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1、人教版九年级物理第二十章电与磁专项练习 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、下列有关磁场和磁感线的说法中，正确的是（）A磁场和磁感线都是真实存在于磁体周围的B磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示C
2、有磁感线的地方就有磁场，没有磁感线的地方没有磁场D磁场的基本性质是可以对放入其中的物体产生力的作用2、我国高铁动车组普遍采用了再生制动技术：动车到站前停止供电，动车继续向前运行电机逆转产生电流并输入电网。下图与再生制动技术工作原理相同的是（）ABCD3、如图所示，学校的饭卡的内部其实是一组线圈与一个信息芯片相连，卡中没有电池。当饭卡接触感应器时，线圈给芯片供电使芯片工作，下列说法正确的是（）A线圈就是一个电磁铁B线圈相当于用电器C线圈工作原理与电动机原理类似D线圈工作原理属于电磁感应4、以下机械中，利用内能对外做功的是（）A共享单车B电暖器C电动机D火箭发动机5、关于电磁铁，下列说法中正确的是
3、（）A电磁铁是根据电流的磁效应制成的B电磁铁的铁芯可以用铜棒代替C电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关D电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关6、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7、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8、如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能
4、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9、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10、要使电磁铁的两个磁极对调，可采取的方法是（）A改变电流方向B增加螺线管的匝数C减小电流D将铁芯从螺线管中拔出第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、科学探究的过程通常有以下几个步骤：提出问题（或猜想）；实验探究；分析归纳；得出结
5、论。为了验证“铅球”是否由铁制作，某同学用磁铁吸了一下“铅球”。“吸一下”这一过程属于科学探究中的 _（选填序号）。2、2017年4月25日，银川市共享单车投放仪式在光明广场举行。，成为许多市民出行选择的交通工具，如图所示，用户通过手机扫描车身二维码即可开锁骑车，二维码在距手机镜头两倍焦距以_（选填“内”或“外”）成像，这种自行车有小型发电机给电子锁充电，发电机的工作原理是_；自行车上的红色尾灯不能自行发光，晚上却可以提醒司机注意，利用了光的_；下坡自由滑行时主要是_能转化为_能。作出反光镜所有反射光线的光路图_；作出共享单车车闸的动力臂及阻力臂_ 。3、如图所示是某实验小组设计的探究“影响电
6、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、1820年丹麦物理学家_发现了通电导体周围存在磁场。利用通电导体在磁场中受到力的作用原理制成了_（选填“电磁铁”或“电动机”）。5、指南针是我国四大发明之一，论衡记载司南之，投之于地，其柢指南。将司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是地理_极附近，地磁_极。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、阅读下面的短文，回答问题双触点干簧管双触点干簧管是一种磁控开关，结构如图所示，其外壳是一只密封的玻璃管，管内充有某种惰性气
7、体，并装有A、B和C三块簧片，其中B和C是用铁或镍等材料制成，A是用铜或铝等非磁性材料制成，A的端点与C的端点是固定端点，B的端点是自由端点，正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当绕在干簧管上的线圈通电时，如图所示，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，当吸引力大于B的弹力时，B与A的端点分开，并与C的端点接触而当B与C的吸引力减小到一定程度时，B在弹力的作用下与C的端点分开，重新恢复与A的端点接触请问答下列问题：在图中，若要使螺线管的左端为N极，则电源左端是 极簧片A、B和C所对应的材料可能是 （填写序号）铁、铁、铜 铜、铝、铁 铜、铁、铁 镍、铁、铝当B的端点与C的端点接触时，
8、簧片B具有 势能如图所示，请将电路连接完整，要求闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电2、明明同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R1为阻值可以调节的变阻箱。R2为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。继电器线圈电阻100。（1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？（2）加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A，求此时加热器的电阻和电功率；（3）已知当控制电路的电流达到0.01A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.008A时，衔铁会被释放。当调节R1=20
9、0时，恒温箱内可获得最高温度为160的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为40的“恒温”，则应将R1的阻值调为多大？3、小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图所示其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；R1处于恒温箱内，如图是小明通过实验测得R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源电压U6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为40 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合、恒温箱内的加热器停止加热，此时可变电阻R20 ，恒温箱可保持60 恒温（1）当恒温箱保持恒温60 时，热敏电阻R
10、1的阻值是多少？（2）如果图中的“交流电源”的额定功率是1500 W，则它在正常工作情况下，每天加热50次，每次加热10min，则“交流电源”每天消耗电能多少千瓦时？（3）如果要使恒温箱内的温度保持100，可变电阻R2的阻值应调为多少？4、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R0=10，左边电源电压为6V恒定不变当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。温度t/0510152025303540电阻R/600550500450420390360330300（1）请说明
11、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，控制电路中需要再串联多大的电阻？（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。5、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
12、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1.0L-参考答案-一、单选题1、B【解析】【分析】【详解】A磁场是客观存在的物质，而磁感线不是磁场中真实存在的曲线，而是人为画出的，它可以形象地描述磁场，故A错误；B磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示，磁感线越密集的地方的磁场越强，故B正确；C磁体周围存在磁场，与磁感线的有无无关，故C错误；D磁场的基本性质是可以对放入其中的磁体能产生力的作用，故D错误。故
13、选B。2、A【解析】【详解】动车原来是运动的，即到站前先停止供电，虽然没有动力，但由于惯性，动车能继续运动；动车在继续向前运动时，电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线运动，进而产生感应电流，该现象就是电磁感应现象，即再生制动技术工作原理是电磁感应现象；A该实验中无电源，当闭合电路中的导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；B该实验是奥斯特实验，说明了电流的磁效应，故B不符合题意；C该实验是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故C不符合题意；D该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，故D不符合题意。故选A。3、D【解析】【分析】【详解】当饭卡接触感应器时，线
14、圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中有感应电流产生，线圈给芯片供电使芯片工作，这是电磁感应现象，线圈相当于电源，故D正确，ABC错误。故选D。4、D【解析】【详解】利用内能对外做功，就是将内能转化为机械能；A共享单车工作时，消耗蓄电池的电能为单车提供动力，因此将电能转化为机械能，故A不符合题意；B电暖器工作时将消耗电能转化为内能，故B不符合题意；C电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，利用电能对外做功，故C不符合题意；D火箭发动机工作时，利用高温高压的燃气推动火箭升空，将燃料的内能转化为火箭的机械能，故D符合题意。故选D。5、A【解析】【详解】A电磁铁通电时具有磁性
15、，断电时没有磁性，是根据电流的磁效应制成的，故A正确；B电磁铁的铁芯需要用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，所以电磁铁的铁芯不可以用铜棒代替，故B错误；CD电磁铁的磁性强弱与电流的大小，线圈匝数有关，与电流方向无关，故CD错误。故选A。6、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
16、，消耗光能，将光能转化为化学能，故D正确。故选D。7、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。8、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
17、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。9、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
18、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。10、A【解析】【详解】电磁铁的磁极与通过电磁铁电流的方向和电磁铁中导线的绕线方向有关。要想改变电磁铁的磁极，可以不改变电流的方向只改变电磁铁导线的绕线方向；或者在电磁铁的导线绕线方向不变的情况下改变通过电磁铁的电流方向；与螺线管的匝数、电流的大小、是否有铁芯无关。故选A。二、填空题1、【详解】为了验证“铅球”是否由铁制作，用磁铁吸了一下“铅球”，根据磁铁具有吸引铁钴镍的性质便可知道“铅球”是否由铁制作。故“吸一下”这一过程属于科学探究
19、中的实验探究。2、外 电磁感应原理 反射定律 重力势 动 【详解】1用手机扫描二维码时，成倒立、缩小的实像，故物距大于二倍焦距，即二维码在距手机镜头两倍焦距以外成像。2发电机的工作原理为磁生电，即电磁感应原理。3当光照到自行车的红色尾灯上时，经过反射可以提醒司机注意，即利用了光的反射原理。45下坡自由滑行时，速度变大，故动能变大，距离地面的高度降低，故重力势能变小，即重力势能转化为动能。6由光的反射定律可知，反射角等于入射角，光路图如下图所示：7共享单车刹车时，手对车闸施加一个向下的力F1，即为动力，车闸产生的力F2为阻力，由力臂的定义可知，过支点分别作力F1和F2的垂线段，即为对应的动力臂l
20、1和阻力臂l2，如下图所示：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、奥斯特 电动机 【详解】11820年丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，称为电流的磁效应。2电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。5、南 北 【详解】12地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一
21、块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向南方，即司南长柄所指方向是地理南极附近；地理上的南极是地磁的北极，故长柄所指方向是地磁北极。三、计算题1、（1）正（+） （2）3 （3）弹性 （4）如图 或【解析】【详解】试题分析：（1）用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极根据安培定则判断电源的极性； （2）根据物体被磁化后可以吸引铁类物质，进行分析；（3）弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能；（4）闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电，由此根据双触点干簧管特点分析连接电路解：（1）螺线管的左端为N极，右手握住螺线管，大拇指
22、朝左，电流从左侧流进，右侧流出，所以电源的左端是正极；（2）由题磁铁能够磁化干簧管的B、C两个簧片，所以制作材料可能是铁；不能吸引A，制作材料可能是铜；故选；（3）正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当B的端点与C的端点接触时，簧片B发生弹性形变，所以它具有弹性势能；（4）当开关S闭合后，电路接通红灯亮，故红灯与螺线管相连且与簧处A组成一条支路；通电后螺线管产生磁性，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，把簧片吸下来，绿灯电路接通灯亮所以绿灯与C相连这样交替进行如图所示：故答案为（1）正；（2）；（3）弹性；（4）如上图所示【点评】干簧管实际是一种继电器控制电路，其作用相当于一个开
23、关，解答中主要用到了安培定则的应用，磁化的特点，以及电路的设计等，有一定的难度，但也给我们很多的启示，是一个很好的应用，也是一道不错的题目2、（1）加热状态；（2）11，；（3）80【解析】【分析】本题考查电磁继电器的原理，欧姆定律的应用。根据题目所给条件分析求解。【详解】(1)甲所示状态衔铁被弹簧拉起与上端触点接触，加热器与电源接通，故加热器处于加热状态。(2)加热器正常工作时，加热器的电阻为加热器的电功率为(3)当R1=200时，恒温箱内可获得最高温度为160的“恒温”，R2=100则电源电压为恒温箱内的温度控制在最低温度为40时，则有可得：答：(1)如图甲所示状态，加热器处于加热状态；(
24、2)加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A时，加热器的电阻为11和电功率为；(3)如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为400C的“恒温”，则应将R1的阻值调为80。3、（1）150；（2）12.5kwh；（3）60【解析】【详解】（1）当恒温箱保持恒温60 时，控制电路中电流为I=40mA=0.04A因控制电路电源电压U=6V，所以控制电路中的总电阻为R总=150又因此时可变电阻R20 ，根据串联电路电阻关系R总=R1+R2，可得热敏电阻R1=R总-R2=150-0=150（2） “交流电源”每天加热的总时间为t=10min50=600s50=3104s，则“交流电源”每天消耗电能为W
25、=Pt=1500W3104s=4.5107J=12.5kWh（3）由题意可知，当恒温箱内温度达到100时，加热器停止加热、电磁继电器的衔铁被吸合，此时控制电路中电流为I=40mA=0.04A，即此时控制电路的总电阻仍然为R总=150由图像可知，当恒温箱内温度达到100时，热敏电阻R1阻值为90，则可变电阻R2的阻值应调为R2=R总-R1=150-90=604、 (1)见解析；(2)25；(3)30；(4)可以将左边电源改为可调压电源【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15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路电阻增大，电流减小，空调开始工作当温度
26、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R总=400此时热敏电阻的阻值R热=R总R0=40010=390对照表格数据可知，此时的启动温度是25。(3)因为电路启动时的总电阻为400，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360，则电路中还应串联的电阻R=R热=R总R热R0=40036010=30(4)因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。答：(1)见解析；(2)该空调的启动温度是25；(3)将空调启动温度设定为30时，控制电路中需
27、要再串联30的电阻；(4)可以将左边电源改为可调压电源。5、 (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=4.2103J/(kg)1.0103kg/m310-3m340=1.68105J加热4.2min消耗的电能W=P加热t=800W4.260s=2.016105J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%。