专训1：信息题
电与磁
1．阅读短文，回答问题：
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器，它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器的结构如图甲所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外套由弹簧支撑。永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103 ℃时，感温磁钢失去磁性。
煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热。
(第1题图)
(1)用电饭锅煮饭时，电能主要转化为________能。
(2)按键未按下时，弹簧处于________(填“压缩”“原长”或“伸长”)状态。
(3)磁钢限温器工作时，不同时刻的温度如下表，在图乙中描点并用平滑的曲线作出温度与时间关系的图像。
时间/min
0
4
8
12
16
20
温度/℃
20
25
43
73
98
103
(4)在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是( )
A．按下按键时 B．加热升温过程中
C．按键跳开时 D．降温过程中
(5)小明发现用该电饭锅烧开水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是____________________________________。
2．根据古文《论衡·是应篇》中的记载，“司南之杓，投之于地，其柢(握柄)指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上。
(1)如图甲所示，当磁勺在正确指南时，其A端为该磁体的________(填“N”或“S”)极。
(第2题图)
(2)1952年，中国科学院物理研究所尝试制作了一个司南。如图乙所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的________(填“B”“C”“D”或“E”)处打磨成磁勺的A端。
(3)把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平自由转动直至最终静止，但磁勺A 端总不能正确指南。将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善。这是因为磁勺和盘子之间的________力影响了实验效果。
(4)为了达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近电磁铁，如图丙所示。闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性。H为电源的________极。
(5)历史上真有这样的司南吗？仍是众说纷纭。一种观点认为或许古代的磁勺比中国科学院物理研究所制作的磁勺更________(填“轻”或“重”)，从而具有更好的指向效果；另一种观点认为除非今后出土了司南实物，才能真正下结论。
3．如图所示的是动圈式话筒(麦克风)和扬声器(喇叭)的构造示意图。当人对着话筒讲话时，产生的声音使膜片以及与之相连的线圈一起振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音变化的电流；变化的电流经放大器放大后，通过扬声器的线圈，通电线圈就在磁场中来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就发出声音。根据以上原理，请你思考并回答：
(第3题图)
(1)图示装置的主要目的是为了改变声音的________(填“音调”“响度”或“音色”)；
(2)话筒是一种把声信号转化为电信号的装置，它利用了____________原理；
(3)当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时，线圈向左运动，那么当电流方向改变时，线圈将向________运动，与扬声器原理相似的是________(填“电动机”或“发电机”)。
4．阅读下面有关手机的材料，并回答问题。
手机是一部集成度很高的微型高精密接收和发射高频电磁波的机器。大致可分为五个部分：听筒、话筒、控制模组、天线及电源，采用双向异频率双工制，即接收和发射用不同频率的电磁波。根据国家标准局和有关方面的规定，某手机发射频率为890.0125 MHz，接收频率为935.0125 MHz，双频间隔为45 MHz。用户在某个交换局的业务服务区购机，并配定使用频率和编码后，就成为该局的原登记用户，如果进入其他移动交换局的业务区内通话，称为漫游。
(1)当对着话筒讲话时，手机天线作为________天线使用；当用听筒听对方讲话时，手机天线作为______天线使用。(均填“发射”或“接收”)
(2)同一交换局业务服务区的另一部手机，________(填“能”或“不能”)用890.0125 MHz的发射频率。
(3)要发射电磁波，在控制模组中应该有振荡器；为了把接收的声音信号取出，在控制模组中应该有______(填“调制器”“调谐器”或“检波器”)。
(4)为什么在飞行的飞机上不能使用手机？
5．【中考·山西】使用测电笔时，人体通过测电笔与火线相连，为什么没有触电事故发生呢？阅读下列资料，请你在小组合作交流时给有疑惑的同学讲解其中的道理。
测电笔的结构如图所示，它由两个金属电极、氖管、弹簧和一个阻值约为一百万欧姆的电阻——高电阻等组成。
(第5题图)
使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属电极，使火线、测电笔、人体与大地构成一个回路，这时有微弱电流通过测电笔，因此氖管会发光。
能源的利用
6．【中考·汕尾】汕尾市地处沿海，风力资源极为丰富，随着各项大型风力发电项目的建设，汕尾市将成为广东省知名风力发电基地。如图甲是某地风力发电的外景。风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成。请回答下列问题：
(第6题图)
(1)风力发电利用的是风能，风能是清洁的、________(填“可再生”或“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________(填“大”或“小”)、硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同而产生________差，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，发电机是利用____________原理，把机械能转化为电能；
(4)某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像可以知道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机的电功率________；
(5)请你根据图像判断，台风来临时，能否给风力发电带来更大的经济效益？________(填“能”或“不能”)。
答案
专训1
1．解：(1)内 (2)压缩 (3)如图所示。
(4)C (5)水的沸点低于103 ℃
(第1题图)
2．(1)S (2)D (3)摩擦 (4)正 (5)轻
3．(1)响度 (2)电磁感应 (3)右；电动机
4．解：(1)发射；接收 (2)不能 (3)检波器 (4)手机使用时产生的电磁波被飞机上的仪器接收后，会影响飞机正常飞行，诱发事故。
5．解：使用测电笔时，人体与测电笔串联接入家庭电路中，电路的总电阻R＝R高电阻＋R人体，由于高电阻阻值约为一百万欧，所以电路中总电阻很大。家庭电路的电压是220V，根据I＝可知，通过人体和测电笔的电流很小，不会有触电事故发生。
6．(1)可再生 (2)小；压强(或压力) (3)电磁感应 (4)越大 (5)不能
专训2：实验探究
电磁的探究
1．如图是某课外活动小组仿制的一个能产生持续电流的装置——发电机，装有手摇柄(未画出)的转轴垂直穿过圆盘中心，金属圆盘放在蹄形磁铁之间，圆盘的轴心和能在圆盘的边缘滑动接触的滑片通过金属导线与电流表相连。金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的，圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁感线的运动，从而产生持续电流。当以某一转速匀速转动金属圆盘时，电流表有一定的示数。
(第1题图)
根据上述材料，请完成下面的实验探究：
(1)换用__________的磁铁，其他条件不变，发现电流表读数增大，说明感应电流大小跟磁场强弱有关；
(2)换用一个半径大一些的金属圆盘，其他条件不变，发现电流表读数增大，说明感应电流大小也跟____________________有关；
(3)当圆盘转速增大，其他条件不变时，发现电流表读数也增大，说明感应电流大小还跟________________有关。
2．【中考·泰州】(1)如图甲是奥斯特实验装置，接通电路后，观察到小磁针偏转，此现象说明了____________________；断开开关，小磁针在________的作用下又恢复到原来的位置；改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明了__________________________________________。
(第2题图)
(2)探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后________(填写操作方法)玻璃板，细铁屑的排列如图乙所示，由此可判断，通电螺线管外部的磁场分布与________周围的磁场分布是相似的。将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时________(填“N”或“S”)极的指向就是该点处磁场的方向。
3．【中考·泰州】请完成以下探究：
(1)按图甲组装实验器材，给直导线通电，直导线向左运动，这说明________对通电直导线有力的作用；只对调电源正负极接线，通电直导线会向________运动，这说明通电导体的受力方向与____________有关。
(2)如图乙是某兴趣小组制作的神奇转框，框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，金属框就可以绕电池持续转动。据此，你认为构成柱形物的材料应具有较好的：________________、________________。(填物理属性)
(第3题图)
电磁波的探究
4．小明探究电磁波特性的实验过程如下：
(1)如图所示，将手机的“背景灯光提示”功能打开后放在真空罩中，用抽气机抽去罩中空气，打电话呼叫罩中手机，这时，手机背景灯光闪烁。这个事实表明：电磁波________(填“能”或“不能”)在真空中传播。这里利用的研究方法是________________。
(2)将手机放在金属容器中(手机不与金属容器壁接触)，打电话呼叫金属容器中的手机，这时手机________(填“能”或“不能”)接收到信号。
(第4题图) 答案
专训2
1．(1)磁性强
(2)切割磁感线的导体长度
(3)转速(或切割磁感线的导体运动速度大小)
点拨：(1)不同的磁铁磁性强弱不同；(2)金属圆盘的半径越大，切割磁感线的导体的长度越长；(3)圆盘转速越大，电流表示数越大，说明产生感应电流的大小跟导体切割磁感线运动速度大小有关。
2．(1)通电导体周围存在磁场；地磁场；电流的磁场方向跟电流的方向有关
(2)轻敲；条形磁体；N
3．(1)磁场；右；电流方向 (2)磁性；导电性
点拨：该装置是利用磁场对电流的作用原理来工作的，装置中电池可以提供电流，则柱形物应提供磁场和电流的路径，故其应具有良好的磁性和导电性。
4．(1)能；转换法 (2)不能
专训3：综合计算
家庭电路的计算
1．如图所示是小林同学家所用电能表的表盘，下表是他家主要用电器的额定功率。请根据所给信息，解答下列问题：
(1)这些用电器在家庭电路中的连接方式是________。
(2)为保证电能表稳定安全工作，通过计算回答小林家的这些用电器是否可以同时使用？
(3)电热水壶正常工作时，发热板的电阻和通过发热板的电流各是多少？
(4)经过查阅资料，小林了解到60 W白炽灯和11 W节能灯照明亮度相同，他建议爸爸将白炽灯换成节能灯，请你再提出一条家庭中节约用电的建议。
用电器
白炽灯四盏
电热水壶
电视机
空调器
额定功率
每盏60 W
1 000 W
120 W
1 200 W
(第1题图)
电磁波的计算
2．刘晶家有一个12波段的收音机，其中的一个波段频率是7.5 MHz～8.0 MHz，则该波段的波长范围是多少？(电磁波的速度为3×108 m/s、c＝λf)
3．航天员在月球上放置了一种称为“角反射器”的光学装置，目的是为了精确测量月球与地球间的距离。
(1)该装置由两块连在一起的互相垂直的平面镜S1、S2组成，如图所示。从地面发出的激光沿ab方向入射到S1上。试在图中作出经S1、S2反射后的光线。
(2)已知地球与月球之间的距离为3.84×108 m，登上月球的航天员利用电磁波与地面进行通信，则航天员发出的信息经过多长时间才能达到地球？
(第3题图)
光电综合计算
4．小明同学家有一款新型太阳能电源。电源分为两个部分：太阳能充电器和内置高容量充电电池，充电器共有3块电池板，电池板展开后像风扇的叶子。使用说明书标明，太阳光正常照射时，每块太阳能电池板平均每小时接收的太阳能为106 J，光电转换效率为15%。小明给电量耗尽的电池充电，将电池板展开放在阳光下正常照射10 h，显示屏显示电池充电完成。则：
(1)用充好电的电池给额定功率为250 W的电脑供电，最多可让该电脑正常工作多长时间？
(2)太阳能充电器与传统的充电器相比有哪些优点？(要求写出两条)
(3)充电电池有一定的寿命，处理废旧充电电池的科学方法是( )
A．直接深埋 B．明火焚烧
C．抛至水中 D．分类回收
热电综合计算
5．大鹏家最近安装了一台太阳能、电能两用热水器。如图所示，铭牌如下：
××牌热水器
型号V－55
额定容积100 L
额定电压220 V
额定频率50 Hz
额定功率1 500 W
防水等级A
(1)太阳能热水器贮满水，水温从20 ℃加热到50 ℃时需要吸收多少热量？(1 L＝10－3 m3，ρ水＝1.0×103kg/m3)
(2)大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20 ℃加热到50 ℃时，需加热器正常工作多长时间？(设电能全部转化为内能)
(3)在上述(2)的情况下，电加热器正常工作实际用了3h，则此热水器的效率为多少？
(4)太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？(写出一条即可)
(第5题图)
6．近几年，常规能源日益紧缺，温室效应日益加剧，节能减排迫在眉睫。
(1)节能减排从我做起
小明所在的学校有30个班级，每个教室里有4台“220 V 100 W”的电风扇。小明发现在课间操时间内(30min)，部分教室里的电风扇仍然在工作。小明想，如果在课间操时间内，每个教室里的电风扇都关掉与都在工作相比较，一个月(按20天计算)整个学校能节约电能多少千瓦时？
(2)提高效率是节能减排的有效方法
在办公室里有时会看到这样一种现象：有人需要喝开水的时候，就用电热水壶烧开半壶水供自己饮用。小明想：同一壶水，一次性烧开和分两次烧开，耗能一样吗？于是小明就用自己家里的电热水壶进行实验(水的初始温度相同)，获得数据如下表。通过比较可以发现，烧开一壶水，耗能较少的是____________________(填“一次性烧开”或“分两次烧开”)。
水的体积
1升
0.5升
烧开所需时间
3分45秒
2分15秒
(3)探索开发新能源是节能减排的重要途径
传统的火力发电技术发电1千瓦时约需要完全燃烧400 g煤。我国国家体育场(“鸟巢”)是世界上最大的环保型体育场，它的太阳能发电系统替代了部分火力供电。该系统正常工作1小时，可发电130千瓦时，大约相当于节约了多少千克煤？
力热综合计算
7．地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：
××型号地铁机车
地铁电力机车功率106 W
平均速度60 km/h
牵引力5×104 N
额定载客量500人
××型号公交汽车
燃油热值
4×107 J/kg
平均速度
15 km/h
牵引力
3 000 N
额定载客
量40人
(1)甲、乙两地铁站相距1.8 km，地铁运行需要多长时间？消耗多少电能？
(2)公交汽车每千米消耗燃油0.3 kg，行驶1.8 km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？
(3)根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点。(写出两条即可)
答案
专训3
1．解：(1)并联 (2)P总＝4P1＋P2＋P3＋P4＝4×60 W＋1 000 W＋120 W＋1 200 W＝2 560 W，P总＞220 V×10 A＝2 200 W，所以不能同时使用这些用电器。
(3)电阻R＝＝＝48.4 Ω，电流I＝＝≈4.55 A。
(4)示例：①人离开时随手关灯；②不要让电视机长时间处于待机状态；③空调温度不要设置太低；④白天尽量采用自然光照明等。
2．解：λ1＝＝＝40 m，λ2＝＝＝37.5 m，
则波长范围为37.5～40 m。
3．解：(1)如图所示。
(2)时间t＝s/v＝3.84×108 m/(3.0×108 m/s)＝1.28 s。
(第3题图)
4．解：(1)电池充满电后的电能W＝106×3×10×15% J＝4.5×106 J，电脑正常工作时间t ＝＝＝1.8×104 s。
(2)节能、环保；使用方便。
(3)D
5．解：(1)水吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.0×103kg/m3×100×10－3 m3×(50 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J。
(2)加热器正常工作时间t1＝＝＝＝8 400 s。
(3)热水器的效率η＝×100%＝×100%≈77.8%。
(4)与电热水器相比，太阳能热水器更经济、更清洁、更环保，且能节约化石能源的消耗。
6．解：(1) 30 min＝0.5 h，
W＝Pt＝4×30×0.1kW×0.5 h×20＝120 kW·h。
(2)一次性烧开
(3)m＝130×400×10－3 kg＝52 kg。
7．解：(1)运行时间：t＝＝＝0.03 h，
消耗电能：W＝Pt＝106×10－3 kW×0.03 h＝30 kW·h。
(2)燃油放热：Q＝mq＝0.3 kg/km×1.8 km×4×107 J/kg＝2.16×107 J，
公交汽车效率：η＝＝＝25%。
(3)①速度快(或节省运行时间)；②乘客人均消耗能量较少(或节能)；③无废气污染(或环保)。
