人教版九年级物理第二十章电与磁综合测试试题(含答案及详细解析)

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Ⅱ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，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2、用钢条的一端去接近小磁针，如果小磁针被吸引过来，则（）A．钢条肯定有磁性 B．钢条肯定没有磁性C．钢条可能有磁性 D．以上说法都不对3、电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示。电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行。则下列说法中正确的是（）A．电磁铁磁性的强弱与电流的方向有关B．电磁铁是根据电磁感应原理工作的C．电梯超载时动触点K与静触点B接触D．电梯超载时报警，说明压敏电阻的阻值随压力的增大而增大4、我国的无人机技术处于世界一流水平。如图所示，我国自主研发的某款无人机正在匀速上升，下列判断正确的是（）A．无人机的重力不做功 B．无人机的机械能不断增大C．地面景物在摄像头中成缩小的虚像 D．无人机电动机的工作原理是电磁感应5、一学生利用手中的条形磁体做了以下实验，其中结论正确的是（）A．同名磁极互相吸引B．条形磁体能够吸引小铁钉C．将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南方D．条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了6、根据生活中的现象进行推论是常用的科学思维方法。下列根据现象作出的推论中（）A．根据两灯各自的两端电压相等推论两灯是并联B．根据电路中的灯泡不发光推论电路中没有电流C．根据两手搓动手会发热推论机械能转化为内能D．根据直导体下磁针没有旋转推论导体中无电流7、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．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8、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9、下面所做探究实验与得出结论相匹配的是（）A．托里拆利实验可以得出液体内部存在压强B．奥斯特实验可以得出通电导体周围存在磁场C．用小磁针探究磁体周围磁场的实验可以得出磁感线是真实存在的D．探究带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥10、下列说法中正确的是（）A．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟B．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线C．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相同D．磁感线分布越密的地方，其磁场越弱第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、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______。

2、如图所示的实验装置可以探究______实验，小梦想再利用此装置探究磁场对电流的作用，需要增加的器材是______。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、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________。5、实验物理学的先驱者_________，通过实验提出力不是维持物体运动的原因，为牛顿运动定律的提出奠定了坚实的基础；英国科学家法拉第最先通过实验发现了_________现象，进一步揭示了电、磁之间的联系。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、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20Ω，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______kW⋅h。（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。2、一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态．已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω．求：(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率．(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为多少？(4)当温度达到50℃后，通电10min，R2产生的热量．3、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100Ω。（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=200Ω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？4、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18甲为该超载记录器原理图。已知电源电压U＝10V，线圈电阻R0＝10Ω，保护电阻R1＝15Ω，Rx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低于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。（g取10N/kg）试问：（1）在控制电路中，当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性将__（选填“增强”“减弱”或“不变”）。（2）当工作电路开始拍照时，控制电路中的电流多大？__（3）当一辆总质量为15t的大货车过桥时，请通过计算判断工作电路中的照相机是否工作？__5、为倡导节能环保，某科研机构设计了新型路灯，工作原理如图所示。控制电路中R2为半导体硅制成的光敏电阻，R2阻值随光强（国际单位坎德拉，符号：cd）变化的规律如下表所示。工作电路中开关S2的状态由R2两端的电压决定：光照足够强时，R2两端的电压很小，开关S2与b点接触，处于断开状态，路灯L关闭；当光强降为20cd时，R2两端的电压刚好升至2V开关S2与c点接触，电路接通，路灯L正常工作。已知，控制电路和工作电路中电源电压分别为6V和220V，路灯L正常工作时电流为1A。求：光强/cd510202540…电阻/Ω40201085…（1）工作电路刚好接通时，R1接入电路的阻值；（2）保持R1接入电路的阻值不变，当R2两端的电压为1V时，R2的阻值是多大？分析表格中光强与电阻数据的规律，确定此时光强是多大；（3）为了节约能源，使路灯更晚一些打开，应将R1的阻值调大还是调小？---------参考答案-----------一、单选题1、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。2、C【解析】【详解】当磁体与一个物体相互吸引时，有两种可能，一是那个物体属于铁、钴、镍等没有磁性的物质，二是那个物体有磁性，异名磁极相互吸引。所以，A、B、D不符合题意，C符合题意。故选C。3、C【解析】【详解】AB．电磁铁是根据电流的磁效应制成的，电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数的多少有关，与电流的方向无关，故AB错误；C．出现超载情况时，电梯停止运行，即K与A是分开的，K被电磁铁吸下，与B接触，从而使电铃发出声音，故C正确；D．超载时，压力增大，电磁铁的磁性变大，能把衔铁吸下，说明电路中的电流是变大的，即总电阻是减小的，所以压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，故D错误。故选C。4、B【解析】【分析】【详解】A．无人机匀速上升的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故A错误；B．无人机匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越高，重力势能越来越大；所以机械能不断增大，故B正确；C．摄像头是利用物距大于凸透镜的二倍焦距时，物体成倒立缩小的实像而制成的，不是虚像，故C错误；D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，发电机的原理是电磁感应，故D错误。故选B。5、B【解析】【详解】A．由磁极间的相互作用规律可知，同名磁极相互排斥，故A错误；B．由课本知识：磁体能吸引铁、钴、镍等物质，故条形磁体能够吸引小铁钉，故B正确；C．将条形磁体用线悬挂起来，让磁体自由转动，静止时指向地理南极的磁极叫南极（S极），指向地理北极的是磁体的北极（N极），故C错误；D．玻璃不能隔离磁场，条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有互相作用，故D错误。故选B。6、C【解析】【详解】A．两灯各自的电压相等，不一定是并联，因为两个规格相同的灯串联时，两端的电压也相等，故A不符合题意；B．灯的亮度取决于灯的实际功率，灯的实际功率太小，此时电路中有电流，灯也不会亮，故B不符合题意；C．两手互相搓动，克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高，属于做功改变物体的内能，是机械能转化为内能，故C符合题意；D．当通电直导体下磁针的位置的磁场方向与磁针指向一致时，磁针不会旋转，故D不符合题意。故选C。7、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。故选B。8、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。9、B【解析】【分析】【详解】A．托里拆利最早精确地测出了大气压的值，不是液体的压强，故A不符合题意；B．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故B符合题意；C．磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故C不符合题意；D．根据带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故D不符合题意。故选B。10、B【解析】【详解】A．磁感线不是真实存在的，而是为了描述空间磁场假想的一些闭合曲线，故A错误；B．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线，故B正确；C．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致，与南极所指的方向相反，故C错误；D．磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故D错误。故选B。二、填空题1、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。[4][5]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l1和阻力臂l2，如下图所示：

2、感应电流产生的条件电源【详解】[1]由图所示实验装置可知，电路由电流计、导体棒组成，导体棒可以在磁场中运动，通过电流计指针是否偏转可以判断是否有感应电流产生，可以探究电磁感应现象。[2]如果闭合开关后，磁场中的导体棒中有电流通过时运动，说明导体棒受到力的作用，因此由装置中要有电源。3、1962.0#1962S，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、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。5、伽利略电磁感应【详解】[1]通过实验提出力不是维持物体运动的原因的是伽利略。[2]法拉第最先通过实验发现了电磁感应现象。三、计算题1、S0.4160Ω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=0.4kW⋅h(3)当外界光照强度达到1cd时，由图可知，R=120Ω，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=300Ω-120Ω-20Ω=160Ω(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0.4kW⋅h；(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160Ω；(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。2、(1)2.772×105J；(2)1100W；(3)84%；(4)12936J【解析】【详解】(1)水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（45℃﹣15℃）＝2.772×105J；(2)由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，电热水器处于保温状态，则电热水器处于加热状态时工作电路的功率：P加热＝=1100W；(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃时，水吸收的热量为2.772×105J，由P＝可得，通电5min内消耗的电能：W＝Pt′＝1100W×5×60s＝3.3×105J，电热水器的加热效率：η＝×100%＝×100%＝84%；(4)当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，工作电路的电流：I＝＝0.1A，则通电10min内R2产生的热量：Q2＝I2R2t＝（0.1A）2×2156Ω×10×60s＝12936J．答：(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量为2.772×105J；(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率为1100W；(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为84%；(4)当温度达到50℃后，通电10min，R2产生的热量为12936J．3、（1）加热状态；（2）11Ω，；（3）80Ω【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=200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为16