2023-2024学年北京市中学物理九年级上期末统考试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题
1．如图家用电吹风主要由带扇叶的电动机和电热丝组成，为了保证电吹风的安全使用．要求：电吹风不工作时，电热丝不能发热；电热丝不发热时，电动机仍能工作．下列电路中符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．在国际单位制中，电流的单位是（ ）
A．安培
B．伏特
C．焦耳
D．瓦特
3．三个悬挂着的轻质带电小球，相互作用情况如图所示，那么甲、乙、丙的带电情况( )
A．甲、乙球带异种电荷
B．乙、丙球带同种电荷
C．如果甲球带正电荷，则丙球带负电荷
D．如果甲球带正电荷，则丙球带正电荷
4．如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是
A． B． C． D．
5．下列情景中，符合安全用电规范的是
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，电源电压保持不变，在甲、乙两处分别接入电压表（电压用U甲、U乙表示），闭合开关S1，测得U甲：U乙=4：3。断开开关S1，拆去电压表，并在甲、乙两处分别接入电流表（电流分别用I甲、I乙表示），此时I甲：I乙是（ ）
A．3：4 B．4：3 C．1：1 D．4：7
7．当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，下列四种接法中，变阻器阻值变大的是
A． B．
C． D．
8．如图所示，用导线把电池、LED灯和一段粗细均匀的干木棍连接起来，闭合开关。向干木棍上逐渐滴一些自来水，在这一过程中（ ）
A．湿木棍中的自由电子向左定向移动
B．滴自来水的过程中，木棍电阻变大
C．LED灯的亮度逐渐变亮
D．LED灯的电阻逐渐变大
9．某直流电动机标有“36V 18W”字样，经测量其线圈电阻为2Ω，使电动机正常工作10min。则电动机在这段时间内产生的热量是（ ）
A．1.08×104J B．300J
C．3.888×105J D．1.05×104J
10．如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于排气冲程的是（ ）
A． B．
C． D．
11．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1和L2都正常发光，甲、乙两个电表示数之比为4：1．此时灯L1和L2的电阻之比为
A．1：1 B．1：1 C．1：4 D．4：1
12．连接如下图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究（ ）
A．电流的有无对电磁铁磁场有无的影响
B．电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C．电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
D．线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
二、填空题
13．在实验室探究串联电路中的电压规律时，电源是三节新干电池串联，则电源电压为____V，两手分别直接接触该电源的正负极不会触电，因为对人体的安全电压为___________。
14．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示，图乙中____（选填“dc”或“ec”）表示电压表V2的示数随电流表示数变化图像。滑片从b点滑到a点的过程中，电路消耗的总功率最大值为_______W。
15．如图为某同学自制的一个电路故障检测仪的电路图，若1和2之间接一电阻，则电流表有示数，电压表 （选填“有”或“无”）示数；若1和2之间接一导线，则电流表有示数，电压表 （选填“有”或“无”）示数；若1和2之间为断路，则电流表无示数，电压表 （选填“有”或“无”）示数．
16．如图所示的电路，若要使灯和电铃组成串联电路，只需闭合开关_____；闭合开关_____，则会造成电源短路．
三、实验题
17．（8分）要上物理实验课了，作为物理可代表的小明去帮实验老师准备实验器材，他刚将两个条形磁体放在实验桌上，就听到老师说：“重新换两个磁体吧，那两只我昨天检查了，已经消磁了，需重新充磁后才能用．”小明陷入了沉思，老师是如何判断消磁的？请你选择合适的器材，帮他设计实验方案，判断磁体是否有磁性．
(1)实验器材．
(2)实验步骤．
18．（8分）如图（甲）所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路，器材可以满足实验要求．
（1）连接电路时，开关应处于_____（选填“断开”或“闭合”）状态．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最_____（选填“左”或“右”）端的位置．
（2）调节滑动变阻器，当电压表的示数为4V时，电流表的示数如图（乙）所示，可计算出电阻Rx的阻值为_____Ω．进行了多次实验，测出了Rx的阻值．
（3）后来小明设计了另一种测量电阻的方案，电路如图（丙）所示，方案中定值电阻的阻值为R0，步骤如下：
A．断开开关S2，闭合开关S、S1，电压表示数为U1；
B．断开开关S1，闭合开关S、S2，电压表示数为U2；
则电阻Rx的阻值表达式为Rx=_________（用R0、U1、U2表示）
19．（8分）小彤班的同学对“电流通过导体产生热量的多少和哪些因素有关”进行了实验探究。首先他们猜想：
①电流产生热量的多少可能与电阻大小有关；
②电流产生热量的多少可能与电流大小有关；
③电流产生热量的多少可能与通电时间有关；
此时小彤联想到生活中的两种现象：
现象1：电热器只有在通电时才发热，而且通电时间越长产生的热量越多；
现象2：电炉是通过铜导线接入电路中的，通电时，镍铬合金制成的电炉丝发热而铜导线几乎不发热。
（1）由现象2可知，猜想_____（填序号）是合理的；
（2）针对现象2的猜想，小彤设计了如图所示的实验电路。其中A、B两个相同的烧瓶内分别装有质量相等的煤油，将电阻丝RA和RB（RA＜RB）分别浸没在两瓶煤油中，用两支相同的温度计分别测量两瓶中煤油的温度。
①实验时，选择煤油而不是水，除了因为煤油是绝缘体外，还因为煤油的_____小，吸热升温明显。
②小彤在实验中通过观察_____来比较电流产生热量的多少；
③接通电路后一段时间，小彤发现B烧瓶中煤油的温度比A烧瓶中煤油的温度升高得多，由此可以得到的初步结论是_____。
四、作图题
20．（8分）根据电源“+、一”极，标出小针静止时的N极，以及螺线管磁感线的方向。
（_____）
21．（8分）观察手电筒的电路连接，在方框内画出手电筒发光时的电路图。
（_______________________）
五、计算题
22．（10分）（2017 连云港卷）小灯泡作为中学最常使用的电学元件之一，通常认为其电阻不随温度而发生变化，但在实际应用中其电阻并非定值，现设计一个测量某种型号小灯泡I﹣U图象的电路如图甲，电源电压恒为6V，滑动变阻器最大电阻30Ω。
（1）当开关S1，S2均闭合，滑片处于a端时，求电流表A1的示数；
（2）当开关S1闭合，S2断开，滑片离a端处时，电流表A2的示数0.2A，求此时小灯泡的电阻；
（3）在开关S1闭合，S2断开的情况下，某同学描绘出小灯泡I﹣U图象如图乙，求图中C点对应的电路中滑动变阻器接入电路的阻值大小和滑动变阻器消耗的功率。
23．（12分）如图是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为3×103W，当它把质量为1t的重物匀速提起24m时，用时100s，（g=10N/kg） 求:
（1）在这段时间内起重机提起重物的功率:
（2）起重机的机械效率:
（3）若起重机中AB长为20m，当A端吊起1t的重物时，B端的配重质量为4t，为使起重机不翻倒，OB的长度。（不计摩擦和起重机自重）
参考答案
一、选择题
1、D
【解析】试题分析：串联电路中各用电器同时工作，因此电动机和电热丝为并联电路；又因为电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝不发热时，电动机仍能工作，因此电路中有总开关控制，电热也有相应的开关控制．A、电热丝和电动机串联，电动机不能够独立工作．不符合题意；B、电动机和电热丝并联连接，电路中只有一个总开关控制，开关闭合，电热丝和电动机同时工作，电动机无法独立工作．不符合题意；C、电动机和电热丝并联连接，S1控制整个电路，S2控制电动机；S1闭合，S2断开，只有电热丝工作，而电动机不工作．不符合题意；D、电动机和电热丝并联连接，S1控制整个电路，S2控制电热丝；S1闭合，S2断开，只有电动机工作，电热丝不工作；S1闭合，S2闭合，电动机和电热丝同时工作；S1断开，电动机和电热丝都不工作．符合题意．故选D．
考点：电路图设计．
2、A
【详解】国际单位制中，电流的单位是安培；电压的单位是伏特；功、热量、内能的单位是焦耳；功率的单位是瓦特．故答案选A．
3、C
【详解】由题意可知，三个悬挂着的轻质小球均带电，由图可知，甲、乙相互排斥，乙、丙相互吸引，
因同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，故甲、乙带同种电荷，乙、丙带异种电荷，故AB错误；如果甲球带正电荷，则乙球带正电荷，丙球带负电荷，故C正确、D错误；故应选C．
4、B
【详解】A．图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，因此这是吸气冲程，不符合题意；
B．图中的气门关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程，符合题意；
C．图中的气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程，不符合题意；
D．图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，因此这是排气冲程，不符合题意．
5、D
【详解】A．在电源电压一定，多个大功率用电器同时使用，总功率会过大，由P=UI可知，会引起电流过大，易引发火灾，故A错误；
B．使用测电笔时，测电笔前端的金属探头和带电体相连接，不能用手去接触，否则会造成人身触电事故，故B错误；
C．在电路中的插头属于带电体，用湿手拔插头时，水属于导体，有可能使电流通过水传到人体上，使人体触电，十分危险，故C错误；
D．为了防止用电器的外壳漏电，所以应将其外壳接地，故D正确．
6、B
【详解】由电路图可知，甲、乙同时为电压表，开关闭合时，两电阻串联，电压表甲测R1两端电压，电压表乙测R2两端电压；通过两电阻的电流相等，两电阻阻值之比：
，
两电表都是电流表，开关断开时，两电阻并联，电流表甲测通过R2的电流，乙测通过R1的电流，两电阻并联，它们两端的电压相等，通过两电表的电流之比：
，
故选B。
7、C
【详解】A．由图可知，滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器接入电路的电阻为零，移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值不变，故A不符合题意；
B．由图可知，向右（b端）移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短，滑动变阻器连入电路的阻值变小，故B不符合题意；
C．由图可知，向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故C符合题意；
D．由图可知，向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短，滑动变阻器连入电路的阻值变小，故D不符合题意．
8、C
【详解】A．湿木棍中的电流方向是从右向左的，所以带负电的自由电子定向移动的方向是从左向右移动，故A不符合题意；
B．影响电阻的大小因素有：导体材料、长度、横截面积和温度，因此滴自来水的过程中，温度降低，木棍电阻变小，故B不符合题意；
C．滴自来水的过程中，木棍电阻变小，电路中电流变大，LED灯的亮度逐渐变亮，故C符合题意；
D．LED灯是发光二极管，属于半导体材料，因此 LED灯发热后电阻会变小，D不符合题意。
故选C。
9、B
【详解】直流电动机的电流
所以电动机线圈产生的热量
Q＝I2Rt＝(0.5A)2×2Ω×10×60s＝300J
故选B。
10、D
【解析】A、进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；
B、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；
C、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，不符合题意；
D、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；符合题意；
故选：D。
11、A
【分析】根据电压表并联在电路中，电流表串联在电路中确定甲乙仪表的种类，然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出两灯泡的电阻之比．
【详解】分析可知，甲、乙两个电表均不能为电流表，否则会形成短路，因此甲、乙都为电压表，则灯L1、L2为串联，电压表甲测量电源电压，电压表乙测量L2两端电压；因为串联电路总电压等于各部分电压之和，且甲、乙两个电表的示数之比是4：1，所以灯L1、L2两端电压之比：U1：U2＝（4﹣1）：1＝1：1；又因为串联电路电流相等，即I1＝I2；所以，由I＝可得，R1：R2＝:＝U1：U2＝1：1．故选A．
12、B
【详解】A．通过控制开关的闭合和断开，可以探究电流的有无对电磁铁磁场有无的影响，故A不符合题意；
B．只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，其他不动，无法改变通过线圈的电流方向，所以无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响，故B符合题意；
C．调节滑动变阻器滑片的位置，改变电流大小，可以探究电流大小对电磁铁磁场强弱的影响，故C不符合题意；
D．通过比较左右两个线圈吸引大头针的个数，探究线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
13、4.5V 不高于36V
【详解】[1]一节新干电池电压为1.5V，则三节串联后总电压为
U=1.5V×3=4.5V
[2]对于人体而言安全的电压为不高于36V。
14、dc 36W
【详解】[1]由图知R0、滑动变阻器R串联，电流表测的整个电路的电流，电压表V1测的是R0两端的电压，电压表V2测的是滑动变阻器R两端的电压，当滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，整个电路中的电阻变小，根据欧姆定律，电路中的电流增大，又根据串联电压的特点，由于滑动变阻器接入电路的阻值减小，分得的电压减小，故图乙中dc表示电压表V2的示数随电流表示数变化图像。
[2]由可知，电源电压保持不变，整个电路中的总电阻越小，整个电路消耗的电功率越大，故当滑片移动到a点时，此时电路中的电阻最小；由图乙知，当滑片移动到a点时，电路中的电流为3A，R0两端的电压6V，滑动变阻器R两端的电压为6V，根据可得，R0消耗的电功率为
滑动变阻器R消耗的电功率为
根据串联电路电功率的特点可得，电路消耗的总功率最大值为
15、有 无 有
【详解】若1和2之间接一电阻，则电路为两电阻的串联电路，电流表测电路中的电流，所以电流表有示数，电压表测新接入电阻两端的电压，所以也有示数；若1和2之间接一导线，电路为只有R的简单电路，则电流表有示数，则电压表测一段导线两端的电压，所以电压为零，无示数；若1和2之间为断路，则电压表与电流表、电阻R串联在电路中，则于电压表的内阻很大，相当于断路，所以电流表无示数，电压表测电源电压，有示数．
16、S2 S1和S2和S3
【详解】[1]若要使灯和电铃组成串联电路，则只需闭合开关S2，此时灯与电铃首尾顺次连接；
[2]同时闭合S1、S2、S3，电流从电源正极出发，而且电流不经过用电器直接回电源负极，会造成电源短路，这是绝对不允许的．
三、实验题
17、见解析．
【详解】方法一，
(1)实验器材：待检测是否有磁性的磁棒、铁钉．
(2)实验步骤：用磁棒靠近铁钉，根据磁棒是否吸引铁、钴、镍等物质判断，如果吸引，磁棒具有磁性，否则没有磁性．
方法二，
(1)实验器材：待检测是否有磁性的磁棒、细线．
(2)实验步骤：将磁棒悬挂起来，使其能在水平面内自由转动，如果静止时总是一端指南，另一端指北，则磁棒具有磁性；如果静止时会指向各个方向，则没有磁性．
方法三，
(1)实验器材：待检测是否有磁性的磁棒、小磁针．
(2)实验步骤：用磁棒的一端靠近小磁针两端时，如果小磁针有一端和磁棒相互排斥，则磁棒有磁性；如果小磁针有两端都和磁棒吸引，则没有磁性．
18、断开 右 8
【分析】(1)为保护电路，连接电路时，开关断开，变阻器连入电路中阻值应最大；
(2)根据图乙读出电流表的示数，根据计算出电阻值；
(3)根据电路图知：断开开关S2，闭合开关S、S1，电压表测量电阻Rx两端的电压，电压表示数为U1；断开开关S1，闭合开关S、S2，电压表测量电源电压，电压表示数为U2，定值电阻与待测电阻串联，已知定值电阻的电压与阻值，由欧姆定律可以求出电路中的电流，已知待测电阻两端的电压，由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值．
【详解】(1)[1]连接电路时，开关应处于断开状态．
[2]闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即最右端的位置；
(2)[3]由图乙知，电流表的量程为0 0.6A，分度值为0.2A，示数为0.5A，则电阻Rx的阻值为：
；
(3)[4]根据电路图知：断开开关S2，闭合开关S、S1，电压表测量电阻Rx两端的电压，电压表示数为U1；断开开关S1，闭合开关S、S2，电压表测量电源电压，电压表示数为U2，流过电路的电流：
，
由欧姆定律得Rx的阻值：
．
【点睛】
本题考查伏安法测电阻的实验操作、步骤、数据分析及注意事项，然后拓展到特殊测电阻法——伏阻法测电阻．
19、① 比热容 温度计示数变化 电流和通电时间相同时，电流通过电阻较大的导体时产生的热量较多
【详解】(1)[1]现象2：电炉是通过铜导线接入电路中的，通电时，镍铬合金制成的电炉丝发热而铜导线几乎不发热。因铜导线和镍铬合金的电阻不同，因此可以猜想①电流产生热量的多少可能与电阻大小有关；
(2)①[2]煤油的比热容小，吸热相同，升温更明显；
②[3]实验中煤油吸热升温，电流产生的热量越多，温度计示数变化越多；
③[4]通电后电流通过电阻丝产生热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油上升的高度越高，电阻丝放热越多；因为两电阻丝串联，
，，
通电时间t相同，由可知，在电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
四、作图题
20、
【解析】由图可知，电流由左侧流入，则用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向左，即螺线管右侧为N极；在磁体外部，磁感线的方向是从N极出发，回到S极。因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故小磁针左侧应为S极，右侧为N极；
21、
【详解】在手电筒中，按钮相当于开关，灯泡相当于用电器，干电池相当于电源，金属外壳和弹簧相当于导线，电路图如下图所示：
五、计算题
22、（1）0.2A；（2）10Ω；（3）7Ω ，0.63W。
【详解】（1）当开关S1，S2均闭合，滑片处于a端时，电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路，电流表A1测电路中的电流，由欧姆定律可得，电流表A1的示数：
I1=U/R=6V/30Ω=0.2A；
（2）当开关S1闭合，S2断开，滑片离a端1/3处时，灯泡与变阻器串联，电流表A2测电路中的电流，电路中的总电阻：
R总=U/I2=6V/0.2A=30Ω，
此时变阻器接入电路中的电阻：
R′=（1﹣1/3）R=2/3×30Ω=20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时小灯泡的电阻：
RL=R总﹣R′=30Ω﹣20Ω=10Ω；
（3）在开关S1闭合，S2断开的情况下，由图乙可知，图中C点灯泡两端的电压UL=3.9V，通过灯泡的电流IL=0.3A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，变阻器两端的电压：
UR=U﹣UL=6V﹣3.9V=2.1V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，变阻器接入电路中的电阻：
此时滑动变阻器消耗的功率：
PR=URIR=URIL=2.1V×0.3A=0.63W。
23、（1）2.4×103W（2）80% （3）4m
【详解】(1)起重机对重物的拉力：
，
对重物做的功：
，
提起重物做功的功率：
；
(2)起重机的电动机做的功：
；
起重机的机械效率：
。
(3)物体的质量：
，
配重的质量：
；
由杠杆平衡条件得：
，
将数据代入得：
，
解得：
OB=4m。
答：(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是2.4×103W；
(2)机械效率是80%；
(3)若起重机AB长为20m，吊起重物时B端的配重质量为4t，为使起重机不翻倒，则OB长为4m。
