广东省惠州市德威学校2023-2024学年九年级下学期开学物理试卷
一、单项选择题（本大题 7 小题，每小题 3 分，共 21 分）
1．（2019·盐田模拟）关于安全用电，下列做法正确的是（ ）
A．用湿手拨动开关
B．电线的绝缘皮破损后继续使用
C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡
D．家庭电路中必须安装保险丝或空气开关
【答案】D
【知识点】安全用电原则
【解析】【解答】解：A、生活中的水是导体，用湿手拨动空气开关易造成触电，A不符合题意；
B、电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故，B符合题意；
C、在未断开电源开关的情况下更换灯泡容易发生触电事故，C不符合题意；
D、为防止因为干路电流过大引起火灾，家庭电路中必须安装保险丝或空气开关，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】安全用电的原则是：①不接触低压带电体；②不靠近高压带电体.
在安装电路时，要把电能表接在干路上，保险丝应接在火线上（一根足够）；控制开关应串联在干路.
2．（2024九下·惠州开学考）能源是人类社会活动的物质基础。下列关于能源， 说法正确的是（ ）
A．LED 灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
B．风力发电将电能转化为机械能
C．风能、水能、地热能和核能都是可再生能源
D．煤气和电能都是二次能源
【答案】D
【知识点】能源及其分类；能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】A、LED灯的核心元件是由半导体材料制成的，故A错误。
B、风力发电将机械能转化为电能，故B错误。
C、风能、水能、地热能是可再生能源，核能不是可再生能源，故C错误。
D、煤气和电能都是二次能源，故D正确。
故选：D。
【分析】（1）LED灯的核心元件是由半导体材料制成的。
（2）风力发电将机械能转化为电能。
（3）能源从是否可再生角度划分：
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
（4）能源从产生方式角度划分：
一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源。例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。
二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源。例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气。
3．（2018·德州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．同一物体温度越高，所含的热量越多
B． 的冰和 的水内能相等
C．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高
D．热传递传递的是温度
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系；热传递改变物体内能
【解析】【解答】A. 同一物体温度越高，内能越大，而热量是热传递过程中内能改变多少的量度，不能物体含有多少热量，A不符合题意；
B. 内能的大小与物质的种类、质量、体积、温度都有关系，只根据温度相同不能判断内能大小，B不符合题意；
C. 物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，如晶体熔化时吸热，但温度不变，C符合题意；
D. 热传递传递的是热量，而温度是状态量，表示物体的冷热程度，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的.物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大.物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小.
4．（2024九下·惠州开学考）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧烧瓶温度计示数比左侧高。下列说法正确的是（ ）
A．通过温度计示数变化，判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
【答案】D
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】A、通过温度计示数变化，判断电流产生热量的多少，这种方法是转换法，故A错误。
B、右侧烧瓶温度计示数比左侧高，说明右侧电阻丝产生的热量多，又因两电阻丝串联，电流相等，且通电时间也相等，故根据可知，右侧电阻丝的阻值大，故B错误。
C、两电阻丝串联，故电流相等，故C错误。
D、该装置中电流和通电时间都相等，但两电阻丝的阻值不同，故可探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，故D正确。
故选：D。
【分析】（1）实验中将电阻丝产生的热量转换为温度计示数的变化，这种方法为转换法。
（2）右侧烧瓶温度计示数比左侧高，说明右侧电阻丝产生的热量多，根据分析电阻大小。
（3）串联电路中，电流处处相等。
（4）探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，需要让电路中的电流和通电时间相同。
5．（2024九下·惠州开学考）利用如图所示装置进行电磁学实验，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关瞬间，没有电磁波产生
B．闭合开关后， 导线周围有实际存在的磁场
C．断开开关后， 小磁针静止时 N 极指向地理南极
D．发电机应用了该实验原理
【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A、当闭合开关瞬间，电路中有迅速变化的电流，所以能产生电磁波，故A错误。
B、闭合开关后，小磁针发生偏转，这说明通电导线周围存在磁场，故B正确。
C、断开开关后，小磁针静止时，其N极指向地理北极附近，故C错误。
D、奥斯特实验说明通电导线的周围存在磁场，揭示了电可以生磁；发电机应用的是电磁感应原理，故D错误。
故选：B。
【分析】（1）明确电磁波产生的条件，知道变化的电场和变化的磁场周围会产生电磁波。
（2）通电导体周围存在磁场。
（3）地球本身就是一个大磁体；地磁场与条形磁铁的磁场相似；地磁的北极在地理的南极附近；地磁的南极在地理的北极附近。
（4）奥斯特实验说明通电导线的周围存在磁场，发电机应用的是电磁感应原理。
6．（2024九下·惠州开学考）利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电，下列说法正确的是（ ）
A．只让导体 ab 在竖直方向上、下运动， 电流计指针不会偏转
B．换用磁性更强的蹄形磁体，导线 ab 在磁场中静止，电流计指针会偏转
C．让导体 ab 往斜向上或斜向下运动，电流计指针不会偏转
D．该装置揭示的原理可应用于电动机
【答案】A
【知识点】电磁感应；产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、只让导体ab在竖直方向上、下运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流计指针不会偏转，故A正确。
B、换用磁性更强的蹄形磁体，导线ab在磁场中静止，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流计指针不会偏转，故B错误。
C、让导体ab往斜向上或斜向下运动，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流计指针会偏转，故C错误。
D、根据电磁感应现象制成了发电机，故D错误。
故选：A。
【分析】解答本题要求知道产生感应电流的条件，电磁感应现象原理告诉我们，闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，会产生感应电流，由此可知产生电流的条件之一是导体做切割磁感线运动。且所产生的感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关。
7．（2024九下·惠州开学考）灯泡 L 与定值电阻 R 组成的电路如图甲， L 和 R 的 I﹣U 图线分别为图乙中的 A、B.闭合开关 S ，L 正常发光，此时灯泡 L 的（ ）
A．电压为 7V B．电流为 0.3A
C．电阻为 20Ω D．功率为 3W
【答案】D
【知识点】电功率；电功率的计算
【解析】【解答】图甲中灯泡和电阻并联，已知L和R的I-U图线分别为图乙中的A、B。
闭合开关S，要求总功率为4.8W，
因并联电路各支路两端的电压相等，根据图象可知，在电压为6V时，通过灯泡的电流IL=0.5A，通过电阻R的电流IR=0.3A，则干路中的电流：I=IL+IR=0.5A+0.3A=0.8A，
此时的总功率：P=UI=6V×0.8A=4.8W，满足题中的要求；
所以，电源电压为6V，则此时灯泡L的电压为6V，通过灯泡的电流IL=0.5A，故AB错误。
根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻：，故C错误。
此时灯泡的功率为：PL=UIL=6V×0.5A=3W，故D正确。
故选：D。
【分析】图中灯泡和电阻并联，根据图象信息和电路总功率确定电压、电流和电阻。
二、填空题（本大题 7 小题，每空 1 分，共 21 分）
8．（2024九下·惠州开学考）2020 年 12 月 4 日 14 时 02 分， 我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号 M 装置正式建成并实现首次放电。“人造太阳”释放能量的过程与太阳相同，为 （选填“核裂变”或“核聚变”）。核能是 （选填“可再生”或“不可再 生”）能源。核电站中的汽轮机属于 （选填“发电机”、“电动机”或“热机”） 。
【答案】核聚变；不可再生；热机
【知识点】能源及其分类；核能；核聚变
【解析】【解答】（1）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能，“人造太阳”释放能量过程与太阳相同，故选核聚变。
（2）核能是一种不可再生能源。
（3）核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的，核电站中高温、高压蒸汽推动汽轮机做功，将内能转化为机械能，因此汽轮机属于热机。
故答案为：核聚变；不可再生；热机。
【分析】（1）核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应．太阳内部为核聚变。
（2）能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．装置化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。
（3）热机是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置。
9．（2018·闵行模拟）某空调铭牌上标有“220V 2000W”字样，它的额定功率为 ，正常工作2小时消耗的电能是 度，消耗的电能可用 表来测量。
【答案】2000W；4；电能
【知识点】电能表参数的理解；电功的计算；额定功率
【解析】【解答】“220V、2000W”字样，其中“220V”表示额定电压是220V；“2000W”表示额定功率是2000W；
正常工作2小时消耗电能：W Pt 2kW×2h 4kW·h，即4度。消耗的电能可用电能表来测量.
故答案为：2000W；4；电能.
【分析】由空调铭牌知其额定电压和额定功率；由W=Pt计算2小时消耗的电能；电能表是测量用电器消耗电能的仪器.
10．（2024九下·惠州开学考）冬季，输电线结冰容易造成倒塔（杆）断线， 通常要给输电线除冰；在短时间 内让输电线不经过用电器而直接接通 ，输电线的电流 ，产生的增加， 使冰熔化。
【答案】短路；变大
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】由题知，在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，即两输电线直接接通形成短路，电路中电流增大。
故答案为：短路；变大。
【分析】根据焦耳定律分析解答，当电阻、通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多，冰会吸热而熔化。
11．（2024九下·惠州开学考）我国宏代学者沈括在《梦溪笔谈》中记载与验证了磁针“常微偏东、不全南也”。这是因为地球存在 现象。南宋民族英雄文天祥， 曾在《扬子江》一诗 中写下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句。这里磁针石的南极指向地理位置的 方， 是因为它受到 场的作用。
【答案】磁偏角；南；地磁
【知识点】地磁场
【解析】【解答】（1）地理南北极与地磁南北极之间不重合，存在磁偏角。
（2）磁针石就是一个小磁体，放在地磁场中静止时，由于受到地磁场的作用，磁针石的北极指向地磁场的南极，磁针石的南极指向地磁场的北极，也就是地球的南方。
故答案为：（1）磁偏角；（2）南；（2）地磁。
【分析】（1）地磁场的南极在地球的北极附近，地磁场的北极在地球的北极附近，地球的南北极与地磁场的南北极是不重合的。
（2）地球是个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；磁体周围的磁感线从北极出来，回到南极。
12．（2024九下·惠州开学考）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中，通过 的方式改变牛奶的内能， 如图是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J[c牛奶＝2.5×103J/（kg ℃) ]。大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的，其中主要成分是水 的特点。
【答案】热传递；1.25×104；比热容较大
【知识点】比热容；热量的计算
【解析】【解答】（1）给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能。
（2）由图乙可知，牛奶升高的温度：Δt=40℃-20℃=20℃，则牛奶吸收的热量：
Q吸=c牛奶m牛奶Δt=2.5×103J/（kg ℃）×0.25kg×20℃=1.25×104J。
（2）因为水的比热容大，质量相同时升高相同的温度，吸收的热量多，故大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的，其中主要成分是水，就是利用了水的比热容大的特点。
故答案为：热传递；1.25×104；比热容较大。
【分析】（1）改变内能的方法：一是做功，二是热传递，物体放出热量、内能减少、温度降低。
（2）知道牛奶的质量、比热容，求出温度升高值，利用吸热公式Q吸=cmΔt求牛奶吸收的热量。
（3）水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多；吸收或放出相同的热量时，温度变化较小，因此常用来做冷却剂、取暖剂等。
13．（2024九下·惠州开学考）如图所示，是一只可调亮度的台灯的内部电路图， 它的工作原理是通过开关来 调节灯泡的亮度。则单独闭合S1比单独闭合S2时 （选填“亮”或“暗”）， 此时台灯的电功率为 W（结果保留1位小数） ；若灯最亮时的电功率为P，灯最暗时的电功率为P1，则P：P1为 。
【答案】亮；40.3；3：1
【知识点】电功率；电功率的计算
【解析】【解答】（1）由图可知，单独闭合S1时，灯丝的电阻为R1=1200Ω；单独闭合S2时，灯丝的电阻为R2=2400Ω；
因电源的电压不变，且R1＜R2，
所以，由可知，单独闭合S1时，灯泡的实际功率较大，此时灯泡较亮，即单独闭合S1比单独闭合S2时亮；
单独闭合S1时，灯泡的实际功率为：。
（2）两开关都闭合时，两灯丝并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，灯泡最亮，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，此时电路中的总电阻：，
单独闭合S2时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，灯泡最暗，
则灯最亮时和灯最暗时的电功率之比：。
故答案为：亮；40.3；3：1。
【分析】（1）由图可知单独闭合S1和单独闭合S2时电路中的电阻，根据比较两种情况灯泡的实际功率关系，实际功率大的较亮；
利用求出此时单独闭合S1时灯泡的实际功率。
（2）两开关都闭合时两灯丝均工作，由并联电路中总电阻小于任何一个分电阻可知，此时电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，灯泡最亮，根据电阻的并联求出电路中的总电阻；单独闭合S2时电路的总电阻最大，灯泡的电功率最小，灯泡最暗，根据出两种情况下的电功率之比。
14．（2024九下·惠州开学考）小红家有一电热水壶，铭牌如表所示。这个电热水壶正常工作时通过电路中的电流为 A（结果保留 1 位小数）；如果电水壶的效率为 90%，将这一满壶 10℃的水烧开 s。已知大气压为 1 标准大气压，水的比热容为 4.2×103J/（kg ℃)。
额定电压 额定电功率 容量
220V 1200W 2L
【答案】5.5；700
【知识点】额定功率；实际功率
【解析】【解答】（1）电热水壶正常工作时的电压U=220V，功率P=1200W，由P=UI可得这个电热水壶正常工作时的电流：。
（2）一壶水的质量：m=ρv=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，在1标准大气压下，水的沸点为100℃，
Δt=100℃-10℃=90℃，
一满壶10℃的水烧开需要吸收热量：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×90℃=7.56×105J，
由题知，Q吸=W电×90%=Pt×90%，
需要时间：。
故答案为：5.5；700。
【分析】（1）知道电热水壶正常工作，实际功率等于额定功率，利用P=UI可求出通过电路中的电流。
（2）在1标准大气压下，水的沸点为100℃，知道水的初温、水的比热容、水的质量，利用吸热公式求烧开这壶水需吸收的热量，再根据Q吸=W电×90%=Pt×90%求需要的加热时间。
三、作图题（共 7 分）
15．（2024九下·惠州开学考）根据图中通电螺线管的南北极， 标出小磁针的 N 极和电源的“+”极。
【答案】
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】（1）螺线管的下端为N极，根据磁极间作用规律可知，靠近螺线管下端的小磁针的下端为S极，上端为N极。
（2）利用螺线管线圈的绕向和N、S极，结合右手螺旋定则可以确定线圈中电流的方向是从螺线管的上端流入，下端流出，从而可以确定电源的上端为正极，下端为负极。答案如图所示。
【分析】①利用螺线管的N、S极，结合磁极间作用规律，确定小磁针的N、S极。
②利用螺线管的N、S极，和线圈绕向，根据右手螺旋定则可以确定线圈中电流方向，进一步确定电源的正负极。
16．（2024九下·惠州开学考）请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路。要求开关控制螺口灯泡，三孔插座直接接入电路。
【答案】
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】（1）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。
（2）安装安全用电原则，上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线。如图所示：
【分析】（1）灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。
（2）三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。
17．（2024九下·惠州开学考）如图所示，为某种调光型台灯中使用的电位器示意图，P为旋片（相当于一根 电阻丝）上的位置， A 、C分别连在碳膜两端。用笔画线代替导线， 要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加。
【答案】
【知识点】变阻器；滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】旋钮P顺时针旋转时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变时，电阻变小，一定连入了接线柱A，如果把A、C连在电路中，电位器相当于定值电阻，不符合题意。所以把A、B连入电路。故答案为：
【分析】顺时针转动旋钮P可使灯泡亮度增加，电流变大，电阻变小，连入电路的部分应该是PA段，据此确定连接的位置。
四、实验题（本大题 3 小题，共 18 分）
18．（2024九下·惠州开学考）小宇同学在“探究电流与电阻的关系”实验中，器材如图甲所示，电源电压为 6V，阻值分别为 5Ω 、10Ω 、15Ω的定值电阻各一个，三个定值电阻的一端与公共端A 端相连
（1）闭合开关前， 应将滑动变阻器的滑片移至 端（选填“A”或“B”）。
（2）小宇同学首先将 M 、N 分别与 A 、B 两端相连，闭合开关后， 发现电流表无示数，则电路故障可能是 。
（3）排除故障后，再次闭合开关，电表示数正常，使电压表示数为 2V，此时电流表示数如图乙所示 A。
（4）断开开关后， 将 N 端改接 C 端， 接下来应向 （选填“左”或“右”） 。调节滑动变阻器滑片，目的是： 。
（5）为了完成实验目标， 实验小组准备将定值电阻更换为20Ω，但在实验室却找不到阻值为20Ω的定值电阻， 有同学提出，使用原来的实验装置 两端也可以产生等效于20Ω的定值电阻， 重复之前步骤就可以完成实验。
【答案】（1）B
（2）AB间的电阻丝断了
（3）0.4
（4）右；保持定值电阻两端电压一定
（5）BD
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处的B端。
（2）小宇同学首先将M、N分别与A、B两端相连，闭合开关后，发现电流表无示数，电路可能断路，电压表示数很大，则电压表与电源连通，故则电路故障可能是AB间的电阻丝断了。
（3）排除故障后，再次闭合开关，电表示数正常，调节滑片P，使电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电路电流为0.4A。
（4）断开开关后，将N端改接C端，即定值电阻R由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，根据串联分压原理可知，其分得的电压增大。
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，目的是：保持定值电阻两端电压一定。
（5）因5Ω+15Ω=20Ω，为了完成实验目标，根据串联电阻的规律，只需将M、N端分别连接BD两端也可以产生等效于20Ω的定值电阻，重复之前步骤就可以完成实验。
故答案为：（1）B； （2）AB间的电阻丝断了；（3）0.4；（4）右；保持定值电阻两端电压一定；（5）BD。
【分析】（1）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了。
（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数。
（4）断开开关后，将N端改接C端，定值电阻增大，根据串联分压原理可知，其分得的电压增大。
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。
（5）根据串联电阻的规律分析回答。
19．（2024九下·惠州开学考）小华在测定额定电压为 2.5V 小灯泡的电功率的实验中。
（1）如甲所示，闭合开关，移动滑动变阻器滑片， 并绘制了图乙所示U﹣I图象。根据U﹣I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时， 小灯泡的电阻是 “。
（2）若在本次实验中，电压表损坏了，同组的小明想到了一个测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丙所示的电路， 同学们按照以下步骤完成实验：
①闭合 S1，断开 S2，移动滑片，使电流表示数为 ；（写表达式，数值不用带单位符号）
②保持 ，断开 S1，闭合 S2，记下电流表的示数为 I，测得小灯泡的额定功率为 P额 ＝ 。（写表达式，数值不用带单位符号）
【答案】（1）0.5；10
（2）；滑片位置不变；
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】（1）根据题意可知，灯泡正常发光时的电压为2.5V，由乙图可知，灯泡的额定电流I=0.2A，
则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
由图乙可知，当加在小灯泡两端的电压U'=1.5V时，通过小灯泡的电流I'=0.15A，
由可知，此时灯泡的电阻：。
（2）①由图丙可知，闭合S1，断开S2，小灯泡L与定值电阻R并联后与滑动变阻器串联，电流表测量通过定值电阻的电流。
移动滑片，使电流表示数为，此时电阻两端电压为2.5V，根据并联电路的电压特点可知，此时小灯泡正常发光。
②断开S1，闭合S2，小灯泡L与定值电阻R并联后与滑动变阻器串联，电流表测量小灯泡和定值电阻R的电流之和，保持滑片位置不变，则通过小灯泡和定值电阻R的电流不变。
记下电流表的示数为I，由并联电路电流规律可知，通过灯泡的电流为：，
则小灯泡的额定功率为：。
故答案为：（1）0.5；10；（2）①；②滑片位置不变；。
【分析】（1）额定电压下灯泡正常发光，根据图象得出灯泡的额定电流，根据P=UI求出额定功率，再根据图象得出当加在小灯泡两端的电压为1.5V时通过的电流，利用欧姆定律求出小灯泡的电阻。
（2）要测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，根据定值电阻的阻值和电流求出两端的电压，即为灯泡两端的电压，再根据并联电路的电流规律求出通过灯泡的电流，从而根据P=UI得出小灯泡的电功率的表达式。
20．（2024九下·惠州开学考）有趣的磁和电：
（1）实验一的装置如图甲所示， 在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撤满铁屑， 通电 后轻敲硬纸板 磁体的磁场相似。在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据 小磁针静止时的指向，可以判定图中通电螺线管的 （选填“左”或“右”） 端 是它的 N 极。改变电流的 ，观察到小磁针的指向也发生了改变， 同时观察到铁屑的分布情况 （选填“改变”或“不变”） 。
（2）实验二装置如图乙所示，可以探究磁生电的条件。在磁场中悬挂一根导体 AB，把它的两端跟灵敏电流计连接起来， 灵敏电流计既能显示电路中有无电流、还能粗略地显 示电流的大小以及电流的 。该装置可看成是一个 （选填“电动机”或“发电机”）模型。下列操作，电路中能产生电流的是 （选填序号， 多选： ①蹄形磁体和导体 AB 都静止； ②蹄形磁体静止，导体 AB 左右运动；③导体 AB静止， 蹄形磁体左右运动）。
【答案】（1）条形；右；方向；不变
（2）方向；发电机；②③
【知识点】产生感应电流的条件；探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬纸板，硬板上的铁屑会排列一定的形状，这说明通电螺线管外的磁场与条形磁体的磁场相似；在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端是它的N极；改变电流方向，观察到小磁针的指向也发生了改变，即磁场的方向发生了变化，但铁屑的分布情况不会改变。
（2）实验中，用灵敏电流计可以显示电路中有无电流，通过指针的偏转方向可以判定电流的方向的改变；这是发电机的装置。①蹄形磁体和导体AB都静止，导体没有做切割磁感线的运动，不会产生感应电流。
②蹄形磁体静止，导体AB左右运动，导体做切割磁感线的运动，会产生感应电流。
③导体AB静止，蹄形磁体左右运动，导体做切割磁感线的运动，会产生感应电流。
故选②③。
故答案为：（1）条形；右；方向；不变；（2）方向；发电机；②③。
【分析】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；由小磁针的指向，根据磁极间的相互作用可知螺线管的磁极；通电螺线管磁场的方向与电流的方向、线圈的绕法有关。
（2）灵敏电流计可以显示电流的方向；产生感应电流的条件：闭合回路中的部分导体做切割磁感线的运动。
五、计算题（本大题 2 小题，共 13 分）
21．（2024九下·惠州开学考）如图所示， 搬运工人用滑轮组将取为540N的重物匀速提升3m，所用时间为20s，不计绳与滑轮间的摩擦。求：
（1）他所做的有用功；
（2）他所做的额外功；
（3）拉力的功率；
（4）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）解： 拉力做的有用功：W有用＝Gh＝540N×3m＝1620J；
答：他所做的有用功为1620J；
（2）解： 由图知， n＝3，
拉力做的总功：W总＝Fs ＝200N×7m ＝1800J，
拉力做得额外功：W额＝W总﹣W有用 ＝1800J﹣1620J ＝180J；
答：他所做的额外功为180J；
（3）解：拉力的功率：；
答：拉力的功率为 90W；
（4）解： 滑轮组的机械效率：
答：滑轮组的机械效率为 90%。
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）知道提升物体的重力、提升的高度，利用W=Gh求拉力做的有用功。
（2）由图知，n=3，拉力端移动的距离s=nh，利用W=Fs求拉力做的总功，拉力做的额外功等于总功减去有用功。
（3）利用求拉力的功率。
（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功的比值。
22．（2024九下·惠州开学考）节能减排是当今社会的主题， 充分利用太阳能是当今社会发展的需要。太阳能热水器已经走进千家万户，如图所示是小明家的太阳能热水器。它在晴天利用太阳能集 热，则用标有“220V ，2000W”字样的电热管对水加热。该太阳能热水器的容积为0.12m3 ，求：[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃) ，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）该热水器电热管正常工作时的电阻；
（2）利用太阳能将满箱水的温度从 25℃加热到 75℃，水吸收的热量；
（3）与上述水吸收热量相当的电能可供“220V ，40W”的电灯正常工作时间。
【答案】（1）解： 由可得热水器电热管正常工作时的电阻为：
答：该热水器电热管正常工作时的电阻是 24.2Ω；
（2）解： 由 可得热水器满箱水的质量为： m=ρ水V ＝1.0×103kg/m3 ×0.12m3 ＝120kg；
水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt ＝4.2×103J/（kg ℃)×120kg×（75℃﹣25℃)=2.52×107J。
答：利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃，水吸收的热量是2.52×107J；
（3）解： 由题知水吸收热量相当的电能， W＝Q吸，
水吸收热量相当的电能可供“220V 40W”的电灯正常工作的时间：
答：这些电能可供“220V 40W”的电灯正常工作 175h。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】（1）知道电热管的额定电压和额定功率，利用求该热水器电热管正常工作时的电阻。
（2）已知热水器的容积和水的密度，利用m=ρV可以得到水的质量；又知道水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量。
（4）由题知水吸收热量相当的电能，W=Q吸，再利用求这些电能可供“220V 40W”的电灯正常工作多长时间。
六、综合能力题（本大题 3 小题，共 20 分）
23．（2024九下·惠州开学考）
（1）如图甲所示的电铃电路， 开关时，电磁铁产生磁性，吸引 （选填“螺钉A”或“衔铁B”），鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离， 电路断开， 鼓槌又被弹簧片弹回； B与 接触，又将电路接通，如此反复
（2）科学家猜测， A地海龟在春季是利用地磁场（如图乙）向地理南极返回出生地的 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（图丙中1为磁体N极 极），按科学家猜测，海龟应向 游动（选填“左”或“右”） 。
②地磁场在缓慢地变化。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，发现海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方 向 （选填“一致”或“不一致”）， 并与地理南北方向有一个夹角，这一现象符合最初的猜测。
【答案】（1）闭合；衔铁B；螺钉A
（2）S；左；一致
【知识点】地磁场；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】（1）闭合开关，电磁铁产生磁场，吸引衔铁B，鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离，电路断开，电磁铁失去磁性，鼓槌又被弹簧片弹回，B与螺钉A接触，又将电路接通，如此反复，电铃持续发声。
（2）①由“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”可知，科学家的猜想是正确的。电磁南极在地理北极附近，地磁北极在地里南极附近。依据科学家的猜想，A地海龟在春季向地理南极返回出生地，实际上是向着地磁北极（N）前进。根据右手螺旋定则，图丙中左侧电磁铁的右端为N极，右侧电磁铁的左端为S极。由分析可知海龟会向着N极前进，所以海龟在模拟地磁场中会向左游动。
②海龟是向着N极前进的，即使地磁场的方向改变，海龟仍会向着N极移动，所以海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致。
故答案为：（1）闭合；衔铁B；螺钉A；（2）①S；左。②一致。
【分析】（1）电铃是利用电流的磁效应来工作的，据此分析。
（2）地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
24．（2024九下·惠州开学考）广东汕头市南澳风力发电场位于南澳东半岛果老山脉， 山巅有风车阵， 与蓝天大海（图甲）， 风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、 （可再生/不可再生）能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度 （选 填“大”或“小”）的复合材料制成，叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示 不同产生压强差，而受到向上的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机， 利用 原理， 实现机械能转化为 。
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息____。
A．只要有风， 机组就能产生电能
B．风速过大， 机组不会产生电能
C．风速越大， 机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内， 机组产生的电功率可能不变
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1s内获得的能量(×104J） 1 8 27 64
当风速为 5m/s 时， 这台风机工作 1s 所产生的电能可供 1 只“220V 100W ”电灯正常工作10s，该风机发电的效率是 。
【答案】（1）可再生
（2）大；流速
（3）电磁感应；电能
（4）A；D
（5）10%
【知识点】科学探索
【解析】【解答】（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、可再生的能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料成，叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面流速不同产生压强差，而受到向上的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用电磁感应原理，实现机械能转化为电能。
（4）根据题图可知：AD正确，BC错误，故选：AD。
（5）当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的能量为：E=1×104J。
“220V 100W”电灯正常工作10s，消耗的电能为：W=Pt=100W×10s=1000J。
风机发电的效率为：。
故答案为：（1）可再生；（2）大；流速；（3）电磁感应；电能；（4）AD；（5）10%。
【分析】（1）能源从是否可再生角度划分：
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
（2）叶片是由密度小、硬度大的复合材料制成的。在流体中，流速越大的位置，压强越小。
（3）风力发电机是利用电磁感应将机械能转化为电能的。
（4）根据图像分析，得出结论。
（5）根据表格中的数据计算出获得的能量，再利用电功和效率公式计算风机发电的效率。
25．（2024九下·惠州开学考）阅读短文， 回答问题。
月球太阳能电站
“嫦娥五号”的成功发射引起了人们对月球的科学兴趣。随着对月球了解的深入， 一些 科学家预言：月球必将成为人类未来的能源基地。按照一些科学家的设想，利用月球正 面太阳光充足、地域广阔的特点， 可克服在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点。 在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，如图甲所示，这样就解决了电能的输送问题。
我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。如图乙所示足太阳能电池板工作 原理的示意图、当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时， 会产生光电效应。从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为 1.5×104W，光电转化效率为 18%。
（1）太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳发出的巨大 能量来源于太阳内部的氢原子核发生的 （选填“核聚变”或“核裂变”）反应。
（2）月球太阳能电站相对于月球表面是 （选填“运动”或“静止”） 的。若 从月球发出的微波信号经1.28s到达地球 ， 则月球与地球间的距离约等于 m。（微波在真空和空气中的传播速度约为 3.0×105km/s）
（3）登月车太阳能电池工作时的能量转化情况：把太阳能转化为 能。
（4）在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板， 它的发电功率是 W。
（5）若月球电站的总发电功率为 6×109kW，利用微波传输电能的输电效率为80%。则地面接收站1h接收到的电能相当于完全燃烧 kg煤放出的热量。（煤的热值为 3.0×107J/kg）
【答案】（1）可再生；核聚变
（2）静止；3.84×108
（3）电
（4）5.4×103
（5）5.76×108
【知识点】太阳能及其利用与转化；太阳能的相关计算
【解析】【解答】（1）太阳能属于可再生能源；太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能。
（2）太阳能电站建在地球同步轨道上，太阳能电站的转动和地球的转动是同步的，地球怎么转电站也怎么转，所以它相对地球的位置没有发生变化，处于相对静止。
光在空气中速度为3×108m/s，则月球与地球间的距离s=vt=3×108m/s×1.28s=3.84×108m。
（3）在太阳光照射下，太阳能电池将太阳能转化为电能。
（4）已知太阳光照射到电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，此电池板的面积为S=2m2，光电转化率η=18%，
则此电池板辐射功率为：
P辐=1.5×104W×2m2=3×104W，
它的发电功率为：
P电=P辐η=3×104W×18%=5.4×103W。
（5）月球电站的发电能力为：
P=6×109kW=6×1012W，
则1h月球电站产生电能为：
W=Pt=6×1012W×3600S=2.16×1016J，
输电效率可达80%，一小时输送的电能为：
W'=Wη'=2.16×1016J×80%=1.728×1016J，
煤放出的热量为：
Q=W'=1.728×1016J，
则需要煤的质量为：。
故答案为：（1）可再生；核聚变；（2）静止；3.84×108；（3）电；（4）5.4×103；（5）5.76×108。
【分析】（1）可再生能源是能在短时间内形成的能源，可再生资源特点是取之不尽用之不竭；核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应。太阳内部为核聚变。
（2）运动和静止是相对的。判断一个物体的运动状态，关键是看被研究的物体与所选的标准，即参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止。
知道月球与地球间的微波的传播速度和时间根据公式v=st计算，即可知道月球与地球间的距离。
（3）能量转化的题目必定有一种能量减少，另一种能量增加；分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。
（4）利用辐射功率进行计算。
（5）利用燃料燃烧时的计算公式Q放=qm的变形公式进行计算。
1 / 1广东省惠州市德威学校2023-2024学年九年级下学期开学物理试卷
一、单项选择题（本大题 7 小题，每小题 3 分，共 21 分）
1．（2019·盐田模拟）关于安全用电，下列做法正确的是（ ）
A．用湿手拨动开关
B．电线的绝缘皮破损后继续使用
C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡
D．家庭电路中必须安装保险丝或空气开关
2．（2024九下·惠州开学考）能源是人类社会活动的物质基础。下列关于能源， 说法正确的是（ ）
A．LED 灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
B．风力发电将电能转化为机械能
C．风能、水能、地热能和核能都是可再生能源
D．煤气和电能都是二次能源
3．（2018·德州模拟）下列说法正确的是（ ）
A．同一物体温度越高，所含的热量越多
B． 的冰和 的水内能相等
C．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高
D．热传递传递的是温度
4．（2024九下·惠州开学考）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧烧瓶温度计示数比左侧高。下列说法正确的是（ ）
A．通过温度计示数变化，判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
5．（2024九下·惠州开学考）利用如图所示装置进行电磁学实验，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关瞬间，没有电磁波产生
B．闭合开关后， 导线周围有实际存在的磁场
C．断开开关后， 小磁针静止时 N 极指向地理南极
D．发电机应用了该实验原理
6．（2024九下·惠州开学考）利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电，下列说法正确的是（ ）
A．只让导体 ab 在竖直方向上、下运动， 电流计指针不会偏转
B．换用磁性更强的蹄形磁体，导线 ab 在磁场中静止，电流计指针会偏转
C．让导体 ab 往斜向上或斜向下运动，电流计指针不会偏转
D．该装置揭示的原理可应用于电动机
7．（2024九下·惠州开学考）灯泡 L 与定值电阻 R 组成的电路如图甲， L 和 R 的 I﹣U 图线分别为图乙中的 A、B.闭合开关 S ，L 正常发光，此时灯泡 L 的（ ）
A．电压为 7V B．电流为 0.3A
C．电阻为 20Ω D．功率为 3W
二、填空题（本大题 7 小题，每空 1 分，共 21 分）
8．（2024九下·惠州开学考）2020 年 12 月 4 日 14 时 02 分， 我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号 M 装置正式建成并实现首次放电。“人造太阳”释放能量的过程与太阳相同，为 （选填“核裂变”或“核聚变”）。核能是 （选填“可再生”或“不可再 生”）能源。核电站中的汽轮机属于 （选填“发电机”、“电动机”或“热机”） 。
9．（2018·闵行模拟）某空调铭牌上标有“220V 2000W”字样，它的额定功率为 ，正常工作2小时消耗的电能是 度，消耗的电能可用 表来测量。
10．（2024九下·惠州开学考）冬季，输电线结冰容易造成倒塔（杆）断线， 通常要给输电线除冰；在短时间 内让输电线不经过用电器而直接接通 ，输电线的电流 ，产生的增加， 使冰熔化。
11．（2024九下·惠州开学考）我国宏代学者沈括在《梦溪笔谈》中记载与验证了磁针“常微偏东、不全南也”。这是因为地球存在 现象。南宋民族英雄文天祥， 曾在《扬子江》一诗 中写下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句。这里磁针石的南极指向地理位置的 方， 是因为它受到 场的作用。
12．（2024九下·惠州开学考）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中，通过 的方式改变牛奶的内能， 如图是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J[c牛奶＝2.5×103J/（kg ℃) ]。大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的，其中主要成分是水 的特点。
13．（2024九下·惠州开学考）如图所示，是一只可调亮度的台灯的内部电路图， 它的工作原理是通过开关来 调节灯泡的亮度。则单独闭合S1比单独闭合S2时 （选填“亮”或“暗”）， 此时台灯的电功率为 W（结果保留1位小数） ；若灯最亮时的电功率为P，灯最暗时的电功率为P1，则P：P1为 。
14．（2024九下·惠州开学考）小红家有一电热水壶，铭牌如表所示。这个电热水壶正常工作时通过电路中的电流为 A（结果保留 1 位小数）；如果电水壶的效率为 90%，将这一满壶 10℃的水烧开 s。已知大气压为 1 标准大气压，水的比热容为 4.2×103J/（kg ℃)。
额定电压 额定电功率 容量
220V 1200W 2L
三、作图题（共 7 分）
15．（2024九下·惠州开学考）根据图中通电螺线管的南北极， 标出小磁针的 N 极和电源的“+”极。
16．（2024九下·惠州开学考）请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路。要求开关控制螺口灯泡，三孔插座直接接入电路。
17．（2024九下·惠州开学考）如图所示，为某种调光型台灯中使用的电位器示意图，P为旋片（相当于一根 电阻丝）上的位置， A 、C分别连在碳膜两端。用笔画线代替导线， 要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加。
四、实验题（本大题 3 小题，共 18 分）
18．（2024九下·惠州开学考）小宇同学在“探究电流与电阻的关系”实验中，器材如图甲所示，电源电压为 6V，阻值分别为 5Ω 、10Ω 、15Ω的定值电阻各一个，三个定值电阻的一端与公共端A 端相连
（1）闭合开关前， 应将滑动变阻器的滑片移至 端（选填“A”或“B”）。
（2）小宇同学首先将 M 、N 分别与 A 、B 两端相连，闭合开关后， 发现电流表无示数，则电路故障可能是 。
（3）排除故障后，再次闭合开关，电表示数正常，使电压表示数为 2V，此时电流表示数如图乙所示 A。
（4）断开开关后， 将 N 端改接 C 端， 接下来应向 （选填“左”或“右”） 。调节滑动变阻器滑片，目的是： 。
（5）为了完成实验目标， 实验小组准备将定值电阻更换为20Ω，但在实验室却找不到阻值为20Ω的定值电阻， 有同学提出，使用原来的实验装置 两端也可以产生等效于20Ω的定值电阻， 重复之前步骤就可以完成实验。
19．（2024九下·惠州开学考）小华在测定额定电压为 2.5V 小灯泡的电功率的实验中。
（1）如甲所示，闭合开关，移动滑动变阻器滑片， 并绘制了图乙所示U﹣I图象。根据U﹣I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时， 小灯泡的电阻是 “。
（2）若在本次实验中，电压表损坏了，同组的小明想到了一个测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丙所示的电路， 同学们按照以下步骤完成实验：
①闭合 S1，断开 S2，移动滑片，使电流表示数为 ；（写表达式，数值不用带单位符号）
②保持 ，断开 S1，闭合 S2，记下电流表的示数为 I，测得小灯泡的额定功率为 P额 ＝ 。（写表达式，数值不用带单位符号）
20．（2024九下·惠州开学考）有趣的磁和电：
（1）实验一的装置如图甲所示， 在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撤满铁屑， 通电 后轻敲硬纸板 磁体的磁场相似。在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据 小磁针静止时的指向，可以判定图中通电螺线管的 （选填“左”或“右”） 端 是它的 N 极。改变电流的 ，观察到小磁针的指向也发生了改变， 同时观察到铁屑的分布情况 （选填“改变”或“不变”） 。
（2）实验二装置如图乙所示，可以探究磁生电的条件。在磁场中悬挂一根导体 AB，把它的两端跟灵敏电流计连接起来， 灵敏电流计既能显示电路中有无电流、还能粗略地显 示电流的大小以及电流的 。该装置可看成是一个 （选填“电动机”或“发电机”）模型。下列操作，电路中能产生电流的是 （选填序号， 多选： ①蹄形磁体和导体 AB 都静止； ②蹄形磁体静止，导体 AB 左右运动；③导体 AB静止， 蹄形磁体左右运动）。
五、计算题（本大题 2 小题，共 13 分）
21．（2024九下·惠州开学考）如图所示， 搬运工人用滑轮组将取为540N的重物匀速提升3m，所用时间为20s，不计绳与滑轮间的摩擦。求：
（1）他所做的有用功；
（2）他所做的额外功；
（3）拉力的功率；
（4）滑轮组的机械效率。
22．（2024九下·惠州开学考）节能减排是当今社会的主题， 充分利用太阳能是当今社会发展的需要。太阳能热水器已经走进千家万户，如图所示是小明家的太阳能热水器。它在晴天利用太阳能集 热，则用标有“220V ，2000W”字样的电热管对水加热。该太阳能热水器的容积为0.12m3 ，求：[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃) ，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）该热水器电热管正常工作时的电阻；
（2）利用太阳能将满箱水的温度从 25℃加热到 75℃，水吸收的热量；
（3）与上述水吸收热量相当的电能可供“220V ，40W”的电灯正常工作时间。
六、综合能力题（本大题 3 小题，共 20 分）
23．（2024九下·惠州开学考）
（1）如图甲所示的电铃电路， 开关时，电磁铁产生磁性，吸引 （选填“螺钉A”或“衔铁B”），鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离， 电路断开， 鼓槌又被弹簧片弹回； B与 接触，又将电路接通，如此反复
（2）科学家猜测， A地海龟在春季是利用地磁场（如图乙）向地理南极返回出生地的 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（图丙中1为磁体N极 极），按科学家猜测，海龟应向 游动（选填“左”或“右”） 。
②地磁场在缓慢地变化。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，发现海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方 向 （选填“一致”或“不一致”）， 并与地理南北方向有一个夹角，这一现象符合最初的猜测。
24．（2024九下·惠州开学考）广东汕头市南澳风力发电场位于南澳东半岛果老山脉， 山巅有风车阵， 与蓝天大海（图甲）， 风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、 （可再生/不可再生）能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度 （选 填“大”或“小”）的复合材料制成，叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示 不同产生压强差，而受到向上的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机， 利用 原理， 实现机械能转化为 。
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息____。
A．只要有风， 机组就能产生电能
B．风速过大， 机组不会产生电能
C．风速越大， 机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内， 机组产生的电功率可能不变
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1s内获得的能量(×104J） 1 8 27 64
当风速为 5m/s 时， 这台风机工作 1s 所产生的电能可供 1 只“220V 100W ”电灯正常工作10s，该风机发电的效率是 。
25．（2024九下·惠州开学考）阅读短文， 回答问题。
月球太阳能电站
“嫦娥五号”的成功发射引起了人们对月球的科学兴趣。随着对月球了解的深入， 一些 科学家预言：月球必将成为人类未来的能源基地。按照一些科学家的设想，利用月球正 面太阳光充足、地域广阔的特点， 可克服在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点。 在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，如图甲所示，这样就解决了电能的输送问题。
我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。如图乙所示足太阳能电池板工作 原理的示意图、当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时， 会产生光电效应。从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为 1.5×104W，光电转化效率为 18%。
（1）太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳发出的巨大 能量来源于太阳内部的氢原子核发生的 （选填“核聚变”或“核裂变”）反应。
（2）月球太阳能电站相对于月球表面是 （选填“运动”或“静止”） 的。若 从月球发出的微波信号经1.28s到达地球 ， 则月球与地球间的距离约等于 m。（微波在真空和空气中的传播速度约为 3.0×105km/s）
（3）登月车太阳能电池工作时的能量转化情况：把太阳能转化为 能。
（4）在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板， 它的发电功率是 W。
（5）若月球电站的总发电功率为 6×109kW，利用微波传输电能的输电效率为80%。则地面接收站1h接收到的电能相当于完全燃烧 kg煤放出的热量。（煤的热值为 3.0×107J/kg）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】安全用电原则
【解析】【解答】解：A、生活中的水是导体，用湿手拨动空气开关易造成触电，A不符合题意；
B、电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故，B符合题意；
C、在未断开电源开关的情况下更换灯泡容易发生触电事故，C不符合题意；
D、为防止因为干路电流过大引起火灾，家庭电路中必须安装保险丝或空气开关，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】安全用电的原则是：①不接触低压带电体；②不靠近高压带电体.
在安装电路时，要把电能表接在干路上，保险丝应接在火线上（一根足够）；控制开关应串联在干路.
2．【答案】D
【知识点】能源及其分类；能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】A、LED灯的核心元件是由半导体材料制成的，故A错误。
B、风力发电将机械能转化为电能，故B错误。
C、风能、水能、地热能是可再生能源，核能不是可再生能源，故C错误。
D、煤气和电能都是二次能源，故D正确。
故选：D。
【分析】（1）LED灯的核心元件是由半导体材料制成的。
（2）风力发电将机械能转化为电能。
（3）能源从是否可再生角度划分：
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
（4）能源从产生方式角度划分：
一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源。例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。
二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源。例：电能、乙醇汽油、氢能、沼气。
3．【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系；热传递改变物体内能
【解析】【解答】A. 同一物体温度越高，内能越大，而热量是热传递过程中内能改变多少的量度，不能物体含有多少热量，A不符合题意；
B. 内能的大小与物质的种类、质量、体积、温度都有关系，只根据温度相同不能判断内能大小，B不符合题意；
C. 物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，如晶体熔化时吸热，但温度不变，C符合题意；
D. 热传递传递的是热量，而温度是状态量，表示物体的冷热程度，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的.物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大.物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小.
4．【答案】D
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】A、通过温度计示数变化，判断电流产生热量的多少，这种方法是转换法，故A错误。
B、右侧烧瓶温度计示数比左侧高，说明右侧电阻丝产生的热量多，又因两电阻丝串联，电流相等，且通电时间也相等，故根据可知，右侧电阻丝的阻值大，故B错误。
C、两电阻丝串联，故电流相等，故C错误。
D、该装置中电流和通电时间都相等，但两电阻丝的阻值不同，故可探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，故D正确。
故选：D。
【分析】（1）实验中将电阻丝产生的热量转换为温度计示数的变化，这种方法为转换法。
（2）右侧烧瓶温度计示数比左侧高，说明右侧电阻丝产生的热量多，根据分析电阻大小。
（3）串联电路中，电流处处相等。
（4）探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，需要让电路中的电流和通电时间相同。
5．【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】A、当闭合开关瞬间，电路中有迅速变化的电流，所以能产生电磁波，故A错误。
B、闭合开关后，小磁针发生偏转，这说明通电导线周围存在磁场，故B正确。
C、断开开关后，小磁针静止时，其N极指向地理北极附近，故C错误。
D、奥斯特实验说明通电导线的周围存在磁场，揭示了电可以生磁；发电机应用的是电磁感应原理，故D错误。
故选：B。
【分析】（1）明确电磁波产生的条件，知道变化的电场和变化的磁场周围会产生电磁波。
（2）通电导体周围存在磁场。
（3）地球本身就是一个大磁体；地磁场与条形磁铁的磁场相似；地磁的北极在地理的南极附近；地磁的南极在地理的北极附近。
（4）奥斯特实验说明通电导线的周围存在磁场，发电机应用的是电磁感应原理。
6．【答案】A
【知识点】电磁感应；产生感应电流的条件
【解析】【解答】A、只让导体ab在竖直方向上、下运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流计指针不会偏转，故A正确。
B、换用磁性更强的蹄形磁体，导线ab在磁场中静止，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流计指针不会偏转，故B错误。
C、让导体ab往斜向上或斜向下运动，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流计指针会偏转，故C错误。
D、根据电磁感应现象制成了发电机，故D错误。
故选：A。
【分析】解答本题要求知道产生感应电流的条件，电磁感应现象原理告诉我们，闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，会产生感应电流，由此可知产生电流的条件之一是导体做切割磁感线运动。且所产生的感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关。
7．【答案】D
【知识点】电功率；电功率的计算
【解析】【解答】图甲中灯泡和电阻并联，已知L和R的I-U图线分别为图乙中的A、B。
闭合开关S，要求总功率为4.8W，
因并联电路各支路两端的电压相等，根据图象可知，在电压为6V时，通过灯泡的电流IL=0.5A，通过电阻R的电流IR=0.3A，则干路中的电流：I=IL+IR=0.5A+0.3A=0.8A，
此时的总功率：P=UI=6V×0.8A=4.8W，满足题中的要求；
所以，电源电压为6V，则此时灯泡L的电压为6V，通过灯泡的电流IL=0.5A，故AB错误。
根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻：，故C错误。
此时灯泡的功率为：PL=UIL=6V×0.5A=3W，故D正确。
故选：D。
【分析】图中灯泡和电阻并联，根据图象信息和电路总功率确定电压、电流和电阻。
8．【答案】核聚变；不可再生；热机
【知识点】能源及其分类；核能；核聚变
【解析】【解答】（1）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能，“人造太阳”释放能量过程与太阳相同，故选核聚变。
（2）核能是一种不可再生能源。
（3）核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的，核电站中高温、高压蒸汽推动汽轮机做功，将内能转化为机械能，因此汽轮机属于热机。
故答案为：核聚变；不可再生；热机。
【分析】（1）核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应．太阳内部为核聚变。
（2）能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．装置化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。
（3）热机是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置。
9．【答案】2000W；4；电能
【知识点】电能表参数的理解；电功的计算；额定功率
【解析】【解答】“220V、2000W”字样，其中“220V”表示额定电压是220V；“2000W”表示额定功率是2000W；
正常工作2小时消耗电能：W Pt 2kW×2h 4kW·h，即4度。消耗的电能可用电能表来测量.
故答案为：2000W；4；电能.
【分析】由空调铭牌知其额定电压和额定功率；由W=Pt计算2小时消耗的电能；电能表是测量用电器消耗电能的仪器.
10．【答案】短路；变大
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】由题知，在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，即两输电线直接接通形成短路，电路中电流增大。
故答案为：短路；变大。
【分析】根据焦耳定律分析解答，当电阻、通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多，冰会吸热而熔化。
11．【答案】磁偏角；南；地磁
【知识点】地磁场
【解析】【解答】（1）地理南北极与地磁南北极之间不重合，存在磁偏角。
（2）磁针石就是一个小磁体，放在地磁场中静止时，由于受到地磁场的作用，磁针石的北极指向地磁场的南极，磁针石的南极指向地磁场的北极，也就是地球的南方。
故答案为：（1）磁偏角；（2）南；（2）地磁。
【分析】（1）地磁场的南极在地球的北极附近，地磁场的北极在地球的北极附近，地球的南北极与地磁场的南北极是不重合的。
（2）地球是个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；磁体周围的磁感线从北极出来，回到南极。
12．【答案】热传递；1.25×104；比热容较大
【知识点】比热容；热量的计算
【解析】【解答】（1）给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能。
（2）由图乙可知，牛奶升高的温度：Δt=40℃-20℃=20℃，则牛奶吸收的热量：
Q吸=c牛奶m牛奶Δt=2.5×103J/（kg ℃）×0.25kg×20℃=1.25×104J。
（2）因为水的比热容大，质量相同时升高相同的温度，吸收的热量多，故大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的，其中主要成分是水，就是利用了水的比热容大的特点。
故答案为：热传递；1.25×104；比热容较大。
【分析】（1）改变内能的方法：一是做功，二是热传递，物体放出热量、内能减少、温度降低。
（2）知道牛奶的质量、比热容，求出温度升高值，利用吸热公式Q吸=cmΔt求牛奶吸收的热量。
（3）水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多；吸收或放出相同的热量时，温度变化较小，因此常用来做冷却剂、取暖剂等。
13．【答案】亮；40.3；3：1
【知识点】电功率；电功率的计算
【解析】【解答】（1）由图可知，单独闭合S1时，灯丝的电阻为R1=1200Ω；单独闭合S2时，灯丝的电阻为R2=2400Ω；
因电源的电压不变，且R1＜R2，
所以，由可知，单独闭合S1时，灯泡的实际功率较大，此时灯泡较亮，即单独闭合S1比单独闭合S2时亮；
单独闭合S1时，灯泡的实际功率为：。
（2）两开关都闭合时，两灯丝并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，灯泡最亮，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，此时电路中的总电阻：，
单独闭合S2时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，灯泡最暗，
则灯最亮时和灯最暗时的电功率之比：。
故答案为：亮；40.3；3：1。
【分析】（1）由图可知单独闭合S1和单独闭合S2时电路中的电阻，根据比较两种情况灯泡的实际功率关系，实际功率大的较亮；
利用求出此时单独闭合S1时灯泡的实际功率。
（2）两开关都闭合时两灯丝均工作，由并联电路中总电阻小于任何一个分电阻可知，此时电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，灯泡最亮，根据电阻的并联求出电路中的总电阻；单独闭合S2时电路的总电阻最大，灯泡的电功率最小，灯泡最暗，根据出两种情况下的电功率之比。
14．【答案】5.5；700
【知识点】额定功率；实际功率
【解析】【解答】（1）电热水壶正常工作时的电压U=220V，功率P=1200W，由P=UI可得这个电热水壶正常工作时的电流：。
（2）一壶水的质量：m=ρv=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，在1标准大气压下，水的沸点为100℃，
Δt=100℃-10℃=90℃，
一满壶10℃的水烧开需要吸收热量：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×90℃=7.56×105J，
由题知，Q吸=W电×90%=Pt×90%，
需要时间：。
故答案为：5.5；700。
【分析】（1）知道电热水壶正常工作，实际功率等于额定功率，利用P=UI可求出通过电路中的电流。
（2）在1标准大气压下，水的沸点为100℃，知道水的初温、水的比热容、水的质量，利用吸热公式求烧开这壶水需吸收的热量，再根据Q吸=W电×90%=Pt×90%求需要的加热时间。
15．【答案】
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】（1）螺线管的下端为N极，根据磁极间作用规律可知，靠近螺线管下端的小磁针的下端为S极，上端为N极。
（2）利用螺线管线圈的绕向和N、S极，结合右手螺旋定则可以确定线圈中电流的方向是从螺线管的上端流入，下端流出，从而可以确定电源的上端为正极，下端为负极。答案如图所示。
【分析】①利用螺线管的N、S极，结合磁极间作用规律，确定小磁针的N、S极。
②利用螺线管的N、S极，和线圈绕向，根据右手螺旋定则可以确定线圈中电流方向，进一步确定电源的正负极。
16．【答案】
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】（1）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。
（2）安装安全用电原则，上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线。如图所示：
【分析】（1）灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。
（2）三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。
17．【答案】
【知识点】变阻器；滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】旋钮P顺时针旋转时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变时，电阻变小，一定连入了接线柱A，如果把A、C连在电路中，电位器相当于定值电阻，不符合题意。所以把A、B连入电路。故答案为：
【分析】顺时针转动旋钮P可使灯泡亮度增加，电流变大，电阻变小，连入电路的部分应该是PA段，据此确定连接的位置。
18．【答案】（1）B
（2）AB间的电阻丝断了
（3）0.4
（4）右；保持定值电阻两端电压一定
（5）BD
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处的B端。
（2）小宇同学首先将M、N分别与A、B两端相连，闭合开关后，发现电流表无示数，电路可能断路，电压表示数很大，则电压表与电源连通，故则电路故障可能是AB间的电阻丝断了。
（3）排除故障后，再次闭合开关，电表示数正常，调节滑片P，使电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电路电流为0.4A。
（4）断开开关后，将N端改接C端，即定值电阻R由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，根据串联分压原理可知，其分得的电压增大。
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，目的是：保持定值电阻两端电压一定。
（5）因5Ω+15Ω=20Ω，为了完成实验目标，根据串联电阻的规律，只需将M、N端分别连接BD两端也可以产生等效于20Ω的定值电阻，重复之前步骤就可以完成实验。
故答案为：（1）B； （2）AB间的电阻丝断了；（3）0.4；（4）右；保持定值电阻两端电压一定；（5）BD。
【分析】（1）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了。
（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数。
（4）断开开关后，将N端改接C端，定值电阻增大，根据串联分压原理可知，其分得的电压增大。
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。
（5）根据串联电阻的规律分析回答。
19．【答案】（1）0.5；10
（2）；滑片位置不变；
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】（1）根据题意可知，灯泡正常发光时的电压为2.5V，由乙图可知，灯泡的额定电流I=0.2A，
则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
由图乙可知，当加在小灯泡两端的电压U'=1.5V时，通过小灯泡的电流I'=0.15A，
由可知，此时灯泡的电阻：。
（2）①由图丙可知，闭合S1，断开S2，小灯泡L与定值电阻R并联后与滑动变阻器串联，电流表测量通过定值电阻的电流。
移动滑片，使电流表示数为，此时电阻两端电压为2.5V，根据并联电路的电压特点可知，此时小灯泡正常发光。
②断开S1，闭合S2，小灯泡L与定值电阻R并联后与滑动变阻器串联，电流表测量小灯泡和定值电阻R的电流之和，保持滑片位置不变，则通过小灯泡和定值电阻R的电流不变。
记下电流表的示数为I，由并联电路电流规律可知，通过灯泡的电流为：，
则小灯泡的额定功率为：。
故答案为：（1）0.5；10；（2）①；②滑片位置不变；。
【分析】（1）额定电压下灯泡正常发光，根据图象得出灯泡的额定电流，根据P=UI求出额定功率，再根据图象得出当加在小灯泡两端的电压为1.5V时通过的电流，利用欧姆定律求出小灯泡的电阻。
（2）要测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，根据定值电阻的阻值和电流求出两端的电压，即为灯泡两端的电压，再根据并联电路的电流规律求出通过灯泡的电流，从而根据P=UI得出小灯泡的电功率的表达式。
20．【答案】（1）条形；右；方向；不变
（2）方向；发电机；②③
【知识点】产生感应电流的条件；探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】（1）在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬纸板，硬板上的铁屑会排列一定的形状，这说明通电螺线管外的磁场与条形磁体的磁场相似；在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端是它的N极；改变电流方向，观察到小磁针的指向也发生了改变，即磁场的方向发生了变化，但铁屑的分布情况不会改变。
（2）实验中，用灵敏电流计可以显示电路中有无电流，通过指针的偏转方向可以判定电流的方向的改变；这是发电机的装置。①蹄形磁体和导体AB都静止，导体没有做切割磁感线的运动，不会产生感应电流。
②蹄形磁体静止，导体AB左右运动，导体做切割磁感线的运动，会产生感应电流。
③导体AB静止，蹄形磁体左右运动，导体做切割磁感线的运动，会产生感应电流。
故选②③。
故答案为：（1）条形；右；方向；不变；（2）方向；发电机；②③。
【分析】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；由小磁针的指向，根据磁极间的相互作用可知螺线管的磁极；通电螺线管磁场的方向与电流的方向、线圈的绕法有关。
（2）灵敏电流计可以显示电流的方向；产生感应电流的条件：闭合回路中的部分导体做切割磁感线的运动。
21．【答案】（1）解： 拉力做的有用功：W有用＝Gh＝540N×3m＝1620J；
答：他所做的有用功为1620J；
（2）解： 由图知， n＝3，
拉力做的总功：W总＝Fs ＝200N×7m ＝1800J，
拉力做得额外功：W额＝W总﹣W有用 ＝1800J﹣1620J ＝180J；
答：他所做的额外功为180J；
（3）解：拉力的功率：；
答：拉力的功率为 90W；
（4）解： 滑轮组的机械效率：
答：滑轮组的机械效率为 90%。
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）知道提升物体的重力、提升的高度，利用W=Gh求拉力做的有用功。
（2）由图知，n=3，拉力端移动的距离s=nh，利用W=Fs求拉力做的总功，拉力做的额外功等于总功减去有用功。
（3）利用求拉力的功率。
（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功的比值。
22．【答案】（1）解： 由可得热水器电热管正常工作时的电阻为：
答：该热水器电热管正常工作时的电阻是 24.2Ω；
（2）解： 由 可得热水器满箱水的质量为： m=ρ水V ＝1.0×103kg/m3 ×0.12m3 ＝120kg；
水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt ＝4.2×103J/（kg ℃)×120kg×（75℃﹣25℃)=2.52×107J。
答：利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃，水吸收的热量是2.52×107J；
（3）解： 由题知水吸收热量相当的电能， W＝Q吸，
水吸收热量相当的电能可供“220V 40W”的电灯正常工作的时间：
答：这些电能可供“220V 40W”的电灯正常工作 175h。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】（1）知道电热管的额定电压和额定功率，利用求该热水器电热管正常工作时的电阻。
（2）已知热水器的容积和水的密度，利用m=ρV可以得到水的质量；又知道水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量。
（4）由题知水吸收热量相当的电能，W=Q吸，再利用求这些电能可供“220V 40W”的电灯正常工作多长时间。
23．【答案】（1）闭合；衔铁B；螺钉A
（2）S；左；一致
【知识点】地磁场；电磁铁的其他应用
【解析】【解答】（1）闭合开关，电磁铁产生磁场，吸引衔铁B，鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离，电路断开，电磁铁失去磁性，鼓槌又被弹簧片弹回，B与螺钉A接触，又将电路接通，如此反复，电铃持续发声。
（2）①由“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”可知，科学家的猜想是正确的。电磁南极在地理北极附近，地磁北极在地里南极附近。依据科学家的猜想，A地海龟在春季向地理南极返回出生地，实际上是向着地磁北极（N）前进。根据右手螺旋定则，图丙中左侧电磁铁的右端为N极，右侧电磁铁的左端为S极。由分析可知海龟会向着N极前进，所以海龟在模拟地磁场中会向左游动。
②海龟是向着N极前进的，即使地磁场的方向改变，海龟仍会向着N极移动，所以海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致。
故答案为：（1）闭合；衔铁B；螺钉A；（2）①S；左。②一致。
【分析】（1）电铃是利用电流的磁效应来工作的，据此分析。
（2）地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
24．【答案】（1）可再生
（2）大；流速
（3）电磁感应；电能
（4）A；D
（5）10%
【知识点】科学探索
【解析】【解答】（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、可再生的能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料成，叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面流速不同产生压强差，而受到向上的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用电磁感应原理，实现机械能转化为电能。
（4）根据题图可知：AD正确，BC错误，故选：AD。
（5）当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的能量为：E=1×104J。
“220V 100W”电灯正常工作10s，消耗的电能为：W=Pt=100W×10s=1000J。
风机发电的效率为：。
故答案为：（1）可再生；（2）大；流速；（3）电磁感应；电能；（4）AD；（5）10%。
【分析】（1）能源从是否可再生角度划分：
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
（2）叶片是由密度小、硬度大的复合材料制成的。在流体中，流速越大的位置，压强越小。
（3）风力发电机是利用电磁感应将机械能转化为电能的。
（4）根据图像分析，得出结论。
（5）根据表格中的数据计算出获得的能量，再利用电功和效率公式计算风机发电的效率。
25．【答案】（1）可再生；核聚变
（2）静止；3.84×108
（3）电
（4）5.4×103
（5）5.76×108
【知识点】太阳能及其利用与转化；太阳能的相关计算
【解析】【解答】（1）太阳能属于可再生能源；太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能。
（2）太阳能电站建在地球同步轨道上，太阳能电站的转动和地球的转动是同步的，地球怎么转电站也怎么转，所以它相对地球的位置没有发生变化，处于相对静止。
光在空气中速度为3×108m/s，则月球与地球间的距离s=vt=3×108m/s×1.28s=3.84×108m。
（3）在太阳光照射下，太阳能电池将太阳能转化为电能。
（4）已知太阳光照射到电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，此电池板的面积为S=2m2，光电转化率η=18%，
则此电池板辐射功率为：
P辐=1.5×104W×2m2=3×104W，
它的发电功率为：
P电=P辐η=3×104W×18%=5.4×103W。
（5）月球电站的发电能力为：
P=6×109kW=6×1012W，
则1h月球电站产生电能为：
W=Pt=6×1012W×3600S=2.16×1016J，
输电效率可达80%，一小时输送的电能为：
W'=Wη'=2.16×1016J×80%=1.728×1016J，
煤放出的热量为：
Q=W'=1.728×1016J，
则需要煤的质量为：。
故答案为：（1）可再生；核聚变；（2）静止；3.84×108；（3）电；（4）5.4×103；（5）5.76×108。
【分析】（1）可再生能源是能在短时间内形成的能源，可再生资源特点是取之不尽用之不竭；核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应。太阳内部为核聚变。
（2）运动和静止是相对的。判断一个物体的运动状态，关键是看被研究的物体与所选的标准，即参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止。
知道月球与地球间的微波的传播速度和时间根据公式v=st计算，即可知道月球与地球间的距离。
（3）能量转化的题目必定有一种能量减少，另一种能量增加；分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。
（4）利用辐射功率进行计算。
（5）利用燃料燃烧时的计算公式Q放=qm的变形公式进行计算。
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