2022年最新人教版九年级物理第二十章电与磁综合测试试卷.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、下列设备，利用电磁继电器工作的是（）A电磁起重机B直流电铃C动圈式话简D水位自动报警器2、位于济南市钢城区的棋山国家森林公园，自然风景优美，有“山中一日，人间百年”的美丽传说。如图是公园中新建的登山索道，为游客一年四季随时上山游览棋山美景提供了便利。登山索道的运行靠电力驱动，其动力装置的工作原理是下图实验中的（）ABCD3、如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（）探究电流与电阻的关系时是为了调节电阻两端电压成倍数变化用“伏安法”测电阻时是为了改变定值电阻两端电压，测量对应电流研究影响电阻大小因素时是为了更换不同电阻丝，保持电流不变，测量对应电压值研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时是为了更换匝数不同电磁铁，保持电流不变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、有位意大利物理学家通过反复实验，发现了摆的等时性原理，这位物理学家是（）A牛顿B伽利略C法拉第D奥斯特6、通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实，这是物理学中常用的研究方法，小明针对下列观察到的现象做了以下推测，其中不符合事实的是（）A现象：用手很难将固体压缩推测：固体内分子之间存在斥力B现象：酒精和水混后体积变小推测：分子间有间隙C现象：将小磁针靠近某物体时，小磁针发生偏转推测：该物体一定是磁体D现象：刚洗完澡感觉凉爽推测：水蒸发可以吸收热量7、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8、如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在U形磁铁中央，ab两端连接着导线，若要探究发电机的工作原理，虚线方框中接入的实验器材是（）A电源B电流表C定值电阻D滑动变阻器9、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10、下列电器设备不是利用磁场对电流的作用来工作的是（）A电风扇B麦克风C扬声器D电动机第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、罗盘（指南针）为我国古代四大发明之一，如图所示为我国早期的指南针司南。司南静止时，它的长柄指向 _ （选填“北方”或“南方”）。指南针之所以能指南，是因为地球周围存在着磁场地磁场，地磁场的N极在地理位置的 _ （选填“北极”或“南极”）附近。2、如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，则B端是磁体的_ 极。3、（1）如图甲所示的电能表示数为_度。（2）如图乙是一个条形磁体及周围铁屑的分布情况，以及两个可自由转动的小磁针静止时的指向。请在图中小磁针左端的空白处填写小磁针左端的磁极名称（选填“N”或“S”）_。4、把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于_磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于_磁体的两个磁极。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、如图所示，是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图她包括了工作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温其中，为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻，加热器的电阻当控制电路的电流时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流时，电磁继电器的衔铁被弹簧拉起，则：（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为多少？（2）如果当滑动变阻器的电阻时，可变电阻时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？那么，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器与可变电阻之和的最小电阻的阻值是多少？2、某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表所示。图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。(1)分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态?(2)R1工作时的电阻是多大?(3)该电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40，则该电热水器的效率是多少?，计算结果精确到0.1%电源220V 50Hz加热功率800W保温功率40W水容量1.0L3、物理学中常用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉（符号是T），为了研究“电磁铁产生的磁场强弱与什么因素有关”设计了如甲所示的电路， R2的阻值为10，R为磁敏电阻其阻值随磁感应强度B变化的图像如图乙（1）当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为多少A？（2）再闭合S1，移动滑动变阻器R1的滑片，当电流表示数为0.2A时，求该磁敏电阻所在位置的磁感应强度？（3）保持R1的滑片位置不变，换线圈匝数更多的电磁铁，放在同一位置，电流表示数变小，就得到结论：线圈匝数越多，电磁铁磁性越强对吗？为什么？4、某直流电动机的铭牌上标有“220V 6.6kW”，电动机线圈的电阻为0.5 （1）电动机的工作原理是什么？ （2）该电动机正常工作1h，消耗多少J电能？电动机线圈产生多少热量？ （3）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象5、某展览厅（如图甲）为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示：R0为定值电阻；R为光敏电阻，其电阻值R随光照强度E的变化如图丙所示（E越大表示光照越强，其国际单位为cd）；P为电磁铁，其线圈电阻RP为20，当电流达到0.04A时能吸合衔铁。已知电源电压U1=12V，U2=220V，则：（1）开关S闭合时，电磁铁P的上端为_极（选填“N”或“S”）。（2）图乙中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V10W”节能灯，这些节能灯同时正常工作4小时，共消耗电能_kWh。（3）当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值_。（4）为了环保节能，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，则应换用阻值较_。（选填“大”或“小”）的R0。-参考答案-一、单选题1、D【解析】【分析】【详解】A电磁起重机是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故A错误；B电铃是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故B错误；C如图的动圈式话，是利用电磁感应原理工作的，只有一个电路，故C错误；D如图，由容器、左侧电源和电磁铁组成的是控制电路，由灯和右侧电源组成的是工作电路，这是一个电磁继电器来控制的工作电路，故D正确。故选D。2、B【解析】【分析】【详解】登山索道的运行靠电力驱动，故是电能转化机械能，为电动机。A图为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，能使小磁针发生偏转，故A不符合题意； B通电导线在磁场中受力运动，为电动机的工作原理，故B符合题意； C司南是中国的四大发明之一，是现代所用指南针的始祖，它是根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引工作的，故C不符合题意； D闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象，是电磁感应现象，为发电机的工作原理，故D不符合题意。故选B。3、D【解析】【详解】探究电流与电阻的关系时滑动变阻器是为了保护电路和控制电阻两端的电压不变；用“伏安法”测电阻时，滑动变阻器是为了改变定值电阻两端电压，测量对应电流，进行多次实验测量求平均值，减小误差； 研究影响电阻大小因素时滑动变阻器是是为了保护电路和更换不同电阻丝，保持电压不变，测量对应电流值，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时要控制电路电流不变，为了让匝数不同电磁铁通过的电流相等，通过调节滑动变阻器保持电流不变，故ABC错误，D正确。故选D。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牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律，故A不符合题意；B伽利略是杰出的意大利科学家，年轻时，他通过观察教堂里吊灯的来回摆动，进而反复进行实验，发现了摆的等时性原理，故B符合题意；C法拉第发现了电磁感应现象，故C不符合题意；D丹麦的物理学家奥斯特通过实验最早发现了电流周围存在磁场，揭示了电与磁之间的联系，故D不符合题意。故选B。6、C【解析】【分析】【详解】A分子间存在斥力，所以固体很难被压缩，故A不符合题意；B分子间有间隙，所以酒精和水混合后，总体积比各体积的和小，故B不符合题意；C小磁针具有磁性，能吸引磁性物质，当小磁针靠近不带磁性的磁性物质时，也会偏转，所以不能说明所靠近的物体是磁体，故C符合题意；D因为蒸发可以吸热，刚洗完澡，身上的水蒸发吸热，所以感觉凉爽，故D不符合题意。故选C。7、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。8、B【解析】【分析】【详解】由图知道，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，所以，在虚线框中应接入电流表，判断是否产生感应电流，即探究电磁感应现象，故B符合题意。故选B。9、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。10、B【解析】【详解】AD电风扇中有电动机，电动机的线圈通电后可以在磁场中转动，是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的，故AD不符合题意；B麦克风膜片振动，带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是根据电磁感应现象制成的，故B符合题意；C扬声器线圈通电后在磁场中受到力的作用会产生振动，带动纸盆振动而发出声音，是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的，故C不符合题意。故选B。二、填空题1、南方 南极 【详解】1中国是世界上最早研究磁现象的国家，制成了指方向的仪器司南，它是用天然磁石磨制成的勺子，实际上就是一块磁铁，静止时其勺柄指向南方，即指南的南极用S表示。2地球周围存在着磁场，地磁场的N极在地理位置的南极附近，指南针指示南北是因为指南针受到地磁场的作用。2、N/北【详解】当闭合电路开关S后，电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端为N极，右端为S极，由于磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，根据同名磁极相互排斥可知，B端是磁体的N极。3、1962.0#1962 S，N 【详解】（1）1电能表五位数中，最后一位是小数位，故读数为1962.0度。（2）2根据磁场的相互作用，即同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁体的左端是N极，故中间的小磁针的左端是S极，而乙图中靠近S极的小磁针，因为异名磁极相互吸引，故小磁针的左端是N极。4、条形 条形 【详解】略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、 (1) 0.45A；(2)18V；430【解析】【详解】(1)当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为：I=0.45A；(2)当控制电路的电流I小=0.036A时，衔铁恰好被拉起，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，控制电路的电源电压：U=I小（R线+R+R）=0.036A×（20+300+180）=18V；当控制电路的电流I大=0.04A时，衔铁恰好被吸引，此时电路中的总电阻：R总=450，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值：R滑=R总-R线=450-20=430答：(1)当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为0.45A；(2)控制电路的电源电压18V，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是430【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，明白电路的特点和控制电路的工作电流是关键2、 (1)保温状态；(2)1149.5；(3)83.3%【解析】【分析】【详解】解：(1)当电磁继电器的衔铁被释放时，动触头与上方静触头接触，红灯亮，R0单独工作，总功率P=；当电磁继电器的衔铁被吸下时，动触头与下方静触头接触，绿灯亮，R0与R1串联工作，总功率P'=。比较得出，红灯亮时总功率较大，为加热状态；绿灯亮时总功率较小，为保温状态。(2)R0的电阻是R0=60.5保温时的功率P保温=即40W=解得R1=1149.5(3)1L水的温度升高40吸收的热量Q=c水mt=c水水Vt=4.2×103J/(kg·)×1.0×103kg/m3×10-3m3×40=1.68×105J加热4.2min消耗的电能W=P加热t=800W×4.2×60s=2.016×105J电热水器的效率=×100%=×100%83.3%答：(1)当绿灯亮时，电热水器处于保温状态；(2)R1工作时的电阻是1149.5；(3)该电热水器的效率是83.3%。3、 (1) 0.3A；(2) 0.4T；(3)不对，没有控制通过电磁铁的电流相等【解析】【详解】(1)由图象可知，当R没有磁性时，R=10，根据欧姆定律得，电流表的示数为I=0.3A；(2)电源电压为：U=I（R+R2）=0.3A×（10+10）=6V；当电流表示数为0.2A时，此时电路的总电阻为：R'=30；则R的阻值为：R=R'-R2=30-10=20，对照图象可知，此时的磁感应强度为0.4T；(3)保持R1的滑片位置不变，换线圈匝数更多的电磁铁，由于电磁铁的阻值发生了变化，导致电流变化，没有控制电流相同，故无法完成实验答：(1)此时电流表的示数是0.3A；(2)此时的磁感应强度为0.4T；(3)不对，没有控制通过电磁铁的电流相等【点睛】此题是一道电与磁知识综合应用的创新题，需要知道欧姆定律的公式，通电螺线管的磁场与电流的大小和线圈的匝数有关4、（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）2.376×107J；1.62×106J；（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能，消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，使电动机的温度升高，从而产生焦糊的味道【解析】【详解】（1）电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；（2）电动机消耗的电能W=Pt=6.6kW×1h=6.6kWh=6.6×3.6×106J=2.376×107J，根据P=UI可知电动机正常工作时的电流：，线圈产生的热量Q=I2Rt=（30A）2×0.5×3600s=1.62×106J；（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能，消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高，使电动机的温度升高，从而产生焦糊的味道【点睛】解决本题的关键知道电动机是非纯电阻电路，线圈产生的热量小于电动机正常工作时消耗的总电能5、 S 0.4 160 小【解析】【详解】(1)开关S闭合时，电磁铁中电流的方向是向左的，由安培定则可知，电磁铁P的上端为S极。(2)10盏节能灯的总功率为P=10P1=10×10W=100W=0.1kW则这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能W=Pt=0.1kW×4h=0.4kWh(3)当外界光照强度达到1cd时，由图可知，R=120，当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I=0.04A，由得，电路总电阻为根据串联电路电阻规律可知，R0的阻值为R0=R总-R-RP=300-120-20=160(4)若要缩短节能灯点亮的时间，即当外界光照更弱时，电磁铁才能吸合衔铁，节能灯才能工作；由图2可知，当光照强度E减小时，R的阻值变大，而电磁铁能吸合衔铁的电流不变，电源电压不变，则电路总电阻不变，故应换用阻值较小的R0。答：(1)开关S闭合时，电磁铁P的上端为S极；(2)这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能0.4kWh；(3)当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，R0的阻值为160；(4)为了环保节能，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，则应换用阻值较小的R0。