阶段综合评价卷(三) 电、磁、能源、材料专练
(满分：100分)
一、单项选择题(本题包括14个小题；每小题2分，共28分。每小题只有一个选项符合题意，错选、多选或不选均得0分)
1．2024年2月29日，在我国西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将互联网高轨卫星01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星在向地面传递信息时主要依靠( )
[A]超声波 [B]次声波
[C]电磁波 [D]光导纤维
2．下列做法中符合安全用电原则的是( )
[A]有金属外壳的大功率用电器必须使用三脚插头
[B]使用试电笔时，手必须接触笔尖金属部分
[C]低于220 V的电压对人体来说都是安全的
[D]家住楼房可以将电动车停放在楼道内进行充电
3．为保证中考试卷的安全，封存试卷的保密室大门由电动机控制，钥匙相当于开关。主考持有钥匙S1，两位副主考分别持有钥匙S2和S3。主考无法单独打开大门，两位副主考也无法打开大门，只有主考和任意一位副主考同时插入钥匙，闸门才能打开。下列选项中的电路设计符合要求的是( )
[A] [B]
[C] [D]
4．下列关于电与磁的说法错误的是( )
[A]图甲：磁场是真实存在的，小磁针的北极指向地理的南极
[B]图乙：P向左移能吸引更多铁钉
[C]图丙：只对调磁极，线圈的转动方向会发生改变
[D]图丁：闭合开关，导体ab竖直向上运动，电流表指针不发生偏转
5．操纵无人机飞行需要用到“调速”手柄，这个装置用的时间长了，上面会聚集大量的灰尘使电路接触不良，这说明灰尘属于( )
[A]导体 [B]半导体
[C]绝缘体 [D]超导体
6．把用餐巾纸摩擦过的塑料吸管放在支架上，吸管能在水平面自由转动。如图所示，用带负电的橡胶棒靠近吸管A端，A端会远离橡胶棒，实验中( )
[A]吸管A端与橡胶棒带异种电荷
[B]和吸管摩擦过的餐巾纸不带电
[C]吸管因得到电子而带负电
[D]吸管因失去电子而带正电
7．如图所示是可调亮度的台灯中用于调节亮度的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
[A]电位器应该和灯泡并联接入电路中
[B]若将b、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，灯变亮
[C]若将a、b接入电路中，逆时针转动旋钮时，灯变暗
[D]电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变阻值大小的
8．如图所示的家庭电路中，开关S闭合后，灯泡不能发光，用试电笔检测插座的两孔，氖管均发光，故障原因可能是( )
[A]灯泡断路
[B]进户线火线断路
[C]进户线零线断路
[D]插座短路
9．如图所示是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为95 ℃。下列说法错误的是( )
[A]电路工作时电磁铁上端为S极
[B]报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
[C]温度达到95 ℃时，报警器中的红灯亮同时铃响
[D]报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点
10．如图所示电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自a向b移动的过程中，下列说法正确的是( )
[A]电压表V1的示数不变
[B]电流表A的示数变小
[C]电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
[D]电路消耗的总功率变小
11．(2023·枣庄)关于能源、信息、新材料和航天，下列说法正确的是( )
[A]核能和地热能都是可再生能源
[B]核潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力的
[C]弯曲的光导纤维也能传输信息，说明光可以沿曲线传播
[D]中国航天员王亚平进行“天宫课堂”授课时，依靠电磁波与地面之间进行信息传递
12．(2024·枣庄一模)下列说法正确的是( )
[A]手机用“WiFi”上网和手机电话通信都是利用了电磁波传递信息
[B]核电站利用核能发电，核心设备反应堆中的裂变也称为热核反应
[C]太阳能和核能均属于不可再生能源
[D]持续恒定的电流能够产生电磁波
13．如图所示的一种太阳能背包，包的前面有一个太阳能电池板，它可以给包里的蓄电池充电，蓄电池又可以给手机、小风扇等充电。下列说法错误的是( )
[A]太阳能电池板可以将太阳能转化为电能
[B]太阳能电池板给蓄电池充电时，将电能转化为化学能
[C]蓄电池给手机充电时，将内能转化为电能
[D]小风扇工作时，将电能转化为机械能
14．小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是( )
[A]电能表的额定功率为2 500 W
[B]电能表允许通过的最大电流为5 A
[C]拍照片时，小明家已消耗的电能为 9 316 kW·h
[D]当转盘转过25圈，消耗电能3.6×104 J
二、填空题(本题包括5个小题；每空1分，共10分)
15．可燃冰是一种绿色清洁能源。可燃冰属于________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。在北方山地区域，风力发电机随处可见，电能属于________(选填“一次”或“二次”)能源。
16．如图是我国早期的指南针——司南。“柢”是长柄，它永远指南方，是因为受到________的作用，“柢”相当于磁体的________极。
17．当电路中________(选填“电流”或“电阻”)过大时，空气开关自动断开，切断电路，俗称“跳闸”。生活中常用________区分火线与零线。
18．如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。若探究电流通过导体产生热量与电流的关系，实验应选择 ________(选填“甲”或“乙”)装置。如果甲装置中通过5 Ω电阻丝的电流为0.3 A，则甲装置中10 Ω电阻丝在1 min内产生的热量是 ________J。
19．如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电 ________kW·h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3 min，电能表指示灯闪烁了32次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 ________kW·h。
四、作图题(本题包括2个小题；每小题2分，共4分)
20．(2分)如图所示为一款家用抽油烟机的简化电路。两盏照明灯均标有“220 V 40 W”字样，只闭合S1时，只有电动机工作；同时闭合S1、S2时，两盏灯正常亮且电动机工作；当只闭合S2时，电动机与灯都不工作。请你将图中的电路补充完整。
21．(2分)如图所示，请根据图中信息标出电源的正极，用箭头标出A点磁感线的方向。
五、实验探究题(本题包括3个小题，共28分)
22．(8分)如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。
(1)实验时通过观察________________来判断电路中是否产生感应电流；
(2)让蹄形磁体静止，当导体AB在磁场中 ________(选填“左右”或“上下”)运动时，电路中会产生感应电流；
(3)保持导体AB运动情况不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 ________的关系；
(4)如果将灵敏电流计换成电源，可以观察磁场对 ________的作用。
23．(10分)物理研究小组用图甲所示电路测量额定电压为 2.5 V 小灯泡的额定功率。
(1)物理研究小组在连接好电路后闭合开关，小灯泡不发光，电压表有示数，电流表无示数。进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好。电路可能的故障是________(假设电路只有一处故障)；
(2)物理研究小组在正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是________；
[A]更换小灯泡
[B]检查电路是否断路
[C]向左移动滑动变阻器滑片
[D]向右移动滑动变阻器滑片
(3)闭合开关S后，电压表示数如图乙所示，此时为________V，要使小灯泡正常发光，则滑动变阻器的滑片P应向________(选填“A”或“B”)移动；
(4)移动滑动变阻器的滑片P，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，此时通过小灯泡的电流为________A。该小灯泡的额定功率为________W。
24．(10分)某实验小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，电源电压恒为3 V，待测小灯泡的额定电压为2.5 V，小红连接的部分电路如图甲所示，有3个滑动变阻器(铭牌上分别标有“5 Ω 3 A”、“20 Ω
2 A”、“60 Ω 1.5 A”字样)可供选择。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮。
(2)闭合开关发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表示数接近3 V，若电路中只有一处有故障，则故障可能是____________。
(3)排除故障后，闭合开关后通过调节滑动变阻器获得了多组数据，小红根据实验数据绘制了小灯泡的I-U图象，如图丙中的图线a所示，观察图象，发现AB部分为线段，BC部分为曲线，为便于分析，将线段AB延长作出图线b。
①某次实验电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，小红应向________(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片P，直至小灯泡正常工作；
②小灯泡正常工作时的电阻为________Ω；
③根据图丙中B点对应的电压和电流值，计算小灯泡此时的电阻为________Ω，实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有__________字样；
④比较a、b两图线，发现两图线间的距离随着电压的增大而增大，说明__________________。
六、计算题(本题包括3个小题，共30分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的题，计算中必须写出数值和单位)
25．(10分)一款体重秤的简易电路如图甲所示，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随其所受压力大小的变化关系如图乙所示。已知电源电压为6 V保持不变。体重为600 N的小帆站在体重秤上时，电压表示数为1.5 V，通过计算回答，此时：
(1)电路中的电流多大？
(2)R0的阻值是多少？
(3)整个电路的电功率是多少？
26．(10分)如表所示是某款电养生壶铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 1 100 W
容量 1 L
(1)电养生壶正常工作的电阻；
(2)在标准大气压下，将初温是20 ℃的一壶水烧开需要吸收的热量为多少[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)若电养生壶的电阻不变，当实际电压为110 V时，它的实际功率。
27．(10分)如图所示，电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R1＝20 Ω，灯L标有“6 V 3 W”字样。电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～15 V。求：
(1)灯泡L的电阻为多少？
(2)将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，电压表的示数为6 V，电流表的示数为0.4 A，滑动变阻器R2的最大阻值为多少？
(3)在确保电路安全的情况下，电路消耗的最小功率与最大电功率之比为多少？(不考虑电路中无电流通过的情况)。阶段综合评价卷(三)
1．C 2．A 3．A 4．A 5．C 6．C 7．B 8．C 9．A 10．C
11．D [核能的核燃料是不可再生能源，故A错误；核潜艇是利用原子核发生裂变来获取动力的，故B错误；弯曲的光导纤维也能传输信息，是因为光发生了反射，故C错误；电磁波可以在真空中传播，所以太空站和地面之间的信息传递是通过电磁波完成的，故D正确。]
12．A [电磁波可以传递信息且电磁波的传播不需要介质，所以手机用“WiFi”上网和手机电话通信都是利用了电磁波传递信息，故A正确；核电站利用核能发电，利用的是核裂变释放的核能，热核反应指的是核聚变，故B错误；太阳能可以不断地从自然界中得到补充，所以属于可再生能源，核能的原料不能不断地从自然界中得到补充，所以属于不可再生能源，故C错误；变化的电场会产生磁场即变化的电流会产生磁场，变化的磁场则会产生电场，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，故D错误。故选A。]
13．C [太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意；太阳能电池板给蓄电池充电时，电能转化为电池的化学能储存起来，故B正确，不符合题意；蓄电池给手机充电时，将化学能转化为电能，故C错误，符合题意；小风扇工作时，电机带动扇叶旋转，将电能转化为机械能，故D正确，不符合题意。故选C。]
14．D [电能表工作时不消耗电能，没有额定功率，故A错误；电能表的标定电流为5 A，10 A是电能表允许通过的最大电流，故B错误；电能表的读为931.6 kW·h，故C错误；当转盘转过25圈，消耗电能为W＝＝ kW·h＝3.6×104 J，故D正确。故选D。]
15．解析：可燃冰一旦消耗，很难在短时间内从自然界中得到补充，因而是不可再生能源；电能需要将风能转化为机械能，机械能再转化为电能，故是二次能源。
答案：不可再生 二次
16．解析：由于地球周围存在着地磁场，且地磁场的两极与地理的两极相反，所以受地磁场的作用，司南的“柢”永远指向南方，这也说明，“柢”相当于磁体的南极。
答案：地磁场 南
17．解析：空气开关的作用主要是防止电路中电流过大引发电路损坏或火灾，所以当电路中电流过大时，空气开关自动断开，切断电路。生活中常用试电笔区分火线和零线。
答案：电流 试电笔
18．解析：乙图中右侧容器的电阻与容器外的电阻并联，再与左侧容器中的电阻串联，则通过左右两侧容器中的电阻的电流不同，而两侧容器的电阻阻值和通电时间相同，因此乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；在串联电路中电流处处相等，通过10 Ω电阻的电流等于通过5 Ω电阻的电流，则10 Ω电阻丝在1 min内产生的热量Q＝I2Rt＝(0.3 A)2×10 Ω×60 s＝54 J。
答案：乙 54
19．解析：该表盘上显示数字为55 467，因为最后一位是小数、单位是kW·h，所以显示已用电5 546.7 kW·h；1 600 imp/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的电能，指示灯闪烁1 600次，指示灯闪烁32次，则该用电器消耗的电能W＝ kW·h＝0.02 kW·h。
答案：5 546.7 0.02
20．解析：经分析可知，照明灯和电动机并联，开关S1控制干路，开关S2控制两灯泡，且两灯泡并联。
答案：如图所示
21．解析：根据磁感线的形状可知，两者相互排斥，是同名磁极，则通电螺线管的右端为N极，由安培定则可知电流从电源左端流出，右端流入，故电源左端为正极，右端为负极。
答案：如图所示
22．解析：(1)实验时通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流，如果电流计的指针发生偏转，说明电路中有感应电流。
(2)让蹄形磁体静止，当导体AB在磁场中左右运动时，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流。
(3)保持导体AB运动情况不变，仅将磁体N、S极对调，导体切割磁感线的方向不变，改变磁场的方向，是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。
(4)如果将灵敏电流计换成电源，闭合开关，导体AB中有电流通过，可以观察磁场对通电导线的作用。
答案：(1)灵敏电流计指针是否偏转 (2)左右 (3)磁场方向 (4)通电导线
23．解析：(1)电路为灯泡和滑动变阻器组成的串联电路，电流表测量串联电路的电流，电压表测量灯泡两端的电压，当电流表无示数时，说明电路为断路，电压表有示数说明电路从电压表两端到电源两极是通路，则断路故障出现在电压表的并联部分，由于灯泡与电压表并联，故电路可能的故障是灯泡断路。
(2)在正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，但电路中的电阻较大导致电流较小；由题图甲中滑动变阻器的连接方式知向左移动滑动变阻器滑片可以使电路中的电阻减小，从而让电路中的电流变大，灯泡变亮，故C正确。
(3)由题图乙知电压表接入的量程为0～3 V，分度值为0.1 V，指针位置在2 V刻度线处，故此时电压为2 V，要使小灯泡正常发光，需要提高灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律知在电源电压不变时要减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理知要减小滑动变阻器接入电路的电阻，由题图甲中滑动变阻器的连接方式知其滑片要向A端移动。
(4)由题图丙知电流表接入的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，指针位置在0.3 A刻度线处，故此时电流为0.3 A；该小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5×0.3 A＝0.75 W。
答案：(1)灯泡断路 (2)C (3)2 A (4)0.3 0.75
24．解析：(1)根据滑动变阻器滑片P向右端滑动时小灯泡变亮，可知电路的电流变大，电阻变小，所以选择滑动变阻器的右下接线柱与灯泡串联，如图所示。
(2)闭合开关发现小灯泡不亮、电流表无示数，说明可能电路断路，电压表的示数接近电源电压，则电压表与电源连通，说明与电压表并联部分断路，即灯泡断路。
(3)①如题图乙所示，电压表示数为2 V，要使小灯泡正常发光，达到额定电压2.5 V，根据串联电路分压规律，滑动变阻器分得的电压就要减小，故接入阻值就要变小，所以滑动变阻器滑片应向右移动。
②由题图丙可知灯泡两端电压为UL＝2.5 V时，通过的电流为IL＝0.25 A，则小灯泡正常工作时的电阻为RL＝＝＝10 Ω。
③由题图丙可知当灯泡两端电压为UL′＝0.25 V时，通过的电流为IL′＝0.05 A，此时灯泡的电阻RL′＝＝＝5 Ω，电源电压U＝3 V，根据串联电路电压规律，则滑动变阻器两端电压为U滑＝3 V－0.25 V＝2.75 V，再由串联电路分压规律知电压与电阻成正比，即＝，解得R滑＝55 Ω，故实验中选用的滑动变阻器应该是“60 Ω 1.5 A”。
④两图象间的距离随着电压的增大而增大，说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
答案：(1)见解析图 (2)灯泡断路 (3)①右 ②10 ③5
“60 Ω 1.5 A” ④小灯泡的电阻随温度的升高而增大
25．解析：(1)由R-F图象可知，当F＝G＝600 N时，R的阻值为300 Ω，R两端的电压U1＝U－U0＝6 V－1.5 V＝4.5 V，电路中的电流I1＝＝＝0.015 A。
(2)由欧姆定律得，R0的阻值为R0＝＝＝100 Ω。
(3)整个电路的电功率是P＝UI＝6 V×0.015 A＝0.09 W。
答案：(1)0.015 A (2)100 Ω (3)0.09 W
26．解析：(1)养生壶正常工作时的电阻为R＝＝＝44 Ω。
(2)水的体积为V＝1 L＝1×10-3m3
1 L水的质量为m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×1×10-3 m3＝1 kg
在标准大气压下，水的沸点为100 ℃，将初温是20 ℃的一壶水烧开需要吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J。
(3)养生壶的实际功率为P实＝＝＝275 W。
答案：(1)44 Ω (2)3.36×105 J (3)275 W
27．解析：(1)由P＝可得，灯泡的电阻RL＝＝＝12 Ω。
(2)将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，R1与R2的最大阻值并联，L被短路，电压表测量电源电压
则I1＝＝＝0.3 A
通过R2的电流I2＝0.4 A－0.3 A＝0.1 A
R2的最大阻值R2max＝＝＝60 Ω。
(3)①当R1、R2并联，且电流表示数最大0.6 A时，电路消耗的功率达到最大Pmax＝UImax＝6 V×0.6 A＝3.6 W
②当R2与L串联，且R2接入电路的阻值最大时，电路总电阻最大，电路总功率最小Pmin＝＝＝0.5 W
所以Pmin∶Pmax＝0.5 W∶3.6 W＝5∶36。
答案：(1)12 Ω (2)60 Ω (3)5∶36
