精品解析2022年人教版九年级物理第二十章电与磁综合测试试题(含详解).docx

人教版九年级物理第二十章电与磁综合测试 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、下列关于电和磁的说法正确的是（）A铁和铝都能够被磁体吸引B磁感线是磁体周围真实存在的曲线C奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场D电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关2、如图所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（）ABCD3、POS刷卡机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头，如图所示，使用时，将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，POS机便可读出磁条上的信息，图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是（）ABCD4、如图所示，通电螺线管上方附近有一点M，小磁针置于螺线管的左侧附近。闭合开关K，下列判断正确的是（）AM点的磁场方向向左B螺线管的左端为S极C向右移动滑片P，螺线管的磁场增强D小磁针静止后，其N极的指向向左5、图所示为一些与电和磁有关的事例，下列认识中正确的是（）A图甲中，磁体能够吸引铜、铁、铝等所有金属B图乙中，司南的长柄指南是地磁场的作用C图丙中，闭合开关导体ab运动时，机械能转化为电能D图丁中，电磁铁是利用电磁感应的原理制成的6、已知，电磁铁的磁性随电流的增大而增强。如图所示，电源电压保持不变，弹簧秤下挂着一块铁。现在盛有硫酸铜溶液的烧杯中，逐渐滴入氢氧化钡溶液，可发现弹簧测力计的示数（）A逐渐变小，最后趋于稳定B一直保持不变C先变小，后变大，最后趋于稳定D先变大，后变小，最后趋于稳定7、在下图的四个实验装置中，能说明电动机工作原理的是（）ABCD8、如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（）A电流表示数变小，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强B电流表示数变小，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱C电流表示数变大，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱D电流表示数变大，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强9、如图是灵敏电流计内部结构示意图，当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，线圈就会带动指针发生偏转。在如图所示的实验中，与灵敏电流计工作原理相同的是（）A电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关B通电后导体在磁场中由静止开始运动C闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流D通电导线下方的小磁针发生偏转10、图所示的是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90，当温度达到90时，自动报警器报警。下列说法中正确的是（） A灯亮时表示报警器报警B温度达到85时，报警器中的灯亮同时铃响C报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中D报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、首位揭示电与磁的奥秘的物理学家是_，法拉第发现了_现象。2、奥斯特实验表明，通电导体周围存在_。电动机通电后会转动，是由于磁场对通电导体具有_的作用。3、物理学有用吗？当然有用！船为什么可以浮在水面上？古希腊科学家_发现了物体在水中所受浮力大小的规律，他还发现了杠杆、滑轮等机械工作原理，始创了机械理论；形形色色的电器，与我们的生活密不可分，这都归功于物理学家发现了“电”和“_”的性质及变化规律；据说300多年前，英国物理学家_从苹果落地联想到月亮为什么不掉下来，在总结前人研究的基础上，经过不断地探索和思考，他终于发现了支配天体的万有引力定律。4、如图是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻受到压力时其阻值会变小。当红灯亮后，且车辆压到压敏电阻上时，电磁铁的磁性因电路中电流的_（填“增大”或“减小”）而变_（填“强”或“弱”），吸引衔铁与触点_（填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。5、如图所示的实验装置中，当导体棒AB竖直向上运动时，灵敏电流计的指针_偏转，让导体棒AB水平向右运动，灵敏电流计的指针_偏转（以上两空均选填“会”或“不会”），若要增大灵敏电流计指针偏转的角度，则应该_（选填“增大”或“减小”）导体棒切割磁感线的速度。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）（1）甲图虚线框内一定有_，它的工作原理是_；（2）求重物下落时，重力做功的功率；( )（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；( )（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50 1A”，电流表选择量程为00.6A，电压表选择量程为03V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。( )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、图甲是温度自动报警器控制电路中，电源电压U控=5V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V 0.3A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4=10在R2温度为20的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4=4:1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为，已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计求：（1）灯泡L的额定功率；（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；（3）将报警温度设为50时，R1接入电路的阻值；（4）工作电路的电源电压Ux4、为保证润扬大桥以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”检测时，当车辆重量小于1×105N时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆重量大于等于1×105N时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行系统中的电路元件如图甲所示，其中压敏电阻Rx在检测时承受车辆的全部重量，它的阻值随所受压力F变化的图像如图乙所示；R0为定值电阻；电磁继电器线圈上标有“10 40mA”当流过线圈的电流大于等于30mA时，通电线圈的作用效果大于弹簧的作用效果，衔铁被吸下，动触点P和静触点M断开并和静触点N接通；电池组的电压为6V；绿灯规格为“220V  40W”，红灯规格为“220V  60W” （1）请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接（2）根据分析可以知道：_（A/B）灯是红灯（3）定值电阻R0的阻值为多大？（4）一辆大型货车停在检测装置上5分钟，因其严重超载导致电磁继电器线圈中电流太大而被烧坏，超载车辆的总重至少是多大？这段时间内指示灯消耗的电能是多少？5、阅读短文，回答问题 智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等），具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能，已进入百姓家庭某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能下表为该洁具的部分参数（1）当图甲电磁铁线圈中电流从b流向a时，电磁铁下端是_极 （2）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38的温水清洗，加热器的效率为多少_ ？水的比热容c=4.2×103J/（kg），室温为18-参考答案-一、单选题1、C【解析】【详解】A磁体能够吸引铁钴镍，但不能吸引铝，故A错误；B磁感线是人们为了描述磁体周围空间磁场的情况，假想出来的一些闭合曲线，并不是真实存在的，故B错误；C奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场，故C正确；D电磁铁磁性的强弱既与电流的大小有关，还与线圈匝数有关，故D错误。故选C。2、D【解析】【详解】电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的；A磁极间的相互作用，同名磁极相互排斥，故A不合题意；B奥斯特实验，说明了通电导体周围存在磁场，故B不合题意；C当导体在磁场中做切割磁感线运动时，检流计的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故C不合题意；D当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故D符合题意。故选D。3、A【解析】【详解】由题意知道，POS刷卡机读出信息的原理是电磁感应现象。A由图知道，电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故A符合题意；B图中是奥斯特实验，说明电流周围存在着磁场，故B不符合题意；C图中演示的是安培定则的应用，是螺线管通电后具有磁性，是电流的磁效应，故C不符合题意；D图中电路中有电源，演示的是通电导体在磁场中受力运动，故D不符合题意。故选A。4、D【解析】【分析】【详解】AB电流通过螺线管的右端流入，左端流出，由安培定则可知螺线管的左端是N极，在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外M点的磁场方向向右，故AB错误；C向右移动滑片P，连入电路的电阻增大，由可知，通过螺线管的电流减小，电磁铁的磁性减弱，故C错误；D通电螺线管的左端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的左端，则小磁针的N极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针静止时，其N极的指向向左，故D正确。故选D。5、B【解析】【详解】A图甲中的物体是磁体，磁体能够吸引铁、钴、镍，不能吸引铜、铝，故A错误；B司南的长柄指南是指向地理南极，地磁场的地磁北极在地理南极附近，所以司南的长柄指向地磁北极，是地磁场的作用，故B正确；C闭合开关导体ab运动是通电导线在磁场中受力转动，是电能转化为机械能，故C错误；D电磁铁是利用通电导体周围有磁场的原理制成的，故D错误。故选B。6、C【解析】【详解】图中电磁铁通电后具有磁性，对弹簧秤下方的铁块有向下的吸引力；在线圈匝数不变时，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小有关，电流越大，则电磁铁的磁性越强。当向硫酸铜中逐渐滴入氢氧化钡溶液时，由于硫酸铜与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀，使溶液的导电能力减弱，电流变小，从而电磁铁的磁性变弱，对铁块的吸引力变小，则测力计示数变小；当氢氧化钡与硫酸铜完全反应后，再向里加入氢氧化钡溶液，则会使溶液的导电性能增强，电流变大，电磁铁的磁性变强，对铁块的吸引力变大，则测力计的示数变大；最后氢氧化钡溶液过量（即氢氧化钡溶液饱和），电路中的电流趋于稳定，则弹簧秤示数趋于稳定，所以测力计的示数先变小，后变大，最后趋于稳定，故C符合题意。故选C。7、B【解析】【详解】A是电磁感应的实验图，属于发电机的工作原理图，故A不符合题意；B电路中有电流，通电线圈或导体受到磁场力的作用而运动，是电动机的工作原理图，故B符合题意；C是奥斯特实验图，小磁针指针偏转说明通电导体周围有磁场，故C不符合题意；D是研究通电螺线管极性的判断方法，是安培定则原理图，故D不符合题意。故选B。8、D【解析】【详解】电流由下方流入，则由安培定则可知，螺线管上端为N极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁同名相对，相互排斥；当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，小灯泡亮度增强；此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。9、B【解析】【详解】A当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，就会带动指针发生偏转，这原理是通电线圈的部分导体在磁场中会受到了力的作用，是电动机的基本原理。电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关，是通电导线周围存在磁场，磁场的强弱与匝数和电流的大小等因素有关，故A不符合题意；B通电后导体在磁场中由静止开始运动，因为在磁场中受到了力的作用，与电流计的原理相同，故B符合题意；C闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流是电磁感应现象，即磁能够生电，故C不符合题意；D通电导线下方的小磁针发生偏转，是因为电流周围存在磁场，故D不符合题意。故选B。10、D【解析】【详解】A如图，当温度达到90时，电磁继电器电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，接通电铃，自动报警器报警，灯不亮，故A错误；B如图，当温度达到85时，电磁继电器电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，接通灯，灯亮，故B错误；C温度计在这里相当于一个开关，报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中，故C错误；D达到90或以上时，连通继电器电路，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下运动；低于90时，断开继电器电路，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，故D正确。故选D。二、填空题1、奥斯特 电磁感应 【详解】12奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电和磁的联系。2、磁场 力 【详解】1奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，即电流的磁效应。2电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的。3、阿基米德 磁 牛顿 【详解】1阿基米德发现了物体在水中所受浮力大小的规律和杠杆平衡条件。2物理学家揭示了电与磁之间的联系，制造的发电机也为形形色色的电器提供了电能。3牛顿通过观察苹果落地发现了万有引力定律。4、增大 强 2 【详解】1只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，当此时车辆违规闯红灯行驶时，会压上压敏电阻，从而使压敏电阻的阻值减小，则控制电路中总电阻减小，在电源电压一定的情况下，电流增大。2电磁铁的磁性与电流有关，并且电流越大磁性越强，所以电磁铁的磁性会增强。3当电流增大到一定程度时，电磁铁会将衔铁向下吸引，使其与触点2接触，导致了电控照相机所在的电路接通，照相机会对违规车辆进行拍照。5、不会 会 增大 【详解】1当导体棒AB竖直向上运动时，导体的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电路中没有感应电流产生，灵敏电流计的指针不会偏转。2当导体棒AB水平方向右运动，导体的运动方向与磁感线方向垂直，导体做切割磁感线运动，所以电路中有感应电流产生，灵敏电流计的指针会偏转。3若要增大灵敏电流计指针偏转的角度，则应该增大导体棒切割磁感线的速度，因为在单位时间内切割的磁感线越多，产生的电流越大，灵敏电流计的指针偏转角度会变大。三、计算题1、 发电机 电磁感应 2.5W 40% 725【解析】【分析】【详解】解：（1）12转轴转动时，小灯泡就可以发光，即产生了电能，所以甲图虚线框内一定有发电机；发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会在导体中产生感应电流，即它的工作原理是电磁感应原理。（2）3这个质量为25kg的重物，它的重力它的重力是250N；重物下落高度为2.4m，则这个过程重力做的功重力做的功是600J；这个过程可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，也是说重物下落2.4m，消耗的时间是，根据可知，重力做功的功率重力做功的功率是2.5W。（3）4由3解析可知，重力做的功是600J，这是总功；这个过程中可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，正常发光，则灯的电功率是1W，时间是，那么根据可知，甲图装置所做的有用功甲图装置能量转化的效率甲图装置能量转化的效率是40%。（4）5观察题中的条件，R0为标有“5 0.3A”的定值电阻，即流过R0的电流最大只能是0.3A；滑动变阻器R1标有“50 1A”，即流过R1的电流最大只能是1A；电流表选择量程为00.6A，即流过电流表的电流最大只能是0.6A；由上述可知，三个电流值：0.3A、1A、0.6A，并且这个是串联电路，电流处处相等，那么电路中最大电流只能是0.3A，根据欧姆定律得解得，即R1最小阻值为7；电压表选择量程为03V，则电压表的示数最大只能是3V，电压表并联在R1两端，则R1两端的最大电压是3V，根据串联电路的分压原理，电阻越大，分得的电压越大，则这时R1的电阻是最大的，根据可知解得，即R1最大阻值为25；综上所述，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围是725。答：（1）甲图虚线框内一定有发电机，它的工作原理是电磁感应；（2）重物下落时，重力做功的功率是2.5W；（3）重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率是40%；（4）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是725。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）2.7W（2）0.2A（3）15（4）12V【解析】【详解】（1）灯泡L的额定功率是：P额=U额I额=9V×0.3A=2.7W；（2）当衔铁刚好被吸下时，变阻器R1接入电路的阻值刚好为0，由图乙知道，温度为20时R2的阻值是R2=25控制电路的电流是：（3）当将报警温度设为50时，由图乙知，R2的阻值变为=10，此时控制电路的电流仍然为I=0.2A，由知道，R1接入电路的阻值是：；（4）当继电器的衔铁还没被吸下时，电路中的电流为I额=0.3A，则有；当继电器的衔铁被吸下时，设此时电路的电流为I，则有；由即知道，I=0.2A，此时因为U3：U4=4:1，所以U3=8V因为，所以，即，代入数据得：解得Ux=12V答：（1）灯泡L的额定功率为2.7W；（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流为0.2A；（3）将报警温度设为50时，R1 接入电路的阻值为15；（4）工作电路的电源电压Ux 为12V4、 B 90 2×105 N 1.8×104J【解析】【详解】(1)用导线将左侧电源、压敏电阻、定值电阻和电磁继电器顺次连接起来即可，如下图所示：(2)由题意可知超载时红灯亮，由乙图可知压力越大时压敏电阻的阻值越小，此时线圈中的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下来，B灯泡发光，则B灯泡为红灯；(3) 从图象乙中可知,当压力为1×105N时，压敏电阻的阻值为100，由I可得，电路中的总电阻：R200，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以,定值电阻R0的阻值：R0RRxR线2001001090；(4)电磁继电器线圈被烧坏时电路中的最小电流为40mA，此时电路中的总电阻：R150，此时压敏电阻的阻值：RxRR0R线150901050，由图乙可知,压敏电阻受到的最小压力F2×105N，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以,超载车辆的最小总重力为2×105N，此时红色知识点发光，则5min消耗的电能：W红P红t60W×5×60s1.8×104J.5、 S 80%【解析】【详解】（1）在图甲中，当电流从b流向a时，运用安培定则，即用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指指向上端，即a端是N极，下端为S极（2）根据表格数据，假设清洗1min，最大喷水量是1.2L，由=m/V可知，喷出水的质量是：m=V=1×103 kg/m3 ×1.2×10-3 m3 =1.2kg，水吸收的热量是：Q=cm（t-t0 ）=4.2×103 J/（kg）×1.2kg×（38-18）=1.008×105 J，由P=W/t知道，加热器加热1min消耗的电能是：W=Pt=2100W×60s=1.26×105 J，所以，加热器的效率是：=Q/W×100%=1.008×105J/1.26×105J×100%=80%