物理(五)-2023年中考考前20天终极冲刺攻略
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倒计时第4天 家庭电路………………………………………1
倒计时第3天 电与磁………………………………………28
倒计时第2天 能源的开放及利用…………………………58
倒计时第1天 最后冲刺卷…………………………………78
倒计时第4天天
家庭电路
考点透视
了解家庭电路电路的组成成分和作用;掌握家庭电路的连接方式;掌握家庭电路的简单故障判断;了解安全用电常识。
满分技巧
【知识网络】
【考点梳理】
考点一:家庭电路的组成
1. 组成成分:家庭电路由进户线、电能表、总开关、保险丝、插座、开关、和用电器等几部分组成。
(1) 进户线:连接户外供电电路的电线,相当于电源。
(2) 电能表:用来测量用户一定时间内消耗的电能。
(3) 总开关:当需修理家庭电路时,必须断开总开关。
(4) 保险丝:当电流过大时保险丝就会自动熔断,起保护电路的作用。
注意:根据电路设计的安全电流选取合适的保险丝,不能随意使用横截面积过大的保险丝,更不能用铜丝、铁丝代替。
(5) 插座、开关、用电器:插座和电灯是并联的,开关和用电器是串联的。家庭电路的连接
2. 顺序:从入户线到用电器依次为,入户线——电能表——电闸——保险丝——用电器。
3. 试电笔:
试电笔也叫测电笔,简称"电笔"。是一种电工工具,用来测试电线中是否带电。笔体中有一氖泡,测试时如果氖泡发光,说明导线有电或为通路的火线。 试电笔中笔尖、笔尾为金属材料制成,笔杆为绝缘材料制成。 使用试电笔时,一定要用手触及试电笔尾端的金属部分,否则,因带电体、试电笔、人体与大地没有形成回路,试电笔中的氖泡不会发光,造成误判,认为带电体不带电。
知识点二:家庭电路的连接
1. 开关与灯串联,连接顺序:火线—开关—灯(若为螺丝口灯,火线应与灯底部相连)—零线;
2. 两线插座:左零右火 (若有指示灯,应与插座并联),若有开关控制,则连接顺序:火线—开关—插座—零线;
3. 三线插座: 左零右火上接地 (若有指示灯,应与插座并联),若有开关控制,则连接顺序:火线—开关—插座—零线。
4. 家庭电路中所有灯泡、插座、用电器都是并联的,总闸刀(空气开关)控制干路,开关控制某一支路(用电器),支路的连接顺序为:火线—开关—用电器—零线;声光控路灯因为由光线和声音同时控制,所以这两个开关应串联,连接顺序为:火线—光控开关—声控开关(两个开关的顺序可交换)—灯—零线。
知识点三:故障分析与安全用电
1. 家庭电路中电流过大的原因及危害
(1)原因:①电路中出现短路;②电路中总功率过大。
(2)危害: 电流过大最主要的危害就是电流产生的热量,会烧坏元件、设备,甚至引起火灾。
2. 安全用电的原则:
(1)不接触低压带电体;
(2)不靠近高压带电体;
(3)不弄湿用电器;
(4)不损坏绝缘部分;
(5)金属外壳的用电器一定要接地;
(6)家庭电路的安装一定要正确。
3. 安全常识:
(1) 触电:指的是一定强度的电流通过人体所造成的伤害事故。常见的触电类型有双相触电、单相触电、高压电弧触电和跨步电压触电。
(2) 防止触电的措施:首先家庭电路的安装要符合安全要求;同时不要弄湿用电器,保护好用电器的绝缘体,不使它的火线裸露;带有金属外壳的家用电器,其外壳要接地;不要靠近高压带电体,不要接触低压带电体。
(3) 触电急救:一是尽快用绝缘体切断触电者触电的电源;二是尽力进行抢救(尽快通知医务人员抢救,必要时先进行人工呼吸)。
真题回眸
1.(2022·四川宜宾·统考中考真题)下图中,符合安全原则的是( )
A. 将冰箱的金属外壳接地 B. 用湿抹布擦发光的灯泡
C. 在电线上晾晒衣物 D. 雷雨天在大树下避雨
【答案】A
【详解】A.将冰箱的金属外壳接地,可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故,故A符合题意;
BC.生活用水是导体,用湿布擦拭通电的用电器、在电线上晾晒衣物易发生触电事故,故BC不符合题意;
D.用雷雨天里,大树也是很好的导体,电流会沿大树传到大地,所以雷雨天千万不要在大树下避雨,故D不符合题意。
故选A。
2.(2022·内蒙古兴安盟·统考中考真题)下列做法符合安全用电要求的是( )
A.手机充电器长时间地插在插座上 B.断开电源开关后,再更换灯泡
C.使用试电笔时,手直接接触它的笔尖 D.家庭电路保险丝断了,用铁丝代替保险丝
【答案】B
【详解】A.手机充电器长时间地插在插座上,不但浪费电能,而且存在安全隐患,故A不符合题意;
B.为确保安全,更换灯泡时必须先断开电源开关,故B符合题意;
C.使用试电笔时,手要接触笔尾金属体,不能直接接触它的笔尖,以防止在笔尖接触火线时发生触电事故,故C不符合题意;
D.保险丝是用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的,家庭电路保险丝断了,不能用铁丝代替保险丝,故D不符合题意。
故选B。
3.(2022·四川资阳·统考中考真题)下列是教材中涉及用电安全的生产、生活情景示意图。关于各图说明的理解,下列说法中正确的是( )
A.家用电器之间一般是并联关系,同时使用多个用电器会造成电路中总电流过大
B.用电器外接插头短路会损坏用电器内部元件
C.电弧触电时没有电流流过人体
D.用电器外壳没接地时总是带电的
【答案】A
【详解】A.家用电器之间一般是并联关系,并联电路的干路电流等于各支路电流之和,同时使用多个用电器会造成电路中总电流过大,根据公式可知,插座干路导线电阻和通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多,因此用电总功率过大容易发生火灾,故A正确;
B.用电器外接插头短路会造成导线中电流过大从而使空气开关跳闸或引起火灾,但不会损坏用电器内部元件,故B错误;
C.人体、大地都是导电,电弧触电时有电流流过人体,故C错误;
D.用电器外壳没接地时,如果用电器没漏电,外壳就不会带电,如果用电器漏电,外壳就会带电,故D错误。
故选A。
4.(2022·山东威海·统考中考真题)关于家庭电路和安全用电,下列说法错误的是( )
A.保险丝可以用铜丝、铁丝替换 B.消耗电能的多少可用电能表测量
C.发生触电时,应立即切断电源 D.为了安全,很多用电器使用三线插头
【答案】A
【详解】A.保险丝的具有电阻率大,熔点低特点。当电流过大时,保险丝易熔化形成断路,从而保护电路。而铜丝、铁丝熔点高,不易熔断,所以不能用铜丝、铁丝替换保险丝,故A错误,符合题意;
B.电能表是测量电功的仪表,所以消耗电能的多少可用电能表测量,故B正确,不符合题意;
C.发生触电时,不能直接去碰触电的人,否则施救者也会触电。应立即切断电源或者用干燥的木棍、竹竿将电线挑开,是触电的人脱离电源,故C正确,不符合题意;
D.为了安全,很多用电器使用三线插头,使用电器的金属外壳接地,防止发生触电事故,故D正确,不符合题意。
故选A。
5.(2022·湖北襄阳·统考中考真题)用电安全很重要。下列做法符合安全用电原则的是( )
A.用电器的金属外壳要接地 B.空气开关跳闸后立即合上
C.用手指触碰插座的插孔 D.保险丝缺少时用铁丝代替
【答案】A
【详解】A.有金属外壳的用电器,使用三孔插座,让金属外壳接地可以防止因用电器漏电后,导致金属外壳带电而发生触电事故,故A符合题意;
B.空气开关跳闸可能是同时工作的用电器总功率过大或电路发生了短路,在解决问题之前不能合闸,故B不符合题意;
C.插座的两个插孔分别接触火线和零线,手指触碰会发生触电事故,故C不符合题意;
D.铁丝的电阻小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不容易达到熔点,因此不会熔断,起不到保险的作用,此做法不符合安全用电原则,故D不符合题意。
故选A。
6.(2022·四川攀枝花·统考中考真题)下列有关生活用电的说法中,正确的是( )
A.更换灯泡或维修家庭电路时,可以不用断开电源
B.为了防止因漏电而造成触电事故,微波炉的外壳应与地线相连
C.在触电事故现场,可以用手去将触电同伴拉开后,再切断电源
D.为防止触电,在使用测电笔辨别火线与零线时,手不能接触笔尾的金属体
【答案】B
【详解】A.为了防止触电,更换灯泡或维修家庭电路时,一定要先断开电源,故A错误;
B.对于金属外壳的家用电器,金属外壳一定接地,防止外壳漏电,发生触电事故,所以微波炉的外壳应与地线相连,故B正确;
C.在触电事故现场,如果用手去拉触电同伴,自己也会触电,不能用手去拉触电同伴,应该迅速切断电源或用绝缘体挑开电线,故C错误;
D.使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,用笔尖接触被检测导线,才能辨别火线和零线,故D错误。
故选B。
7.(2022·山东潍坊·统考中考真题)如图所示,家中常用延长线插座上插满了各种电器,各用电器同时工作。下列有关分析正确的是( )
A.各用电器串联 B.干路电流过大容易发生火灾
C.插座延长线中可以没有地线 D.可以用湿手拔使用中的插头
【答案】B
【详解】A.插座上的各用电器独立工作,互不影响,是并联连接,故A错误;
B.插座上插满了各种电器,同时工作时,造成电路总功率过大,而家庭电路电压保持为220V,据P=UI,会造成电路电流过大,引发火灾事故,故B正确;
C.插座上的用电器有金属外壳的,它的延长线中必须有地线,才能避免金属外壳带电而引发触电事故,故C错误;
D.用湿手拔使用中的插头,而水是导体,手接触到火线,会出现触电事故,故D错误。
故选B。
8.(2022·山东济南·统考中考真题)下图所示是一些与用电有关的现象,符合安全用电原则的是( )
A.甲图中电源线老化破损仍继续使用 B.乙图中爬树取下落在电线上的风筝
C.丙图中用湿手去插拔吹风机的插头 D.丁图中电冰箱金属外壳已可靠接地
【答案】D
【详解】A.电源线老化应及时更换,因为人接触破损的电源线时,容易会发生触电事故,故A不符合题意;
B.直接用手取下电线上的风筝时,容易发生触电事故,因为安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。故B不符合题意;
C.用湿手插拔插头,水是导体,人体的电阻会减小,极易发生触电事故,故C不符合题意;
D.电冰箱的金属外壳接地,能及时将外壳上的电导走,避免触电事故,故D符合题意。
故选D。
9.(2022·湖南湘西·统考中考真题)生活中掌握一些安全用电常识很有必要,下列做法中正确的是( )
A. 触摸破损电线
B. 爬到树上取电线上的风筝
C. 用干木棒拨开触电者身上的电线
D. 同时在一个插板上用很多电器
【答案】C
【详解】A.触摸破损电线,非常容易发生触电事故,故A不正确;
B.爬到树上取电线上的风筝,容易接触到带电的电线,发生触电事故,故B不正确;
C.发生触电时,应该用绝缘体挑开触电者身上的电线,木棒属于绝缘体,故C符合题意;
D.同时在一个插板上用很多电器,容易使电功率过大,导致导线发热,引起火灾,故D不符合题意。
故选C。
10.(2022·广西玉林·统考中考真题)如图所示的四种做法中,符合安全用电原则的是( )
A. 在同一个插座中同时使用多个大功率用电器
B. 用湿抹布擦发光的灯泡
C. 家用冰箱的金属外壳已接地
D. 在电线上晾晒湿衣服
【答案】C
【详解】A.在同一个插座上同时使用多个大功率的用电器,容易造成电流过大,引发火灾,故A不符合题意;
BD.水容易导电,用湿抹布擦发光的灯泡和在电线上晾晒湿衣服,会发生触电事故,故BD不符合题意;
C.有金属外壳的用电器,其金属外壳一定要通过三脚插头接地,以防用电器外壳带电,会危及人身安全,故C符合题意。
故选C。
11.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整,开关只控制壁灯。
【答案】
【详解】壁灯接法:火线进入开关,再进入灯泡,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。另一侧接零线;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
12.(2022·辽宁营口·统考中考真题)有一种自动控制的楼道灯,只有光线暗且有声音时,电路接通,灯亮;光线亮时,不论发出多大声音,灯也不亮;楼道中还有一个三孔插座,且与楼道灯互不影响。请用笔画线代替导线完成电路。
【答案】
【详解】由题意可知,只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合了灯才能亮,说明灯泡与两个开关串联,且火线要先过开关,再接入灯泡尾部的金属点,零线接入螺旋套。三孔插座遵循“左零右火上接地”的原则,如图所示:
13.(2022·青海·统考中考真题)请你用笔画线代替导线,将如图所示的电灯、开关接入家庭电路中。
【答案】
【详解】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,这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡时不会发生触电事故。如图所示:
14.(2022·福建·统考中考真题)用笔画线表示导线,将图中的开关、插座分别接入家庭电路中。
【答案】
【详解】从用电安全考虑,开关要接在灯泡和火线之间,这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,如图所示:
15.(2022·四川遂宁·统考中考真题)请用笔画线代替导线,按照安全用电的要求,将图中的电灯、控制电灯的开关及插座接入家庭电路中。
【答案】
【详解】灯泡的接法是火线(相线)与开关串联,开关的另一端再接到灯泡顶端的金属点,零线(中性线)直接接在灯泡的螺旋套上。三孔插座的接法是火线(相线)接三孔插座右孔,地线(保护接地线)直接接三孔插座的上孔,零线(中性线)直接接三孔插座的左孔。电路图如下图所示
名校预测
1.(2023·广东深圳·统考一模)如图是小明设计的家庭电路图,对此分析下列错误的是( )
A.保险盒接法错误,保险盒应该安装在火线上
B.两孔插座接法错误,其左端导线应该接在零线上
C.开关和灯泡接法正确,开关接在零线上符合安全用电原则
D.将一盏台灯刚接入该三孔插座时,保险丝烧断,可能由于台灯插头短路
2.(2023·重庆巴南·二模)“安全用电,珍爱生命”是人们日常生活中应有的意识。下列有关家庭电路和安全用电的说法正确的是( )
A.在使用试电笔时,手要接触笔尖金属部分 B.电线绝缘皮破损,只要不触碰仍可使用
C.三脚插头可以插入两孔插座使用 D.发现有人触电时,应立即切断电源
3.(2023·广东广州·广州市育才中学校考一模)如图所示是一个安装在卧室墙上的三孔插座,安装符合安全用电要求,下列说法正确的是( )
A.①孔和②孔之间的电压是220V
B.①孔所接的导线与用电器的金属外壳相连
C.将一根导线的两端金属部分别插入①孔和②孔,会造成短路
D.正确使用测电笔分别测试三个孔,氖管不发光,该孔所接的是零线
4.(2023·北京海淀·统考一模)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.洗衣机工作时,其金屈外壳需要接地
B.电能表是测量家庭电路中用电器消耗电功率的仪表
C.台灯、电视机、电冰箱接入家庭电路中正常工作时,它们之间是串联关系
D.家庭电路中保险丝熔断,一定是由于同时工作的用电器总功率过大造成的
5.(2023·重庆渝中·二模)如图甲所示是单手开瓶器示意图,起瓶盖时O是支点,A是动力作用点,B是阻力作用点,请画出开瓶时的最小动力和动力臂;请在图乙中补全电路,要求两额定电压为220V的灯均能正常工作。
6.(2023·广东深圳·统考一模)如图,是带USB插口的插座,请将开关、USB插口、三孔插座接入家庭电路。要求:开关控制USB插口与三孔插座,且USB插口与三孔插座可独立工作。
7.(2023·江苏淮安·统考一模)将图中的开关和灯泡正确接入家庭电路,使开关能控制灯泡。
8.(2023·甘肃兰州·统考一模)如图所示为家庭电路的部分简图,请在方框内填入下列元件的字母标号:A.电灯、B.开关、C.总开关(闸刀开关)、D.电能表、E.用户保险,确保电路连接顺序正确。
9.(2023·陕西咸阳·统考一模)如图所示,在遵守安全用电原则的前提下,用笔画线代替导线将图中引出线、、、、、正确连入家庭电路中(开关只控制灯泡)。
10.(2023·广东汕头·校联考模拟预测)如图所示的三孔插座、电灯和开关是组成家庭电路的常用器件,请你用笔画线代替导线将它们接入电路,要求开关控制电灯。
11.(2023·江苏无锡·统考一模)如图所示为家庭电路,三孔插座连接正确,请在虚线框内正确画出电灯或开关的电路元件符号,闭合开关后电灯能安全正常工作。
12.(2023·江苏泰州·统考一模)在图中,插座的一部分已正确接入家庭电路,请将其他部分也正确的接入家庭电路。
13.(2023·山东·统考一模)把吊扇按安全用电原则接入电路,要求:调速开关控制吊扇的转速,当调速开关滑片顺时针转动时,吊扇风速减慢。
14.(2023·广东深圳·统考一模)如图甲三孔插座,孔L应与______线相连,图乙三脚插头的______(选填序号“①”或“②”)与三孔插座中的火线相连;为防止因大功率用电器漏电而发生触电事故,应将______(选填“空气开关”或“漏电保护器”)与三孔插座相接。
15.(2023·上海嘉定·统考二模)教室中的电灯与电风扇是____连接的,电灯与控制它的开关是_____(前两空均选填“串联”或“并联”)的,电风扇正常工作时,消耗的____能主要转化为机械能。
1.C
【详解】A.图中保险盒安装在零线上,这是错误的;保险盒应该接在火线上,一旦电流过大时,保险丝熔断后能断开火线,故A正确,不符合题意;
B.图中两孔插座的左端导线接在地线上,这是错误的,应该接在零线上,故B正确,不符合题意;
C.电灯开关安装在零线上,当开关断开时,灯泡与火线是连通的,人接触灯泡时容易发生触电,不符合安全常识,故C错误,符合题意;
D.将一盏台灯刚接入该三孔插座时,保险丝烧断,说明电路中的电流过大,可能由于台灯插头短路,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.在使用试电笔时,手要接触笔尾金属部分,不能接触笔尖金属部分,故A错误;
B.电线绝缘皮破损,易造成触电事故,不可使用,故B错误;
C.三脚插头有接地线,不可以插入两孔插座使用,故C错误;
D.发现有人触电时,应立即切断电源,使人体和火线断开,故D正确。
故选D。
3.B
【详解】A.②孔接零线,零线和地线之间的电压为0V,故A错误;
B.为安全用电,三孔插座中多出一个专门用于接地的①孔,故B正确;
C.①孔接地线,将一根导线的两端金属部分别插入①孔和②孔,不会造成短路,故C错误;
D.正确使用测电笔分别测试三个孔,氖管不发光,该孔所接的是零线和地线,故D错误。
故选B。
4.A
【详解】A.如果洗衣机漏电,使金属外壳带了电,人体就有触电的危险。所以洗衣机的金屈外壳需要接地,故A符合题意;
B.电能表是测量电路中电功的仪表,不是测量电功率的仪表,故B不符合题意;
C.家庭电路中各用电器之间是并联关系,故C不符合题意;
D.保险丝熔断,有可能是用电器总功率过大,也有可能是电路中发生短路,故D不符合题意。
故选A。
5.
【详解】由于支点与动力作用点之间的距离为最长的动力臂,垂直于动力臂向上的力为最小的动力,如下图所示:
由于家庭电路的电压为220V,两额定电压为220V的灯均能正常工作,则两灯泡并联,开关能控制两灯,则开关在干路中,为了用电安全,开关接在火线与用电器之间,如下图所示:
6.
【详解】三孔插座和USB接口可以独立工作,由串并联电路的特点知两者是并联的,而三孔插座和USB接口由总开关控制,说明开关在干路上,由此按家庭电路连接的要求补画电路,如图所示:
7.
【详解】开关控制灯泡,开关应与灯泡串联;为了用电的安全,开关应接在灯泡与火线之间,如图所示:
8.
【详解】电能表是测量整个家庭电路消耗电能多少的仪表,一定安装在家庭电路的最前端,并且在总开关的前面,家庭电路的连接要按照进户线→电能表→总开关→保险盒→用电器的安装顺序;因此上面的左边框内是D电能表,中间是C总开关,右边为E用户保险;开关和控制的电灯串联,并且开关接在火线与电灯之间,故下面左边框内是A电灯,右边是B开关。如图所示:
9.
【详解】三孔插座的右孔已经连接火线,左孔接零线,上面的孔连接地线;开关只控制灯泡,火线先接入开关,再接入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上。如图所示:
10.
【详解】三孔插座,上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线;开关与控制的灯泡的接法: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,如图所示
11.
【详解】开关控制灯时,与灯串联,且开关接在火线与灯之间,则开关断开时,才能断开灯与火线的连接,作图如下:
12.
【详解】三孔插座的接线方法是左边插孔接零线,右边插孔接火线,上方插孔接地线;所以最上方是火线,中间是零线。灯泡的一端与开关要串联,开关接在火线上,灯泡的另一端接在零线上。如图所示:
13.
【详解】调速开关滑片顺时针转动时,吊扇风速减慢,说明接入电路的电阻值变大,应将中间和右侧接线柱接入电路;吊扇在连接时要注意左零、右火、上接地,如图所示。
14. 火 ① 漏电保护器
【详解】[1]根据三孔插座的接线方法“左零右火上接地”,三孔插座的孔L应与火线相连。
[2]由图可知,当三脚插头插入三孔插座时,三脚插头的号脚与三孔插座的孔L相连,即与火线相连。
[3]当大功率用电器漏电而造成人员触电时,流过火线和零线的电流不相等,此时漏电保护器会切断电路,对人起到保护作用,因此,应将漏电保护器与三孔插座相接。
15. 并联 串联 电
【详解】[1]电灯与电风扇能独立工作、互不影响,所以电灯与电风扇之间是并联连接的。
[2]开关控制灯的通断,开关和所控制的电灯是串联连接的。
[3]用电器工作时将电能转化为其他形式的能,故电风扇工作时将电能主要转化为机械能。
专家押题
1.用甲图中的专用插线板给电动环保车充电,请在乙图画出插线板内部开关和两插座的连线,并接入家庭电路,要求:
①插线板上的开关可同时控制两插座的通、断;
②开关接通时两插座都能提供220 V电压.
2.声控开关在静音时处于断开状态,在接收到一定响度的声音时会自动闭合一段时间;某地下通道两端的入口处各装有一个声控开关来控制同一盏电灯,为确保行人不管从那端进入,电灯都能接通电源发光;请用笔画线代替导线,按题意要求将图中的电路连接完整.
( )
3.请用笔画线表示导线,将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中.
( )
4.图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图,图乙是其控制的电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯的通断和亮度;S2为单独控制电视插座的开关.请在图乙中将电路图连接完整,要求符合安全用电原则.
5.如图是常用的插线板电路简化图,开关断开时指示灯不发光,插孔不提供工作电压;开关闭合时指示灯发光,插孔提供工作电压;若指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,请在图中画出开关、指示灯、插孔的连接方式。
1.
【详解】根据安全用电原则,开关控制火线,各插座并联.插座右孔接相线,左孔接零线.三孔插座上孔接地线.连图如下:
2.
【详解】两个声控开关串联会相互影响,只有都闭合时灯才发光;两个声控开关并联会互不影响,可以独立控制灯的亮灭,根据“不管行人从哪端进入,电灯都能接通电源发光”,可知两开关应并联,另外注意开关控制火线,如下图所示:
3.
【详解】三孔插座的上面的孔接地线,左孔接入零线,右孔接火线;电灯的接法:火线先过开关再入灯泡,然后接入顶端的金属点,零线直接接入螺旋套,如图所示:
4.
【详解】台灯旋钮开关相当于滑动变阻器,它是控制台灯的,应与台灯串联,且开关应接在火线的一侧;开关S2是控制电视机的,它应与电视机插座串联,且开关应接在火线的一侧;如下图所示:
5.
【详解】在串联电路中,用电器之间相互影响,在并联电路中,用电器之间相互不受影响;根据题意可知指示灯和插孔的连接方式为并联,各自独立工作,互不影响;在连接电路时,开关串联在干路上,靠近火线;发光二极管长脚接火线,短脚接零线,插座的连接方式为“左零右火中接地”,如图所示:
妙趣横生
安全用电常识
1、入户电源线避免过负荷使用,破旧老化的电源线应及时更换,以免发生意外。
2、入户电源总保险与分户保险应配置合理,使之能起到对家用电器的保护作用。
3、接临时电源要用合格的电源线、电源插头、插座要安全可靠。损坏的不能使用,电源线接头要用胶布包好。
4、临时电源线临近高压输电线路时,应与高压输电线路保持足够的安全距离(10KV及以下0.7米;35KV,1米;110KV,1.5米;220KV,3米;500KV,5米)。
5、严禁私自从公用线路上接线。
6、线路接头应确保接触良好,连接可靠。
7、房间装修,隐藏在墙内的电源线要放在专用阻燃护套内,电源线的截面应满足负荷要求。
8、使用电动工具如电钻等,须戴绝缘手套。
9、遇有家用电器着火,应先切断电源再救火。
10、家用电器接线必须确保正确,有疑问应及时询问专业人员。
倒计时第3天天
电与磁
考点透视
掌握磁极间相互作用规律;掌握磁场和磁感线的特点;掌握特殊磁体周围磁场的分布特点;掌握奥斯特电流的磁效应;掌握法拉第电磁感应现象;掌握通电螺线管磁性强弱的影响因素;了解电磁铁在生活中的应用。
满分技巧
【知识网络】
【考点梳理】
考点一 、磁性和磁场
1. 磁性
物体吸引 铁 、 钴 、 镍 的性质叫磁性,具有磁性的物体叫磁体。磁体不同部位的磁性强弱并不相同, 磁性最强 的部分叫 磁极 。
2. 磁极间的相互作用: 同名磁极相互排斥 , 异名磁极相互吸引 。
3. 判断物体是否具有磁性的几个方法:
(1)根据磁体的 吸铁性 判断:将被测物体靠近铁类物质(如铁屑),若能吸引铁类物质,说明该物体具有磁性,否则没有磁性。
(2)根据磁体的 指向性 判断:在水平面内自由转动的被测物,静止时若总是指南北方向,说明该物体具有磁性,否则便没有磁性。
(3)根据磁极间的 相互作用规 律判断:将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极,若发现有一端发生排斥现象,则说明该物体具有磁性。若与小磁针的两极都表现为相互吸引,则该物体没有磁性。
(4)根据磁极的磁性最强判断:A、B两个外形相同的钢棒,已知其中一个具有磁性,另一个没有磁性,具体的区分方法是:将A的一端从B的左端向右滑动,若发现吸引力的大小不变,则说明A有磁性;若吸引力由大变小再变大,则说明B有磁性。
4. 磁场和磁感线
(1)磁场:磁体间存在一种看不见、摸不着的特殊物质,即磁场。它有强弱和方向。
(2)磁场方向:物理学规定小磁针静止时 N极 的所指的方向(即N极受力方向)是这一点的磁场方向。
(3)磁场的基本性质:就是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
(4)磁感线:为了描述磁场情况而画的带箭头的曲线。磁场是客观存在的,磁感线是人们假象出来的。磁感线是立体分布的,且不交叉;磁体周围的磁感线总是从N极出发回到S极的;它的疏密表示磁场的强弱。
常见的几种磁场的磁感线分布如图1所示
(5) 地磁场:地球是个大的条形磁体,地磁的N极在地理的南极附近 ,地磁的S极在地理的北极附近 ,海龟信鸽都是利用地磁场来导航的。
考点二、电流的磁效应(电生磁)
1. 奥斯特实验:
2.
(1)现象:闭合开关小磁针偏转,断开开关小磁针回到原位,改变电流方向磁针反向偏转。
(2)结论:该实验说明 通电导体的周围有磁场 , 磁场的方向与电流的方向有关 。
(3)实验注意:要将导线平行的放在静止小磁针的上方
2.通电螺线管的磁场
(1)磁场特点:外部磁场方向与与条形磁铁的磁场相似,磁感线从N极出来,进入S极;在螺线管的内部,磁感线由S极指向N极。
(2)安培定则(或右手螺旋定则)
螺线管的极性用安培定则判定
内容:用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就螺线管的北极。
判断方法:先标出螺线管中的电流方向;用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中的电流方向,大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
3.应用:电磁铁
插有铁芯的通电螺线管就是电磁铁。软铁芯在通电螺线管中被磁化,也产生磁场,电磁铁周围的磁场既有电流产生的磁场,又有磁铁产生的磁场。
考点诠释:
1、电磁铁的优点:
(1)磁性强弱与通入的电流大小和线圈的匝数有关,电流越大,磁性越强;在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强。
(2)磁性有无可由电路的通断来控制。通电时有磁性,断电时磁性立即消失。(注意:电磁铁中的铁芯必须采用软铁,而不能用钢,因为钢能保持磁性。)
(3)磁极的性质可以通过电流的方向来改变。
2、扬声器:(1)构造:固定的永磁体,线圈,锥形纸盆
(2)工作原理:它是把电信号转换成声信号的一种装置。由于线圈中通过的电流是交变电流,它的方向不断改变,线圈就不断的被永磁体吸引和排斥使线圈来回振动,同时带动纸盆的振动,于是扬声器就发出了声。
3、电磁继电器:
(1)电磁继电器的工作原理:通过控制电磁铁的电流,来达到控制工作电路的目的。因此,一般的继电器电路由(低压)控制电路和(高压)工作电路两部分组成。
(2)电磁继电器的工作电路和控制电路的组成和特点如图所示:
考点三、电磁感应现象 (磁生电)
1. 电磁感应:闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动就会产生感应电流的现象
2. 产生感应电流必须同时满足三个条件:
(1)电路是 闭合 的;
(2)导体要在磁场做 切割磁感线 的运动;
(3)切割磁感线运动的导体只能是一部分,三者缺一不可。如果不是闭合电路,即使导体做切割磁感线运动,导体中也不会有感应电流产生,只是在导体的两端产生感应电压。
3. 感应电流的方向:感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。因此要改变感应电流的方向,可以从两方面考虑,一是改变导体的运动方向,即与原运动方向相反;二是使磁感线方向反向。但是若导体运动方向和磁感线方向同时改变,则感应电流的方向不发生改变。
4. 应用:发电机
发电机的原理是电磁感应,发电机的基本构造是磁场和在磁场中转动的线圈。其能量转换是把机械能转化为电能。
考点四、磁场对电流的作用
1. 通电导体在磁场中受到磁力的作用,磁力的方向与磁场方向、电流方向有关。
2.应用:电动机。其能量的转化为:电能转化为机械能。
2. 直流电动机为什么需装换向器?
当线圈转到如图所示位置时,ab边和cd边受的磁场力恰好在同一条直线上,而且大小相等,方向相反,线圈在这个位置上受到相互平衡的两个磁场力的作用,所以不能连续转动下去。如何才能使线圈连续转动下去呢?我们设想线圈由于惯性而通过平衡位置,恰在这时使线圈与电源线的两个接头互换,则线圈中的电流方向改变,它所受的磁场力的方向变成与原来的方向相反,从而可使线圈沿着原来旋转方向继续转动。因此,要使线圈连续转动,应该在它由于惯性刚转过平衡位置时,立刻改变线圈中的电流方向。能够完成这一任务的装置叫做换向器。其实质是两个彼此绝缘铜半环。
真题回眸
1.(2022·四川资阳·统考中考真题)下列是教材中涉及电与磁的探究实验或实验结论的情景示意图。其中实验原理或结果与电动机工作原理相同的是( )
A.奥斯特实验
B.安培定则
C.通电导线在磁场中受力
D.探究电磁感应现象
【答案】C
【详解】电动机是根据通电导体在磁场中受到力运动的原理工作的;
A.这是奥斯特实验,表明通电导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中螺线管中电流方向是由左侧进入、右侧流出,利用安培定则可知通电螺线管的右端为N极,故B不符合题意;
C.图中有电源,通电导体在磁场中受力而运动,是电动机的原理图,故C符合题意;
D.图中没有电源,是探究电磁感应现象的实验,是发电机的原理图,故D不符合题意。
故选C。
2.(2022·山东淄博·统考中考真题)对下列与电磁现象有关的四幅图的分析正确的是( )
A.图甲:闭合开关后,通电螺线管右端是S极
B.图乙:利用磁场可以产生电流
C.图丙:只要导体在磁场中运动,就会产生感应电流
D.图丁:该装置可用来研究发电机的工作原理
【答案】A
【详解】A.图甲闭合开关后,电流从通电螺线管的右侧流入,根据安培定则,则通电螺线管左端为N极,故右端是S极,故A正确;
B.图乙为奥斯特实验,说明利用电流可以产生磁场,故B错误;
C.图丙中没有电源,只有导体在磁场中做切割磁感线运动时,才会产生感应电流,故C错误;
D.图丁中有电源,闭合开关,通电导体在磁场中运动,该装置可用来研究电动机的工作原理,故D错误。
故选A。
3.(2022·贵州遵义·统考中考真题)风能是一种环保的可再生能源,下列各图能反映风力发电原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】风力发电原理是电磁感应现象。
A.A图,是探究电磁感应产生的条件,故A符合题意;
B.B图所示为奥斯特实验,探究电流的磁效应,故B不符合题意;
C.C图所示,是用来探究影响电磁铁磁性强弱的因素,故C不符合题意;
D.D图所示,只是线圈,故D不符合题意。
故选A。
4.(2022·四川攀枝花·统考中考真题)下列描述的物理情景中,与电动机原理相同的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】电动机原理是通电导体在磁场中受到力的作用;
A.图中没有电源,开关闭合时,导体棒在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流,这是电磁感应原理,故A不符合题意;
B.图中有电源,是通电导体在磁场中受到力的作用,与电动机的原理相同,故B符合题意;
C.图中是奥斯特实验,是通电导体周围存在磁场,与电动机原理不同,故C不符合题意;
D.图中是异名磁极相互排斥,与电动机原理不同,故D不符合题意。
故选B。
5.(多选)(2022·四川宜宾·统考中考真题)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
【答案】AC
【详解】由图知,右侧电路中巨磁电阻GMP与定值电阻R串联,电流表测电路中的电流,电压表测巨磁电阻的电压,闭合开关S1、S2,滑片P向左移动时,变阻器连入电路中的电阻变小,根据欧姆定律可知,左侧电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强(周围的磁场增强),由题意可知巨磁电阻的阻值变小,根据串联电路的电阻关系可知,右侧电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电流表示数变大,根据可知,定值电阻R的电压变大,根据串联电路电压的规律,巨磁电阻的电压变小,即电压表示数变小。故AC正确,BD错误。
故选AC。
6.(多选)(2022·山东潍坊·统考中考真题)图甲所示是一种自行车上的装置,车前端的灯泡与该装置内部线圈相连,自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动,小轮带动内部的磁铁转动,灯泡便发光照明,图乙是其结构示意图。下列分析正确的是( )
A.该装置是一种电动机 B.该装置将机械能转化为电能
C.增大车轮转速灯泡亮度变大 D.车轮与小轮间应尽量光滑
【答案】BC
【详解】ABC.如图乙知,磁铁在线圈内部做切割磁感线转动,产生感应电流,所以该装置是一种发电机,将机械能转化为电能,而且转速越大产生电流越大,所以灯泡越亮,故A错误,BC正确;
D.小轮是靠车轮与小轮间摩擦力使其转动的,车轮与小轮间应尽量粗糙,故D错误。
故选BC。
7.(2022·四川宜宾·统考中考真题)如图,甲、乙两个相同的装置分别由U型磁铁、导体棒和支架构成,导体棒ab和cd由导线连接。闭合开关并向右移动ab,cd也会随之向右移动,其中甲装置相当于______,乙装置相当于______。(选填“电动机”或“发电机”)
【答案】 发电机 电动机
【详解】[1][2]闭合开关,导体ab和cd组成一个闭合电路,闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中有了感应电流,这种现象是电磁感应现象,发电机是利用电磁感应现象工作的,所以甲装置相当于发电机,此过程中机械能转化为电能;电路中有了感应电流之后,感应电流经过导体cd,导体cd成为通电导体在磁场中受力而运动,这是电动机的工作原理,所以乙装置相当于电动机。
8.(2022·江苏盐城·统考中考真题)如图所示是小华用漆包线和磁体制作的一台发电机,制作时用刀片将线圈两端的漆全部刮掉,作为转动轴,用纸做一个小风车固定在转轴上,将转轴放在支架上,如图所示,将发电机与小量程电流表相连,转动小风车,电流表指针左右偏转,电路中电流的方向___________(填“改变”或“不变”),此过程中发电机将___________能转化为电能。若将小量程电流表换成电池,线圈___________(填“能”或“不能”)持续转动。
【答案】 改变 机械 不能
【详解】[1]将发电机与小量程电流表相连,转动小风车,线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中会产生感应电流,电流表指针左右偏转,这说明电路中电流的方向是改变的。
[2]此过程中线圈在磁场中转动的机械能转化为电能。
[3]若将图中电流表换成电池,则无风吹时,由于通电线圈处在磁场中故而受力转动,但线圈转动至平衡位置因线圈两端的绝缘漆全部刮掉,无法改变线圈中的电流从而不能持续转动下去。
9.(2022·山东淄博·统考中考真题)某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同,从而节约电能。小明根据所学知识,设计了扶梯工作时的模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态,R是压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时,R所受压力增大,控制电路中的电流_______,电磁铁的磁性___________,将衔铁吸下,使动触点与静触点“2”接触,工作电路中的电动机转速变大。小红站在扶梯上匀速上行的过程中,她的动能___________、机械能___________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 变大 变大 不变 变大
【详解】[1][2]控制电路的压敏电阻与电磁铁串联。当扶梯上有人时,R所受压力增大,根据已知条件,压敏电阻变小,由串联电阻的规律,电路的电阻变小,由欧姆定律可知控制电路中的电流变大,电磁铁的磁性变大,将衔铁吸下,使动触点与静触点“2”接触,工作电路中的电动机转速变大。
[3][4]小红站在扶梯上匀速上行的过程中,因人的质量和速度保持不变,故她的动能不变;因小红的高度变大,故小红的重力热能变大,故机械能变大。
10.(2022·四川资阳·统考中考真题)如图所示,螺线管与电源、开关S组成闭合回路。在螺线管下方的地面上放有一条形磁体,开关S闭合瞬间,该条形磁体突然向上运动。请在图中标出电源左端的极性、闭合开关后通电螺线管中的电流方向、螺线管下端的磁极极性和螺线管左侧P点磁感线的方向。
【答案】
【详解】根据磁极间的相互作用规律,开关S闭合瞬间,该条形磁体突然向上运动说明通电螺线管下端与条形磁体的上端是异名磁极,条形磁体的上端是S极,故通电螺线管下端是极,由安培定则可判断电流从螺线管上端流进,下端流出,故电源左端为负极,由磁体外部的磁感线从极出发回到S极可判断点方向。如图所示:
11.(2022·山东潍坊·统考中考真题)如图所示,条形磁铁静止在水平桌面上,通电螺线管左端为极,靠近条形磁铁放置。请根据图中所示情况:
(1)将电源“+”“-”极填入括号中;
(2)在已画出的磁感线上用箭头标出其方向;
(3)画出条形磁铁所受摩擦力的示意图。
【答案】(1)(2)
(3)
【详解】(1)(2)由图示知,通电螺线管左端为N极,据安培定则知,电流由螺线管的右端流入,左端流出,所以电源的正极在右端,负极在左端;在螺线管的外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极。所以作图如下:
(3)由图示知,条形磁铁的N极在右端,通电螺线管的N极在左端,据同名磁极相互排斥知,条形磁铁受到的斥力是向左的,则它有向左运动的趋势,所以受到的桌面的摩擦力是向右的,作用在条形磁铁的重心上,作图如下:
12.(2022·辽宁·统考中考真题)闭合开关S后,电磁铁有磁性,小磁针静止在如图所示的位置。请在图中标出:
(1)电源的极性(用“+”或“-”表示);
(2)电磁铁的磁极(用“N”或“S”表示);
(3)磁感线的方向。
【答案】
【详解】(1)由图可知,小磁针的下端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,电磁铁的下端为S极,上端为N极。
(2)根据安培定则可知,电流从电磁铁的下端流入、上端流出,所电源的下端为正极、上端为负极。
(3)螺线管的外部的磁感线都是从N极出来回到S极的,如图所示:
13.(2022·贵州六盘水·统考中考真题)如图所示是未完成连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:标出闭合开关后图中小磁针静止时左端磁极名称,滑动变阻器滑片向左端移动,通电螺线管的磁性增强,导线不能交叉。
【答案】
【详解】由图知,电路连接完毕,闭合开关后,电流从螺线管的右端进入,从左端流出。由安培定则知,通电螺线管的左端为N极;根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引知,小磁针的左侧为N极,右侧为S极;在匝数一定时,提高通电螺线管的电流越大,磁性越强。滑片向左端移动后,通电螺线管的磁性增强,说明此时螺线管的电流增大,滑动变阻器接入电路的电阻减小,所以滑动变阻器一定接入左端下面接线柱。如图所示:
14.(2022·辽宁朝阳·统考中考真题)闭合开关S后,在通电螺线管和条形磁铁的共同作用下,小磁针静止在图示位置。请在图中标出小磁针的N极和A点的磁感线方向。
【答案】
【详解】根据通电螺线管的绕法和电流的方向可知此时通电螺线管的右端为N极,所以小磁针的左端为S极,右端为N极,条形磁铁的左端为S极,右端为N极。因为在磁体的外部,磁感线总是从N极指向S极,故A点磁感线方向如图。
15.(2022·广西桂林·统考中考真题)如图所示,小磁针在条形磁铁的作用下处于静止状态,请标出小磁针的N极和条形磁铁磁感线的方向。
【答案】
【详解】磁铁外部磁感线从磁铁的N极出发,回到S极,根据磁极间相互作用规律,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,小磁针左端为N极,如图所示:
名校预测
1.(2023·江苏扬州·统考一模)2023年扬州鉴真半程马拉松于4月16日鸣枪开跑,比赛采用感应器计时系统。感应器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。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时,就能计时,下列器件工作原理与它相同的是( )
A. B.
C. D.
2.(2023·河北石家庄·一模)扬声器的工作原理与下列实验装置的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
3.(2023·北京朝阳·统考一模)如图所示的是一款磁悬浮蓝牙音箱,底座通电后,上面的磁体音箱就会在底座产生的磁场作用下悬浮起来。下列说法正确的是( )
A.音箱受到的磁力方向竖直向下
B.音箱悬浮利用了异名磁极相互排斥
C.音箱悬浮时受到的磁力小于音箱受到的重力
D.底座通电后产生磁场的原理与电磁铁的工作原理相同
4.(2023·山东济南·统考一模)如图所示是一款不需要电池的门铃。当人按压门铃压板时,压板后的弹簧会带动磁体运动,从而在线圈中产生电流,发声元件便可发声。下列四幅实验装置图中能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
5.(2023·北京·北京市陈经纶中学分校校考一模)如图所示,关于电和磁的下列说法中正确的是( )
A.甲图所示实验表明了发电机的原理
B.乙图所示实验表明电能可以转化为机械能
C.丙图所示表明磁体周围存在着磁感线
D.丁图所示实验表明通电导体周围存在着磁场
6.(2023·湖北黄冈·校考二模)地铁是城市交通现代化的标志,直流电动机是地铁列车的动力“心脏”,如图所示的装置中,其工作原理与直流电动机相同的是( )
A. B.
C. D.
7.(2023·湖南湘西·统考模拟预测)图中能说明发电机工作原理的是( )
A.B.C. D.
8.(2023·上海徐汇·统考二模)根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向,标出图中磁感线的方向,并在括号内标出电源的正、负极。
9.(2023·广东深圳·统考一模)如图所示,闭合开关后,通电螺线管的左端为N极。请用箭头标出螺线管中a处的电流方向和b处的磁感线方向。
10.(2023·上海静安·统考二模)根据图中通电螺线管的S极,标出磁感线方向、小磁针的N极,并在括号内标出电源的正、负极。
11.(2023·重庆巴南·二模)根据图乙所示的情景,在虚线框中标出电源的“+”极或“-”极。
12.(2023·江苏扬州·校联考一模)汽车启动时,需将钥匙插入钥匙孔内并旋转(相当于闭合开关),请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整。
13.(2023·广东江门·台山市新宁中学校考一模)开关闭合后磁感线如图所示,请标出磁铁A的N极和磁感线的方向。
14.(2023·北京朝阳·统考一模)小阳用如图所示的实验装置进行实验,闭合开关,使金属棒AB向右运动,观察灵敏电流计指针偏转的方向;将蹄形磁铁的N、S极对调,仍使金属棒AB向右运动,观察灵敏电流计指针偏转的方向。
(1)小阳探究的问题是:感应电流的方向与______是否有关;
(2)实验中,灵敏电流计的作用是______;
(3)实验中金属棒AB向右运动产生感应电流的过程中能量转化与______(选填:“电动机”或“发电机”)工作时相同。
15.(2023·四川成都·统考一模)模拟电磁轨道炮是把带有强磁性的炮弹放入通电螺线管中,利用电流的磁效应推动炮弹前行,从而获得极高的弹射速度,通过移动滑动变阻器的滑片来改变电流的强弱,从而改变炮弹的射程(如图),该装置通电后,通电螺线管左端为______(选填“N”或“S”)极。若要增大炮弹的射程,可以将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动。
1.C
【详解】当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时,就能计时,说明参赛者通过起点或终点时,切割磁感线,产生感应电流,是电磁感应现象。
A.图中是电动机的工作原理图,是通电导线在磁场中受力的作用,故A不符合题意;
B.图中是奥斯特实验的工作原理图,说明通电导线的周围存在磁场,故B不符合题意;
C.图中是电磁感应现象,通过闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流,故C符合题意;
D.图中说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关,故D不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】扬声器是将电信号转化为声信号,所以它的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用;
A.图中为电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.图中话筒是将声信号转化为电信号,所以话筒的工作原理是电磁感应现象,故B不符合题意;
C.图中闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,产生感应电流,是电磁感应原理,故C不符合题意;
D.图中导体在磁场中运动,工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故D符合题意。
故选D。
3.D
【详解】A.依题意得,底座通电后,上面的磁体音箱就会在底座产生的磁场作用下悬浮起来,说明音箱受到的磁力方向竖直向上,故A错误;
B.音箱悬浮利用了同名磁极相互排斥,故B错误;
C.音箱悬浮时受到的磁力等于音箱受到的重力,磁力与重力为平衡力,故C错误;
D.底座通电后产生磁场的原理与电磁铁的工作原理相同,都是利用通电导体周围存在着磁场,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】当人按压门铃压板时,压板后的弹簧会带动磁体运动,磁体的运动使得闭合回路的部分导体做切割磁感线运动,从而在电路中产生感应电流,让电路工作。
A.图中反映的是通电导体周围存在与电流方向有关的磁场,能让小磁针发生偏转,故A不符合题意;
B.该图反映通电线圈的磁场强弱与流过它的电流大小有关,故B不符合题意;
C.该图反映通电导体在磁场中会受力运动,故C不符合题意;
D.该图反映闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流,使灵敏电流计的指针发生偏转,故D符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.据图可知,通电后,磁场中的导体会受力运动,说明通电导线在磁场中受力的作用,即电动机的工作原理,故A错误;
B.乙图所示实验为电磁感应现象的实验,表明机械能可以转化为电能,故B错误;
C.丙图是条形磁体周围磁感线的分布情况,磁场是真实存在的,但磁感线是不存在的,故C错误;
D.奥斯特实验说明了通电导线周围有磁场,导体不通电,则导体周围无磁场,故D正确;
故选D。
6.D
【详解】电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的。
A.由图可知电路中没有电源,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,是电磁感应现象,属于发电机的工作原理,故A不符合题意;
B.图示的是电磁铁,电磁铁通电后具有磁性,是利用了电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图示的是通电导体周围有磁场,是奥斯特实验,故C不符合题意;
D.由图可知电路中有电源,通电导体在磁场中会受力而运动,是电动机的工作原理,故D符合题意。
故选D。
7.BC
【详解】A.图示的是奥斯特实验,说明了电流周围存在磁场,故A不符合题意;
BC.两图都是电磁感应实验,它是发电机原理,故BC符合题意;
D.这是研究通电导体在磁场中受力的实验,是电动机的原理;故D不符合题意。
故选BC。
8.
【详解】由于通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向为右,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端为N极,由右手定则可知,通电螺线管里的电流方向正面向下,故电源的左端为正极,右端为负极,磁感线的方向为从右向左,如下图所示
9.
【详解】根据图示可知,螺线管的左端为N极,磁体周围的磁感线都是从N极出来、回到极的;根据安培定则可知,点的电流的方向是向上的,如图所示
10.
【详解】由图可知,螺线管的左端为S极,则右端为N极,磁感线从N出来回到S极,据此标出磁感线方向;根据安培定则,右手大拇指指向螺线管右端N极,由四指方向可判断电流从螺线管左端流入,则电源左端为正极、右端为负极;根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的右端为N极。如图所示:
11.
【详解】根据小磁针N、S极指向,螺线管右端为N极,根据安培定则,螺线管外圈电流向下,则电源左端为正极。
12.
【详解】钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路,电动机与总电源组成工作电路
13.
【详解】从图中可以看到,图中左端的电路,闭合开关后,电流从电磁铁的右端流入,左端流出,根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,再观察图中的磁感线,电磁铁的磁感线和磁铁A的磁感线相互排斥,可知磁铁A的左端磁极和电磁铁右端的磁极,是相同的,则磁铁A的左端磁极为S极,右端为N极,磁场的方向是流入S极,流出N极,综上所述,可标出磁铁A的N极和磁感线的方向,如下图所示:
14. 磁场方向 显示感应电流的方向 发电机
【详解】(1)[1]实验中,控制金属棒的运动方向相同,改变磁场方向,是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
(2)[2]实验中可以通过观察灵敏电流计的指针偏转方向判断感应电流方向。
(3)[3]实验中金属棒AB向右运动产生感应电流的过程中能量转化是将机械能转化为电能,此过程与发电机工作时相同。
15. S 左
【详解】[1]根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向就是螺线管的N极。所以通电螺线管的左端为S极。
[2]增大炮弹的射程,需要增强电流的磁效应,即增大电路中的电流,应当减小滑动变阻器的阻值,由图可知,滑动变阻器滑片应向左移动。
专家押题
1.关于如图所示的四个电磁实验,下列说法中正确的是( )
A.实验甲:开关S闭合,电热器独立工作;开关S断开,电动机独立工作
B.实验乙:开关S闭合,只要导体ab在磁场中做切割磁感线运动,导体中就有电流产生
C.实验丙:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,发电机是利用这一原理制成
D.实验丁:开关S闭合,小磁针发生偏转,表明通电导线的周围存在磁感线
2.如图是小明自制的能量转化学具,当接通电路后甲风扇转动,其产生的风带动乙风扇转动,与乙风扇连接的发光。下列说法正确的是( )
A.甲风扇转动的原理是电磁感应 B.乙风扇转动的原理与电动机相同
C.乙风扇相当于电路中的电源 D.灯是由超导体材料制成的
3.某电磁门锁如图1,请将图2中的电磁铁、滑动变阻器接入电路,使开关闭合后电磁铁与条形磁铁相互吸引,且滑片P向右移动时吸引力变大。
4.请在图中标出小磁针静止时的N极,并标出C点的磁场方向。
5.心脏病患者手术时,要用心脏泵帮助人体血液循环,如图是该装置的原理图,其左侧固定一个永磁体,右侧电磁铁受磁力作用时会带动活塞运动,然后推动血液循环,当活塞向右运动时,①在括号内标出永磁体的磁极;②在虚线框内用箭头标出电磁铁线圈中电流的方向。
1.B
【详解】A.开关S闭合,电磁铁有磁性,吸引衔铁,电动机电路接通,独立工作;开关S断开,电磁铁没有磁性,衔铁在弹簧拉力作用下上移,电热器电路接通,独立工作,故A错误;
B.闭合开关后,只有导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才会有感应电流,故B正确;
C.开关S闭合,导体ab在磁场中运动,说明通电导体在磁场中受力而运动,电动机是利用这一原理制成的,故C错误;
D.闭合开关S,通电导线周围存在磁场,小磁针受到磁场的作用发生偏转,表明通电导线的周围存在磁场,磁感线不是真是存在的,是一种理想模型,故D错误。
故选B。
2.C
【详解】A.甲风扇转动的原理是通电线圈在磁场中受力转动,故A错误;
B.甲风扇产生的风带动乙风扇转动,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,乙相当于发电机,乙风扇转动的原理与发电机原理相同,故B错误;
C.乙风扇是发电机,相当于电路中的电源,故C正确;
D.灯是由半导体材料制成的,故D错误。
故选C。
3.
【详解】开关闭合后,电磁铁与条形磁铁相互吸引,因异名磁极相互吸引,所以电磁铁的左端是N极,由安培定则可知,电流应从电磁铁的右端流入,则电磁铁右端的导线应接电源的正极;滑动变阻器滑片P向右移动时会使吸引力变大,即此时电路中电流变大,滑动变阻器连入电路的阻值变小,结合图示可知需使滑动变阻器右侧下接线柱连入电路中。如图所示:
4.
【详解】由图可知,电流从螺线管的左端流入,由安培定则可知螺线管的右端是N极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端是S极,右端是N极,磁体周围的磁感线是从N极出发回到S极,所以C点的磁场方向向左,如图所示:
5.
【详解】当活塞向右运动时,说明电磁铁受到永磁体向右的斥力,因此永磁体靠近电磁铁的一端为N极,据安培定则可判断出电磁铁A端电流方向向下,据此作图如下:
妙趣横生
法拉第与电磁感应现象
迈克尔·法拉第 (1791年9月22日~1867年8月25日),英国物理学家、化学家,由于他在电磁学方面发现了电磁感应定律,发明了世界上第一个发动机等,被称为“电学之父”和“交流电之父”。
1820年H.C.奥斯特发现电流磁效应后,许多物理学家便试图寻找它的逆效应,提出了磁能否产生电,磁能否对电作用的问题。
1831年8月,法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈,其一为闭合回路,在导线下端附近平行放置一磁针,另一与电池组相连,接开关,形成有电源的闭合回路。实验发现,合上开关,磁针偏转;切断开关,磁针反向偏转,这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。紧接着他做了几十个实验,把产生感应电流的情形概括为5 类:变化的电流 ,变化的磁场,运动的恒定电流,运动的磁铁,在磁场中运动的导体,并把这些现象正式定名为电磁感应。进而,法拉第发现,在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比,他由此认识到,感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的,即使没有回路没有感应电流,感应电动势依然存在。
法拉第首次发现的电磁感应现象,就指因磁通量变化产生感应电动势的现象,电磁感应电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。
法拉第电磁感应定律正式表达就是导体回路中产生的感应电动势的大小,跟穿过回路所围面积的磁通量变化率成正比。
1831年10月28日法拉第发明了圆盘发电机,得到产生交流电的方法。它是人类创造出的第一个发电机。法拉第的发现奠定了电磁学的基础,是麦克斯韦的先导。
1867年8月25日,迈克尔法拉第因病医治无效与世长辞,享年76岁。
倒计时第2天天
能源的开放及利用
考点透视
掌握动能、重力势能、弹性势能和机械能的想话转化;掌握并理解分子动理论的内容;掌握改变物体内能的方式;掌握热传递中能量的计算;掌握热机的工作过程;掌握燃烧放热的计算;
满分技巧
考点一:能源
1. 定义:凡是能够提供能量的物质资源,都可以叫做能源。
2. 人类利用能源的历程:
(1)钻木取火是人类从利用自然火到利用人工火的转变,导致了以柴薪为主要能源的时代的到来。
(2)蒸汽机的发明使人类以机械动力代替人力和畜力,人类的主要能源从柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化,利用化石燃料的各种新型热机的问世,使化石能源成为当今世界的主要能源。
(3)物理学家发明了可以控制核能释放的装置---反应堆,拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。
3. 能源的分类
(1)按获取分:①一次能源:从自然界直接获取的能源,例如:化石能源、风能、太阳能、地热能以及核能,是可以直接从自然界获得的能源;
②二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源,例如:电能。
(2) 能否再生:①不可再生能源: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;例如:煤、石油、天然气、核能等。
②可再生能源:在短期内可以从自然界得到补充,这类能源属于可再生能源。例如:风能、水能、太阳能、生物质能等。
考点二:核能
1. 核裂变
用中子轰击质量比较大的铀235原子核,使其发生裂变,变成两个质量中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量。1kg铀全部裂变,释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。
(1)链式反应
如图乙所示,一个铀235原子核在一个中子轰击下发生裂变,释放出核能,同时产生几个新的中子,这几个新的中子又轰击其他铀核,导致其他铀核发生裂变,产生更多的中子…裂变反应将自动进行下去,参与反应的铀核数量越来越多,释放出巨大的能量。
(2)裂变的利用
A. 核电站
①核反应堆及核电站的工作原理
如图所示,控制链式反应的速度,使核能能够缓慢、平稳地释放的装置,叫做核反应堆。核反应堆是核电站的核心设备,它以铀为燃料。利用核反应堆中放出的核能先生成高温蒸汽,在驱动汽轮机带动发电机发电。
②核反应堆中的能量转化
③核电站的特点
a.消耗的热量少,产生的能量巨大;
b.产生废渣少,对大气基本无污染;
c.核反应会产生危害极大的射线,因而要采取严格的安全措施。
B. 原子弹
链式反应如果不加控制,大量原子核就会再一瞬间发生裂变,释放出极大的能量,以致引起威力强大的爆炸。原子弹就是根据这一原理制成的。
发电类型
能量转化
应用范围
对环境的影响
火力发电
化学能→内能→机械能→电能
广泛
污染较大
水力发电
机械能→电能
较广泛
没有污染,但会破坏生态系统
风力发电
风能→电能
较小
没有污染
太阳能发电
太阳能→电能
较小
没有污染
核能发电
核能→内能→机械能→电能
较小
污染较小(安全使用情况下)
2. 核聚变(热核反应)
将某些质量很小的原子核,例如氘核(由一个质子和一个中子组成)与氚核(由一个质子和两个中子组成),在超高温下结合成新的原子核-氦核,也会释放出巨大的核能(如图所示),这就是聚变。聚变反应要求一开始就要有很高的温度,因此核聚变也称为热核反应。
2.聚变的应用:氢弹
4.裂变与聚变的比较
比较
裂变
聚变
定义
较大的原子核分裂为较小的原子核的过程
质量很小的原子核结合成较大一种的过程
条件
用中子轰击较大的原子核
超高温
释放核能大小
巨大
更加巨大
知否可以控制
可利用核反应堆控制链式反应的速度
目前,核聚变速度还不能认为控制
应用
原子弹、核电站
氢弹
5.核能的特点
核能的优点
(1)储量丰富,核能总量十分巨大,它能极大地补充人类能源的不足;
(2)核燃料能量密集,便于储运;
(3)不排放污染气体,不会造成空气污染;
(4)不排放二氧化碳气体,不会加重地球温室效应。
核能的缺点
(1)核能属于一次能源,会越用越少;
(2)一旦发生核泄漏,会对地球生物造成严重的危害;
(3)核反应堆中会产生核废料,在治理核废料过程中,代价较高。
选址及废物处理
(1)核电站一般建在能源需求量大,而且能源十分缺乏的地区;
(2)核电站建在离人群较远的地方,避免对人畜造成伤害;
(3)核废料要特殊处理后深埋在人烟稀少的地方。
真题回眸
1.(2022·江苏盐城·统考中考真题)我市大规模利用太阳能发电,下列与太阳能同属于可再生能源的是( )
A.风能 B.石油 C.煤炭 D.天然气
【答案】A
【详解】煤炭、石油、天然气都属于化石能源,是短时间内不能再次产生的,是不可再生能源;风能在短时间内可以再次产生,是可再生能源,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2022·四川资阳·统考中考真题)近年来,我国科技创新能力日益凸显,各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。例如:2017年,我国海域“可燃冰”(天然气水合物)首次开采成功;2020年,深海潜水器“奋斗者”号实现海底水声定位;2021年,我国磁约束核聚变装置“东方超环”在7000万摄氏度下运行17.6分钟;2022年,冬奥园区无人驾驶车辆实现基于北斗提供的厘米级高精度定位服务……关于上述新科技成果,下列说法中正确的是( )
A.可燃冰属于可再生能源
B.“奋斗者”号水声定位主要是利用声音传递能量实现的
C.核聚变获得核能的方式与普通核电站一致
D.北斗卫星与汽车导航系统之间通过电磁波传播信号
【答案】D
【详解】A.可燃冰属于化石能源,在开发利用后不会在短时间内从自然界产生,属于不可再生能源,故A错误;
B.水声定位主要是利用声音传递信息实现的,故B错误;
C.聚变获得核能的方式是核聚变,普通核电站获得核能的方式是核裂变,故C错误;
D.卫星与地面系统是通过电磁波来交互信息的,电磁波能够在真空中传播,故D正确。
故选D。
3.(2022·贵州遵义·统考中考真题)社会的发展离不开能源、信息和材料,下列相关说法正确的是( )
A.图甲:石油是可再生能源 B.图乙:核电站利用核聚变发电
C.图丙:手机利用超声波传递信息 D.图丁:二极管具有单向导电性
【答案】D
【详解】A.短时间内不能从自然界得到补充的能源称为不可再生能源,煤、石油、天然气都是不可再生能源,故A错误;
B.核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的,故B错误;
C.手机是利用电磁波来传递信息的,超声波不能在真空中传播,故C错误;
D.二极管具有单向导电性,只有正向连入电路时,二极管才能发光,故D正确。
故选D。
4.(2022·湖南湘潭·统考中考真题)有关能源和能量,下列说法正确的是( )
A.电能是一次能源
B.只有裂变才能释放出核能
C.风能是可再生能源
D.能量是守恒的,我们不需要节约能源
【答案】C
【详解】A.电能需通过消耗一次能源才能获得,是二次能源,故A错误;
B.核反映包括核裂变和核聚变,核裂变和核聚变都能释放出核能,故B错误;
C.风能是由大气的流动形成的,风能可以从自然界源源不断获得,为可再生能源,故C正确;
D.能量是守恒的,但是能量的转移或转化是有方向性的,所以节约能源势在必行,故D错误。
故选C。
5.(2022·湖南湘西·统考中考真题)下列能源中属于二次能源的是( )
A.电能 B.风能 C.太阳能 D.地热能
【答案】A
【详解】A.电能是由一次能源经过加工转换以后得到的能源,所以不是一次能源,属于二次能源,故A符合题意;
B.风能是直接取自自然界没有经过加工转换的能源,所以是一次能源,故B不符合题意;
C.太阳能是直接取自自然界没有经过加工转换的能源,所以是一次能源,故C不符合题意;
D.地热能是直接取自自然界没有经过加工转换的能源,所以是一次能源,故D不符合题意。
故选A。
6.(2022·江苏徐州·统考中考真题)为了推动风能开发利用,我国规划“十四五”期间风力发电量实现翻倍。风能属于( )
A.可再生的清洁能源 B.不可再生的清洁能源
C.可再生的非清洁能源 D.不可再生的非清洁能源
【答案】A
【详解】风能作为一种从自然界直接获取的能源,清洁无污染且可以再生更新、被人类反复利用,属于可再生的清洁能源,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(2022·湖南永州·统考中考真题)关于能源、环境保护及能量守恒定律,下列说法正确的是( )
A.可燃冰、石油都属于可再生能源
B.废旧电池可以随意丢弃
C.用电动汽车替代燃油汽车,可以减少二氧化碳的排放
D.随着时代的进步,永动机是可以造出的
【答案】C
【详解】A.可燃冰、石油等能源在地球的储量是有限的,消耗后不可能再生,属不可再生能源,故A错误;
B.废旧电池含有有毒的重金属,随意丢弃会污染环境,故B错误;
C.用电动汽车替代燃油汽车,可以减少二氧化碳的排放,故C正确;
D.永动机违背了能量守恒定律,“永动机”是不可能制造出来的,故D错误。
故选C。
8.(2022·陕西·统考中考真题)核能是原子核裂变或聚变释放出的能量。下列说法正确的是( )
A.原子核由质子和中子构成 B.原子核带负电
C.当前的核电站是利用核聚变原理工作的 D.核能是可再生能源
【答案】A
【详解】A.原子是由原子核和核外电子组成,而原子核是由质子和中子构成,故A正确;
B.原子核内的质子是带正电的,中子不带电,所以原子核是带正电的,故B错误;
C.当前的核电站是利用可控的核裂变工作的,故C错误;
D.核燃料是用一点少一点,在短时间内无法得到补充,所以核能是不可再生能源,故D错误。
故选A。
9.(2022·四川成都·统考中考真题)新能源的开发和利用在中国发展势头强劲,是东方巨龙腾飞的助推器,图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源,下列说法不正确的是( )
A.核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源 B.核电站利用核裂变释放的能量来发电
C.氢燃料发动机将化学能转化为机械能 D.新能源的开发可以有效缓解能源危机
【答案】A
【详解】A.天然气属于常规能源,不属于新能源,故A错误,符合题意;
B.核电站是利用可控的核裂变释放的能量来发电,故B正确,不符合题意;
C.氢燃料发动机在工作时,将燃料蕴藏的化学能用来对外做功,将化学能转化为机械能,故C正确,不符合题意;
D.新能源的开发可以解决能源短缺的问题,有效缓解能源危机,故D正确,不符合题意。
故选A。
10.(2022·山东枣庄·统考中考真题)核电站发电流程如图所示,在核电站的发电过程中,下列所述能量转化顺序正确的是( )
A.核能→化学能→内能→电能
B.核能→化学能→机械能→电能
C.核能→内能→机械能→电能
D.核能→机械能→内能→电能
【答案】C
【详解】核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉,以核燃料(铀)在反应堆内进行裂变并释放出大量热能,来加热水使之变成蒸汽,蒸汽通过管路进入汽轮机,推动汽轮带动发电机发电.所以核电站的发电过程中,能量的转化是核能→内能→机械能→电能.选项C合题意.
11.(2022·山东济南·统考中考真题)关于图中四个事例的能量转化,以下说法正确的是( )
A.甲图中原始人类“钻木取火”,把内能转化为机械能
B.乙图中水轮机带动发电机发电,把水能转化为电能
C.丙图中行驶的高速电动列车,把电能转化为机械能
D.丁图中楼顶的太阳能热水器,把太阳能转化为内能
【答案】BCD
【详解】A.钻木取火是克服摩擦做功,将机械能转化为木头的内能,从而温度升高,达到着火点而起火的,故A错误;
B.水轮机带动发电机发电的过程,是通过水轮机将水的机械能转化为电能的过程,故B正确;
C.高速行驶的电动列车,其机械能是由电能转化而来的,故C正确;
D.太阳能热水器是利用太阳能给水加热的,这个过程是太阳能转化为水的内能的过程,故D正确。
故选BCD。
12.(2022·辽宁·统考中考真题)2022年6月5日11时许,整流罩打开,神舟十四号飞船成功入轨,展开太阳能帆板。飞船将在大气层外沿椭圆形轨道绕地球运动。下列说法正确的是( )
A.整流罩与大气层摩擦后温度升高,是通过做功的方式使其内能增加的
B.太阳能电池板可将光能转化为电能
C.太阳能是可再生能源
D.飞船从近地点向远地点运动时,动能增大,势能减小
【答案】ABC
【详解】A.整流罩与大气层发生剧烈摩擦,温度升高,克服摩擦做功,机械能转化成内能,内能增加,所以是通过做功的方式使其内能增加的,故A正确;
B.太阳能电池板将太阳能中的光能转化为电能,故B正确;
C.太阳能可以在自然界源源不断地从自然界中获得,所以是可再生能源,故C正确;
D.飞船在大气层外绕地球运动,不受空气阻力,机械能保持不变,从近地点向远地点运动时,速度变小,动能变小;高度变大,重力势能变大,动能转化为重力势能,故D错误。
故选ABC。
13.(2022·四川宜宾·统考中考真题)中国物理学家钱三强与何泽慧等合作,在利用中子打击铀的实验中,观察到三分裂变和四分裂变现象。如图,为某种核反应示意图,这属于核______变,核电站的核反应堆就是利用该反应释放核能的设备;氢弹利用的是核______变在瞬间释放的能量。(选填“裂”或“聚”)
【答案】 裂 聚
【详解】[1]由核反应示意图可知,此核变属于中子轰击铀核使铀核裂变,重原子核分裂成较轻的原子核,叫做裂变;核电站的核反应堆是一种能够控制的链式反应装置,利用的是核裂变。
[2]氢弹利用的是氢的同位素氘和氚的原子核在超高温下就可能聚合成氦核,释放出巨大的能量,这种轻原子核结合成较重的原子核释放出核能,这样的核反应叫做核聚变。
14.(2022·山东滨州·统考中考真题)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课正式开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。授课期间,“太空教师”与地面课堂师生的实时互动交流是通过________进行传播的。空间站太阳翼上的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电,电能是________(选填“一次”或“二次”)能源。
【答案】 电磁波 二次
【详解】[1]授课期间,“太空教师”与地面课堂师生的实时互动交流是通过电磁波进行传播的,因为电磁波能够在真空中传播,而声波不可以在真空中传播。
[2]电能是是由太阳能转化而成的,所以是二次能源。
15.(2022·山东日照·统考中考真题)开发和利用太阳能、核能等能源,要考虑可持续发展,既要满足当代人的需要,又要考虑后人的需求。太阳能是___________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。目前核能是核电站通过控制___________(选填“核裂变”或“核聚变”)获得。
【答案】 可再生 核裂变
【详解】[1]太阳能是能够不断的得到补充以供使用的一次能源,是可再生能源。
[2]核能是核电站通过控制重核裂变获得的,是可以控制的,氢弹和太阳内部发生的是核聚变。
名校预测
1.(2023·广东广州·统考二模)下列说法中正确的是( )
A.电能属于一次能源 B.太阳能属于可再生能源
C.化石能源的使用不会造成环境污染 D.核能可以在短时间内从自然界中得到补充
2.(2023·江苏无锡·校考二模)下列能源中直接或间接来源于太阳能的是( )
A.地热能 B.潮汐能 C.风能 D.核能
3.(2023·山东德州·统考二模)能源、信息和材料是现代社会的三大支柱,下列说法正确的是( )
A.超导体材料可用于制作白炽灯泡的灯丝
B.光导纤维是利用电磁波从而实现远距离、大容量传输信息的
C.太阳能、风能、水能、核能都是可以充分利用的可再生能源
D.氢弹是利用核裂变原理制造的威力比原子弹大很多的核武器
4.(2023·四川成都·统考模拟预测)2022年4月11日,海阳核电“核能+光伏”工程正式投运,该工程是核能发电和光伏发电耦合,实现多能互补,提高能源资源利用率的又一创新实践。下列说法正确的是( )
A.原子是由原子核和核外质子构成的 B.光伏发电是利用电磁波的能量特性
C.重核聚变或轻核裂变将释放出核能 D.光伏用太阳能电池板由超导体制成
5.(2023·广东佛山·统考模拟预测)2021年5月22日,我国第一辆火星车“祝融号”安全踏上火星表面,火星车以太阳能电池作为原始动力来源,太阳能电池工作后,必须优先给锂电池加热,待温度达到-15℃左右,火星车被唤醒。“祝融号”携带有红外光谱仪可调查火星表面物质成分。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.太阳能不属于新能源
B.太阳能帆板的作用是将太阳能转化为电能
C.红外线是一种红光,火星上温度越高的地方辐射的红外线就越多
D.“祝融号”在火星上和在地球上相比,其惯性变小
6.(2023·广东广州·统考一模)核电站发电流程如图所示,下列说法中正确的是( )
A.核能属于可再生能源 B.核废料一般可以深埋在人烟稀少的地方
C.核电站发电是将核能直接转化成电能 D.核燃料的核能可以全部转化成电能
7.(2023·山东淄博·统考二模)近年来,我国在信息材料和能源等领域取得了辉煌的成绩,以下说法正确的是( )
A.水力、风力、太阳能发电都是利用不可再生能源
B.量子计算机中的电子器件都是超导体材料制成的
C.“5G”传输信息速度快,是因为“5G”的传播速度大
D.“祝融号”火星车利用电磁波将信息传回地球
8.(2023·河南信阳·校考模拟预测)下列说法中正确的是( )
A.电脑通过Wi﹣Fi上网时,即接受电磁波,又发射电磁波
B.核能、太阳能、天然气都是可再生能源
C.LED灯具中的发光二极管由超导体材料制成
D.光纤通信利用超声波传递信息的
9.(2023·山东临沂·统考一模)关于信息和能源,下列说法正确的是( )
A.超导体可以用于远距离高压输电 B.“北斗”导航系统利用超声波传递信息
C.核电站利用核聚变释放的能量发电 D.石油和太阳能都属于不可再生能源
10.(2023·广东汕头·统考一模)下列描述符合实际的是( )
A.移动电话只接收不发射电磁波 B.电能属于二次能源
C.摩擦起电的过程创造了电荷 D.大气压随高度的增加而增大
11.(2023·广东珠海·珠海市第九中学校考三模)2021年中国“人造太阳”——“东方超环”(EAST)在可控核反应方面创造了世界新纪录,“人造太阳”是氘核和氚核在超高温条件下发生核______(选填“裂变”或“聚变”)释放出巨大的核能,核能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源,花香四溢,这是______现象。
12.(2023·辽宁营口·统考模拟预测)神舟载人飞船成功发射,并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳,当航天员意外漂离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱。这是利用物体间_____的原理。空间站可以利用太阳能电池板获得能量,太阳能是太阳内部的氢原子核发生_____(填“裂变”或“聚变”)释放出的核能。制作手机芯片的核心材料是_____(填“导体”“半导体”或“超导”)材料。
13.(2023·广东东莞·统考一模)太阳能来源于太阳内部发生的核 ___________(选填“聚变”或“裂变”),如图所示为一种新型的“风光互补”景观照明灯。白天工作时,光电池板将太阳能转化为 ___________能;晚上工作时,蓄电池放电,将 ___________转化为电能供照明灯使用。
14.(2023·河南商丘·统考一模)如图所示,连续多日的阴雨天气,被子很潮湿,小红把被子摊开放在阳光下晒,一上午过去后,被子变得干燥松软,这一过程中发生的物态变化是___________,阳光辐射的热量来自于太阳内部时刻发生的___________。用力拍打刚晒过的被子,可除去被子上附着的灰尘,这是利用了___________的惯性。
15.(2023·湖南·长沙市湘郡培粹实验中学校考二模)2022年6月5日,我国的神舟十四号载人飞船发射成功,3名航天员顺利进驻天和核心舱,我国的航天事业再次取得突破性进展。空间站的能源主要靠太阳能电池板,其主要材料是________体;而陆地上的汽车动力主要是热机,它的燃料通常是汽油或柴油,它们都属于________能源(“可再生”/“不可再生”)。
1.B
【详解】A.由于电能都是由其他能源转化来的,不能从自然界直接获取,所以电能属于二次能源,故A错误;
B.我们能源源不断地获取太阳能,所以太阳能属于可再生能源,故B正确;
C.使用化石能源时,不断向大气排放废气,会污染环境,故C错误;
D.核能的产生要消耗矿产资源,短时间内不能从自然界中得到补充,故D错误。
故选B。
2.C
【详解】A.地热能是由地壳抽取的天然热能,故A不符合题意;
B.潮汐能是指海面涨落过程中所获得的能量,故B不符合题意;
C.风能的形成,依赖于太阳能,故C符合题意;
D.核能是通过核反应从原子核释放的能量,故D不符合题意。
故选C。
3.B
【详解】A.白炽灯是利用电流的热效应工作的,超导体没有电阻,电流通过时不会产生热量,因此不能做灯丝,故A错误;
B.激光是一种电磁波,在光导纤维中利用激光传递信息,因为激光的频率很高,可以在相同的时间内传输更多的信息,故B正确;
C.太阳能、风能、水能都是可以充分利用的可再生能源,而核能不是可再生能源,故C错误;
D.氢弹是利用核聚变原理制造的威力比原子弹大很多的核武器,故D错误。
故选B。
4.B
【详解】A.原子由原子核和核外电子组成的,故A错误;
B.光是电磁波的一种,所以光伏发电是利用电磁波能传递能量的特性,故B正确;
C.获取核能的途径是轻核聚变,重核裂变,故C错误;
D.太阳能电池板是用半导体材料制成的,故D错误。
故选B。
5.B
【详解】A.新能源一般指世纪中叶以后才开始被利用的能源,如核能、地热、海洋能、太阳能等,故太阳能属于新能源,故A错误;
B.太阳能帆板的作用是将太阳能转化为电能,故B正确;
C.光谱上红光以外的部分,叫红外线,是不可见光,红外线具有热效应,故C错误;
D.惯性由物体的质量决定,与地理位置无关,“祝融号”在火星上的质量和在地球上的质量相同,故“祝融号”在火星上的惯性和在地球上惯性相同,即惯性不变,故D错误。
故选B。
6.B
【详解】A.核能不能从自然界中源源不断地获得,所以核能不是可再生能源,故A错误;
B.核污染主要是指核燃料或核废料具有放射性,因此一般埋在人烟稀少的地方,故B正确;
C.核能发电的能量传递和转化过程是:核能先转化为水和蒸汽的内能,然后水和蒸汽的内能转化为发电机转子的机械能,最后发电机转子的机械能转化为电能,故C错误;
D.任何能量的转化率都不是100%,因此核燃料的核能不可以全部转化成电能,故D错误。
故选B。
7.D
【详解】A.水力、风力、太阳能发电可以从自然界源源不断的得到,是可再生能源,故A错误;
B.计算机中的电子器件主要是由半导体材料制成的,故B错误;
C.“5G”使用的电磁波与“4G”等使用的电磁波相比,频率更高,可以携带的信息更多,但是它仍属于电磁波,而电磁波在同种介质中的传播速度是相同的,故C错误;
D.火星与地球之间是真空,火星车是利用电磁波将信息传回地球,故D正确。
故选D。
8.A
【详解】A.电脑能够方便地使用Wi﹣Fi上网,它传递信息依靠的是电磁波,既能发射电磁波也能接收电磁波,故A正确;
B.核能、天然气不能在短时间内形成是不可再生能源,太阳能可以源源不断的获得是可再生能源,故B错误;
C.LED灯具中的发光二极管具有单向导电性,是半导体材料制成的,故C错误;
D.光纤通信是利用电磁波来传递信息,故D错误。
故选A。
9.A
【详解】A.超导体的电阻为0,超导体通过电流时,不会产生热量,适合用于不需要发热的地方,输电线不需要产生热量,故A正确;
B.超声波无法在大气层外传播,北斗导航系统是利用电磁波传递信息的,故B错误;
C.核电站是利用可控的核裂变来发电的,故C错误;
D.太阳能可以源源不断地得到,是可再生能源,而煤、石油、天然气属于化石能源,是不可再生能源,故D错误。
故选A。
10.B
【详解】A.移动电话既能发射电磁波,又能接收电磁波,故A不符合题意;
B.电能不能从自然界中直接获取,只能用其他能源转化成电能,所以电能属于二次能源,故B符合题意;
C.摩擦起电的过程是得到和失去电子的过程,因此其实质是电子的转移,故C不符合题意;
D.根据气压与高度的关系可知,大气压随高度的增加而减小,故D不符合题意。
故选B。
11. 聚变 不可再生 扩散
【详解】[1]“人造太阳”是氘核与氚核在超高温下结合成新的原子核,会释放出巨大的核能,这属于核聚变。
[2]核能在使用后短时间内无法重新获得,属于不可再生能源。
[3]花香四溢,说明分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
12. 力的作用是相互 聚变 半导体
【详解】[1]出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳,当航天员意外漂离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱。这是利用物体间力的作用是相互的原理。
[2]空间站可以利用太阳能电池板获得能量,太阳能是太阳内部的氢原子核发生聚变释放出的核能。
[3]制作手机芯片的核心材料是硅等物质,属于半导体材料。
13. 聚变 电 化学能
【详解】[1]在太阳内部,氢原子核在超高温作用下发生聚变,释放巨大的核能。
[2]白天工作时,光电池板将太阳能转化为电能储存在电池内部。
[3]晚上工作时,蓄电池放电,电池内部将化学能转化为电能供照明灯使用。
14. 汽化 核聚变 灰尘
【详解】[1]潮湿的被子变干燥,被子上的水由液态变为气态,属于汽化。
[2]阳光辐射的热量来自于太阳内部较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能。
[3]拍打被子时,被子由于受到手的作用力由静止变为运动,而被子上的灰尘由于惯性要保持原来的静止状态,灰尘和被子就会分离。
15. 半导 不可再生
【详解】[1]空间站的能源主要靠太阳能电池板,其主要材料是半导体,其工作原理是利用光电材料吸收光后发生光电子转换反应。
[2]可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源,短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。汽油、柴油是化石能源,是不可再生能源。陆地上的汽车主要燃料通常是汽油或柴油,它们都属于不可再生能源。
专家押题
1.中国是一个负责任的大国,为构建人类命运共同体而不懈努力,实现可持续发展已成为21世纪各国的任务。能源可按不同方式分类,如图,下列四组能源中,能归入图中阴影部分的一组是( )
A.煤炭、沼气 B.太阳能、风能 C.水能、天然气 D.石油、核能
2.下列关于能源、材料的说法正确的是( )
A.煤是可再生能源,燃煤发电容易造成环境污染
B.红沿河核电站是我省第一座核电站,它利用核聚变发电
C.利用半导体材料可以制作二极管、三极管
D.超导材料可应用于电饭锅的电热丝
3.人类利用太阳能的实质,是将太阳能转化为其他形式的能量供人们使用。使用太阳能热水器时,将太阳能转化为( )
A.内能 B.机械能 C.电能 D.化学能
4.下列关于能源的说法正确的是( )
A.煤、石油、天然气属于可再生能源 B.煤、石油、天然气属于一次能源
C.风能水能、地热能属于不可再生能源 D.风能、水能、地热能属于二次能源
5.下列说法正确的是( )
A.电饭锅加热盘所用的材料是超导材料 B.电动机的电刷所用的材料是绝缘材料
C.化石能源、核能是可再生能源 D.核反应堆中发生的链式反应,是可以控制的
1.B
【详解】能归入图中阴影部分的能源应该是来自太阳的热辐射,并且是可再生能源和新能源。
A.煤炭不是可再生能源也不是新能源,沼气不是来自太阳的辐射能源,故A项不符合题意;
B.太阳能、风能是来自太阳的热辐射,并且是可再生能源和新能源,故B项符合题意;
C.天然气是不可再生能源,故C项不符合题意;
D.石油和核能是不可再生能源,故D项不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】A.可再生能源是指自然界中可以不断利用、循环再生的一种能源。煤不是是可再生能源,故A项错误;
B.现在核电站都是利用核裂变发电的,故B项错误;
C.二极管、三极管都是利用半导体材料制成的,故C项正确;
D.超导材料电阻为零,当电流经过时,不发热,所以不能应用于电饭锅的电热丝,故D项错误。
故选C。
3.A
【详解】太阳能热水器是将太阳能转化为内能,使热水器内的水温度升高,故A正确,BCD错误。
故选A。
4.B
【详解】AC.可再生能源在自然界可以循环再生的能源是取之不尽,用之不竭的能源,不需要人力参与便会自动再生。煤、石油、天然气属于不可再生能源,风能水能、地热能属于可再生能源。故AC项错误;
BD.一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,煤炭、石油、天然气、水能、风能、地热能都属于一次能源,故B项正确,D选项错误。
故选B。
5.D
【详解】A.超导材料由于电阻为零,不能用于将电能转化内能的电器,如电饭锅、电热水壶等,故A错误;
B.电动机的电刷所用的材料是导体材料,故B错误;
C.化石能源、核能是不可再生能源,故C错误;
D.核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的,故D正确。
故选D。
妙趣横生
“两弹”文化
1964年10月16日,我国第一颗原子弹在罗布泊爆炸成功。随后,1967年6月17日,我国第一颗氢弹试验成功。一代又一代的科研人员为了民族振兴、国家富强、人民幸福奉献了毕生精力,“爱国奉献、艰苦奋斗、协同攻关、求实创新、永攀高峰”的“两弹”精神也得以广泛传承。
倒计时第1天天
最后冲刺卷
本试卷分为第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间70分钟。
第I卷(选择题 共39分)
一、单选题(本题共13小题,每小题3分,共39分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.我们生活在声音的海洋里,松涛、鸟语、流水潺潺、琴声悠悠,让人心旷神怡,以下说法中符合事实的是( )
A.吼猴能发出很大的吼声,是因为其声带振动得很快
B.假如宇宙空间有空气,我们在地球上可能会听见太阳的“歌唱”
C.蚊子飞行时翅膀每秒振动的次数为250~600次,所以人耳无法听到
D.人们利用仪器监测风暴发出的超声波,可以在风暴到来之前发出警报
2.在化学实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )
A.拔火罐时玻璃罐“吸”在皮肤上
B.穿在身上的化纤衣服容易“吸“灰尘
C.磁铁可以“吸”引钉子、大头针等铁制品
D.若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
3.下列关于信息、能源和材料的说法正确的是( )
A.电磁波的传播需要介质 B.核电站利用核聚变释放能量
C.手机芯片上的晶体管是用半导体材料制成的 D.天然气、风能、太阳能均属于不可再生能源
4.在探究“让线圈转起来”的实验中,小明用永磁铁、一节干电池、线圈、金属支架组装了如图所示的装置,用绝缘胶带将支架固定在电池两端,将磁铁放在电池侧壁上,再将线圈一端的绝缘漆全部刮去,另一端的绝缘漆只刮去一半后,放在支架上,线圈即可持续转动,关于该实验,下列说法正确的是( )
A.这个装置与发电机的工作原理相同 B.线圈转动过程中,机械能转化为电能
C.只改变电流的方向,线圈的转动方向不会改变 D.只改变磁场的方向,线圈的转动方向可以改变
5.6月23日,北斗导航系统最后一颗组网卫星﹣“北斗三号”卫星在西昌基地发射成功。6月30日,这颗卫星成功定位于地球同步轨道。“北斗人”攻坚克难、拾级而上,提前半年全面完成“北斗三号”全球卫星导航系统星座部署,扬了国威,长了志气。下列说法正确的是( )
A.点火后,在加速上升的过程中,卫星的动能增加,重力势能减少
B.点火后,在加速上升的过程中,卫星的重力势能增加,动能减少
C.卫星进入地球同步轨道后,将处于平衡状态
D.卫星进入地球同步轨道后,不受空气阻力,机械能不变
6.如图所示,在杠杆左端悬挂物体,右端施加动力F,杠杆处于平衡状态(忽略杠杆自身重力的影响),下列说法正确的是( )
A.此时杠杆是费力杠杆 B.动力臂是线段OA
C.杠杆的阻力是物体受到的重力G D.保持杠杆位置不变,将动力F转至F1位置,动力变大
7.一盏探照灯的灯光射向水池,如图所示,在没有水的池底C处形成一个光斑。在逐步注水的过程中,B处的人看到池底的光斑会( )
A.在原地不动 B.先向左移再向右移
C.向左移动 D.向右移动
8.在物理学中,力和运动正确关系的得出,从亚里士多德到牛顿,历经二千多年。如图甲,水平地面上的物体,在水平向右拉力的作用下,从开始,物体的运动情况如图乙。对于这个过程力和运动描述正确的是( )
A.该物体一直做匀速直线运动
B.时,若,则地面的滑动摩擦力也为3N
C.从到的过程中,力F在逐渐增大
D.物体做匀速直线运动阶段的速度为2m/s
9.如图甲所示,用弹簧测力计水平拉一木块,使它在水平长木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的两段图象,下列说法正确的是( )
A.图甲中木块受到的拉力为3.8N
B.木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1∶2
C.AB段和BC段拉力做功的功率之比为2∶1
D.AB段和BC段木块速度之比为1∶2
10.如图所示,电源电压保持9V不变,小灯泡标有“3V 1.5W”字样,电流表的量程是0~0.6A,滑动变阻器的规格是“30Ω 1A”,闭合开关S,电路各元件都能安全使用,则电流表的示数变化范围是( )
A.0~0.6A B.0~0.5A C.0.25~0.5A D.0.25~0.6A
11.如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 0.5A”(灯丝电阻不变)。在保证小灯泡L电流不超过额定电流0.5A,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~20Ω
B.电压表示数变化范围2V~3V
C.电流表示数变化范围0.18A~0.5A
D.小灯泡正常工作时的功率为5W
12.在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距u=8cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
13.如图所示电路,闭合开关,灯泡L正常发光,当滑片P向上移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L变亮,电流表A1示数变大
B.电压表示数不变,电流表A2示数变大
C.电流表A1与A2的示数之差变大
D.电压表与电流表A2的示数之比变大
第II卷(非选择题,共61分)
二、 填空题(本题共5小题,没空2分,共20分)
14.如图所示,有一斜面长L=4m,高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力,将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J;物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。
15.某电热壶铭牌上标有“220V 1000W”字样,当其正常工作时,把质量为2kg、温度为30℃的水加热到80℃,用时10min。加热过程中,水吸收的热量是_______J,电热壶烧水的效率是______。[c水=4.2×103J/(kg℃)]。
16.一个盛有水的溢水杯放在水平桌面上,如图所示,先向溢水杯中投入一个质量为m0的小球A,小球A漂浮在水面上,从溢水杯中溢出水的质量为20g。再往溢水杯中投入一个质量为2m0的小球B,小球B漂浮在水面上,从溢水杯中再次溢出80g水。则小球A受到的浮力为___________N。水对溢水杯底部的压力比投入两个小球前,增大了___________N。(g取10N/kg)
17.夜晚涪江五桥上的灯光开亮时,涪江水上实景与江中“倒影”交相辉映,形成一幅绚丽多彩的图案,已知涪江五桥下涪江水深为2m,桥上一彩灯距水面12m,则该彩灯的“倒影”距水面________m。若涪江水上涨0.5m,该彩灯与其对应的“倒影”相距_______m
18.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块运动的图像分别是图乙中的A、B图像,两次对应的弹簧测力计示数分别为FA、FB,两次拉力的功率分别为PA、PB,则FA__________FB,PA__________PB。(选填“<”“=”或“>”)
三、实验题(本题共3小题,每空2分,共20分)
19.图甲是小关同学探究“固体熔化时温度变化规律”的实验装置。
(1)图乙中温度计显示的是试管中的物质在某时刻的温度,其示数是 _____℃;
(2)每隔1min记录一次试管中物质的温度及状态,作出如图丙所示的温度随时间变化的图像。分析图像可知,该物质在第4min时处于_____(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”),且该物质在第5min时的内能 _____(选填“大于”、“等于”或“小于”)第3min时的内能。
20.如图所示是测量某金属块密度的实验操作过程和实验情景。
(1)在调节天平平衡时,将游码移至标尺左端的零刻度线处后,发现指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动;
(2)根据图乙和丙中所测数据可知,金属块的质量=______,金属块的密度 =________kg/m3。
21.小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验。现有器材:电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、待测小灯泡(标有“0.3A”字样)、滑动变阻器(标有“20Ω 1A”字样)、电流表、电压表(仅0~3V档完好)、开关各一个和导线若干。他正确串联电路,将电压表并联在电路中,再将变阻器滑片移至一端。闭合开关,观察到电压表、电流表的示数如图(a)、(b)所示。在电路安全情况下,移动变阻器滑片,小灯泡始终不能正常发光。经过思考,小嘉重新调整电路并实验,当小灯泡正常发光时,观察到电压表指针指在刻度盘正中央。
①小嘉判定小灯泡正常发光的依据是_________。
②调整电路前,电压表并联在_____(选填“小灯泡”“滑动变阻器”或“电源”)两端,理由是_________。
③求小灯泡的额定功率P额。(写出主要的计算过程)( )
四、计算题(本题共2小题,共21分。解答过程必须写出必要的文字说明、公式和重要的验算步骤,只写最后答案的不能得分,有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
22.(9分)图甲是小明家安装的即热式热水器,其具有高、低温两挡加热功能,低温挡功率为5500W,内部等效电路如图乙所示,R1和R2是两个电热丝。某次小明用高温挡淋浴时,水的初温是20℃,淋浴头的出水温度为40℃,淋浴20min共用水100L。假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收[]求:
(1)电热丝R1的阻值。
(2)该热水器高温挡功率。
23.(12分)如图甲所示,正方形木板放置在水平地面上,装有水的薄壁圆柱形容器(质量不计)放在木板中央,木板的底面积,容器的底面积,水的密度。求:
物体
密度
体积
A
2V
B
3V
C
3V
(1)容器中水的重力;
(2)容器对木板的压强;
(3)现有如图乙所示的物体A、B、C(其密度、体积的关系如表所示),选择其中一个物体放入容器中(水足够多且不会溢出),水对容器底部压强的增加量为,水平地面受到压强的增加量为,使与比值最小。通过计算进行判断选择的是哪个物体,并求出此最小比值。
1.B
【详解】A.吼猴能发出很大的吼声,是因为其声带振动的幅度大,响度大,不是声带振动的很快,故A不符合事实;
B.声音的传播需要介质,假如宇宙空间有空气的话,太阳上发出的声音可能通过空气传到地球被我们听见,我们在地球上可能会听见太阳的“歌唱”,故B符合事实;
C.蚊子飞行时翅膀每秒振动的次数为250~600次,即发声频率在250Hz~600Hz之间,在人的声音的听觉频率范围之内,所以人耳能听到,故C不符合事实;
D.风暴等自然灾害爆发时会发出次声波,故D不符合事实。
故选B。
2.A
【详解】用胶头滴管吸取化学药液,要先把滴管橡胶内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进滴管里。
A.拔火罐时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以这是由于大气压引起的,故A符合题意;
B.穿在身上的化纤衣服容易“吸”灰尘,是因为化纤衣服摩擦起电后带静电,会吸引轻小物体,与大气压无关,故B不符合题意;
C.磁铁具有磁性,它能吸引钉子、大头针等铁制品,不是大气压引起的,故C不符合题意;
D.当列车驶进铁轨时,会带动车周围的空气流动,根据流体压强与流速的关系可知,列车周围空气流速大、压强小,而安全线外的区域空气流速小、压强大,而会产生一个向列车的压强差,将人“吸”进铁轨,易出现危险,故D不符合题意。
故选A。
3.C
【详解】A.电磁波可以在介质中传播,也可以在真空中传播,所以电磁波的传播不需要介质,故A错误;
B.核聚变无法人为控制速度,核电站利用的是是核裂变释放能量,故B错误;
C.手机芯片上的晶体管是用半导体材料制成的,故C正确;
D. 天然气是不可再生能源,风能和太阳能是可再生能源,故D错误。
故选C。
4.D
【详解】A.线圈通电后可持续转动,说明通电导体在磁场中受力的作用,与电动机的原理相同,故A错误;
B.线圈转动过程中,消耗电能,产生机械能和内能,故B错误;
CD.通电导体在磁场中受力的作用,所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,故只改变电流的方向或磁场的方向,线圈的转动方向会发生改变,故C错误,D正确。
故选D。
5.D
【详解】AB.点火后,在加速上升的过程中,质量不变,但是高度增加,速度增大,所以重力势能和动能都增大,故AB错误;
C.卫星绕地球飞行,运动方向不断改变,所以卫星的运动状态在不断改变,所以处于变速运动状态,不是平衡状态,故C错误;
D.在大气外运行,不受空气阻力时,卫星的机械能守恒,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】杠杆平衡条件是,则:
A.由图可知重力与拉力方向竖直向下,动力臂大于阻力臂,此时杠杆是省力杠杆,故A错误;
B.力臂是力的作用线到转动轴的垂直距离,动力臂是支点O到力F的垂线段,小于OA,故B错误;
C.杠杆的阻力是由物体重力引起的绳端拉力,大小等于物体受到的重力,故C错误;
D.保持杠杆位置不变,将动力F转至F1位置,此时动力臂变小,阻力与阻力臂不变,则动力变大,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】当逐步注水的过程中,随着水位的上升,入射点逐渐向右移,根据光的折射规律,折射光线靠近法线偏折,池底的光斑也向右移动,B处的人看到池底的光斑仍然向右移动。
故选D。
8.D
【详解】A.由s随时间t的变化图象可知,物体在内速度为零,处于静止状态,物体处于匀速直线运动状态,故A错误;
B.当时,,由s随时间t的变化图象可知,物体静止,静摩擦力等于拉力,由于物体没有滑动,滑动摩擦力为0,故B错误;
C.由s随时间t的变化图象可知,当2s以后物体做匀速直线运动,受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,两个力的大小相等,摩擦力不变,所以拉力大小不变,故C错误;
D.匀速直线运动阶段的速度
故D正确。
故选D。
9.C
【详解】A.图甲中木块受到的拉力为2.2N,故A错误;
B.木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力没有发生变化,故B错误;
CD.AB段和BC段的速度之比为2∶1,拉力相等,由P=Fv可知,拉力做功的功率之比为2∶1故C正确,D错误。
故选C。
10.C
【详解】AD.由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电流表测电路中的电流。由P=UI可得,灯泡的额定电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以,电路中的最大电流为I大=0.5A,故AD不符合题意;
BC.由可得,灯泡的电阻
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电流表的最小示数
即电流表的示数变化范围是0.25~0.5A,故B不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.B
【详解】A.分析电路,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电流电流。在保证小灯泡L电流不超过额定电流0.5A时,滑动变阻器阻值最小,由欧姆定律可知,此时电路总电阻
此时小灯泡的电阻为
因此滑动变阻器的阻值为R滑min=R总-R定=9Ω-5Ω=4Ω
当滑动变阻器阻值为20Ω时,根据串联分压的特点,此时滑动变阻器两端电压
解得U滑=3.6V,电压表超量程,不符合安全要求。根据串联电路电压的特点,因为滑动变阻器的最大电压为3V,所以灯泡两端电压为1.5V,此时电流为
滑动变阻器最大接入电阻为
滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω,故A错误;
B.滑动变阻器接入阻值最小时,两端电压最小,为Umin=0.5A×4Ω=2V
滑动变阻器接入阻值最大时,两端电压最大,为3V;所以电压表示数变化范围2V~3V,故B正确;
C.由A可知,电流允许的范围为0.3A~0.5A,故C错误;
D.根据P=UI,小灯泡正常工作时的功率为P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W
故D错误。
故选B。
12.B
【详解】A.据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像;由图可知u=v=2f=20cm
所以f=10cm。故A不符合题意;
B.当物距u=30cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机,故B符合题意;
C.当物距u=8cm时,u
故选B。
13.D
【详解】A.由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测变阻器R支路的电流,电压表测电源两端的电压,因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡的电流不变,灯泡的亮暗不变,故A错误;
B.当滑片P向上移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,由可知,通过R的电流变小,即电流表A2的示数变小,故B错误;
C.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表示数的差值等于通过L的电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,电流表A1与A2的示数之差不变,故C错误;
D.由电压表的示数不变和电流表A2的示数变小可知,电压表与电流表A2的示数之比变大,故D正确。
故选D。
14. 600 25
【详解】[1]刘利同学对物体做的总功为
[2] 刘利同学对物体做的有用功为
刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功,额外功
物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力
15. 4.2×105 70%
【详解】[1] 水吸收的热量
[2]从电热壶铭牌上可知,它正常工作时功率为1000W,工作10min消耗的电能为J
电热壶烧水的效率
16. 0.4 0.2
【详解】[1]先往溢水杯中投入一个质量为m0的小球A,从溢水杯中溢出的水的质量为20g;再往溢水杯中投入一个质量为2m0的小球B,从溢水杯中再次溢出的水的质量为80g,因投入2m0的小球B之前溢水杯是满的,所以,小球B受到的浮力为
因,所以,小球A排开水的质量应该为
则小球A受到的浮力为
[2]因小球A排开的水的质量要大于溢水杯中溢出的水的质量,即开始时溢水杯没有加满,所以,放入小球A后,液面会上升,则上升水的质量为
上升水的重力为
因溢水杯是圆柱形的,所以,液体产生的压力等于液体的重力,则水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了
17. 12 23
【详解】[1]平面镜成像中,像距等于物距,依题意得,桥上一彩灯距水面12m,则该彩灯的“倒影”距水面12m。
[2]涪江水上涨0.5m,则物距变为
该彩灯与其对应的“倒影”相距
18. = >
【详解】[1]结合图像A、B可知木块两次都做匀速直线运动,由二力平衡条件知道,拉力与滑动摩擦力的大小相等;两次拉动木块运动时压力大小、接触面的粗糙程度均相同,故滑动摩擦力的大小相等,所以拉力的大小也相等,即FA=FB
[2]由图像知道,第一次木块的速度为4m/s,第二次木块的速度为
则第一次木块的速度较大,且两次拉力的大小相等,由P=Fv知道,第一次拉力的功率较大,即PA>PB
19. -2 固液共存态 大于
【详解】(1)[1]由图乙可知,液柱的上表面在零刻度的下方,是零下温度,每个小格代表1℃,所以温度计的示数为-2℃。
(2)[2]由图象可知,该物质在2~6min温度保持不变,是熔化过程,在第4min时处于固液共存态。
[3]由于熔化过程在吸热,内能增大,因此物质在第5min时的内能大于第3min时的内能。
20. 左
【详解】(1)[1]使用天平时,天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度处,指针指向分度盘的右侧,说明天平的右端下沉,左端上翘,平衡螺母向上翘的左端移动。
(2)[2]由图乙知道,标尺的分度值为0.2g,金属块的质量m=50g+2.4g=52.4g
[3]由图丙知道,金属块的体积V=V2-V1=80mL-60mL=20mL=20cm3
则金属块的密度
21. 观察到电流表的示数为0.3安 小灯泡 见解析 1.35W
【详解】①[1]由于小灯泡标有“0.3A”字样,故当观察到电流表的示数为0.3A时,小灯泡正常发光。
②[2][3]若电压表并联在电源两端,则电压表示数应为1.5伏的整数倍,但现为2伏,所以电压表不是并联在电源两端;若电压表并联在滑动变阻器两端,则电压表与电流表的示数之比应滑动变阻器的阻值,即为20Ω或0Ω,但现电压表示数与电流表示数之比为10Ω,故电压表不是并联在滑动变阻器两端,所以是并联在小灯泡两端。
③[4]调整前
小灯正常发光时,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,则小灯泡的额定电压为
则小灯泡的额定功率
22.(1)8.8Ω;(2)7000W
【详解】解:(1)由图知,两开关同时闭合时,两电阻并联,只闭合S1时,为R1的简单电路;因为并联的总电阻小于其中任一分电阻,根据可知,只闭合S1时,电阻较大,功率较小,为低温挡,电热丝R1的阻值为
(2)用高温挡淋浴时,淋浴20min共用水100L,水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3=100kg
水从初温20℃升高到40℃吸收的热量为
由题知,假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收,则消耗的电能为W=Q=8.4×106J
该热水器高温挡功率为
答:(1)电热丝R1的阻值为8.8Ω;
(2)该热水器高温挡功率为7000W。
23.(1);(2)2000Pa;(3)选择将B放入容器中,
【详解】解:(1)容器中水的重力
(2)容器对木板的压强为
(3)第一种情况:,,A、B在水中完全浸没,,
或,
则 ①
,由①式可知,选择B放入容器中可使与比值较小,解得
第二种情况:,C放入后在水中漂浮,,得
由①式可知
选择B放入容器中可使与比值最小,最小比值为。
答:(1)容器中水的重力为。
(2)容器对木板的压强为2000Pa。
(3)选择将B放入容器中,为最小值。
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