2025沪科版九年级物理全一册单元测试卷（有解析）--第十八章 电能从哪里来

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2025沪科版九年级物理全一册
第十八章　电能从哪里来
一、填空题(每空2分,作图2分,共22分)
1.1831年,英国物理学家　　　　首次发现了电磁感应现象,根据这一发现,后来发明了发电机.
2.我国供生产和生活用的交变电流的频率是　　　　Hz.
3.小明将铜片、锌片插入土豆中制成土豆电池,如图所示,闭合开关S,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.
4.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,从而储存为化学能.
5.为了防止考试作弊,监考人员利用手持式金属探测器对考生进行检查,如图所示.当探测器靠近金属物体时,在金属物体中就会产生感应电流,探测器发出警报,金属探测器的工作原理与　　　　(选填“电动机”或“发电机”)的原理相同.
　　　
6.从发电站到用电地区,通常都有一段相当长的距离.为减少远距离输电中的电能损失,可采用　　　　输电.输电线都架得很高,为了防止　　　　　　(选填“电弧触电”或“跨步电压触电”).
7.如图所示,将较长软电线的两端与灵敏电流计的两接线柱连接起来,两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线,使电线切割地磁场的磁感线.若灵敏电流计的指针发生偏转,则可以断定两同学站立在地面上的　　　　(选填“东西”或“南北”)方向.
8.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,当导线以图甲所示方向运动时,电路中可产生感应电流,若想改变电路中感应电流的方向,你有什么方法 请在图乙中画出来,并标出磁体的N、S极位置.
9.如图,阴影区域有垂直于纸面的磁场,一封闭铜质圆形线框用细线悬挂,由左侧静止释放,线框以O点为圆心向下做圆弧运动,线框刚进入磁场时,其产生的感应电流方向和受到磁场力的方向如图所示,请画出线框离开磁场的过程中,感应电流方向与受磁场力的方向.
10.如图所示,弹簧测力计下挂一个重力为G的软铁块,软铁块下方有一带铁芯的螺线管,螺线管两端导线与金属导轨ab、cd相连,两个金属导轨之间有垂直纸面向里的磁场,导体棒ef放在导轨上,各触点接触良好.当导体棒ef向右滑动时,弹簧测力计的示数与导体棒运动前相比如何变化,请说明理由:　.
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
11.下列说法中正确的是 (　　)
A.用新材料制成的电源都是“绿色”电源
B.硅光电池能够把太阳能直接转化成电能,而且不会造成污染
C.锂电池是“绿色”能源,使用它不会对环境造成任何危害
D.铅蓄电池是一次性电源,而且它对环境的危害比化学电池还大
12.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
13.2023年深圳马拉松比赛中采用感应芯片计时,芯片里的线圈一旦有电流通过,就会激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息.正确佩戴芯片的参赛者,通过起点和终点设置的有磁场地带,芯片就会计时.与此工作原理相同的装置是 (　　)
A B C D
14.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
15.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
16.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
17.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.下列说法正确的是 (　　)
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、实验题(第18小题8分,第19小题10分,共18分)
18.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
19.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 　　　　　,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(第20小题5分,第21小题5分,第22小题6分,共16分)
20.阅读短文,回答问题.
　　如图所示,白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县交界处的金沙江干流之上,总装机容量1 600万千瓦,居全球第二.预计2022年7月实现全部机组发电.建成后,白鹤滩水电站年均发电量可达6×1010千瓦时,在同等满足电力系统用电需求的情况下,水电站每年可节约标准煤约2×107吨,减少排放二氧化碳约5 160万吨,对我国碳达峰、碳中和目标实现,对促进西部开发,实现“西电东送”都具有深远的意义.
(1)水电站中的发电机组是将　　　　能转化为　　　　能的装置,它是利用　　　　原理工作的.
(2)火力发电站使用热值为2.9×107 J/kg的标准煤,估算其发电效率为　　　　.
(3)大坝修建成拱形,且向上游凸出,这样设计的目的是　 .
第十八章　电能从哪里来
11 12 13 14 15 16 17
B B D B C C B
1.法拉第
2.50
3.化学
【解析】题图所示的工作过程中,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.
4.电
5.发电机　
【解析】金属探测器的工作原理是将线圈靠近金属物体时,产生了感应电流,这是电磁感应现象,发电机是根据电磁感应原理工作的.
6.高压　电弧触电
【解析】用高压输电,可以减小输电线中的电流,减少电能在线路中的损耗,也是我们现在采用的输电方式.高压触电常见的两种类型是高压电弧触电和跨步电压触电.高压电弧触电:人靠近高压带电体到一定距离时,高压带电体和人之间发生放电现象.跨步电压触电:高压输电线落在地面上,则地面上以电线落点为圆心的各个同心圆之间有电压存在,当人在地面上两个不同半径的同心圆间跨步时,将造成跨步电压触电.为了防止高压电弧触电,高压线都架得很高.
7.东西
【解析】因为地球是一个巨大的磁体,在地球周围存在着磁场,且地球外部的磁感线是沿南北方向的,所以两同学手持电线分别站在地面上的东西方向,像摇动跳绳一样在空中不停地摇动电线,此时电线做切割磁感线运动,故会产生感应电流,能使灵敏电流计的指针发生偏转.
8.如图所示.
【解析】如题图甲,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,若a向下做切割磁感线运动,会产生感应电流;若想改变a中的感应电流方向,可以改变磁场方向,即保持导体切割磁感线方向不变,对调N、S极,也可以保持磁场方向不变,改变导体a切割磁感线方向.
9.如图所示.
【解析】根据题意可知,线框以O点为圆心向下做圆弧运动,线框刚进入磁场时,线框右侧部分产生的感应电流方向为沿线框向上,受到磁场力的方向水平向左;线框离开磁场的过程中,线框左侧部分切割磁感线的方向不变,因磁场方向不变,故线框左侧部分中的感应电流也是沿线圈向上;磁场方向不变,所以铜质圆形线框左侧部分受到的磁场力的方向保持不变,即线框离开磁场的过程中受磁场力的方向水平向左.
10.弹簧测力计示数变大.导体棒ef运动之前,测力计示数等于软铁块重力的大小;导体棒ef向右运动时,做切割磁感线运动,导轨中产生感应电流,螺线管具有磁性,吸引软铁块,测力计的示数等于软铁块的重力与螺线管对它的吸引力之和,测力计示数变大
11.B　绿色电源是指环保的,并非是用新材料制成的电源,故A错误;硅光电池是一种直接把光能转化成电能的半导体器件,不会污染环境,故B正确;锂电池与镍镉电池相比,大大减少了对环境的污染,但仍有污染,对环境有危害,故C错误;铅蓄电池可以充电、放电,能多次使用,故D错误.
12.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.
13.D　当参赛者通过起点和终点设置的有磁场地带时,芯片里的线圈做切割磁感线运动,线圈中就会产生感应电流,是电磁感应现象,故选D.
14.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.
15.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.
16.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.
17.B　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错误.
18.(1)线圈转速　线圈转向　(2)电流　(3)A
19.(1)不对　丙　(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)
20.(每空1分)(1)机械　电　电磁感应　(2)37.2%　(3)增强大坝抵抗水压的能力
【解析】(1)水电站中的发电机组是把水的机械能转化为电能的装置,它是利用电磁感应原理工作的.(2)质量为2×107 t的标准煤燃烧后释放的热量Q=mq=2×107×103 kg×2.9×107 J/kg=5.8×1017 J,发电效率η==≈37.2%.(3)大坝修建成拱形,且向上游凸出,可以增强大坝抵抗水压的能力.
21.(1)AC (1分)
(2)电磁感应 (1分)
(3)发电机一天的发电量W=Pt=6×103 kW×10 h=6×104 kW·h(2分)
一天处理垃圾的质量m= t=300 t (1分)
22.(1)I1====300 A (1分)
P损=R=(300 A)2×0.1 Ω=9 000 W=9 kW (1分)
(2)I2===10 A (1分)
P损'=R=(10 A)2×0.1 Ω=10 W (1分)
(3)用高压输电,损耗较少.
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