江西省2024届九年级期末综合评估物理
第十一章~第十七章
说明：
1.满分80分，作答时间为85分钟。
2.请按试题序号在答题卡相应位置作答，答在试题卷或其他位置无效。
一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共16分）
1．地球是一个巨大的磁体，地磁的南极在地理的 极附近。地磁的南北极与地理的南北极略有偏离，世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者 。
2．10月31日，“神舟十六号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，如图所示。返回舱经过大气层时，其外表温度 （选填“升高”“降低”或“不变”），这是通过 方式改变其内能的。
3．用久了的风扇叶片上会积累很多灰尘，要定期清洗，如图所示。这是因为风扇工作时，叶片与空气摩擦发生了 现象带上了电荷，从而具有 的性质。
4．图为某款旱冰鞋，其内部没有电池，但轮子滚动时，嵌在轮子中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中，发生了 现象，产生了电流，LED灯是由 （选填“半导体”或“超导体”）材料制成的发光二极管。
5．如图所示，老师将一个用轻质泡沫塑料做成的圆环，轻放在一个斜坡上，圆环不但没有滚下，反而加速向斜坡上滚去，其奥秘就在内部镶嵌的小铁块上。在圆环加速滚上斜坡的过程中，圆环（不含小铁块）的动能 ，重力势能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
6．在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，小灯泡L1上标有“6V 6W”，小灯泡L2标有“6V 3W”。当闭合开关 时，两灯均正常发光；若只闭合开关S2，则电功率较大的是 。
7．如图所示在“通电螺线管外部磁场”的实验中，螺线管右侧有一个小磁针，开关闭合后，螺线管的右侧为 极（选填“N”“S”），小磁针N极向 偏转（选填“左”“右”）。
8．如图所示的电路，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片在最左端时闭合开关，此时定值电阻R0消耗的功率为P，移动滑片至某一位置时，R0消耗的功率为4P，且两次滑动变阻器消耗的功率相同。则前后两次电路的电流之比为 ，滑动变阻器接入电路的电阻之比为 。
二、选择题（本大题共6小题，共14分）第9～12小题，每小题只有一个选项是符合题目要求的，每小题2分；第13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的，每小题3分，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分。请将选项代码填涂在答题卡相应位置。
9．在物理学习中，估测是一种重要的能力。下面是某同学对一些物理量的估测，其中最符合实际的是（ ）
A．我国家庭电路的电压是380V B．人体感觉比较舒适的温度约为35℃
C．教室里日光灯的额定功率约为40W D．中学生正常步行的速度约为5m/s
10．我国自主设计建造的“福建舰”配备了电磁弹射车。当弹射车内的导体通过强大的电流时，弹射车就受到强大的电磁力而带着战斗机向前弹射飞出。下列实验与电磁弹射车工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
11．小明家有一款磁悬浮音箱（图甲），其内部电路图如图乙所示。下列对此音箱的说法正确的是（ ）
A．调节滑片P位置可调节音箱悬浮高度 B．通电后底座的周围存在许多磁感线
C．音箱悬浮利用了异名磁极相互吸引的原理 D．音箱底部的永磁铁的A端为S极
12．如图所示，电源电压保持不变，P为滑动变阻器的滑片，不考虑灯泡的电阻受温度的影响，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合S1，P向左移动时，电压表的示数变大
B．只闭合S1，P向左移动时，灯泡的亮度不变
C．S1和S2都闭合，P向右移动时，电压表的示数变小
D．S1和S2都闭合，P向右移动时，电流表的示数变大
13．如图所示，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，这是因为（ ）
A．通过电炉丝的电流大 B．电炉丝的电阻大
C．电炉丝两端的电压大 D．电炉丝比热容小
14．图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连，自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁体转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（ ）
A．该装置是一种电动机 B．该装置将机械能转化为电能
C．增大车轮转速灯泡亮度变大 D．该装置的原理与电磁继电器相同
三、计算题（本大题共3小题，第15小题6分。第16.17小题各8分，共22分）
15．甲醇是全球公认的新型清洁能源，具有安全高效、排放清洁等特点。杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。某次使用甲醇加热水时，消耗8.4kg甲醇，使1t温度为25℃的水升高到了45℃，已知水的比热容是c水=4.2×103J/(kg·℃)，甲醇的热值约为2.5×107J/kg。
（1）完全燃烧8.4kg甲醇放出的热量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）求本次使用甲醇加热水的效率。
16．塔式起重机是城市建筑中的重要起吊机械，某塔式起重机的滑轮组如图所示。现用该滑轮组将重为1.8×104N的钢材竖直向上匀速起吊，已知所用拉力为7.5×103N，钢材被吊起10m的高度，不计空气阻力，克服绳重和摩擦做的功是总功的15%，g取10N/kg。求：
（1）提升钢材做的有用功；
（2）起重机的机械效率；
（3）动滑轮与挂钩的总重力。
17．如图所示电路，电源电压恒为10V，小灯泡标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R上标有“18Ω 2A”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：
（1）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；
（2）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率；
（3）移动滑动变阻器的滑片至最右端时，通电1min，电源输出的电能。
四、实验与探究题（本大题共4小题，每小题7分，共28分）
18．亲爱的同学，请根据你所掌握的实验操作技能，完成下列问题。
（1）如图甲所示，这是一种测量 的仪表，它的量程为 ；
（2）如图乙所示，这是实验室常用的滑动变阻器，它是通过改变连入电路的电阻丝 来改变电阻大小的，它的铭牌标有“20Ω 1A”，其中“1A”表示的含义是 ；
（3）如图丙所示，这是小丽家的电能表，读数为 kW·h；她家原有用电器的总功率为3kW，“双十一”时新购买了一只1500W的电热水壶，则她家的用电器 （选填“可以”或“不可以”）全部同时使用。若这只电热水壶单独工作5分钟，电能表上的指示灯闪烁200次，则该电热水壶的实际功率是 W。
19．【实验名称】测量小灯泡的电功率
【实验器材】电源（电压恒为6V），小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，规格分别为“10Ω 1A”和“30Ω 5A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
【实验步骤】
（1）图甲是实验设计的电路图，请根据电路图将图乙的实物图补充完整，要求导线不能交叉；( )
（2）为了完成实验，在已有的两个滑动变阻器中，应选择规格为 的滑动变阻器；
（3）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表和电流表均有示数，接下来应该进行的操作是 ；
（4）排除故障后正确操作，将4次测量的数据填写在下表中，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示，请将表格中的数据补充完整。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡的亮度
1 0.5 0.16 0.08 不亮
2 1.7 0.24 0.41 较暗
3 2.5 正常
4 3.0 0.36 1.08 很亮
【交流评估】分析表格中的数据可知，小灯泡的亮度是由它的 决定的。细心的同学发现，小灯泡电阻随着亮度的增大而增大，这是因为灯丝电阻与 有关。
20．【探究名称】探究产生感应电流的条件
【问题】电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？如果能，需要什么条件？利用如图所示的装置，将导体AB悬挂起来，并使导体AB水平置于蹄形磁体的磁场中，进行如下探究。
【证据】让导体AB在磁场中运动，进行多次实验，观察灵敏电流计指针的偏转情况，并记录在下表中。
序号 开关 磁场方向 导体AB运动方向 指针偏转情况
1 断开 上N下S 向左和向右运动 不偏转
2 闭合 上N下S 竖直向上和向下 不偏转
3 闭合 上S下N 竖直向上和向下 不偏转
4 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
5 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
【解释】
（1）实验中，灵敏电流计的指针偏转方向不同，说明产生的感应电流的 不同；
（2）从实验序号1，2、3的现象可知，开关断开、导体AB平行于磁感线运动时，电路中都 （选填“会”或“不会”）产生感应电流；
（3）从实验序号1，2、4的现象分析，可以得出产生感应电流的条件： 电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就会产生电流；
（4）比较实验序号 的现象可知，感应电流的方向与磁场方向有关；
（5）比较实验序号4、5可知，感应电流的方向还与 方向有关；
【交流】实验中发现，当导体左右摆动的速度不同时，灵敏电流计指针偏转的角度不同，由此可以提出的问题是 。
21．【探究名称】探究影响电磁铁磁性强弱的因素
【问题】某同学利用电源、滑动变阻器、开关，两根铁钉、一盒大头针，导线若干等器材，设计了如图1所示的装置，探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
【证据】
（1）实验中是通过 来比较电磁铁磁性强弱。这种研究方法称为 ；
（2）把甲、乙两个电磁铁串联，目的是控制 相同，以探究电磁铁磁性强弱与 的关系；
【解释】
（3）根据图1中的实验现象，可得出结论： ；
（4）将滑动变阻器的滑片P向左移，发现两电磁铁吸引大头针的数量增加，该现象说明电磁铁的磁性强弱与 有关；
【交流】另一位同学设计了如图2所示的装置，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置后保持不动，然后分别将夹子依次夹在a、b、c、d四个接线柱上，对比实验现象得出结论。老师指出他的操作不合理，原因是 。
1． 北 沈括
【详解】[1]地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近，但并不重合。
[2]在北宋学者沈括的《梦溪笔谈》中，记载了磁针所指方向不完全指南北这一事实，地磁的南北极与地理的南北极略有偏离，故他是世界上最早发现这一事实的人。
2． 升高 做功
【详解】[1][2]飞船返回舱与大气相互摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使外表温度升高，所以这是利用做功的方式改变内能。
3． 摩擦起电 吸引轻小物体
【详解】[1][2]风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带上了电荷，可以吸引轻小物体，所以灰尘会附着在扇叶上。
4． 电磁感应 半导体
【详解】[1]小朋友玩的旱冰鞋，其内部虽然没有电池，但旱冰鞋的轮子滚动时，嵌在轮子中的灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中，发生了电磁感应现象，产生了感应电流；发电机是根据电磁感应的原理制成的。
[2]LED灯是由半导体材料制成的发光二极管，具有单向导电性。
5． 增大 增大
【详解】[1][2]在圆环加速滚上斜坡的过程中，圆环（不含小铁块）的质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大。
6． S1、S3 灯泡L2
【详解】[1]两个灯泡的额定电压是6V，当开关S2断开，S1、S3闭合时，灯泡L1、L2并联，根据并联电路的电压特点可知，灯泡L1、L2两端的电压等于电源电压为6V，两个灯泡都能正常发光。
[2]灯泡L1的电阻
灯泡L2的电阻
若只闭合开关S2，灯泡L1、L2串联，通过L1、L2的电流相等，灯泡L2的阻值大于灯泡L1的阻值，根据P=I2R可知，灯泡L2的实际功率更大，所以灯泡L2更亮。
7． N 右
【详解】[1][2]电流从螺线管的左端流入，由安培定则可知，通电螺线管的右端是N极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向右偏转。
8． 1∶2 4∶1
【详解】[1][2]由图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；根据P=I2R可得前后两次电路中电流之比
由于前后两次滑动变阻器消耗的功率相同，根据P=I2R可得
I12R滑1=I22R滑2
9．C
【详解】A．我国家庭电路的电压是220V，故A不符合题意；
B．人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在23℃左右，故B不符合题意；
C．家庭常用电风扇的功率在40W左右，教室里日光灯的额定功率与此差不多，在40W左右，故C符合题意；
D．中学生正常步行的速度约为1m/s，故D不符合题意。
故选C。
10．D
【详解】由题意可知，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强大电流时，即可受到强大的推力，由此可知，其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动；
A．图中是研究磁体周围存在磁场，与电磁弹射车的工作原理不相同，故A不符合题意；
B．图中没有电源，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应原理，与电磁弹射车的工作原理不相同，故B不符合题意；
C．图中的实验是探究影响电磁铁磁性大小的因素的实验，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射车的工作原理相同，故D符合题意。
故选D。
11．A
【详解】A．由图可知，闭合开关，使音箱悬浮后，调节滑片P，电磁铁线圈中的电流发生变化，磁性大小发生变化，音箱受到的磁力发生变化，音箱与底座之间的距离发生变化，音箱悬浮高度发生变化，故A正确；
B．通电后底座的周围存在磁场，但不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线，故B错误；
C．磁悬浮音箱利用了同名磁极相互排斥的原理，故C错误；
D．由安培定则和图示可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的上端，则螺线管的上端为N极、下端为S极，磁悬浮音箱利用了同名磁极相互排斥的原理，所以音箱底部磁体的A端应该是N极，故D错误。
故选A。
12．B
【详解】AB．只闭合S1，灯泡和滑动变阻器串联，由于电压表内阻很大，相当于断路，所以滑动变阻器始终以最大阻值接入电路，所以P向左移动时，电路的总电阻不变，根据可知，电路中的电流不变，即电流表示数不变，灯泡亮度不变；电压表测滑动变阻器左边部分电阻两端的电压，且P向左移动时左边部分的电阻减小，由U=IR可知，电压表示数减小，故A错误，B正确；
CD．S1和S2都闭合时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，根据可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，因变阻器接入电路的电阻变大，由串联电路的分压规律可知，变阻器两端的电压变大，即电压表示数变大，故CD错误。
故选B。
13．BC
【详解】ABD．连接电茶壶的导线和电茶壶串联在同一电路中，电流相等，通电时间相等，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多，电茶壶的电阻远远大于导线的电阻，与电炉丝比热容无关，故AD不符合题意，B符合题意；
C．连接电茶壶的导线和电茶壶串联在同一电路中，电流相等，根据欧姆定律的变形式U=IR可知，电茶壶电阻两端的电压大于导线电阻两端的电压，故C符合题意。
故选BC。
14．BC
【详解】ABC．该装置依靠自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，就能使前端的照明灯发光，这说明电路中产生了电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，在该过程中，机械能转化为电能；增大车轮转速，线圈切割磁感线速度变大，感应电流变大，灯泡亮度变大，故BC正确，A错误；
D．电磁继电器主要应用的是电磁铁，电磁铁应用的是电流的磁效应，故D错误。
故选BC。
15．（1）2.1×108J；（2）8.4×107J；（3）40%
【详解】解：（1）完全燃烧8.4kg甲醇放出的热量
Q放=m甲醇q甲醇=8.4kg×2.5×107J/kg=2.1×108J
（2）水吸收的热量为
Q吸=c水m(t t0)= 4.2×103J/(kg·℃)×1×103kg×(45℃ 25℃)=8.4×107J
（3）本次使用甲醇加热水的效率
答：（1）完全燃烧8.4kg甲醇放出的热量是2.1×108J；
（2）水吸收的热量是8.4×107J；
（3）本次使用甲醇加热水的效率是40%。
16．（1）1.8×105J；（2）80%；（3）1.125×103N
【详解】解：（1）提升钢材做的有用功
W有=Gh=1.8×104N×10m=1.8×105J
（2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，则拉力端移动距离
s=3h=3×10m=30m
拉力做的总功
W总=Fs=7.5×103N×30m=2.25×105J
起重机的机械效率
（3）克服动滑轮与挂钩重力做功
W额动=W总-W有-15%W总=(2.25×105J-1.8×105J)-15%×2.25×105J=1.125×104J
动滑轮与挂钩的总重力
答：（1）提升钢材做的有用功是1.8×105J；
（2）起重机的机械效率是80%；
（3）动滑轮与挂钩的总重力是1.125×103N。
17．（1）8Ω；（2）0.75W；（3）2000J
【详解】解：（1）由图可知，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表测灯泡两端电压，灯泡的额定电压是6V，额定功率是3W，灯泡的额定电流
灯泡的电阻
串联电路各处电流相等，灯泡正常工作时电路中的电流为
I=IL=0.5A
滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=10V-6V=4V
所以滑动变阻器的电阻
（2）当电压表示数为3V时，灯泡两端的电压为3V，此时灯泡的实际功率为
（3）移动滑动变阻器的滑片至最右端时，变阻器连入电路的电阻最大，电源输出的电能
答：（1）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值是8Ω；
（2）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率是0.75W；
（3）移动滑动变阻器的滑片至最右端时，通电1min，电源输出的电能是2000J。
18． 电流大小 0~100mA 长度 见解析 5637.8 不可以 1500
【详解】（1）[1][2]如图甲所示，表盘中间的符号是“mA”，说明这是一个测量电流大小的仪表，它的量程为0~100mA。
（2）[3][4]由滑动变阻器的原理可知，滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的；“20Ω 1A”表示，这个变阻器的最大电阻值是20Ω；允许通过的最大电流是1A。
（3）[5]电能表数字方框中最后一位是小数，电能表的读数为5637.8kW·h。
[6]小丽允许接入用电器的最大总功率
P最大=UI最大=220V×20A=4400W=4.4kW
小丽家用电器的总功率为
P总=3kW+1.5kW=4.5kW>4.4kW
所以从安全用电的角度她家的用电器不可以全部同时使用。
[7]电热水壶消耗的电能
该电热水壶的实际功率
19． “30Ω 5A” 移动滑动变阻器的滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，观察小灯泡是否发光 0.3 0.75 实际功率 温度
【详解】（1）[1]由电路图可知，小灯泡、滑动变阻器与电流表串联接入电路，电压表并联在小灯泡两端测量小灯泡两端电压，其中小灯泡正常发光时的电压为2.5V，故电压表可选择小量程与小灯泡并联接入电路，如图所示：
（2）[2]由题意知灯泡的额定电压为2.5V，其正常发光时电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为
电源电压为6V，由串联电路电压特点可知，灯正常发光时变阻器两端的电压为
又因串联电路电流处处相等，则此时滑动变阻接入电路的值为
故为了完成实验，应选用标有“30Ω 5A”的滑动变阻器。
（3）[3]正确连接电路后，闭合开关，电流表、电压表均有示数，电路为通路，但是发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，观察小灯泡是否发光。
（4）[4][5]由图丙知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，此时示数为0.3A，则由P=UI可得，小灯泡的额定功率为
[6]由表格数据可知，随着小灯泡两端的电压增大，电流增大，小灯泡的亮度增大，根据P=UI知小灯泡的实际功率增大，所以小灯泡的亮度随灯泡的功率的增大而增大，即小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。
[7]由可得，四次实验中，小灯泡的电阻分别为
由此可知，灯泡两端的电压增大，灯泡的实际功率增大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻会受温度影响，随温度升高而增大。
20． 方向 不会 闭合 切割 5和6 导体切割磁感线运动方向 见解析
【详解】（1）[1]电流计的指针偏转方向可以显示电流的方向，灵敏电流计的指针偏转方向不同，说明产生的感应电流的方向不同。
（2）[2]从实验序号1，2、3的现象可知，开关断开、导体AB平行于磁感线运动和向前向后运动时，电路中都不会产生感应电流，因为此时电路没有闭合或者没有切割磁感线。
（3）[3][4]从实验序号1，2、4的现象可知，产生感应电流，需要先闭合开关，然后一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以产生感应电流的条件：产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。
（4）[5]探究感应电流的方向与磁场的方向的关系，保持导体运动的方向相同，改变磁场的方向，比较实验序号5和6。
（5）[6]比较表格实验序号4和5可知，磁场的方向相同，导体切割磁感线运动方向不同，感应电流的方向不同，可以得到感应电流的方向还与导体切割磁感线运动方向有关。
[7]当导体左右摆动的速度不同时，灵敏电流计指针偏转的角度不同，可以提出问题：感应电流大小与导体切割磁感线运动速度大小有什么关系？
21． 电磁铁吸引大头针的数量 转换法 电流 线圈匝数 见解析 电流大小 见解析
【详解】（1）[1][2]电磁铁磁性的强弱无法用眼睛直接观察，实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，这是转换法的应用。
（2）[3][4]把甲、乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的电流相等；由图可知，甲乙电磁铁的线圈匝数不同，所以是探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。
（3）[5]由图可知，电流相同时，线圈匝数多的乙电磁铁吸引大头针的个数多，说明乙的磁性强，可得出结论：电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
（4）[6]将滑动变阻器的滑片P向左移，变阻器连入电路的电阻变小，由欧姆定律可知通过电路的电流变大，两电磁铁吸引大头针的数量增加，说明电磁铁的磁性增强，可以得到当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。
[7]滑动变阻器滑片保持不动，导线夹子分别连接线圈的接线柱a、b、c、d，改变了线圈匝数，由控制变量法可知没有控制电路中的电流不变，只改变线圈的匝数，操作不合理。
