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九年级物理上学期期末复习专项训练(七)电与磁信息、能源和可持续发展(含解析新人教版)

专项七  电与磁 信息、能源和可持续发展
一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,至少有一项符合题目要求)
1.中华民族有着悠久的文明历史,我国古代人对自然现象进行观察和研究留下了许多史料记载,下列是有关记载和相应物理本质的解释,其中错误的是
A.“湖光映彩霞”──光的反射现象
B.“潭清疑水浅”──光的折射现象
C.“司南之杓,投之于地,其抵指南”──地球周围存在磁场
D.“山顶有泉,煮米不成饭”──山顶气压较低,泉水的沸点较高,水不容易沸腾
2.小红在学习磁现象时,她在实验室拿来甲、乙两根形状完全相同的钢棒,为了判断钢棒的磁性情况,小红做了个小实验,她发现当甲的一端靠近乙的一端时,乙按如图方式转动起来,则小红可判断
 
A.一定是甲棒有磁性,乙棒无磁性
B.一定是乙棒有磁性,甲棒无磁性
C.甲、乙都可能有磁性
D.甲、乙都一定有磁性
3.如图所示,是条形磁体周围铁屑的分布情况和小磁针所在处的指向情况,从图中可知
 
A.铁屑被磁化成小磁针
B.每一条磁感线从S极指向N极
C.条形磁铁中央附近磁场最强
D.磁感线可以相交
4.关于电磁现象,下列说法中正确的是
A.磁感线是磁体周围真实存在的
B.磁场对放入其中的磁体一定有力的作用
C.铜导线中有电流通过时,导线周围不会产生磁场
D.放在磁场中的小磁针S极静止时的指向为该点的磁场方向
5.如图所示,通电螺线管N极,磁感线方向、小磁针N极和电源正负极标注正确的是
A.     B.
C.     D.
6.关于能量转化的问题,下列说法正确的是
A.电饭煲工作时将内能转化为电能
B.电动机工作时将机械能转化为电能
C.发电机工作时将电能转化为机械能
D.内燃机工作时将内能转化为机械能
7.硫化镉(CdS)晶体是一种光敏材料,其电阻随光照强度增大而减小。如图所示的是用它和继电器组成的控制电路,可以用来控制路灯,使路灯白天灯灭,夜晚灯亮,下列说法正确的是
 
A.白天流过CdS的电流比夜晚大
B.给路灯供电的电源应接在a、b两端
C.为缩短路灯点亮的时间,可将电阻R的阻值调小
D.若要延长路灯点亮的时间,可将电阻R的阻值调小
8.无线充电是一种增加手机续航时间的方式。无线充电的技术原理是电流流过送电线圈产生磁场,受电线圈靠近该磁场时就会产生电流,给智能手机充电,如图所示。受电线圈处用到了下图哪个实验的原理
 
A.         B.
C.     D.
9.国产003型航母将采用自行研制的电磁弹射器。如图所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力。下列与电磁弹射器工作原理一致的实验是
 
A.     B.
C.         D.
10.下列说法中正确的是
A.核能、太阳能都是可再生能源
B.电视遥控器是通过紫外线来发射信号的
C.核电站是利用核裂变方式来发电的
D.光纤通信时,在光导纤维中传输的实际上是电信号
11.电视台把无线电信号发射到高空中的通信卫星上,卫星再把信号发射到地面上的其他地区,这样就实现了卫星电视实况转播。有关同步卫星,下列判断正确的是
A.同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同,相对于地面是静止的
B.同步卫星和月球一样每天绕地球转一周
C.同步卫星在空中静止不动
D.同步通信卫星作为传播微波的中继站,地球上空中有4颗几乎就能覆盖全球
12.随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭.扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电、手机蓝牙操控等诸多智能功能,以下关于扫地机器人说法错误的是
 
A.机器人内部的集成电路部分主要使用了半导体材料
B.机器人内电动机工作原理是磁场对电流有力的作用
C.机器人在自动充电过程中主要把化学能转化为电能
D.手机蓝牙操控机器人时利用的是电磁波
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共20分)
13.用中子轰击铀235,铀核会分裂成大小相差不是很大的两部分,这种现象叫做铀核的________,与此同时,铀还会释放出2~3个中子,放出的中子又轰击其他铀核,这样________将不断继续下去,这种现象叫做_____________________________
14.随着科技的发展,新材料在生活中得到了广泛的应用,新材料除了“绿色能源”外还有___________、________________;下列能源中,属于“绿色能源”的是______ 填“硅光电池”“干电池”或“铅蓄电池”
15.电磁继电器在电路中主要是通过控制电路的通、断来控制_______________________的有无,从而由衔铁拉下复位,带动触点实现对______________________的控制,所以电磁继电器的实质是_________________________________。
16.科学家猜测,A地海龟在春季是利用地磁场(如图)向南返回出生地,以下为相关研究。
 
(1)在春季A地某屏蔽磁场的实验室中,无磁场环境下海龟无固定游向;当把海龟置于模拟地磁场中(用如图简化示意),图中1为磁体N极,2为磁体_____极,按科学家猜测,海龟应向_____游动(选填“左”、“右”)。
(2)地磁场在缓慢变化,科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向,并追踪地磁场的微小移动方向,发现_____,现象符合猜测。
17.人们常说的“白色家电”,早期是指白色外壳的家电产品,由于冰箱和洗衣机内置的电动机体积较大,白颜色可以使庞大的机器看起来扁平一些,不那么突兀,同时白颜色可以有效的阻止机器内部能量的散失。现在是指能够减轻人们劳动强度的产品如空调、微波炉等,它们都有一个相同的部件——电动机,它能将____________能转换为其他形式的能。电动机的工作原理是磁场对通电导体具有____________的作用,其作用的方向与 ____________、____________________有关。
 
18.如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。
 
(1)平衡车采用锂电池组提供电能,行驶时电动机把电能转化为平衡车的______能,实现了碳的零排放;
(2)平衡车在行驶过程中,以车为参照物,车上的人是_______的;
(3)平衡车限速18 km/h,“18 km/h”是指平衡车安全行驶过程中的______(选填“平均速度”或“最大速度”);
(4)平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹,是为了_______(选填“增大”或“减小”)车轮与地面的摩擦力,防止平衡车打滑。
三、作图题(本题共1小题,共4分)
19.根据小磁针静止时的状态,在图中标出通电螺线管的N、S极,标出电源的正负极。
 
四、实验探究题(本题共2小题,每空2分,共20分)
20.(10分)探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中,小明做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
 
(1)如图甲所示,导体ab向右运动,电流计指针不发生偏转,这是因为_____;
(2)如图乙所示,导体ab在蹄形磁体中竖直上下运动,电流计指针_____(选填“偏转”或“不偏转”);
(3)如图丙所示,导体水平左右运动电流计指针发生偏转,说明电路中有_____产生;
(4)由大量实验现象可知,导体在磁场中运动产生电流的条件是:导体必须是_____电路的一部分,且一定要做切割磁感线的运动。
21.(8分)小波小组在“探究通电螺线管的外部磁场”实验中,设计了如图甲所示的电路。实验时:
 
(1)可通过观察______判断通电螺线管的磁极。
(2)如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态,观察可知通电螺线管的外部磁场与______的磁场相似。
(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中,他将开关S从1换到2上时,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,此时调节滑动变阻器是为了______,来研究______的关系。
五、综合计算题(本题共1小题,共22分)
22.“汽车共享”在丽水市推出来受到市民的青睐,它属于公共交通的补充,可以满足人们自驾出行的需求。如图是我市一款按租用时间收费的电动共享汽车。五一期间,小科一家三口租用该款电动共享汽车去旅游,从租车点一路不停行驶105千米到达目的地,若全程的速度为70千米/时。回答下列问题:
 
(1)如图所示,租车时,租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器,感应器即能读取卡中的信息,将车解锁。下列哪一副图与刷卡所用的原理相同是_____。
 
(2)租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟,小科从租车点到目的地的租车费用为____元;
(3)该车质量为1.6×103 kg,小科一家三人总质量为是160 kg,每个轮胎和地面的接触面积为2×10-2 m2,g取10 N/kg。求该车对地面的压强。
(4)某品牌电动汽车的部分参数如下表所示。根据表中的数据电动汽车充满电后,在水平地面上匀速行驶的最大距离为 140 千米,则行驶时该车受到的阻力为多少。
 






答案与解析
1.【答案】D
【解析】A、“湖光映彩霞”是平面镜成像,利用的是光的反射,所以A是正确的;B、当光从水底斜射入空气时发生折射,当人逆着折射光线看时,看到的是水底的虚像,比实际位置偏高,故B说法正确;C、地球周围存在着地磁场,“司南”在地磁场中受到了磁力作用,故总是指南,故C说法正确;D、由于大气压随高度的增加而减小,所以在山顶气压低,液体的沸点随气压的减小而降低,所以水沸腾时温度低,不能把食物煮熟,故D说法错误,符合题意;故选:D。
2.【答案】C
【解析】由于磁体能够吸引铁、钴、镍等物质,所以甲、乙两个钢棒中可能只有一个是磁体.故ABD均错误;若甲、乙如果都有磁性,且两个异名磁极靠近时,也相互吸引。故C正确。故选C。
3.【答案】A
【解析】A、从图上可以看出铁屑被磁化成小磁针,此时在磁场的作用下,小磁针会指示不同的方向,据此可以判断磁场的方向,故A正确;B、在磁体外部磁感线的方向是从N极指向S极,故B错误;C、从图上可以看出条形磁体两个极端吸引铁屑最多,两端磁性最强,故C错误;D、从图上可以,磁感线不可以相交,故D错误。故选A。
4.【答案】B
【解析】A、磁感线实际上并不存在,故A错误;B、磁体的周围存在磁场,磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用,故B正确;C、铜导线中的自由电子在定向移动时,导体中有电流,因为通电导体周围存在磁场,所以金属导体中的自由电子在定向移动时一定产生磁场,故C错误;D、物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场方向,故D错误;故选B。
5.【答案】D
【解析】AC、图中电源右端为正极,则电流从螺旋管的右侧流入;根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,则大拇指指向螺线管的左端即为N极,其右端为S极;在磁体外部,磁感线方向由N极指向S极;根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针的左上端应为N极,故AC错误;BD、图中电源左端为正极,则电流从螺旋管的左侧流入;根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管右端即为N极;在磁体外部,磁感线方向由N极指向S极;根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针的左上端应为S极,右下端为N极,故B错误,D正确;故选D。
6.【答案】D
【解析】A.电饭煲工作时是将电能转化为内能;不是将内能转化为电能;则该项说法错误,不符合题意;B.电动机工作时是将电能转化为机械能,不是将机械能转化为电能;则该项说法错误,不符合题意;C.发电机工作时是用来发电,是将机械能转化为电能,不是将电能转化为机械能;则该项说法错误,不符合题意;D.内燃机工作时是将燃料燃烧释放出的内能通过燃气膨胀对外做功,转化成机械能,则该项说法正确,符合题意。故选D。
7.【答案】ABC
【解析】A、因为白天时,光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小,由 可知,白天流过CdS的电流比夜晚大,故A正确;B、光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小,所以白天时光敏电阻的电阻值小,电路中的电流值大,电磁铁将被吸住;静触点与c接通;晚上时的光线暗,光敏电阻的电阻值大,电路中的电流值小,所以静触点与B接通;所以要达到晚上灯亮,白天灯灭,则电源应接在ab之间,故B正确;C、若要缩短路灯点亮的时间,应减小R的电阻;同理若想增加路灯点亮时间,则需增大R电阻。故C正确,D错误。
8.【答案】C
【解析】从题意中知道,手机背面的线圈,能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电,是利用电磁感应原理工作的;A、图中是奥斯特实验,说明通电直导线周围存在磁场,是电流的磁效应,不符合题意;B、图中给线圈通电,线圈会转动,说明通电导体受到磁场力的作用,不符合题意;C、图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流,是电磁感应现象,符合题意;D、图中给线圈通电,线圈会转动,说明通电导体受到磁场力的作用,不符合题意。故选C。
9.【答案】B
【解析】题目中:电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。A、图中没有电源,是电磁感应的原理图,故A错误;B、图中有电源,通电导体棒在磁场中受力而运动,即与电磁弹射器的工作原理相同,故B正确;C、图中两电磁铁串联,通过的电流相等,而线圈匝数不同,所以该实验是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,故C错误;D、该实验为奥斯特实验,说明了电流周围存在着磁场,故D错误。故选B。
10.【答案】C
【解析】A.核燃料不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用,是不可再生能源,故A错误;B.电视遥控器是利用红外线发射信号的,故B错误;C.核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的,故C正确;D.利用光纤通信时,在光导纤维中传输的实际上电磁波,故D错误;故选C。
11.【答案】A
【解析】A、同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同,因此,相对于地球是静止的,故A正确;B、同步卫星与月球的运转周期是不同的,故B错误;C、同步卫星是与地球一起绕太阳转动的,而不是在空中静止不动,故说法错误;D、同步卫星作为传播微波的中继站,地球上空只需3颗就几乎能覆盖全世界,而不是4颗,故说法错误。故选:A。
12.【答案】C
【解析】A、机器人内部的集成电路部分主要使用了半导体材料,故A正确;B、机器人内电动机制作原理是磁场对通电导体有力的作用,故B正确;C、机器人在自动充电过程中主要把电能转化为化学能的过程,故C错误;D、电磁波可以传递信息,手机蓝牙操控机器人时利用的是电磁波,故D正确。故选C。
13.【答案】裂变  裂变  裂变链式反应
【解析】用中子轰击铀235,铀核会分裂成大小相差不是很大的两部分,这种现象叫做铀核的裂变,是目前原子弹和核电站中核反应的方式;与此同时,铀还会释放出2~3个中子,放出的中子又轰击其他铀核,这样核裂变将不断继续下去,且反应速度极快,这种现象叫做裂变链式反应。
14.【答案】纳米材料  超导材料  硅光电池
【解析】形状记忆合金、纳米材料、超导材料、隐性材料、绿色能源都属于新材料;硅光电池是把太阳能直接转化为电能,用新材料可以制成锂离子电池、硅光电池等“绿色”能源。
15.【答案】电磁铁磁性  工作电路  电磁铁控制的开关
【解析】电磁继电器在电路中主要是通过控制电路的通断来控制电磁铁磁性的有无,从而由衔铁的被拉下和复位,实现对工作电路的控制,所以电磁继电器的实质电磁铁控制的开关。
16.【答案】(1)S  左  海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致,并与地理南北方向有一个夹角
【解析】(1)读图可知,用右手握住螺线管,使四指指向电流的方向,则大拇指所指的右端为N极,则左端,即图中的2为螺线管的S极;由于N极是指向地理的南极,海龟在春季是利用地磁场向南返回出生地,所以海龟会向左游动;
(2)由研究结果可以看出,海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致,并与地理南北方向有一个夹角,这一现象符合最初的猜想。
17.【答案】电  力  磁场方向  电流方向
【解析】电动机在工作时消耗电能,产生机械能,故工作时将电能转化为机械能(其它形式能)的过程;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,其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
18.【答案】(1)机械  (2)静止  (3)最大速度  (4)增大
【解析】(1)平衡车行驶时电动机把电能转化为平衡车的机械能,故实现了碳的零排放;
(2)平衡车在行驶过程中,以车为参照物,车上的人相对于车的位置没有改变,所以处于相对静止状态;
(3)平衡车限速18 km/h,“18 km/h”是指平衡车安全行驶过程中的最大速度;
(4)平衡车的轮胎表面有凹凸不平的花纹,是为了增大车轮与地面粗糙程度的方法增大了摩擦力,防止平衡车打滑。
19.【答案】
【解析】由图知:小磁针的磁极为:左S、右N,那么螺线管的磁极为:左N、右S;由右手螺旋定则可知电流由右侧流入螺线管,即电源右侧为正极;作图如下。
 
20.【答案】(1)开关没有闭合  (2)不偏转  (3)电流  (4)闭合
【解析】(1)由图甲知道,当导体ab向右运动时,电流计指针不偏转,是因为开关没有闭合;
(2)由图乙知道,当导体竖直向下运动时,则导体没有作切割磁感线运动,所以也就没有产生感应电流,故电流计指针不会发生偏转;
(3)由图丁知道,当导体水平向左运动时,导体切割磁感线运动,电流计指针偏转,说明电路中产生了电流;
(4)由大量实验现象可知,导体在磁场中运动产生电流的条件是:导体必须是闭合电路的一部分,且一定要做切割磁感线运动;
21.【答案】(1)小磁针静止时N极的指向  (2)条形磁铁  (3)控制两次实验的电流大小不变  通电螺线管磁场强弱与线圈匝数
【解析】(1)读图可知,在螺线管旁有两个小磁针,我们可以通过观察小磁针的指向来判断螺线管的极性。
(2)读图乙可知,螺线管的两端磁性较强,中间磁性较弱,这与条形磁体的磁场分布相类似;
(3)实验中,他将开关S从1换到2上时,连入电路的线圈匝数发生了变化,为了保证电流不变,应调节变阻器的滑片P,控制两次实验的电流大小不变,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
22.【答案】(1)B  (2)45  (3)2.2×105 Pa  (4)396 N
【解析】(1)刷卡时能产生感应电流,根据磁卡中的信息可以解锁,故刷卡所用的原理是电磁感应。A图是电流的磁效应,B图是研究感应电流产生的,C图是研究通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数关系的,D图磁场对电流的作用,故与刷卡所用的原理相同是B。(4分)
(2)电动共享汽车行驶的距离s=105 km,全程的速度v=70 km/h,根据v= 可得,电动共享汽车行驶的时间 ,因为租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟,所以小科一家从租车点到目的地的租车费用为0.5元/min×90 min=45元;(4分)
(3)车和人的总重力G=mg=(1.6 103 kg 160 kg) 10 N/kg=17 600 N,(3分)
该车对地面的压强p= =2.2 105 Pa;(4分)
(4)转化的机械能为W′=W×η=22 kW⋅h×70%=15.4 kW⋅h=5.544×107 J;(3分)
汽车做匀速直线运动,则f=F;则阻力大小为f=F= =396 N。(4分)

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