广东省惠州市德威学校2024-2025学年九年级下学期开学
物理模拟试卷
一、单项选择题（本大题 7 小题，每小题 3 分，共 21 分）
1．如图所示的情境，符合安全用电要求的是（ ）
A．在高压线下钓鱼
B．用湿抹布擦亮着的灯
C．使用绝缘皮破损的电器
D．三孔插座接地
2．随着科技的发展，新能源汽车逐渐走进我们的生活，我国的新能源汽车技术处于世界领先水平。油电混合动力汽车是新能源汽车的一种，工作模式分为纯电模式和混动模式。下列说法不正确的是（ ）
A．纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池供电，电能属于二次能源
B．混动模式行驶时，内燃机工作，即可以提供动力，也可以给蓄电池充电，效率可达100%
C．新能源汽车对环境的污染比传统油车对环境的污染小
D．无论哪种模式，提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心
3．下列关于内能、热量和温度的说法正确的是（ ）
A．0℃的冰山没有内能
B．一个物体对外做功，它的内能一定减少
C．一个物体温度升高，它含有的热量增加
D．物体吸收热量，温度不一定升高
4．如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（ ）
A．甲装置通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
B．乙装置通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度比左侧的低
C．乙装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．将乙图右侧密闭容器中的5Ω的电阻换成10Ω，即可探究电流产生的热量与电阻的关系
5．如图所示的四种现象中，说法正确的是（ ）
A．图（a）装置是利用异种电荷相互吸引制成的
B．图（b）中洗衣机的金属外壳应该接在零线上
C．图（c）实验所揭示的原理可用来制成电烤箱
D．图（d）闭合开关后，铁钉下端是电磁体N极
6．如图所示的实验装置，线圈A 和滑动变阻器、开关、电池组成电路；线圈B 和演示电流表组成闭合电路，下列说法中正确的是( )
A．闭合开关，把线圈A向上抽出时，电流表指针会偏转，A所在电路是发电机
B．闭合开关，把线圈A分别向上抽出和向下插入时，电流表指针偏转的方向相同
C．闭合开关，保持线圈A 向上抽出，对调电池正负极，电流表指针偏转方向会改变
D．闭合开关，线圈A 向上抽出时，电流表偏转角度和抽出快慢无关
7．以下用电器正常工作时电流最接近0.2安的是（ ）
A．空调 B．白炽灯 C．电热水壶 D．电吹风
二、填空题（本大题 7 小题，每空 1 分，共 21 分）
8．太阳能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。“人造太阳”不是建在天上的另一个太阳，而是科学家们在地球上建造的一座装置。它如同太阳一样，利用氢原子核在超高温下发生 （选填“裂变”或“聚变”），来源源不断地释放能量。
9．一家用电能表如图所示，测得接在电路中的电能表转盘10min内转了30r，则电路消耗的电能是 J；若某日电能表读数如图所示，现只将一个“220V 800W”的电暖器接入电路中，正常工作4 h，电暖器消耗电能 kW·h，此时电能表示数变为 kW·h。
10．为探究影响电流热效应的因素，如图是小敏同学在探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与 关系的实验装置，若电路中通过的电流为1A，工作3min，则电流通过电阻R2产生的热量为 J。
11．小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制作成了一个如图所示的指南针，指南针能指地理的南北极，是因为受到了 的作用。该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的 （选填“N”或“S”）极。
12． 电脑主机工作时它的CPU会发热，导致计算机运行缓慢。为有效解决该问题，可采用“水冷循环系统”降温，这是由于水的 较大；一段时间后，该系统内0.2kg的水温度升高了15℃，则水吸收了 J热量[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
13．如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，a、b为滑动变阻器R2的两个端点，c为中点。滑片P从中点c滑到最右端b的过程中，R1的功率变化了0.5W，电压表的示数U随R2变化的图象如图乙所示。则滑片在中点c时与最右端b时的电压表的示数变化了 V。在上述变化过程中，电路消耗的总功率变化了 W。
14．家庭电路中将电热水壶单独接入电路，正常工作 6 min，标有“3000 imp/（kW·h）”的电能表信号灯闪烁了300次，则该电热水壶的额定功率是 W。若实际电压为 198 V，则电热水壶的实际功率为 W。
三、作图题（共 7 分）
15．如图所示，开关闭合后，螺线管右侧的小磁针为静止时的指向.请你在图中标出磁感线的方向，并在括号内标出电源的“+”、“-”极。
16．如图所示，插座和电灯（带开关）是组成家庭电路的常用元件，请在图中按照安全用电的原则正确连接电路。
17．如图甲所示是生活中常见的亮度可调的台灯，图乙是台灯的工作电路的示意图，a、b、c为电位器的接线柱。要求：旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变暗。请完成该电路的连接。
四、实验题（本大题 3 小题，共 18 分）
18．实验小组在探究“通过导体的电流与导体电阻关系”的实验中，选用的器材：电源（电压恒为）、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个，不同阻值的定值电阻四个、、、，若干导线。
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物图补充完整。要求：滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小。
（2）连接好电路进行试触时，同学们发现电流表无示数，电压表的指针偏转超过了量程，则电路中的故障可能是定值电阻 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，将的定值电阻接入、间，闭合开关，移动滑片使电压表示数为，记录相应的电流值；然后将的定值电阻换成的定值电阻接入、间，闭合开关，将滑片向 （选填“c”或“d”）端移动，使电压表示数也为，记录相应的电流值；再分别更换为、的定值电阻重复实验。
（4）完成实验，同学们根据实验数据绘制出了图像，如图乙所示。分析图像可知：实验中 ；通过图乙我们可以得出结论： ；实验所用的滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
（5）同学们还设计了一个测量未知电阻阻值的电路，如图丙所示，已知滑动变阻器的最大阻值为，电源电压未知且恒定不变。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S，将滑动变阻器滑片移至端，读出电压表示数；
②闭合开关S，将滑动变阻器滑片移至端，读出电压表示数；
③未知电阻阻值的表达式， （用、、表示）。
19．芸芸带领小组同学用以下器材做“测小灯泡功率”实验，小灯泡上标有“2.5V”字样；
（1）在图乙中用笔画线代替导线将实物按图甲电路图连接完整（连线不得交叉） ；
（2）将滑动变阻器的滑片调到接入最大电阻处，闭合开关，发现灯不亮，电压表有示数，电流表无示数。则故障的原因可能是 ；
（3）同学们实验热情高涨，小明同学正确测出了灯泡电压为2V时的功率为0.46W。小欣接着小明的实验测灯泡的额定功率，小欣应适当往 （选填“右”或“左”）端移动滑片，直到电压表示数为 V为止。
20．小明在做“探究什么情况下磁可以生电”的实验：
（1）如图甲所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线左右运动时，电流表指针 这一过程中，该装置将 能转化为 能。
（2）学习了电与磁的知识后，小明将干电池、小磁体、线圈组合放置，如图乙，观察到线圈旋转，根据此原理可以制成 （选填“电动机”或“发电机”）。这一过程中，该装置将 能转化为 能。
五、计算题（本大题 2 小题，共 13 分）
21．如图所示滑轮组，用竖直向上的拉力F把重300N的物体匀速提升2m，用时20s，已知每个滑轮重均为60N，若不计绳重、绳与滑轮间摩擦，求：
（1）拉力F大小；
（2）绳端移动距离
（3）绳子自由端移动速度；
（4）如果绳子所能承受的最大拉力为150N，则该滑轮组能提升物体的最大重力。
22．为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活．
下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息：
太阳照射时间/h 每小时平均接收的太阳能/J 热水器最大水容量/kg
5 4.2×106 100
水升高的温度/℃ 水的比热容/[J/（kg ℃）] 水的密度/（kg/m3）
20 4.2×103 1.0×103
求：
（1）热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）热水器的效率；
（3）若这些太阳能由燃烧燃气提供，至少需要多少m3燃气？（燃气的热值是4.2×107J/m3）
六、综合能力题（本大题 3 小题，共 20 分）
23．将一个电磁铁和白炽灯并联后接人电路，如图a所示，当闭合电键时，灯L1即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯会闪亮后熄灭.
（1）此现象说明当闭合电键时，流过电磁铁的电流变化是 ；当断开电键时，流过电磁铁的电流变化是
（2）在图b中，当电磁铁中无电流时，铁质弹簧片的可动端与右侧接线柱接通；当电磁铁中有电流时，在电磁铁的吸引下，铁质弹簧片的可动端与左侧接线柱接通.试用笔画线代替导线，完成电路连线 ，使电路中的电键闭合后，灯L1、L2会交替发光.
24．阅读短文，回答问题。
冬奥会上的“中国智慧”
2022年2月4日至20日第24届冬奥会在中国北京成功举办，本届冬奥会以绿色、科技、自主、创新等特色凸显了“中国智慧”。在新能源材料方面，我国自主开发出的硫化镉发电玻璃，不仅具有建筑材料的特性，而且能够发电，有弱光性能好、抗衰减等特点，是适用于光伏建筑一体化的新型绿色环保建筑材料。“发电玻璃”之所以能发电是因为在玻璃表面，涂抹了一层硫化镉，具有了光电转化的功能。在智慧场馆方面，国家体育馆启用了地磁导航、电子围栏，实现场馆室内高精度导航。其中，地磁导航是一种无源自主导航技术，由于地球上任意一点，都有唯一的磁场大小和方向与之对应，并且与该点的三维地理坐标相匹配，通过不同地域的地球磁场数据确定位置，使它具有“向导”功能。地磁导航不像卫星导航那样需要依赖外界设备传输电磁信号，具有较强的抗干扰和生存能力。借助这一服务系统，观众可自主导航找到座位；而管理人员也可实时获取场馆内人员位置信息。
如图甲是北京2022年冬奥会的吉祥物和火炬，火炬的名称叫做“飞扬”，“飞扬”火炬采用氢作为燃料。该火炬外壳由碳纤维复合材料制造而成，不仅具有“轻、固、美”的特点，而且在1000℃的温度下不会起泡、开裂。在2022北京冬奥会开幕式上，400名演员挥动发光杆，发光杆一会发出绿光代表绿草，随后又发出白光组成蒲公英（如图乙），摄像机拍下来这唯美的一幕。
（1）硫化镉发电玻璃实现了 能向 能的转换；氢燃料属于 （一次/二次）能源；火炬采用氢作为燃料，是由于氢的 （比热容/热值）大。
（2）地磁导航 （需要/不需要）依赖外界设备传输信号。
（3）以下特性与北京冬奥会火炬所用材料无关的是 。
A．密度小 B．硬度大 C．耐高温 D．导电性好
（4）据悉，冬奥会开幕式上演员挥动的发光杆上有两个开关：一个是总开关，另一个用来控制发出白光和绿光。下面哪个电路设计最能实现这一效果 。
A. B.
C. D.
（5）冰壶比赛是在水平冰面进行的冬奥会比赛项目，它体现了冰上运动的动静之美，受人关注，如图丙所示，质量为20kg，静止在出发点A的冰壶被运动员用水平向前的推力推着运动6m后，在B点被推出，沿冰道运动30m到O点停下来。若运动员对冰壶的推力是12N，从A点到O点运动过程中，冰壶受到冰面的摩擦力为 N（不计空气阻力，g＝10N/kg）。
25．阅读短文，回答问题。
光伏发电
我国光伏发电总量位居世界第一。光伏发电使用的太阳能电池板是利用半导体的光电效应将光能直接转化为电能。
太阳能电池板输出的是直流电，不能够直接被居民使用，需用逆变器将直流电转换为交流电，用不完的电可以通过并网光伏发电系统输送到异地。与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统，其结构如图乙所示。
该系统包括太阳能电池板阵列、DC/DC连接器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池板阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。
（1）太阳能电池板是利用半导体的 效应发电的半导体器件。
（2）太阳能电池板输出的是直流电，需要利用逆变器转换成频率为 Hz的交流电才能被我国居民使用。（已知交流电的频率在数值上等于电流变化周期的倒数，图丙为逆变器两端电压随时间变化的图象）
（3）若太阳能电池的光电转化效率是12%，某地的年太阳辐射量为6×109J/m2，500m2的太阳能电池板方阵每年转化生成电能 J，合 kW h。
（4）请用自己的话简单描述并网发电系统的灵活性： 。
答案解析部分
1．D
2．B
3．D
4．B
5．D
6．C
7．B
8．可；聚变
（1）太阳能属于可再生能源。
（2）太阳上时时刻刻发生的都是核聚变。
（1）可再生能源是取之不尽，用之不竭，比如太阳能是可再生能源。
（2）太阳上时时刻刻发生的都是核聚变。
9．3.6×104；3.2；21.7
10．电阻；1800
11．地磁场；S
12．比热容；
因为水的比热容比较大，在相同质量的水和其他物质相比较时，升高相同的温度，吸收的热量较多，所以采用“水冷循环系统”降温；水吸收的热量为Q吸=cm△t = 4.2×103J/ (kg ·℃)×0.2kg×15℃ =1.26×104J。
水的比热容比较大，在相同质量的水和其他物质相比较时，升高或降低相同的温度，水吸收或放出热量多。已知水的质量和升高的温度，由热量公式 Q吸=cm△t可以求出水吸收的热量。
13．1；0.6
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图乙可知，滑片在中点c时电压表的示数Uc=3V，滑片在最右端b时电压表的示数Ub=4V，则滑片在中点c时与最右端b时的电压表的示数增加量为：ΔU=Ub-Uc=4V-3V=1V；
（2）滑片在中点c时与最右端b时的电流表示数之比：
则可得：----------------①；
因电源的电压一定时，电路中的电流与总电阻成反比，所以，
解得：R2=R1-------②；因滑片P从中点c滑到最右端b的过程中，R1的功率变化了0.5W，所以，由
P=I2R，可得
则Ib2R1=0.4W---------------③；当滑片位于中点c时，电路的总功率：
；
当滑片最右端b时，电路的总功率：
所以总功率的变化量：ΔP=P-P'=1.8W-1.2W=0.6W。
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由图乙可知，滑片在中点c时与最右端b时R2两端的电压，然后即可求出电压表的示数的变化量；
（2）根据欧姆定律求出两种情况下电路中的电流之比；电源的电压一定时，电路中的电流与总电阻成反比，据此求出两电阻的阻值关系，滑片P从中点c滑到最右端b的过程中，利用P=UI=I2R表示出R1的功率变化了0.5W，再根据串联电路的特点和P=UI=I2R求出滑片位于中点c时、滑片最右端b时电路的总功率，然后得出答案。
14．1000；810
15．
16．
17．
18．（1）
（2）断路
（3）d
（4）2.4；在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；30
（5）
19．（1）
（2）灯泡断路
（3）右；2.5
20．（1）偏转；机械；电
（2）电动机；电；机械
（1）闭合开关后，电路闭合，使导线ab在磁场中左右运动，即导线做切割磁感线运动，因此会有感应电流产生，此时电流表指针能发生偏转；这种现象就是电磁感应现象；电磁感应现象实验中将机械能转化为电能。
（2）利用通电导体在磁场中受到磁场力的作用人们发明了电动机，图乙是简易的电动机模型，该装置消耗电能，将电能转化为机械能。
（1）闭合电路的部分导体切割磁感线，产生感应电流，将机械能转换为电能；
（2）根据磁场对电流的作用，可以制作电动机，将电能转化为机械能。
21．（1）解： 由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，若不计绳重、绳与滑轮间摩擦，拉力
（2）解： 绳端移动距离s=nh=3×2m=6m
（3）解： 绳端移动速度
（4）解： 如果绳子所能承受的最大拉力为150N，则该滑轮组能提升物体的最大重力G最大=nF最大-G动=3×150N-60N=390N
（1）由图知，n=3，不计绳重、绳与滑轮间摩擦，拉力可根据求出；
（2）已知物体升高的距离和n，根据s=nh可求出绳子自由端移动的距离；
（3）已知绳端移动距离和时间，利用速度公式可求出绳子自由端移动的速度；
（4）不计绳重、绳与滑轮间摩擦，已知最大拉力，由拉力可求提升的最大物重。
22．（1）解：水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×20℃=8.4×106J
（2）解：经过5h阳光的照射接收的太阳能：
E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J；
则热水器的效率：
η=Q吸/E×100%=8.4×106J/2.1×107J×100%=40%
（3）解：由题知，Q吸=Q放=Vq=2.1×107J，
需要燃气的体积：
V=Q放/q=2.1×107J/4.2×107J/m3=0.5m3
答：水吸收的热量是8.4×106J；热水器的效率为40%；需要燃气的体积0.5m3。
（1）根据物体的比热容、质量和温度差，计算吸收的热量；（2）利用物体吸收的热量和总能量的比值计算热效率；（3）根据热量和热值的比值，可以计算燃料的体积。
23．（1）逐渐增大；逐渐减小
（2）
（1）因为电磁铁的线圈是一个储能元件，当闭合开关时，灯L1即刻点亮，随后熄灭，说明在总电流不变的情况下，电磁铁中的电流逐渐增大，从而使流经灯泡的电流减小而熄灭；
当断开开关时，灯会闪亮后熄灭，说明电磁铁在断电后释放了其储存的电能，使灯闪亮，流过电磁铁的电流是逐渐减小的。
（2）由题意分析可得，当闭合开关时，铁质弹簧片的可动端先与右侧接线柱接通，此时灯L1与电磁铁组成并联电路，L1发光，电磁铁有磁性；同时电磁铁吸铁质弹簧片的可动端与左侧接线柱接通，灯L1断路，灯L2接通，电磁铁又失去磁性。在弹簧片的作用下再次与右侧触点接通，如此反复，从而实现开关闭合后，灯L1、L2会交替发光。如图所示：
（1）电磁铁的线圈是一个储能元件，它可以将电能暂时以磁的形式储存，然后释放，据此结合并联电路的电流特点分析解答；
（2）分析图中电磁铁的工作过程可知，电磁铁与两只电灯是共用同一个电源的，同时两只灯要求交替发光，同时受触点开关的控制，据此来完成电路图的连接。
24．光；电；二次；热值；不需要；D；D；2
25．（1）光电
（2）50
（3）3.6×1011；1×105
（4）既可以向电网输电，也可以向电网借电
（1）太阳能电池板是利用半导体的光电效应发电的；
（2）太阳能电池板输出的是直流电，而我国家庭电路中使用的是频率为50Hz的交流电，需要利用逆变器转换成频率为50Hz的交流电才能被我国居民使用；
（3）若太阳能电池的光电转化效率是12%，某地的年太阳辐射量为6×109J/m2，500m2的太阳能电池板方阵每年转化生成电能W=6×109J/m2×500m2×12%=3.6×1011J=1×105kW h；
（4）并网发电系统的灵活性是既可以向电网输电，也可以向电网借电。
（1）太阳能电池板利用半导体发电；
（2）我国家庭电路中使用的是频率为50Hz的交流电；
（3）根据太阳能的辐射量和面积的乘积计算转化的电能；
（4）并网发电系统的灵活性是既可以向电网输电，也可以向电网借电。
