人教版九年级物理第二十章电与磁同步训练试卷(含答案详细解析).docx

人教版九年级物理第二十章电与磁同步训练 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、如图所示，通电螺线管附近放一小磁针，黑色一端表示小磁针N极。静止后小磁针指向正确的是（）ABCD2、如图所示，关于甲乙丙丁四幅图，下列说法正确的是（）A如图中验电器的原理是异种电荷互相排斥B如图是奥斯特发现的电磁感应现象C如图表明通电导体在磁场中会受到力的作用D如图的测电笔在使用时必须接触笔尾的金属体3、如图所示的通电螺线管右侧放了一个可自由转动的小磁针，下列说法正确的是()A小磁针左端为N极B通电螺线管的左端为N极C将电源正负极对调后螺线管南北极也对调D在螺线管所在电路中串联一个电阻后螺线管的磁性增强4、生活中的“不变”常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断错误的是（）A一瓶煤油燃烧一半前后煤油热值不变B10kg冰全部熔化成水后比热容不变C转动地球表面A点磁针静止时小磁针的指向不变D教室里亮着两盏日光灯熄灭其中一盏，另一盏亮度不变5、如图所示的物理现象涉及的物理知识正确的是（ ）A图甲：摩擦起电的实质是创造了新的电荷B图乙：家用电能表是一种测量电功率的仪表C图丙：电动机正常工作时将机械能转化为电能D图丁：验电器的工作原理是同种电荷相互排斥6、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7、POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利，POS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），在使用时，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（）ABCD8、如图所示关于下列四个实验的认识，正确的是（）A甲实验中通电螺线管左端是S极B乙实验说明导线的周围存在磁场C丙实验与发电机的原理相同D丁实验与电动机的原理相同9、磁悬浮列车将为交通运输事业开辟一方崭新的天地。下面有关它的说法中不正确的是（）A通过列车底部和下方轨道间的磁极互相作用，可使列车悬浮B为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料C由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动D列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动、运动平稳10、关于做功或能量转化的过程，下列说法正确的是（）A汽油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能B拉弯的弓将箭射出，其内能主要转化为动能C电动机工作过程中，将机械能转化为电能D植物的光合作用，将光能转化为化学能第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、为了防止考试作弊，监考人员利用手持式金属探测器对考生进行检查，如图所示当探测器靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡电流（感应电流），探测器发出警报。这种现象叫做 _现象。在生活中利用这个现象相同原理工作的物体还有 _。（填名称，只写一种）2、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。3、小治同学在重庆市区某教室用水平放置能自由转动的小磁针做实验，静止时小磁针 _极指向地理的北极。地理两极和地磁两极并不重合，存在一定的偏角，世界上最早记述这一现象的是我国宋代学者 _，这个发现比西方早了400多年。4、（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。5、如图所示，给直导线通电时，其下方的小磁针发生偏转，这说明_；要减少地磁场对实验的影响，应使通电导线沿_（选填“东西”或“南北”）方向放置。实验时通过导线的电流应_（选填“大些”或“小些”）。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、人们对自我保护越来越关注。图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电源达到30mA，热敏电阻R2的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。(1)求R2的阻值；(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中消耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少；c水=4.2×103J/(kg·)(3)为使温度加热至40时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大?(4)若想温度加热到45时，自动进入保温状态，应该如何操作？3、如图所示为一恒温箱温控电路，包括工作电路和控制电路两部分。R为热敏电阻(置于恒温箱内)，阻值随温度变化的关系如图所示。恒温箱温控电路工作原理是：加热过程中，恒温箱温度升高到一定值时，控制电路中电流会达到一定值，继电器的衔铁被吸合，工作电路停止加热。(1)图中所示状态，电路处于加热还是未加热?(2)恒温箱的温度为100时，继电器线圈中的电流达到20mA，衔铁被吸合，此时热敏电阻R消耗的功率是多少?(3)电阻R，有什么作用?4、科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。其中控制电路电源电压，R为可变电阻， R1为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻，已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放。加热器的规格是“220V 1000W”，恒温箱内部空间大小是，空气的密度，空气的比热容 。（1）如图甲所示状态，通过加热器的电流多大？（2）加热器产生的热量有转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从升高到，加热器需正常工作多长时间？（3）若要使恒温箱内可获得上限为的“恒温”时，可变电阻R应调节为多大？（4）如果需要将恒温箱内的下限温度设为的“恒温”，则应将可变电阻R调节为多大？这时“恒温”的上限温度是多少？5、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？-参考答案-一、单选题1、C【解析】【分析】【详解】根据右手螺旋定则，右手握住螺线管，四指弯曲且与螺线管中电流方向一致，则大拇指指向通电螺线管的左端为N极，右端为S极；由“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”可知：A图中小磁针静止时，右端应该为S极，左端为N极，故A错误；B图中小磁针静止时，左端应该为N极，右端为S极，故B错误；C图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极，故C正确；D图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极，故D错误。故选C。2、D【解析】【详解】A验电器的工作原理是同种电荷互相排斥，故A错误；B放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，这是奥斯特发现的“电流的磁效应”现象，故B错误；C法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁能否生电，通过十年的努力发现了电磁感应现象，即导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，故C错误；D使用测电笔辨别火线时，一定要用手触及笔尾的金属部分，不能用手触及测电笔前端的金属体，否则会造成人身触电事故，故D正确。故选D。3、C【解析】【分析】【详解】AB图中电流从螺线管的左侧流入、右侧流出，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，则小磁针静止时其左端为S极，故A、B错误；C将电源正负极对调后，螺线管中的电流方向改变，螺线管的磁极发生改变，所以螺线管南北极也对调，故C正确；D在螺线管所在电路中串联一个电阻，总电阻增大，电路的电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故D错误。故选C。4、B【解析】【详解】A燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故一瓶煤油燃烧一半前后，其热值不变，故A正确，不符合题意；B物质的比热容是物质的一种属性，与物质的状态有关，冰熔化成水后，状态发生改变，故其比热容也发生改变，故B错误，符合题意；C磁体具有指向性，转动地球表面A点磁针，小磁针静止时，其N极总是指向地理北极，故C正确，不符合题意；D教室里各日光灯之间是并联接入电路，互不影响，熄灭其中一盏，另一盏亮度不变，故D正确，不符合题意。故选B。5、D【解析】【详解】A摩擦起电的实质是电荷的转移，不是创造了电荷，故A错误；B电能表是测量消耗电能即电功的仪表，故B错误；C电动机正常工作时将电能转化为机械能，故C错误；D当验电器带电时，两片金属箔由于带同种电荷相互排斥而张开，验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故D正确。故选D。6、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。7、D【解析】【详解】POS刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象。A该图反映电流周围存在着磁场，故A不符合题意；B该图电路中有电源，是通电导体在磁场中受力运动，故B不符合题意；C该图电路中有电源，是通电线圈在磁场中受力运动，故C不符合题意；D该图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应，故D符合题意。故选D。8、C【解析】【详解】A电源右端是正极，电流从右端流入，左端流出，根据安培定则，将右手四指方向顺着电流方向握住通电螺线管，大拇指所指方向为通电螺线管N极，即左边为N极，故A错误；B如图是奥斯特实验，导线通电时小磁针发生偏转，表明通电导线周围存在磁场，这里的磁场是因为电流产生的，而不是导线，故B错误；C如图当线圈在磁场中做切割磁感线的运动时，由于电磁感应，线圈中产生电流，灯泡可以发光，是将机械能转化成了电能，属于发电机的原理，故C正确；D如图是电磁感应现象的实验，是将机械能转化为电能，所以是发电机的原理图，故D错误。故选C。9、C【解析】【详解】A列车悬浮行驶，是因为列车底部与下方轨道间的磁极有相互作用力，而这个作用力与列车的重力相等时，便可悬浮了，故A正确，不符合题意；B磁悬浮列车是利用电流的磁效应工作的，而利用超导材料作为电磁铁的线圈，可避免电流的热效应，可减少电能的不必要的损耗，故B正确，不符合题意；C列车处于悬浮状态，是因为在竖直方向所受的重力和磁力是平衡力，但水平方向上受力不一定平衡，则列车不一定做匀速直线运动，故C错误，符合题意；D列车行驶时，悬浮在空中，与轨道不接触，所以与轨道间无阻力，且可无震动、平稳的行驶，故D正确，不符合题意。故选C。10、D【解析】【详解】A在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高、内能增大，此过程中机械能转化为内能，故A错误；B当运动员将弓拉开时，弓发生了弹性形变，具有较大的弹性势能，当人松手后，弦对箭做功消耗了弹性势能，箭的速度增大，动能增大，所以弹性势能主要转化为动能，故B错误；C电动机工作过程中，消耗了电能，电能主要转化为机械能，故C错误；D植物的光合作用，消耗光能，将光能转化为化学能，故D正确。故选D。二、填空题1、电磁感应 发电机 【详解】1金属探测器是将线圈靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生了感应电流，探测器发出警报，这是利用电磁感应原理制成的。2发电机是根据电磁感应原理工作的。2、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。3、N 沈括 【详解】1水平放置能自由转动的小磁针静止时N极指向地理的北极。2地理两极和地磁两极并不重合，存在一定的偏角，叫地磁偏角，最早记述这一现象的是我国宋代学者沈括。4、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。5、通电导体周围存在磁场 南北 大些 【详解】1给直导线通电时，小磁针发生偏转，是因为通电导体周围存在磁场，小磁针受到这个磁场的作用而发生偏转。2由于存在地磁场，小磁针自然放置时会南北指向，那么通电导线应沿南北方向放置，产生的磁场方向与地磁场方向不同，则小磁针的转动便不是地磁场引起的。3实验时，通过导线的电流应大些，则产生的磁场更强，对小磁针的作用力更大，则小磁针的偏转更明显。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)24.2；(2)6.3×105J；30；(3) 160；(4)若想温度加热到45时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。【解析】【分析】(1)在工作电路两电阻并联，同时工作时为加热模式，保温模式只有R1接入电路中，根据甲中参数，先计算R2的功率，再根据电功率的公式计算R2的阻值。(2)由W=Pt计算加热过程消耗的电能；根据Q=cmt算出水升高的温度。(3)由欧姆定律算出电路的总电阻，根据串联电路电阻的规律算出滑动变阻器的电阻。(4)从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。【详解】解：(1)由题知，加热至40时，控制电路中的弹簧会将衔铁拉起来，自动进入保温模式，由图乙知，此时工作电路中只有R1接入电路；当温度降低时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸下来，进入加热模式，由图乙知，此时工作电路中R1和R2并联接入电路；所以R2的功率P2=P加热-P保温=2100W-100W=2000WR2的阻值(2)加热5min消耗的电能W=P加热t=2100W×5×60s=6.3×105J水升高的温度(3)温度加热至40时，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，由图丙知，此时热敏电阻Rx的阻值为40，电路的总电阻滑动变阻器的电阻R滑=R-Rx=200-40=160(4)若想温度加热到45时，自动进入保温状态，即要提高恒温箱的设定温度，从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值，但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。答：(1)R2的阻值为24.2；(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中耗的电能是6.3×105J；不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高30；(3)为使温度加热至40时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到160；(4)若想温度加热到45时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。3、 (1)加热；(2) 0.02；(3)保护电路；调节温控箱的控制温度【解析】【分析】【详解】(1)图示中的状态，电热丝被接在了220V的电路两端，故电路处于加热状态中。(2)恒温箱的温度为100时，R=50，则P=I2R=(0.02A)2×50=0.0004A2×50=0.02W(3)由于R是滑动变阻器，故它在电路中的作用是保护电路和调节温控箱的控制温度。4、 (1)4.55A (2)130s (3)450 (4) 150，57.1【解析】【详解】(1)根据PUI可得，通过加热器的电流(2)由得，空气质量mV1.30kg/m3×2m32.6kg空气吸收的热量加热器消耗的电能由WPt得，加热时间(3)由图知t1100，Rt1400，此时通过线圈电流I10.04A，根据欧姆定律可得，控制电路的总电阻可变电阻R的阻值RR总Rt1R090040050450(4)当温度下限t250时，Rt2800，通过线圈电流I20.036A，根据欧姆定律可得，此时控制电路的总电阻此时可变电阻R的阻值由题意可知，温度升高到上限时，控制电路的电流达到0.04A，则控制电路的总电阻仍然为R总900，设此时温度升高到上限时，热敏电阻值为Rt3，则此时热敏电阻的阻值由图象可知热敏电阻的阻值和温度成反比，这时“恒温”的上限温度约为答：(1)通过加热器的电流4.55A；(2)加热器需正常工作130s；(3)可变电阻R调节到450；(4)应将可变电阻R调节为150；这时“恒温”的上限温度约是57.1。5、 (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