精品解析2022年人教版九年级物理第二十章电与磁专项测试试卷(含答案详细解析).docx

人教版九年级物理第二十章电与磁专项测试 考试时间：90分钟；命题人：教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题 30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、关于磁场，下列说法中正确的是（ ）A磁场是由无数条磁感线组成的B任何物质在磁场中都能被磁化并保持磁性C磁极间的相互作用是通过磁感线发生的D磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在2、如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（）A电动机的原理是磁场对电流有力的作用B电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声C吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能D“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系3、在一次课外实验活动中，一颗铁质的小螺丝钉掉入细小狭长的小洞中（如图）。小科设计了以下四种方案，其中不能取出小螺丝钉的是（）ABCD4、为了判断一根铁棒是否具有磁性，小明进行了如下四个实验，根据实验现象不能确定该铁棒一定有磁性的是（）A悬挂的铁棒转动起来后静止时指向南北B将铁棒一端靠近小磁针，相互排斥C将铁棒一端靠近大头针，大头针被吸引D水平移动铁棒，测力计示数有变化5、如图是一个老式手摇式发电机，其发电电压最高可达30V。该发电机的原理可用下面的哪个实验解释（）ABCD6、如图是我国早期的指南针司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的。东汉学者王充在论衡中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”指的是司南长柄，下列说法中正确的是（）A司南的长柄是磁北极B司南长柄指的是地磁南极C地磁场的南极在地球地理的南极附近D司南指南北是受到地磁场的作用7、小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是（）A甲电机相当于电动机，其工作原理是和动圈式话筒相同B甲电机相当于发电机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动C乙电机相当于电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动D乙电机相当于发电机，其工作原理是和扬声器相同8、下列说法中正确的是（）A金属导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场B条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的C导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流D利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向9、第一位揭示电与磁联系的物理学家是（）A法拉第B伽利略C奥斯特D牛顿10、如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极转至右边，可使如图所示位置的小磁针N极仍然转至右边的操作是下列选项中的（）Aab水平向左运动Bab竖直向下运动Cab竖直向上运动Dab水平向左运动第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培（右手）定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，_的方向就是该螺线管的N极。2、在都江堰研学活动中，小罗用名为指南针的手机指引方向，如图甲所示，当“小磁针”静止时，其上部指向南方，说明“小磁针”的上部是 _极；小罗将这个打开后，放在如图乙所示的电磁体左方，仍呈现如图甲所示的指向，则电源的下部为 _极。3、乘坐地铁是一种环保、便捷的出行方式，济南市也将于2019年建成城轨地铁。地铁中的电动机是利用_对通电导体产生力的作用这一原理来工作的。电动机工作时把电能转化为_。4、如图所示是某实验小组设计的探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验电路图。在实验时，通过吸引大头针的 _反映电磁铁磁性强弱，此实验电路探究的是“电磁铁磁性强弱与 _的关系”。5、（1）标有“220V 100W”的白炽灯正常发光时的电阻是_，正常工作1h消耗的电能是_kW·h；（2）如图，多次实验发现，把磁铁靠近正发光的白炽灯时，灯丝会发生抖动，这是因为通电导体在磁场中会受到_的作用，_（选填“电动机”或“发电机”）是利用这个原理制成的。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲为该超载记录器原理图，已知电源电压，电压表量程为05V，线圈电阻，保护电阻，为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。试问：（g取10N/kg）（1）若某车的质量为15t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2，则静止时该车对路面的压强为多少？（2）第（1）问中该车辆过桥时，电压表的示数是多少？（3）该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？2、如图所示电路，是某学校楼道自动控制照明系统，已知控制电路电源电压U=4.5V，电磁继电器线圈电阻R1=5，滑动变阻器R2最大阻值25R3是一光敏电阻，其阻值随“光照度E”的增大而减小，且成反比，其具体关系如下表所示（光照度E的单位是：勒克斯，符号Lx；光越强，光照度越大）当线圈中电流减小至I0=90mA时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作（1）根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式（2）闭合开关，把滑片移到最右端（b端），求照明系统启动时的光照度E0是多少？如果光照度E为2Lx时并保持1min不变，这段时间内R2消耗的电能是多少？3、某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲，控制电路电源电压U112V，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，压敏电阻RF放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如下表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2220V。圆柱体水箱底面积S0.4m2，当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流Ia0.1A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I11A，当水位下降到1m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I22A。水位/m0.250.500.751.001.251.501.752.002.25压敏电阻RF阻值/300200125907065626059（1）当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为多少W？（2）当水箱内水位下降到1m时，通电电磁铁线圈的电流Ib为多少？（3）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水量恒为0.001m3，注水系统工作时，每秒钟给水量箱注水恒为0.005m3，求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能？4、一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态已知R144，R22156求：(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15加热到45，水吸收的热量【c水4.2×103J/（kg）】(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率(3)将2.2kg的水从15加热到45，需要通电5min，电热水器的加热效率为多少？(4)当温度达到50后，通电10min，R2产生的热量5、如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示已知继电器的线圈电阻R010 ，左边电源电压为6 V恒定不变当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作 (1)请说明该自动控制装置的工作原理(2)计算说明该空调的启动温度是多少？(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为30 ，控制电路中需要串联多大的电阻？-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A磁感线是为研究磁场的性质而引入的一种理想化的物理模型，不是真实存在的，故A 错误；B只有铁磁性物质在磁场中才能被磁化，故B错误；C磁极间的相互作用是通过磁场发生的，故C错误；D磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针在磁场中受力而偏转感知它的存在，故D正确。故选D。2、C【解析】【详解】A电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故A正确，不符合题意；B电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声，故B正确，不符合题意；C吸尘器工作时，主要将电能转化为机械能，由于电流具有热效应，还会将部分电能转化为内能，故C错误，符合题意；D“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速，减小吸尘器内部的气体压强，通过大气压强把灰尘压入吸尘器，故D正确，不符合题意。故选C。3、D【解析】【详解】A细线下端的磁体靠近小螺丝钉时，会吸引铁质小螺丝钉，从而取出小螺丝钉，故A不符合题意；B磁体能够吸引铁、钴、镍，磁体吸引铁棒而成为一个整体，靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉，从而取出小螺丝钉，故B不符合题意；C铁棒被磁体磁化后具有磁性，靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉而取出小螺丝钉，故C不符合题意；D磁体能够吸引铁、钴、镍，但不吸引铜，也不能磁化铜，所以不能取出小螺丝钉，故D符合题意。故选D。4、A【解析】【详解】A只有悬挂起来的铁棒自然静止时总是指向南北，才可以判断铁棒具有磁性，故A符合题意；B因为同名磁极相互排斥，当将铁棒的一端靠近小磁针若相互排斥，则可以断定铁棒具有磁性，故B不符合题意；C因为磁体具有吸铁性，当铁棒能够吸引大头针时说明铁棒具有磁性，故C不符合题意；D由于磁体能够吸引铁质物质，当水平移动铁棒，测力计示数有变化，说明铁棒两端和中间部分有磁性强弱变化，故说明铁棒是磁体，故D不符合题意。故选A。5、A【解析】【详解】老式手摇式发电机的原理是电磁感应现象；A由图可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流计的指针会发生偏转，这说明产生的感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；B该图是电流的磁效应，不是发电机的工作原理，故B不符合题意；C通电导体ab在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C不符合题意；D该图是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，电磁铁的原理是电流的磁效应，故D不符合题意。故选A。6、D【解析】【详解】A由题意知，其柢指南，即司南的长柄是磁体的南极，故A错误；B司南长柄指的是地理南极，即地磁北极，故B错误；C地磁场的南极在地球地理的北极附近，故C错误；D司南实际上是一个磁铁，它指南北是受到地磁场的作用，故D正确。故选D。7、C【解析】【详解】据图可知，右边的电路有电源，当乙电路闭合后，乙会转动，说明乙是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；乙转动同时会带动甲转动，由于电动机内部是有磁场和线圈组成，所以甲在乙的带动下，线圈会做切割磁感线运动，故甲相当于一个发电机，发电机是根据电磁感应现象制成的，故C正确，ABD错误。故选C。8、A【解析】【详解】A负电荷定向移动时会形成电流，因电流周围存在磁场，所以导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场，故A正确；B磁感线是描述磁场的方法，是建立理想模型法，条形磁体的磁场不是由磁感线组成的，故B错误；C导体中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；导体在磁场中做切割磁感线运动，不一定会产生感应电流，故C错误；D利用撒在磁体周围的铁屑只能判断该磁体周围的磁场强弱分布，不能判断磁场方向，故D错误。故选A。9、C【解析】【详解】A法拉第发现了电磁感应现象，不是一位揭示电与磁联系的物理学家，故A不符合题意；B伽利略是最早提出力不是维持物体运动的原因的物理学家，故B不符合题意；C奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个揭示电与磁联系的物理学家，故C符合题意；D牛顿提出了牛顿三大定律，是经典力学的奠基人，故D不符合题意。故选C。10、D【解析】【详解】Aab水平向左运动切割磁感线，蹄形磁体的磁场方向不变，导体棒运动方向相反，产生的感应电流反向，螺线管产生的磁场方向反向，小磁针N极转至左边，故A错误，故A不符合题意；BCab竖直向上或向下运动，导体棒ab不切割磁感线，不产生感应电流，小磁针不偏转，故BC错误，故BC不符合题意；D由图可知，蹄形磁体的磁场方向反向，导体棒ab的运动方向反向，导体棒切割磁感线产生的电流方向不变，小磁针的偏转方向不变，小磁针N极仍然转至右边，故D正确，故D符合题意。故选D。二、填空题1、大拇指的指向【详解】略2、S 正 【详解】1地磁场的N极在地理南极附近，其S极在地理北极附近，小磁针的N极指向地磁场的S极，小磁针的S极指向地磁场的N极，所以“小磁针”的上部是S极。2根据异名磁极相互吸引可知，电磁铁的上端为N极，下端为S极；根据安培定则可知，用右手握住螺线管，大拇指指向上方，四指环绕的方向就是电流方向，由此可知电流从下端流入，上端流出，则电源的下部为正极。3、磁场 机械能 【详解】1电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用这一原理工作的。2电动机在工作时，将电能转化为机械能。4、多少/数目 电流大小 【详解】1电磁铁的磁性强弱无法直接观察到，故可以通过电磁铁吸引大头针的多少反映出来，这种研究问题的方法为转换法。2线圈匝数一定的情况下，调节滑动变阻器滑片的位置，使电路中的电流增大或减小，发现铁钉能吸引大头针的个数增多或减少，说明铁钉的磁性增加或减弱，因此实验电路探究问题是电磁铁磁性强弱与电流的关系。5、484 0.1 力 电动机 【详解】（1）1白炽灯正常发光时的电阻2正常工作1h消耗的电能W=Pt=100×10-3kW×1h=0.1kW·h（2）34将一磁铁靠近正在发光的白炽灯泡时，由于通电导体在磁场中受到力的作用，所以灯丝会发生抖动，电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，所以电动机是根据该原理制成的。三、计算题1、 (1)5×105Pa；(2)2.5V；(3)5.5×104kg。【解析】【分析】固体压强的理解及相关计算，与敏感电阻有关的计算； 求解题干信息所用公式（1）静止时该车对路面的压强若某车的质量为15t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2（2）第（1）问中该车辆过桥时，电压表的示数已知电源电压，线圈电阻，保护电阻 （3）该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量电压表量程为05V【详解】(1)静止时对该车对路面的压力： ，该车对路面的压强：；(2)根据控制电路可知，三电阻串联，电压表测两端的电压，由乙图像可知，时，此时压敏电阻的阻值电路中的电流电压表测两端的电压，示数为(3)经分析当电压表示数最大时，记录器所能记录的过桥车辆的质量最大，电路中的电流两端电压压敏电阻两端的电压压敏电阻的阻值由图乙可知此时的压力则记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是。答：(1)该车对路面的压强为5×105Pa；(2)第(1)问中该车辆过桥时，电压表的示数是2.5V；(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是4×104kg。【点睛】失分原因 题号失分原因（1）不会运用固体压强公式进行计算（2）不会根据图像得出的阻值；对电路的串并联识别不清（3）不会根据“电压表量程为05V”确定两端的最大电压为5V；不会根据串联电路的电压关系间接计算出两端的电压；不会根据图像得出此时的阻值2、（1）；（2）1.5lx；15J【解析】【详解】（1）由表格数据可知，光照度与光敏电阻R3阻值的乘积：E×R3=0.5lx×60=1lx×30=1.5lx×20=2lx×15=2.5lx×12=3lx×10=30lx，即；（2）闭合开关S，将滑片P移至b端，变阻器接入电路中的电阻最大，由题可知，当线圈中电流减小至时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，所以，电路中的总电阻：；根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和，得R3的阻值：，由表格数据可知，当R3=20时，E0的值为1.5lx；如果光照度E为2Lx时并保持1min不变，由表格知当E=2Lx时，此时光敏电阻的阻值：R3=15；此时控制电路总电阻为：此时控制电路电流为：；根据得R2消耗的电能是：【点睛】重点是欧姆定律和电功率的相关计算，注意熟练应用串联电路的电压和电流、电阻特点，都是电路的最基本规律，要能熟练掌握和应用，纯电阻电路中，消耗的电能等于电流产生的热量，所以最后一问中可以根据来计算消耗的电能，3、（1）0.6W；（2）0.08A；（3）1.32【解析】【分析】【详解】解：（1）由图知，控制电路中R0、RF、电磁铁线圈串联，由表中数据知，当水箱内水位达到2米时，RF60，控制电路中电流Ia0.1A，所以RF的功率（2）当水位为2米时，根据串联电路特点和欧姆定律可得R0阻值当水位1米时，由表格数据知，RF190，由串联电路特点和欧姆定律可得线圈的电流（3）由工作电路知，注水和喷淋系统是并联的，注水系统从水位1米开始注水到2米，注水的总体积注水的同时喷淋系统一直工作，所以注水时间水位从2米下降到1米，需要的时间所以注水系统与喷淋系统同时工作时，工作电路电流做的功喷淋系统单独工作时，工作电路电流做功所以相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能答：（1）当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为0.6W；（2）当水箱内水位下降到1米时，通电电磁铁线圈的电流Ib为0.08A；（3）相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能为1.32×105J。4、 (1)2.772×105J；(2)1100W；(3)84%；(4)12936J【解析】【详解】(1)水吸收的热量：Q吸cm（tt0）4.2×103J/（kg）×2.2kg×（4515）2.772×105J；(2)由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，电热水器处于保温状态，则电热水器处于加热状态时工作电路的功率：P加热=1100W；(3)将2.2kg的水从15加热到45时，水吸收的热量为2.772×105J，由P可得，通电5min内消耗的电能：WPt1100W×5×60s3.3×105J，电热水器的加热效率：×100%×100%84%；(4)当温度达到50后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，工作电路的电流：I0.1A，则通电10min内R2产生的热量：Q2I2R2t（0.1A）2×2156×10×60s12936J答：(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15加热到45，水吸收的热量为2.772×105J；(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率为1100W；(3)将2.2kg的水从15加热到45，需要通电5min，电热水器的加热效率为84%；(4)当温度达到50后，通电10min，R2产生的热量为12936J5、 (1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，当电流达到15 mA时，衔铁被吸合，右边的空调电路开始工作，当温度下降时，控制电路总电阻增大，电流减小，减小到一定值，空调电路断开，这样就实现了自动控制(2) 25 (3) 30 【解析】【详解】（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15 mA 时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制（2）电路启动时的总电阻：，此时热敏电阻的阻值：，对照表格数据可知，此时的启动温度是25 （3）电路启动时的总电阻为，由表中数据可知，空调启动温度设定为30 时，热敏电阻的阻值为，则电路中还应串联的电阻：