2025新教科版九年级物理上册第七章单元能力提升检测试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 2025新教科版九年级物理上册第七章单元能力提升检测试卷（含答案） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 9.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-10 00:00:00 | ||
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文档简介
2025新教科版九年级物理上册第七章单元能力提升检测试卷
90分钟，满分：100分
一、选择题：（第1~10小题只有一个选项符合题意，每小题3分；第11、12小题不只一个选项符合题意，第小题4分，共38分）
1.北宋学者沈括在他所著的《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”针锋能指南是由于摩擦使针锋（ ）
A.带上了电 B.被磁化 C.温度升高 D.质量减小
2.如图所示，为判断一根铁棒是否有磁性，用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验，当出现以下哪一现象，便能证明铁棒有磁性（ ）
A.将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极，N极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极，两极均被吸引
3.对如图所示的四个情景说法正确的是（ ）
A.图甲，使用该剪刀修剪树枝时一定费力
B.图乙，两带电小球一定带同种电荷
C.图丙，闭合S，灯L1发光，灯L2不发光，一定是灯L2短路
D.图丁，通电螺线管上方的小磁针静止时N极一定指向右边
4.图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（ ）
A.动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
B.温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警
C.温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警
D.煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
5.小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（ ）
A. B. C. D.
6.如图所示，开关闭合后，使导体ab左右运动，灵敏电流表的指针随之偏转，人们根据此现象制成了（ ）
A.电磁铁 B.电动机 C.发电机 D.电磁继电器
7.如图所示是手持式金属探测器。当探测器靠近金属物品时，在金属物品中产生感应电流，由此导致探测器发出警报，选项图片中与其工作原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
8.课外活动小组制作电磁驱动“小车”：把铜制裸导线密绕成长螺线管当作轨道，固定在水平桌面上；将两个强磁铁固定在一节新干电池的两极上制成“小车”，磁极与电极的位置关系如图所示。把“小车”从右侧入口完全推入螺线管，“小车”自动向前运动到达左侧。关于小车运动的工作原理，下列说法中正确的是（ ）
A.调换干电池的正负极，其他条件不变，电磁驱动“小车”仍能从右侧自动到达左侧
B.将铜制裸导线换做铜制漆包线，其他条件不变，电磁驱动“小车”依然能从右侧自动到达左侧
C.电磁驱动“小车”的工作原理与扬声器的工作原理类似
D.电磁驱动“小车”的工作原理在于螺线管内发生了电磁感应现象
9.如图，电路中的GMR是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小），当开关S1和S2闭合时，将滑片P向左移动，下列说法正确的是（ ）
A.电磁铁右端为S极 B.指示灯会变亮
C.巨磁电阻的阻值会变大 D.电磁铁上的线圈中的电流会变小
10.传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成，其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，若电源电压保持不变，滑动变阻器R的滑片P在某位置不变，闭合开关S1和S2，此时装置未报警。下列说法正确的是（ ）
A.该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B.若温度升高，流过电磁铁的电流变小，电磁铁磁性变弱
C.若温度降低到一定程度，该报警器会发送报警信息
D.若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则报警的最低温度将会升高
11.科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理正确的是（ ）
A.甲图：拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理
B.乙图：磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮
C.丙图：潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉
D.丁图：飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
12.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔发现了巨磁电（GMR）效应，荣获2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应即磁场越强电阻越小，如图，是探究巨磁电阻（GMR）特性原理示意图。电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，在保证各元件安全的情况下，当滑片P向左端移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.电磁铁磁性增强 B.巨磁电阻阻值变大
C.电流表示数变大 D.电压表示数变大
二、填空题：（每空2分，共30分）
13.全磁悬浮“人工心脏”已研发成功，其核心部件是个带有叶轮的泵，通电后叶轮可高速旋转，带动血液流动。图乙是叶轮悬浮原理简化图，元元同学思考后发现：螺线管通电后，周围存在________，叶轮受斥力悬浮，叶轮下端的磁极是_______极。
14.明朝郑和下西洋时，航行中使用罗盘和星象来辨别方向，其中罗盘小磁针的北极指向地磁场的________极，地磁场的北极在地理的________极附近。
15.如图，闭合开关，条形磁铁S极受到_______力。为增大条形磁铁和通电螺线管间的相互作用力，滑动变阻器的滑片P应向________滑动。
16.夜幕降临，装有自动照明系统的LED灯将城市照得灯火通明。这种LED灯是通过光电转换原理来供电的：白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，通过对蓄电池充电将电能转化为化学能储存起来；夜晚，蓄电池放电，将化学能转化为电能，让路灯实现照明功能；其中，光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，充放电电路的切换由电磁继电器自动实现。该照明系统的电路原理如图所示。②结合上述工作原理，电路原理图中方框内的电器元件是：①________、②________、③_________、④________（选填下列电器元件前的字母代号）。
A.电池 B.蓄电池 C.太阳能电池板 D.LED路灯
17.置于通电螺线管右侧的小磁针静止时，其N极指向如图所示。由此可知，通电螺线管的右端是________（选填“N极”或“S极” ），电流是从________（选填“A”或“B” ）端流入螺线管的。
18.利用大头针可以说明一些物理知识。
（1）图甲所示，小明所说的“多”是指铁钉的_________比大头针大；
（2）图乙所示，灯泡发光，说明大头针具有_________性；
（3）图丙所示，大头针被吸引，说明通电线圈周围存在_________。
三、作图题：（第小题2分，共6分）
19.闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通电螺线管的极性，并在A点标出电流方向。
20.如图所示，开关闭合后，小磁针静止时右端为N极。请在对应括号内和A点分别标出：
（1）螺线管“N”或“S”极；
（2）电源的“+”或“-”极；
（3）A点磁感线方向。
21.如图所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中用符号标出螺线管的磁极（要求：闭合开关，向左移动滑片P，螺线管磁性变强）。
四、实验题：（每空1分，共5分）
22.在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在________；
（2）闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示（涂黑的一端为N极），由此可知：通电螺线管的右端为_______极，电源的右端为_______极；
（3）对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向与________方向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是_________________（写出一条即可）。
五、阅读题：（每空2分，共10分）
23.阅读短文，回答问题。
居家用气，安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况，会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙，燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器部分电路示意图，控制电路中的R1为气敏电阻，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定，闭合开关S1和S2，报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中灯L1熄灭，灯L2发光、电铃响而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定，若家中使用天然气（主要成分是密度比空气密度小的甲烷），则燃气报警器应安装在燃气灶附近的________（选填“上”或“下”）方区域。
（2）图甲中，闭合控制电路的开关S1，电磁铁上端是________（选填“S”或“N”）极。当燃气浓度未达到预设值时，杆AOB处于静止状态。若弹簧对A端的拉力为动力，观察图甲可知，此时杆AOB是________（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
（3）下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是（ ）
A.验电器工作原理 B.电流的磁效应
C.电磁感应现象 D.交流发电机原理
（4）若想将燃气报警器的预设值调低，在保证电路元件安全的前提下，可以采取的合理方法是___________。（写出一种即可）
六、科普阅读题：(每空1分，共5分)
24.科创小组为学校科技周展会设计了一款提示器，可以提示展台上有无展品。图甲是该提示器的原理图，展台的结构由木板、弹簧、阻值不计的金属片（A、B、C）以及提示电路组成，A可将B、C接通或断开。工作时，闭合开关S，通过提示灯L是否发光可判断展台上有无展品。提示灯L和电阻R的I-U图像如图乙所示，电源电压恒定，提示灯L的额定电压为6V，实际电压不低于3V即可达到亮度要求。
（1）金属片A和弹簧的共同作用相当于电路中的________。
（2）闭合开关S，当展台上无展品时，提示灯L正常发光，提示灯L和电阻R的连接方式是________，此时电路中的电流为________A。
（3）若电阻R损坏，为达到提示灯L的亮度要求，需更换阻值不超过________Ω的电阻。
（4）科创小组发现：闭合开关S，展台上有展品时，提示灯L不发光，无法判断该装置是否正在工作。针对此现象，请对图甲虚线框内的电路提出一条改进建议：______________________。
八、计算题：(共6分)
25.海龟性别由孵化温度决定。某种海龟在温度t≥30℃时，孵化出来的几乎全为雌性；温度t≤28℃时，几乎全为雄性。因气候变暖导致自然界雌海龟数量远多于雄海龟。为能在外界环境温度高于30℃的情况下孵化雄海龟，需要设计一个自动温控孵化箱：要求箱内的最高温度为28℃，且最低温度不得低于25℃。科技小组利用如下器材：控制电路电源（电压为12V）、热敏电阻（阻值随温度变化曲线如图甲所示）、电磁继电器（当电磁铁线圈电流I≥0.04A时，吸下衔铁；当I≤0.03A时，弹开衔铁；线圈电阻忽略不计）、降温元件（额定电压220V，额定功率44W）、开关及导线若干，设计了孵化箱电路如图乙所示。
请你解决下列问题：
（1）求降温元件正常工作时的电流；
（2）通过计算说明设计的孵化箱是否符合要求；
（3）使用一段时间后，控制电路的电源电压降低，孵化箱内的最高温度会如何变化并分析说明。（其它因素均不变）
答案解析
一、选择题：（第1~10小题只有一个选项符合题意，每小题3分；第11、12小题不只一个选项符合题意，第小题4分，共38分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B A B D C C D C B D BCD AC
二、填空题：（每空2分，共30分）
13.磁场；N
14.南；南
15.斥；左
16.A；D；B；C
17.S极；B
18.质量；导电；磁场
三、作图题：（第小题2分，共6分）
19.由图可知，小磁针的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知通电螺线管的右端为N极、左端为S极，根据安培定则可知电流从通电螺线管的左端流入，则A点的电流方向向上，如图所示：
20.小磁针静止时右端为N极，左端为S极，根据磁极间相互作用规律可知螺线管右端为N极，左端为S极；根据安培定则可知电流从螺线管左端流入，则电源左端为正极；磁体外部磁感线是从N极出发，指向S极，所以A点磁感线方向水平向左，作图如下：
21.闭合开关，将滑片P向左移动，螺线管磁性变强，说明变阻器与电磁铁相互影响，两者串联，且此时变阻器接入电路电阻变小，通过电磁铁的电流变大，则变阻器的A端接入电路中；由图知道，电流从右侧往下流入螺线管，根据安培定则，螺线管右侧为N极，左侧为S极，如下图
四、实验题：（每空1分，共5分）
22.（1）磁场；（2）N；正；（3）电流；（4）见解析
五、阅读题：（每空2分，共10分）
23.（1）上；（2）N；费力；（3）B；（4）减小R2的阻值/增大电源电压
六、科普阅读题：(每空1分，共5分)
24.（1）开关；（2）串联；0.5；（3）20；（4）串联一个电流表
【解析】（1）由图甲可知弹簧上的金属片A和弹簧的共同作用相当于开关，闭合时将电灯短接，此时灯不亮。当有人把物品搬离展台时，金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开，灯泡和电阻串联，此时灯亮。
（2）闭合开关S，展台上无展品时，此时金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开，提示灯L正常发光，由图甲可知提示灯L和电阻R是串联接入电路。
提示灯L正常发光，则灯泡两端电压为6V，由图乙可知通过灯泡的电流为0.5A，即此时电路中的电流为0.5A。此时定值电阻两端电压为3V，根据串联电压规律可知电源电压为：
U=U灯+UR=6V+3V=9V
（3）为达到提示灯L的亮度要求，即灯泡两端电压最小为3V，由图乙可知此时电路中电流为0.3A，则定值电阻两端最大电压为：
U1=U-U灯1=9V-3V=6V
则更换电阻最大阻值为：
（4）闭合开关S，展台上有展品时，提示灯L不发光，有可能是灯泡被短路，也可能是灯泡断路，无法判断该装置是否正在工作，所以可以在电路中串联一个电流表，观察电流表是否有示数即可判断装置是否正在工作。
八、计算题：(共6分)
25.【答案】（1）02A；（2）符合要求；（3） 由 得，电源电压降低，在电流一定时，电阻变小，最高温度变大，使孵化箱内的最高温度大于28℃
【解析】（1）降温元件额定电压220 V，额定功率44 W，正常工作时的电流：
……………………………………………………………………………（1分）
（2）当箱内温度达到28℃时，由图甲可知，热敏电阻R的阻值为300Ω，此时控制电路电流：
…………………………………………………………………………（1分）
电磁铁线圈吸下衔铁，动触点与下方的静触点接触，降温元件工作，开始降温，当温度降低到25℃时，由图甲可知，热敏电阻R的阻值为500Ω，此时控制电路电流： …………………………………（1分）
……………………………………………………………（1分）
电磁铁线圈弹开衔铁，动触点与上方的静触点接触，降温元件停止工作，停止降温，所以孵化箱符合要求。……………………………………………………………………………………………………（1分）
（3）由得，电源电压降低，为保证控制电路的电流004A不变，则电阻变小，即最高温度变大，会使最高温度大于28℃，不符合要求。 ……………………………………………………………（1分）
90分钟，满分：100分
一、选择题：（第1~10小题只有一个选项符合题意，每小题3分；第11、12小题不只一个选项符合题意，第小题4分，共38分）
1.北宋学者沈括在他所著的《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”针锋能指南是由于摩擦使针锋（ ）
A.带上了电 B.被磁化 C.温度升高 D.质量减小
2.如图所示，为判断一根铁棒是否有磁性，用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验，当出现以下哪一现象，便能证明铁棒有磁性（ ）
A.将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针N极，N极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极，两极均被吸引
3.对如图所示的四个情景说法正确的是（ ）
A.图甲，使用该剪刀修剪树枝时一定费力
B.图乙，两带电小球一定带同种电荷
C.图丙，闭合S，灯L1发光，灯L2不发光，一定是灯L2短路
D.图丁，通电螺线管上方的小磁针静止时N极一定指向右边
4.图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（ ）
A.动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
B.温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警
C.温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警
D.煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
5.小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（ ）
A. B. C. D.
6.如图所示，开关闭合后，使导体ab左右运动，灵敏电流表的指针随之偏转，人们根据此现象制成了（ ）
A.电磁铁 B.电动机 C.发电机 D.电磁继电器
7.如图所示是手持式金属探测器。当探测器靠近金属物品时，在金属物品中产生感应电流，由此导致探测器发出警报，选项图片中与其工作原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
8.课外活动小组制作电磁驱动“小车”：把铜制裸导线密绕成长螺线管当作轨道，固定在水平桌面上；将两个强磁铁固定在一节新干电池的两极上制成“小车”，磁极与电极的位置关系如图所示。把“小车”从右侧入口完全推入螺线管，“小车”自动向前运动到达左侧。关于小车运动的工作原理，下列说法中正确的是（ ）
A.调换干电池的正负极，其他条件不变，电磁驱动“小车”仍能从右侧自动到达左侧
B.将铜制裸导线换做铜制漆包线，其他条件不变，电磁驱动“小车”依然能从右侧自动到达左侧
C.电磁驱动“小车”的工作原理与扬声器的工作原理类似
D.电磁驱动“小车”的工作原理在于螺线管内发生了电磁感应现象
9.如图，电路中的GMR是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小），当开关S1和S2闭合时，将滑片P向左移动，下列说法正确的是（ ）
A.电磁铁右端为S极 B.指示灯会变亮
C.巨磁电阻的阻值会变大 D.电磁铁上的线圈中的电流会变小
10.传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成，其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，若电源电压保持不变，滑动变阻器R的滑片P在某位置不变，闭合开关S1和S2，此时装置未报警。下列说法正确的是（ ）
A.该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B.若温度升高，流过电磁铁的电流变小，电磁铁磁性变弱
C.若温度降低到一定程度，该报警器会发送报警信息
D.若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则报警的最低温度将会升高
11.科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理正确的是（ ）
A.甲图：拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理
B.乙图：磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮
C.丙图：潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉
D.丁图：飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
12.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔发现了巨磁电（GMR）效应，荣获2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应即磁场越强电阻越小，如图，是探究巨磁电阻（GMR）特性原理示意图。电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，在保证各元件安全的情况下，当滑片P向左端移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.电磁铁磁性增强 B.巨磁电阻阻值变大
C.电流表示数变大 D.电压表示数变大
二、填空题：（每空2分，共30分）
13.全磁悬浮“人工心脏”已研发成功，其核心部件是个带有叶轮的泵，通电后叶轮可高速旋转，带动血液流动。图乙是叶轮悬浮原理简化图，元元同学思考后发现：螺线管通电后，周围存在________，叶轮受斥力悬浮，叶轮下端的磁极是_______极。
14.明朝郑和下西洋时，航行中使用罗盘和星象来辨别方向，其中罗盘小磁针的北极指向地磁场的________极，地磁场的北极在地理的________极附近。
15.如图，闭合开关，条形磁铁S极受到_______力。为增大条形磁铁和通电螺线管间的相互作用力，滑动变阻器的滑片P应向________滑动。
16.夜幕降临，装有自动照明系统的LED灯将城市照得灯火通明。这种LED灯是通过光电转换原理来供电的：白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，通过对蓄电池充电将电能转化为化学能储存起来；夜晚，蓄电池放电，将化学能转化为电能，让路灯实现照明功能；其中，光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，充放电电路的切换由电磁继电器自动实现。该照明系统的电路原理如图所示。②结合上述工作原理，电路原理图中方框内的电器元件是：①________、②________、③_________、④________（选填下列电器元件前的字母代号）。
A.电池 B.蓄电池 C.太阳能电池板 D.LED路灯
17.置于通电螺线管右侧的小磁针静止时，其N极指向如图所示。由此可知，通电螺线管的右端是________（选填“N极”或“S极” ），电流是从________（选填“A”或“B” ）端流入螺线管的。
18.利用大头针可以说明一些物理知识。
（1）图甲所示，小明所说的“多”是指铁钉的_________比大头针大；
（2）图乙所示，灯泡发光，说明大头针具有_________性；
（3）图丙所示，大头针被吸引，说明通电线圈周围存在_________。
三、作图题：（第小题2分，共6分）
19.闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通电螺线管的极性，并在A点标出电流方向。
20.如图所示，开关闭合后，小磁针静止时右端为N极。请在对应括号内和A点分别标出：
（1）螺线管“N”或“S”极；
（2）电源的“+”或“-”极；
（3）A点磁感线方向。
21.如图所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中用符号标出螺线管的磁极（要求：闭合开关，向左移动滑片P，螺线管磁性变强）。
四、实验题：（每空1分，共5分）
22.在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在________；
（2）闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示（涂黑的一端为N极），由此可知：通电螺线管的右端为_______极，电源的右端为_______极；
（3）对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向与________方向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是_________________（写出一条即可）。
五、阅读题：（每空2分，共10分）
23.阅读短文，回答问题。
居家用气，安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况，会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙，燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器部分电路示意图，控制电路中的R1为气敏电阻，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定，闭合开关S1和S2，报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中灯L1熄灭，灯L2发光、电铃响而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。
（1）燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定，若家中使用天然气（主要成分是密度比空气密度小的甲烷），则燃气报警器应安装在燃气灶附近的________（选填“上”或“下”）方区域。
（2）图甲中，闭合控制电路的开关S1，电磁铁上端是________（选填“S”或“N”）极。当燃气浓度未达到预设值时，杆AOB处于静止状态。若弹簧对A端的拉力为动力，观察图甲可知，此时杆AOB是________（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
（3）下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是（ ）
A.验电器工作原理 B.电流的磁效应
C.电磁感应现象 D.交流发电机原理
（4）若想将燃气报警器的预设值调低，在保证电路元件安全的前提下，可以采取的合理方法是___________。（写出一种即可）
六、科普阅读题：(每空1分，共5分)
24.科创小组为学校科技周展会设计了一款提示器，可以提示展台上有无展品。图甲是该提示器的原理图，展台的结构由木板、弹簧、阻值不计的金属片（A、B、C）以及提示电路组成，A可将B、C接通或断开。工作时，闭合开关S，通过提示灯L是否发光可判断展台上有无展品。提示灯L和电阻R的I-U图像如图乙所示，电源电压恒定，提示灯L的额定电压为6V，实际电压不低于3V即可达到亮度要求。
（1）金属片A和弹簧的共同作用相当于电路中的________。
（2）闭合开关S，当展台上无展品时，提示灯L正常发光，提示灯L和电阻R的连接方式是________，此时电路中的电流为________A。
（3）若电阻R损坏，为达到提示灯L的亮度要求，需更换阻值不超过________Ω的电阻。
（4）科创小组发现：闭合开关S，展台上有展品时，提示灯L不发光，无法判断该装置是否正在工作。针对此现象，请对图甲虚线框内的电路提出一条改进建议：______________________。
八、计算题：(共6分)
25.海龟性别由孵化温度决定。某种海龟在温度t≥30℃时，孵化出来的几乎全为雌性；温度t≤28℃时，几乎全为雄性。因气候变暖导致自然界雌海龟数量远多于雄海龟。为能在外界环境温度高于30℃的情况下孵化雄海龟，需要设计一个自动温控孵化箱：要求箱内的最高温度为28℃，且最低温度不得低于25℃。科技小组利用如下器材：控制电路电源（电压为12V）、热敏电阻（阻值随温度变化曲线如图甲所示）、电磁继电器（当电磁铁线圈电流I≥0.04A时，吸下衔铁；当I≤0.03A时，弹开衔铁；线圈电阻忽略不计）、降温元件（额定电压220V，额定功率44W）、开关及导线若干，设计了孵化箱电路如图乙所示。
请你解决下列问题：
（1）求降温元件正常工作时的电流；
（2）通过计算说明设计的孵化箱是否符合要求；
（3）使用一段时间后，控制电路的电源电压降低，孵化箱内的最高温度会如何变化并分析说明。（其它因素均不变）
答案解析
一、选择题：（第1~10小题只有一个选项符合题意，每小题3分；第11、12小题不只一个选项符合题意，第小题4分，共38分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B A B D C C D C B D BCD AC
二、填空题：（每空2分，共30分）
13.磁场；N
14.南；南
15.斥；左
16.A；D；B；C
17.S极；B
18.质量；导电；磁场
三、作图题：（第小题2分，共6分）
19.由图可知，小磁针的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知通电螺线管的右端为N极、左端为S极，根据安培定则可知电流从通电螺线管的左端流入，则A点的电流方向向上，如图所示：
20.小磁针静止时右端为N极，左端为S极，根据磁极间相互作用规律可知螺线管右端为N极，左端为S极；根据安培定则可知电流从螺线管左端流入，则电源左端为正极；磁体外部磁感线是从N极出发，指向S极，所以A点磁感线方向水平向左，作图如下：
21.闭合开关，将滑片P向左移动，螺线管磁性变强，说明变阻器与电磁铁相互影响，两者串联，且此时变阻器接入电路电阻变小，通过电磁铁的电流变大，则变阻器的A端接入电路中；由图知道，电流从右侧往下流入螺线管，根据安培定则，螺线管右侧为N极，左侧为S极，如下图
四、实验题：（每空1分，共5分）
22.（1）磁场；（2）N；正；（3）电流；（4）见解析
五、阅读题：（每空2分，共10分）
23.（1）上；（2）N；费力；（3）B；（4）减小R2的阻值/增大电源电压
六、科普阅读题：(每空1分，共5分)
24.（1）开关；（2）串联；0.5；（3）20；（4）串联一个电流表
【解析】（1）由图甲可知弹簧上的金属片A和弹簧的共同作用相当于开关，闭合时将电灯短接，此时灯不亮。当有人把物品搬离展台时，金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开，灯泡和电阻串联，此时灯亮。
（2）闭合开关S，展台上无展品时，此时金属片A在弹力作用下与金属片B、C分开，提示灯L正常发光，由图甲可知提示灯L和电阻R是串联接入电路。
提示灯L正常发光，则灯泡两端电压为6V，由图乙可知通过灯泡的电流为0.5A，即此时电路中的电流为0.5A。此时定值电阻两端电压为3V，根据串联电压规律可知电源电压为：
U=U灯+UR=6V+3V=9V
（3）为达到提示灯L的亮度要求，即灯泡两端电压最小为3V，由图乙可知此时电路中电流为0.3A，则定值电阻两端最大电压为：
U1=U-U灯1=9V-3V=6V
则更换电阻最大阻值为：
（4）闭合开关S，展台上有展品时，提示灯L不发光，有可能是灯泡被短路，也可能是灯泡断路，无法判断该装置是否正在工作，所以可以在电路中串联一个电流表，观察电流表是否有示数即可判断装置是否正在工作。
八、计算题：(共6分)
25.【答案】（1）02A；（2）符合要求；（3） 由 得，电源电压降低，在电流一定时，电阻变小，最高温度变大，使孵化箱内的最高温度大于28℃
【解析】（1）降温元件额定电压220 V，额定功率44 W，正常工作时的电流：
……………………………………………………………………………（1分）
（2）当箱内温度达到28℃时，由图甲可知，热敏电阻R的阻值为300Ω，此时控制电路电流：
…………………………………………………………………………（1分）
电磁铁线圈吸下衔铁，动触点与下方的静触点接触，降温元件工作，开始降温，当温度降低到25℃时，由图甲可知，热敏电阻R的阻值为500Ω，此时控制电路电流： …………………………………（1分）
……………………………………………………………（1分）
电磁铁线圈弹开衔铁，动触点与上方的静触点接触，降温元件停止工作，停止降温，所以孵化箱符合要求。……………………………………………………………………………………………………（1分）
（3）由得，电源电压降低，为保证控制电路的电流004A不变，则电阻变小，即最高温度变大，会使最高温度大于28℃，不符合要求。 ……………………………………………………………（1分）
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