2024沪科版九年级物理全一册单元测试卷--第十八章　电能从哪里来(含解析)

中小学教育资源及组卷应用平台
2024沪科版九年级物理全一册单元测试卷
第十八章　电能从哪里来
时间:60分钟　满分:100分　　　　
题号 一 二 三 四 总分
得分
一　填空题(每空2分,共34分)
1.(2020·江苏徐州期中)小明将铜片、锌片插入土豆中制成土豆电池,如图甲所示,闭合开关S1,发光二极管发光,此装置的能量转化过程主要是　　　　能转化为电能再转化为光能.为判断土豆电池的正、负极,小明连接了如图乙所示电路,试触开关S2,发现电压表的指针反向偏转,则铜片是土豆电池的　　　　极.
　　　　
甲　　　　　　　　　乙　　第1题图 第2题图
2.如图所示的手摇发电机产生的电流的大小和　　　　随时间做周期性变化,这种电流为交流电;我国家庭电路中使用的交流电的频率是　　　　Hz.
3.蓄电池能够通过可逆的化学反应实现再充电.一种可充电的铅酸蓄电池的工作原理:充电时利用外部提供的　　　　　能使电池内部的活性物质反应,从而储存为　　　　 能.
4.(2020·河北石家庄裕华区月考)秦山核电站是我国的第一座核电站,若一台核电机每天能发电2.4×107 kW·h,这相当于每天可减少火力发电用煤　　　　t,这样会减少二氧化硫、二氧化碳等气体和灰渣的排放.由于煤的燃烧会产生大量二氧化碳,会加剧地球的　　　　效应,故有的火电厂采用了先进技术以达到低排放的要求.(已知煤的热值q=3.4×107 J/kg,设煤完全燃烧放出的热量全部转化为电能)
5.科学家们推测,木星的卫星“欧罗巴”内部有一层“海洋”,如图所示.该卫星在木星的磁场中穿行时,由于海水是导体,因此海洋中会产生电流,这是　　　　　　现象;在实际生活中, 　　　　　(选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”)也是利用了这种现象.
6.图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,图甲中的a按箭头方向向下运动时,　　　　(选填“能”或“不能”)产生感应电流;图乙中的a按箭头方向向上运动时,　　　　(选填“能”或“不能”)产生感应电流.
甲 　　　乙
7.进行远距离输电时,因为导线具有一定的电阻,根据焦耳定律,电流流过输电导线时要产生　　　　　,将电能转化为　　　　能,而损失大量的能量.为了减少输电线路上的能量损失,在导线电阻一定的情况下需要减小输电电流,而为了保证输电功率不变,应采取　　　　　　　的方式进行远距离输电.
8.如图所示,一轻杆左端挂一矩形塑料框A,右端挂一外形相同的金属框B,以O为支点在水平位置静止.现使此装置竖直匀速下降,其下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域(用“×”表示磁感线),当A、B框下端一同刚进入磁场时,发现杆沿逆时针方向转动,请你分析并推测此现象产生的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.若将磁场方向改为垂直纸面向外,重复上述操作,杆将沿　　　　(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动.
二　选择题(每小题3分,共30分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
题号 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
答案
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
9.下列说法正确的是 (　　)
A.安培发现了电磁感应现象
B.宋代沈括最早对地磁偏角现象进行了描述
C.法拉第发现了电流的磁效应
D.奥斯特发明了发电机
10.清华大学研究的高温气冷堆核电机组在国际核电技术中处于领先水平,核能发电的能量转化过程是 (　　)
A.核能→机械能→内能→电能
B.核能→内能→机械能→电能
C.核能→电能→机械能→内能
D.核能→内能→电能→机械能
11.下列关于电动机和发电机的说法,正确的是 (　　)
A.发电机中感应电流的方向跟线圈转动方向有关,跟磁场方向也有关
B.发电机是根据电流的磁效应制成的,是将机械能转化为电能的装置
C.电动机线圈的转动方向只与磁场方向有关,与其他因素无关
D.电动机是根据电磁感应现象制成的,是将电能转化为机械能的装置
12.能量采集技术一直备受科学家关注,如图所示是波士顿大学的科学家设计的一种“波浪能量采集船”,在船的两侧装有可触及水面的“工作臂”,“工作臂”的底端装有紧贴水面的浮标.当波浪使浮标上下浮动时,工作臂就前后移动,完成能量的采集,并把它们储存到船上的大容量电池中.下列装置与该“波浪能量采集船”能量采集原理相同的是 (　　)
　　　　A　　　　　　B　　　　　C　　　　D
13.如图所示是一款能发电的魔方充电器,其内部有锂离子电池,用手转动魔方可以产生电能并储存在电池内,魔方还能通过自身的USB端口给手机等移动设备充电.下列有关魔方的说法正确的是 (　　)
A.用手转动魔方可以产生电能的原理与电铃的原理相同
B.用手转动魔方产生电能属于电磁感应现象
C.魔方通过自身的USB端口给手机充电时,魔方相当于用电器
D.用手转动魔方可以产生电能的原理与动圈式话筒的原理不同
第13题图
第14题图
14.如图所示,线圈在磁场中转动,则下列说法正确的是 (　　)
A.通过灯泡的电流大小不变
B.线圈会受到磁场力的作用
C.两磁极间的磁场方向向左
D.通过灯泡的电流方向不变
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
15.“卫星悬绳发电”是人类为寻找卫星的新型电力能源供应系统而进行的实验.假设在实验中,用飞机拖着一根很长的金属线(其下端悬挂一个金属球,以保证金属线总是呈竖直状态),在我国上空平行于地面飞行,如果用该系统为卫星供电,下列说法中正确的是 (　　)
A.自北向南飞行,金属线上可以产生感应电流
B.自南向北飞行,金属线上可以产生感应电流
C.由东南方向飞向西北方向,金属线上可以产生感应电流
D.只有由正东飞向正西方向,金属线上才能产生感应电流
16.若高压线断裂落地,请不要靠近,更不要用手去挪动,正确的做法是派人看守现场,迅速找电工师傅来处理,这是因为(　　)
A.高压线温度高,会造成烧伤
B.高压线的电压高,对人和物有巨大的斥力
C.人走近时会造成跨步电压触电
D.高压线有巨大的吸引力,可将人吸过去而导致触电
17.如图是某科技小组的同学为探究发电机与电动机原理时设计的装置图.闭合开关后,若让导体棒ab水平向右运动,导体棒cd也随之运动起来.下列说法错误的是 (　　)
A.实验中可以把导体棒cd当作“用电器”
B.导体棒cd运动说明了通电导体在磁场中会受到力的作用
C.将实验装置右侧磁体的磁极对调后,闭合开关,让导体棒ab水平向左运动,则导体棒cd会反向运动
D.闭合开关后,若让导体棒cd水平向右运动,则导体棒ab也随之运动
18.(多选)动车组列车前进时需要由大功率电动机提供动力.列车进站时停止供电,电动机线圈随车轮转动,可以给蓄电池充电,此过程中车速从200 km/h减到90 km/h;车速在90 km/h以下时列车采用机械刹车.下列说法错误的是 (　　)
A.减速发电时,感应电流保持不变
B.机械刹车过程中机械能转化为内能
C.进站时停止供电,列车仍能继续前进是由于受到惯性的作用
D.电动机提供动力时利用了电磁感应原理
三　实验探究题(共13分)
19.(4分)学校实验室开放时,同学们对实验室中的手摇发电机非常感兴趣,他们想:发电机产生感应电流的大小跟哪些因素有关呢 于是他们进行了探究,以下是他们所用的发电机和实验记录表格.
　
实验序号 线圈转速 线圈转向 小灯泡亮度
1
2
3
(1)根据表格可知,同学们准备研究发电机产生感应电流的大小是否与　　　　和　　　　　有关.
(2)为判断电流大小,除了可借助观察小灯泡的亮度之外,实验室常用　　　　表来测量.
(3)同学们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小,像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”.下列应用了“转换法”的是　　　　(填序号).
A.根据磁铁吸引大头针的多少来判断磁性的强弱
B.在研究磁场时,引入磁感线
C.在研究电阻的串联时,利用20 Ω的电阻代替串联的15 Ω和5 Ω的电阻
20.(9分)在“探究感应电流的产生条件”实验中,小颖同学的四次实验情况如图所示.
(1)有同学说:“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流.”你认为他的说法对吗 　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,图　　　　可支持你的结论.
(2)根据图甲和图乙的实验现象可以得出的结论是
　　　　　　　　　　　　　.根据图乙和图丁的实验现象可以得出的结论是　.
(3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是将　　　　能转化为电能的过程.
四　综合应用题(共23分)
21.(5分)阅读短文,回答问题.
　　填埋是目前全球垃圾处理的主要方式,传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋,让其自行发酵,但在发酵过程中会产生有害气体,容易造成土地和大气污染,无法实现垃圾的资源化利用.垃圾发电是把各种垃圾收集后,进行分类处理,对其中热值较高的垃圾进行高温焚烧,在高温焚烧中加热锅炉产生高温蒸汽,推动涡轮机转动,使发电机发电;对其中不能燃烧的有机物进行发酵处理,发酵过程中产生的甲烷气体(也叫沼气)再经燃烧加热锅炉产生蒸汽,推动涡轮机转动,带动发电机发电.
中国是世界上的垃圾资源大国,如果能将垃圾充分有效地用于发电,每年将节省煤炭约6×107 t,不仅解决了垃圾填埋带来的污染问题,而且可产生显著的经济效益.
(1)甲烷气体燃烧时将　　　　　　能转化为内能,发电机发电是将　　　　　　能转化为电能.垃圾发电厂的年总发电量大约可供　　　　户年用电量为2 000 kW·h的家庭使用.(煤的热值是q=3×107 J/kg,按煤炭完全燃烧放出的热量全部转化为电能计)
(2)生活中,我们在节能减排、环境保护方面,应该
　.(写出一点即可)
22.(8分)三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉,它的年平均发电量约为8.5×1010 kW·h,相当于一座年消耗5×1010 kg标准煤的火力发电站的发电量.
(1)标准煤的热值为2.9×107 J/kg,完全燃烧5×1010 kg标准煤能放出多少热量
(2)以三峡水力发电代替同等的火力发电,每年会少排放二氧化碳气体1.2×1011 kg,这些气体的体积是多少 (二氧化碳气体的密度按2 kg/m3计算)
(3)根据本题中的数据,计算火力发电的效率.(结果保留到0.1%)
23.(10分)某小型水力发电机的功率是66 kW,用阻值为0.1 Ω的输电线将其产生的电能输送到用户.
(1)用220 V的电压输电,输电线上损耗的功率是多大
(2)用6 600 V的电压输电,输电线上损耗的功率是多大
(3)从上述结果中你可以得到什么结论
第十八章　电能从哪里来
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
B B A A B B C C C ACD
1.化学　正
【解析】题图甲所示的工作过程中,其能量转化过程为土豆中的化学能转化为电能再转化为二极管的光能;题图乙中,指针反偏,说明电压表的接线柱接反了,故可判断与电压表“-”接线柱相连的铜片是土豆电池的正极.
2.方向　50
3.电　化学
4.2 541　温室
【解析】2.4×107 kW·h=2.4×107×3.6×106 J=8.64×1013 J,因为煤的热值q=3.4×107 J/kg,所以每天节约的煤的质量m===≈2.541×106 kg=2 541 t.
5.电磁感应　动圈式话筒
【解析】导体因切割磁感线而产生感应电流,这是电磁感应现象;动圈式话筒也是利用了电磁感应现象.
6.不能　能
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才会产生感应电流.由于异名磁极间的磁感线方向是由N极指向S极,故题图甲中的a导线上下运动时,不能切割磁感线产生感应电流;题图乙中的a导线上下运动时,会切割磁感线产生感应电流.
7.热量　内　高压输电
【解析】根据Q=I2Rt可得,输电导线的电阻和输电时间一定时,通过输电导线的电流越小,产生的热量就越少.根据P=UI可得,输电功率一定时,输电电压越高,输电电流就越小.
8.金属框下端进入磁场时,切割磁感线产生感应电流,受到向上的磁场力　逆时针
【解析】当A、B两框下端一同进入磁场时,金属框B的下端由于做切割磁感线运动而产生感应电流,受到一个竖直向上的磁场力,塑料框A的下端在磁场中切割磁感线但不会产生感应电流,不受磁场力的作用,故此时杆不再平衡,沿逆时针方向转动;若将磁场方向改为垂直纸面向外,则金属框B中产生的感应电流的方向也发生改变,由于磁场方向和电流方向都发生了改变,所以金属框B受到的磁场力的方向不变,仍是竖直向上,故杆仍沿逆时针方向转动.
9.B　宋代沈括最早记述了地磁的南北极和地理南北极并不重合,即存在地磁偏角,B正确.奥斯特最早发现了电流周围存在磁场,发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象,发明了发电机,A、C、D错误.故选B.
10.B　核能发电的能量转化过程是:核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能.
11.A　电动机是根据通电导体在磁场中受力的作用的原理制成的,是将电能转化为机械能的装置,其线圈转动的方向与电流方向和磁场方向有关;发电机是根据电磁感应现象制成的,是将机械能转化为电能的装置,感应电流的方向与导体的运动方向(线圈转动方向)和磁场方向有关,故选A.
12.A　“波浪能量采集船”是将机械能转化为电能的装置,与A装置所示原理相同.
13.B　用手转动魔方产生电能的过程是机械能转化为电能的过程,与动圈式话筒的原理相同,属于电磁感应现象,电铃是利用电流的磁效应工作的,故A、D错误,B正确;魔方通过自身的USB端口给手机充电时,魔方相当于电源,故C错误.
【素养落地】本题联系所学的电与磁的知识,结合具体的情景,引导学生进行科学地分析与综合.
14.B　分析题图可知,该图为交流发电机(没有换向器)的工作原理示意图,图中两磁极间的磁场方向向右,交流发电机在工作时产生的是大小和方向周期性改变的电流,故A、C、D错误;在发电机工作过程中,线圈中会产生感应电流,线圈相当于通电导体,其在磁场中会受到力的作用,B正确.故选B.
15.C　地球周围存在地磁场,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近.如果飞机自南向北或自北向南飞行,金属线运动方向与磁感线方向平行,金属线上就不能产生感应电流,而飞机若在东西方向上飞行,无论是由正东飞向正西,还是由东南飞向西北,金属线都能做切割磁感线运动,金属线上都能产生感应电流.故A、B、D错误,C正确.故选C.
16.C　高压线落到地面,人靠近时会造成跨步电压触电,故要派人看守现场,迅速找电工师傅来处理.
17.C　因为导体棒ab是闭合电路的一部分,其做切割磁感线运动时,会产生感应电流,所以实验中可以把导体棒ab当作“电源”,把导体棒cd当作“用电器”,A中说法正确;导体棒cd是通电导体,因为受到磁场的力,所以会运动起来,B中说法正确;导体棒ab运动方向改变,产生的感应电流方向也会改变,而导体棒cd的受力方向与磁场方向和电流方向都有关系,若这二者都改变,则导体棒cd受力方向不变,即导体棒cd的运动方向不变,C中说法错误;无论闭合电路中哪部分导体做切割磁感线运动,都会产生感应电流,而另一部分在磁场中都会受到力的作用,D中说法正确.故选C.
18.ACD　减速发电过程中发生的是电磁感应现象,感应电流的大小与磁场的强弱和线圈做切割磁感线运动的速度有关,若磁场的强弱保持不变,列车减速时,线圈转动速度变慢,则感应电流变小,故A中说法错误;机械刹车过程中克服摩擦力做功,机械能转化为内能,故B中说法正确;进站时停止供电,列车仍能继续前进,是因为列车具有惯性,故C中说法错误;电动机应用了通电导体在磁场中受力运动的原理,故D中说法错误.
19.(每空1分)(1)线圈转速　线圈转向　(2)电流　(3)A
20.(除标注外,每空2分)(1)不对(1分)　导体未做切割磁感线运动时,不会产生感应电流　丙(1分)　(2)感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关　感应电流的方向与磁场方向有关　(3)机械(或动)(1分)
21.(除标注外,每空1分)(1)化学　机械　2.5×108(2分)
(2)节约用水(或随手关灯、不使用塑料袋、不随意丢弃废电池等)(合理即可)
【解析】(1)6×107 t煤炭完全燃烧放出的热量 Q放=mq=6×1010 kg×3×107 J/kg=1.8×1018 J,节约的电能W=1.8×1018 J= kW·h=5×1011 kW·h,可供n==2.5×108户家庭使用.
22.(1)Q放=mq=5×1010 kg×2.9×107 J/kg=1.45×1018 J (2分)
(2)由ρ=可得,V===6×1010 m3 (2分)
(3)已知W电=8.5×1010 kW·h=8.5×1010×3.6×106 J =3.06×1017 J (2分)
η=×100%=×100%≈21.1% (2分)
23.(1)I1====300 A (2分)
P损=R=(300 A)2×0.1 Ω=9 000 W=9 kW (2分)
(2)I2===10 A (2分)
P损'=R=(10 A)2×0.1 Ω=10 W (2分)
(3)用高压输电,损耗较少. (2分)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)