答)
28. 阅读短文,回答问题。
油电混合动力汽车
如图甲,国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图乙所示。当它以60km/h的速度沿水平公路匀速行驶30min的过程中,燃烧了3kg燃油,发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力7.5×107J,其中60%的能量来自于燃油燃烧;而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,其中用于充电的能量为5×106J。设燃油在发动机汽缸内完全燃烧,燃油的热值为5×107J/kg。若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。
(1)检修汽车同侧前后两个转向灯时,司机会拨动方向盘旁边的横杆,并观察转向灯的发光情况,司机所拨动的这根横杆相当于电路中的______;若拨动横杆后发现有一个转向灯不亮,说明这两灯是______(选填“串联”或“并联”);
(2)如图丙中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,需要满足以上需求,将旋钮变阻器接入电路M、N分别接入______(选填“EO”、“FO”或“EF”);
(3)如图丁是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,下列关于该汽车说法错误的是______;
A. 油量表实质是电压表改装而成的
B. 定值电阻R0的作用起到保护电路的作用
C. 蓄电池充电时,电能转化为化学能
D. 加油的过程中,油量表的示数变大
(4)该油电混合动力汽车以60km/h的速度匀速行驶30min时,完全燃烧3kg燃油产生的热量为______J,发动机的效率为______%。
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