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1、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、如图所示是生活中常见的动圈式话筒。对着话筒说话时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也一起振动,线圈在磁场中的运动能产生随着
2、声音变化而变化的电流。动圈式话筒的工作原理是下列四幅图中的( )ABCD2、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3、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4、以下说法中
3、正确的是()A磁场是真实存在的B磁感线是从磁场中实际存在的曲线C毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引铁钴镍的性质D小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反5、小利学习磁现象后,画出了如图所示的四幅磁体周围磁感线分布的示意图,其中正确的是()ABCD6、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7、通过光线来描述光的传播。下列研究问题的方法与此相同的是()A制作滑动变阻器时,发现导线太长而采取缠绕的方式B研究串联电路电阻时引入总电阻C用磁感线来描述
4、磁场D在比热容建构实验中通过对物体的加热时间长短来判断吸收热量的多少8、下面所做探究活动与得出结论相匹配的是()A活动:探究带电体间的相互作用结论:同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥B活动:马德堡半球实验结论:大气压真实存在且很大C活动:观察惯性现象结论:一切物体都受到惯性力的作用D活动:用铁屑探究磁体周围的磁场结论:磁感线是真实存在的9、关于电与磁的知识,下列说法中正确的是( )A用电器工作时将其他形式能转化为电能B给手机充电时,手机的电池相当于电源C磁感应线是存在于磁体周围的封闭曲线D电磁铁是利用电流的磁效应原理制成的10、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
5、小磁针指向正确的是()ABCD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、如图所示,闭合开关S,小磁针静止时N极指向左,则电源的左端为_极。若滑动变阻器的滑片P向左端移动,通电螺线管的磁性_。2、如图所示的是为纪念发现“磁生电”现象的物理学家_而发行的一枚邮票,该发现导致了世界上第一台发电机的发明,从而把人类社会带进了电气化时代,发电机的工作原理是_。 3、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”。4、通电螺线管的磁场方向与_方向有关。磁场
6、的强弱与_、_、有无铁芯有关。5、平衡车运动被医学界称为“益智运动”,该运动使人的身体处于活跃轻松的状态,促使小脑的发育从而促进大脑发达,提高智力。平衡车运动融惊、险、奇、巧、美于一体,丰富了人们的生活。如图所示,长发飘飘的女孩骑平衡车匀速直线运动时,以平衡车为参照物,路边的树木是 _的(选填“运动”或“静止”);春夏季节在街头骑行时,她能闻到阵阵花香是因为 _运动;平衡车行驶时的能量转化是 _。三、计算题(5小题,每小题10分,共计50分)1、有一种电加热恒温箱,工作原理如图a所示控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为
7、U2=220V的电源和电阻为R2=48.4的电热丝组成当控制电路中的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触点处断开,工作电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示(1) 工作电路正常工作1min,电热丝R2产生的电热是多少?(2) 通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值,就能调节恒温箱中需要设定的不同温度,如果恒温箱的温度设定为50,求滑动变阻器R0应接入电路的阻值(3) 若要提高恒温箱的设定温度,滑动变阻器R0接入电路的阻值应调大还是调小?2、如图甲是某小区高层住宅电梯结构的示意图,它主要是由轿
8、厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成,小明家住该小区某栋楼的21楼,他乘电梯从1楼匀速升到21楼用时60s,已知每层楼的高度为3m小明重500N,轿厢重4500N,动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计,针对此过程,解答下列问题(1)拉力F的功率为多大_?(2)动滑轮A提升小明的机械效率为多少_?(3)图乙是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图,在工作电路中,当电梯没有超载时,触点K与触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作,当电梯超载时,触点K与触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作,在控制电路中,已知电源电压为8V,保护电阻R2=100,电阻式压力传感器R1的阻值随
9、乘客压力(F压)大小变化如图丙所示,电磁铁线圈的阻值忽略不计,当电磁铁线圈电流超过0.02A时,电铃就会发出警报声由丙图可知,电梯承载的人越多,电阻式压力传感器R1受到的压力越大,电阻_,电路中电流_,当电流达到0.02A时,衔铁被吸下,电铃发出警报声若乘客人均重为600N,该电梯最多可以承载多少人_?3、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1105N时,绿灯亮、红灯灭,表示可以通行;当车辆重量大于等于1105N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
10、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“1040mA”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?4、物体被照明的程度可用照度表示,单位是
11、lx某光敏电阻的阻值随照度变化的关系如图所示,如图是一种灯光和电铃的控制电路图,要求当开关S闭合时,光敏电阻上的照度小于0.9lx只有灯L1亮,照度大于等于0.91x时,灯L2亮、电铃响已知控制电路的电源电压是220V,电磁继电器的线圈电阻可以忽略不计,其中电流达到20mA时才能把金属片吸下试通过计算说明在虚线框内并联接入一个多大的电阻才能使控制电路正常工作 5、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它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,R为滑动变阻器,R为可变电阻,电磁铁整个线圈的电阻R0=20,加热器的电阻R1=484当控
12、制电路的电流I0.04A时,电磁继电器的衔铁被吸引;当控制电路的电流I0.036A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,工作电路的功率为多少?(2)如果当滑动变阻器的电阻R=300时,可变电阻R=180时,衔铁恰好被拉起,控制电路的电源电压是多少?(3)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多少?-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】动圈式话筒工作过程是:声波振动引起膜片振动带动线圈振动线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流经放大传给扬声器。由此可知其工作原理是电磁感应现象。A此装置中有电源,即通电后,小磁针会偏转,说明通电导线周围存在磁场,
13、是电流的磁效应,故A不符合题意;B该装置是研究电磁铁的磁性强弱的影响因素,利用电流的磁效应,故B不符合题意;C该装置是研究磁场对通电导体的作用,故C不符合题意;D此图中没有电源,当部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,即电磁感应现象,故D符合题意。故选D。2、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。3、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
14、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。4、A【解析】【详解】A磁体周围存在磁场,磁场是真实存在的,故A正确,B为方便、形象地描述磁场引入磁感线,磁感线并不存在,故B错误; C磁体具有吸引铁钴镍的性质,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,不是磁体,故C错误; D小磁针S极
15、在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反,小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相同,故D错误。故选A。5、B【解析】【分析】【详解】由于磁场看不见摸不着,人们为了形象地描述磁场引入了磁感线,在磁体外部磁感线从N极出发回到S极,故B正确,ACD错误。故选B。【点睛】6、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。7、C【解析】【详解】光线是
16、不存在的,所以我们研究光的传播时,引入光线,是利用的模型法A制作滑动变阻器时,发现导线太长,采取缠绕的方式,可以缩短导线所占的距离空间,采用的是缺点列举法,故A不合题意;B研究串联电路的电阻时,引入“总电阻”的概念,采用的是等效替代法,故B不合题意;C用磁感线来描述磁场,采用的是模型法,故C符合题意;D通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法,故D不合题意。故选C。8、B【解析】【详解】A电荷间相互作用的规律是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故A不符合题意;B马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在,并且大气压很大,故B符合题意;C惯性是物体的一种固有属性,它不是力,不能说受到惯性
17、力的作用,故C不符合题意;D磁感线是理想化的物理模型,磁感线实际上并不存在,故D不符合题意。故选B。9、D【解析】【详解】A用电器工作时将电能转化为其他形式能,故A错误;B给手机充电时,电能转化为化学能,储存在电池中,因此手机的电池相当于用电器,故B错误;C磁感应线是理想的模型,并不在于磁体周围,故C错误;D电流周围存在磁场,电磁铁是利用电流的磁效应原理制成的,故D正确。故选D。10、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
18、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。二、填空题1、正 减弱(变弱) 【详解】1由图知道,小磁针静止时N极水平向左,根据磁极间的相互作用知道,通电螺线管的右端为N极,左端为S极;根据安培定则,伸出右手握住螺线管,大拇指所指的方向为通电螺线管的N极,四指弯曲指示电流的方向,则电源左端为正极,右端为负极。2滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电流变小,所以,通电螺线管的磁性减弱。2、法拉第 电磁感应现
19、象 【详解】1 “磁生电”是指电磁感应现象,是由英国科学家法拉第首先发现的。 2发电机的原理就是电磁感应现象,人们大量使用的电就是发电机提供的。3、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。4、电流 电流的大小 线圈的匝数 【详解】略5、运动 分子在永不停息地做无规则 电能转化为机械能 【详解】1平衡车匀速直线运动时
20、,路边的树木与平衡车之间的位置不断发生变化,即以平衡车为参照物,路边的树木是运动的。2春夏季节在街头骑行时,能闻到阵阵花香,是花的芳香分子扩散到空气中,是扩散现象,表明分子在永不停息地做无规则。3平衡车行驶时,平衡车的电动机主要将电能转化为机械能。三、计算题1、 (1) 6104J (2)4 0 (3)调大【解析】【详解】(1)电热丝正常工作1分钟,产生的热量: ;(2)当温度为50时,R1=80,在控制电路中, ,R2=R总R1=12080=40;(3)若提高恒温箱的温度,则R1的电阻减小,因为工作电路正常工作时,控制电流不变,因此控制电路的总电阻不变,R1电阻减小,因此变阻器接入电路的电阻
21、应调大2、 5000W 10% 越小 越大 13【解析】【详解】 (1)他乘电梯从1楼匀速升到21楼时,上升的高度:h(211)3m60m,因动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计,克服小明重力和轿厢重力做的功为总功,所以,拉力F做的总功:W总(GG轿厢)h(500N4500N)60m3105J,拉力F的功率:P5000W;(2)动滑轮A提升小明时做的有用功:W有Gh500N60m3104J,动滑轮A提升小明的机械效率:100%100%10%;(3)电梯承载的人越多,电阻式压力传感器R1受到的压力越大,由丙图可知,电阻越小,电路中的总电阻越小,由I可知,电路中电流越大,当电流达到0.02A时,
22、衔铁被吸下,电铃发出警报声;当电流达到0.02A时,电路的总电阻:R400,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时压力传感器的电阻值:R1RR2400100300,由图丙可知,此时的最大压力为8000N,电梯承载的人数13.3,即13人点睛:(1)乘电梯从1楼匀速升到21楼时上升的高度为20层楼的高度,动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计,克服小明重力和轿厢重力做的功为总功,根据WGh求出拉力F做的总功,根据P求出拉力F的功率;(2)克服小明重力做的功为有用功,根据WGh求出其大小,利用100%求出动滑轮A提升小明的机械效率;(3)电梯承载的人越多,电阻式压力传感器R1受到的压力越大
23、,由丙图可知其阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化;当电流达到0.02A时,根据欧姆定律求出电路的总电阻,利用电阻的串联求出此时压力传感器的电阻值,由图丙可知此时的最大压力,然后得出电梯承载的人数3、 B 90 2105 N 1.8104J【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1105N时,压敏电阻的阻值为100,由I可得,电路中的总电阻:R2
24、00,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F2105N,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2105N,此时红色知识点发光,则5min消耗的电能:W红P红t60W560s1.8104J.4、在虚线框内并联接入一个24.4k的电阻才能使控制电路正常工作【解析】【详解】由图1知道,当照度等于0.91x时,电阻为20k,则通过光敏电阻的电
25、流是:I光 =U/R光=220V/20103=0.011A;根据并联电路电流的特点知道,通过并联电阻的电流是:IR =I-I光=0.02A-0.011A=0.009A;所以,虚线框内需要并联的电阻的阻值是:R=U/IR=220V/0.009A24400=24.4k点睛:本题考查的是电磁继电器的组成、原理和特点,解题的关键是分析清楚电路结构、由图象获取所需信息、应用并联电路特点与欧姆定律解题5、(1)100W;(2)18V;(3)430【解析】【详解】(1)当该恒温箱处于加热状态时,工作电路的功率是: ;(2)根据题意知道,当控制电路的电流I小 =0.036A时,衔铁恰好被拉起,由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,欧姆定律知道,控制电路的电源电压是:U=I小(R线+R+R)=0.036A(20+300+180)=18V;(3)根据题意知道,当控制电路的电流为I大 =0.04A时,衔铁恰好被吸引,此时电路中的总电阻是:,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,工作电路的功率为100W;(2)衔铁恰好被拉起,控制电路的电源电压是18V;(3)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
限制150内