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人教版九年级物理全一册名校单元双测AB卷第五次阶段性测试(B卷·能力提升)(原卷版+解析)
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这是一份人教版九年级物理全一册名校单元双测AB卷第五次阶段性测试(B卷·能力提升)(原卷版+解析)，共15页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷两部分，测试范围，下列说法正确的是，下列说法中不正确的是，关于太阳能的下列说法中错误的是等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2．测试范围：人教版九年级全一册第二十章——第二十二章。
第Ⅰ卷
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
1．某电热水器的工作原理如图甲所示，用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。R1、R2为电热丝，且R2=3R1，R3为滑动变阻器，R0为热敏电阻（置于电热水器内），R0阻值随温度的变化规律如图乙所示。电源E的电压为6V，当R0中的电流I>15mA时，衔铁被吸下，继电器线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ）
第1题图 第2题图
A．热水器的加热功率是保温功率的4倍
B．S1闭合，当衔铁吸下后，热水器处于加热状态
C．当热水温度为55℃时，衔铁刚好被吸下，R3连入电路的阻值为150Ω
D．若提高热水设置温度，应向左移动R3滑片
2．以下是研究电和磁的四个实验装置图，下列有关从发现到发明的描述错误的是（ ）
A．甲图：发现通电导体周围存在磁场，发明了通电螺线管
B．乙图：发现插入铁芯的通电螺线管磁性更强，动圈式话筒
C．丙图：发现通电导体在磁场中受到力的作用，发明了电动机
D．丁图：发现闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时产生电流，发明了发电机
3．你的老师用磁性黑板做过演示实验吗？你看过中央电视台体育频道的围棋讲座吗？前者黑板和实验器材、后者的棋盘和棋子，都是由磁性材料制成的。实验器材或棋子在竖直旋转的黑板或棋盘上可以任意移动而不会掉下来，这是因为（ ）
A．实验器材或棋子受到吸引力
B．实验器材或棋子受到的吸引力大于它们受到的重力
C．实验器材或棋子受到的摩擦力大于它们受到的重力
D．实验器材或棋子受到的摩擦力等于它们受到的重力
4．下列说法正确的是（ ）
A．通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信 B．没有手机、收音机、电视机的海边就没有电磁波
C．光信号在光导纤维中的传播速度是
D．通过调频日照新闻广播频道能听到频率为的声音
5．如图所示，这款“自拍神器”可三脚架支撑可伸缩可折叠，还可手持蓝牙遥控器拍照，为人们外出旅游拍照带来极大便利。下列关于利用自拍杆拍照的说法，错误的是（ ）
A．增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围
B．用蓝牙遥控器遥控拍照，是利用了电磁波传递信息
C．某同学照了半身像后，想拍全身像，他应该远离自拍杆
D．某同学照了全身像后，想拍半身像，他应该远离自拍杆
第5题图 第10题图 第11题图
6．下列说法中不正确的是
A．“海市蜃楼”和“彩虹”这两种自然现象，形成的原理是完全一样
B．牛顿用玻璃三棱镜使白色的太阳光发生色散，从而证明了白光是由七种不同颜色的光组成的
C．在电磁波谱中，从γ射线→X射线→红外线的频率逐渐增大
D．如果电视机遥控器发出的红外线的波长为900 nm，那么，它的频率为×1015 Hz
7．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体．那么能源危机产生的根本原因是
A．能量的转移和转化遵循守恒定律 B．人们在能量的转化或转移过程中利用能量
C．经转移或转化过程可利用的能量增加 D．能量的转移和转化具有方向性
8．关于太阳能的下列说法中错误的是（ ）
A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源
B．太阳能分布广阔，获取方便，处处可利用
C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
D．对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源
9．光明是人们祈求的，但有时也会损害人的视觉和身心健康，成为光污染，下列现象中会造成光污染的是（ ）
A．汽车车窗玻璃贴防晒膜B．晚上学习时用护眼灯
C．城市建筑大面积安装玻璃幕墙D．用塑料薄膜建造温室大棚
10．铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域（磁感线方向垂直于纸面），如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态 B．金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力
C．金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流 D．金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因
二、填空题。（每空2分，共22分）
11．夏天的紫外线较强，长时间在室外会对皮肤造成伤害，甚至诱发皮肤癌。某遮阳棚厂家利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，对图甲的遮阳棚进行了改进，设计了如图乙所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。电动机的工作原理是______，电路中光敏电阻随光照强度的增强而______（选填“增大”或“减小”）。
第12题图 第13题图 第14题图 第15题图 第16题图
12．如图所示，弹簧测力计下端用细线悬挂重为1N的金属框，其正下方有一方向垂直于纸面向里磁场区域（图中“X”表示）。现使金属框从高处竖直下降，当其匀速进入磁场时，发现弹簧测力计的示数小于1N。如果将磁场方向改为垂直于纸面向外，重复上述操作，在金属框匀速进入磁场的过程中，弹簧测力计的示数________1N（选填“<”、“>”或“=”）。
13．如图所示，A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时，弹簧将伸长的是______（选填“A”、“B”或“A和B”）；若改变电源的正负极，则______弹簧会缩短。
14．物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，用根长铜线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则两位同学应站在______方向（选填“东西”、“南北”或“任意”）摇绳可使实验现象更明显一点。
15．2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器，并将其送入预定轨道。如图是探测器发射的场景，探测器在加速升空的过程中，其机械能______（选填“增加”、“减少”或“不变”）。探测器在火星上者陆后，释放出火星车对火星进行探测，火星车上的天线发出的电磁波以光速______km/s的速度在太空中传播，最后传回位于天津武清站的地面接收系统。
16．为有效预防新冠肺炎病毒的传播，落实“入校前体温检测”制度，我市各中小学校配备了如图所示的体外红外测温枪，该设备在无光的夜晚 ___________（能/不能）使用，如图所示，符合红外测温枪工作原理的是 ___________（选填序号“A．测温仪发出红外线，遇被测温体返回并接受”或“B．测温仪接受测温体红外线”）。
17．核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化的先后顺序是______（①内能②核能③机械能④电能，填序号）
第17题图 第18题图 第19题图
三、实验探究题（每空2分，共28分）
18．小宇同学参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小宇的实验可得出的初步结论：______ ；
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁的______ 减弱直至消失，无法______ （填“排斥”或“吸引”）弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警；
（3）同组的小明同学却认为小宇设计的温度报警器有不足之处，他设计了如图丙所示的利用水银温度计的温度报警器，与图乙方案相比有什么优点：______ 。
19．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声
(1)这一现象验证了 ________ 的存在；
(2)现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是 ______ ；
(3)谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，原因是 ______ ；
(4)请设计一个实验验证你的判断： ______ 。
20．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想：
猜想1：太阳光照时间 猜想2：水量的多少 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）
（1）关于猜想1：小明同学认为借助 ___________（选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是错误的；
（2）在研究猜想2时，小明利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程 _____（选填“合理”或“不合理”），理由是 _________ ；
（3）为研究猜想3，小明准备了三个侧面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A中装满水使光垂直照射在透明水槽的表面。同学们记录了A水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。
①请在图乙中描点作出ΔT﹣t图像；( )
②为进行对比，小明应在水槽 ___________（选填“B”或“C”） 中装入水，再进行实验；
③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定。小明了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水每侧单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）对周边的散热功率为P2，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 _________。
四、计算题：本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
21．(6分)我市某科技制作小组的同学学习了电与磁的知识后，给普通家用浴霸设计了一个温度自动控制装置，以防止扳动开关造成触电事故，如图甲所示，其中有某种材料制成的电阻R1其阻值会随着温度的变化而变化，当温度低于或等于0℃，其阻值始终为200Ω，但当温度高于0℃时，其阻值随温度的变化曲线如图乙所示。已知甲图中电磁线圈的电阻忽略不计，定值电阻R0＝50Ω，电流表的量程为0～30mA，电源电压U1恒为6V，浴霸共安装2只“220V、1000W”的灯泡。当闭合开关S，磁控开关的磁性弹片相吸合，浴霸电路开始工作，而当通过线圈的电流≤10mA磁性弹片断开，浴霸电路停止工作。求：
（1）每只灯泡的电阻；
（2）浴霸电路正常工作10min，所消耗的电能；
（3）如果将图甲中的电流表刻度盘改为温度刻度盘，电流表变成温度表，则该温度表能够显示浴室的最高温度是多少？
(7分)雷达利用天线把电磁波向欲探测的目标发射出去，然后再利用天线接收到反射波，根据反射波的方向和延迟时间判断目标的方位和距离．某地面雷达站向某卫星发射出波长为的电磁波，经过的时间，接收到了反射波．请你回答：（1）电磁波在真空中的传播速度是多少？（2）该雷达向目标发出的电磁波的频率是多少？（3）该卫星距地面多远？
23．(7分)某地区利用当地丰富的太阳能资源发电，供生产生活使用。
(1)太阳能发电有很多优点，但也存在一些不足，请写出一个不足之处；
(2)小明家将太阳能转化的电能储存到电源中，给热水壶和电暖气供电。开关S控制电路中所有用电器，开关S1控制热水壶的加热电阻R1（“220V 484W”），开关S2控制电暖气的加热电阻R2（“220V 2420W”）。闭合所有开关，R1､R2同时工作，R1每分钟放出2.4×104J的热量，求R2的实际功率；（R1和R2的阻值不随温度变化）
(3)已知在一段时间内，垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，如图所示，太阳光与水平面夹角为60°，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%。求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。
2022-2023学年上学期第五次阶段性测试卷B卷（人教版）
九年级全一册 物理·全解全析
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
1．某电热水器的工作原理如图甲所示，用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。R1、R2为电热丝，且R2=3R1，R3为滑动变阻器，R0为热敏电阻（置于电热水器内），R0阻值随温度的变化规律如图乙所示。电源E的电压为6V，当R0中的电流I>15mA时，衔铁被吸下，继电器线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．热水器的加热功率是保温功率的4倍
B．S1闭合，当衔铁吸下后，热水器处于加热状态
C．当热水温度为55℃时，衔铁刚好被吸下，R3连入电路的阻值为150Ω
D．若提高热水设置温度，应向左移动R3滑片
【答案】A
【解析】AB．由图甲知，开关S1闭合，衔铁被吸下时，与下面的触点接触，则两个电阻串联在电路中，工作电路中的电阻较大，据知，此时电路的功率较小，处于保温状态；衔铁弹起时，与上面的触点接触，工作电路中只有R1工作，电路中的电阻较小，据知，此时电路的功率较大，处于加热状态。那么加热功率
保温功率
所以加热功率是保温功率的4倍。故A正确，B错误；
C．由图乙知，当热水温度为55℃时，电阻R0接入电路的阻值为150Ω。而控制电路中的，滑动变阻器R3与R0串联在电路中，衔铁刚好被吸下时，控制电路中的电流为15mA，则控制电路中的总电阻
则R3连入电路的阻值
R3=R-R0=400Ω-150Ω=250Ω
故C错误；
D．由图乙知，热敏电阻R0的阻值随温度的升高而降低，若提高热水设置温度，则热敏电阻R0对应的电阻会降低，而衔铁被吸下的电流保持不变，电源电压不变，所以应让变阻器接入电路的阻值变大，那么应向右移动滑片。故D错误。
故选A。
2．以下是研究电和磁的四个实验装置图，下列有关从发现到发明的描述错误的是（ ）
A．甲图：发现通电导体周围存在磁场，发明了通电螺线管
B．乙图：发现插入铁芯的通电螺线管磁性更强，动圈式话筒
C．丙图：发现通电导体在磁场中受到力的作用，发明了电动机
D．丁图：发现闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时产生电流，发明了发电机
【答案】B
【解析】A．图甲是奥斯特实验，这个实验证明通电导体的周围存在磁场，在奥斯特的发现的基础上发明了磁场更强的通电螺线管，故A正确，不符合题意；
B．图乙是证明插入铁芯的通电螺线管磁性会更强的实验，在这个基础上发明了电磁铁，而动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故B错误，符合题意；
C．图丙是证明通电导体在磁场中受到力的作用的实验，在这个基础上发明了电动机，故C正确，不符合题意；
D．图丁是电磁感应现象的原理图，这个实验发现闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，在这个基础上发明了发电机，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．你的老师用磁性黑板做过演示实验吗？你看过中央电视台体育频道的围棋讲座吗？前者黑板和实验器材、后者的棋盘和棋子，都是由磁性材料制成的。实验器材或棋子在竖直旋转的黑板或棋盘上可以任意移动而不会掉下来，这是因为（ ）
A．实验器材或棋子受到吸引力
B．实验器材或棋子受到的吸引力大于它们受到的重力
C．实验器材或棋子受到的摩擦力大于它们受到的重力
D．实验器材或棋子受到的摩擦力等于它们受到的重力
【答案】D
【解析】A．磁性黑板上的实验器材或棋盘上的棋子受到吸引力的作用，吸引力是产生摩擦力的原因，不是实验器材或棋子不会掉下来的原因，故A不符合题意；
BCD．棋子在竖直方向上受到两个力的作用：竖直向下的重力和黑板对它竖直向上的摩擦力，棋子处于平衡状态，说明这两个力是一对平衡力；根据二力平衡的条件，可以确定棋子受到的摩擦力等于其受到的重力，故D符合题意。
故选D。
4．下列说法正确的是（ ）
A．通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信
B．没有手机、收音机、电视机的海边就没有电磁波
C．光信号在光导纤维中的传播速度是
D．通过调频日照新闻广播频道能听到频率为的声音
【答案】A
【解析】A．用点“．”和画“—”的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字，于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子。像这样用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信，故A正确；
B．变化的电场和变化的磁场构成一个不可分离的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成电磁波，手机、收音机、电视机、微波炉等动能发出电磁波，故B错误；
C．光在真空中的传播速度约为3×108m/s，光信号在光导纤维中的传播速度是 3×108m/s，故C错误；
D．用调频 95MHz 日照新闻广播频道广播时，接收的是无线电波的频率，不是听到频率为 95MHz 的声音，故D错误。
故选A。
5．如图所示，这款“自拍神器”可三脚架支撑可伸缩可折叠，还可手持蓝牙遥控器拍照，为人们外出旅游拍照带来极大便利。下列关于利用自拍杆拍照的说法，错误的是（ ）
A．增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围
B．用蓝牙遥控器遥控拍照，是利用了电磁波传递信息
C．某同学照了半身像后，想拍全身像，他应该远离自拍杆
D．某同学照了全身像后，想拍半身像，他应该远离自拍杆
【答案】D
【解析】A．手机的镜头为凸透镜，根据凸透镜在成实像的条件下，“物远像近像变小”，即增大物距，减小像的大小（像距变小），从而可以增大取景范围，故A正确，A不符合题意；
B．蓝牙遥控是一种短距离的无线电通讯技术，是利用了电磁波传递信息的，故B正确，B不符合题意；
C．某同学照了半身像后，想拍全身像，即所成的像要变小，根据“物远像近像变小”，应增大物距，他应该远离自拍杆，故C正确，C不符合题意；
D．某同学照了全身像后，想拍半身像，即所成的像要变大，根据“物近像远像变大”，他应减小物距，即他应该靠近自拍杆，故D错误, D符合题意。
故选D。
6．下列说法中不正确的是
A．“海市蜃楼”和“彩虹”这两种自然现象，形成的原理是完全一样
B．牛顿用玻璃三棱镜使白色的太阳光发生色散，从而证明了白光是由七种不同颜色的光组成的
C．在电磁波谱中，从γ射线→X射线→红外线的频率逐渐增大
D．如果电视机遥控器发出的红外线的波长为900 nm，那么，它的频率为×1015 Hz
【答案】C
【分析】（1）光在同种不均匀介质中传播或由一种介质斜射入另一种介质时要发生折射，“海市蜃楼”和“彩虹”都是光的折射形成的；
（2）不同频率（波长）的光发生折射时，折射率不同，不同频率（颜色）的光分散开，这就是光的色散；
（3）在电磁波谱中，从无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线到γ射线，频率越来越高，波长越来越短；
（4）已知波长λ，由可求出红外线的频率．
【解析】A、“海市蜃楼”和“彩虹”都是由光的折射形成的，形成的原理是完全一样的，说法正确，不符合题意；
B、牛顿最早用玻璃三棱镜使白色的太阳光发生色散，证明了白光是由七种不同颜色的光组成，说法正确，不符合题意；
C、在电磁波谱中，从γ射线、X射线到红外线的频率逐渐减小，不是逐渐增大，说法错误，符合题意；
D、红外线的波长为900nm，它的频率，故D说法正确，不符合题意；
故选C．
7．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体．那么能源危机产生的根本原因是
A．能量的转移和转化遵循守恒定律
B．人们在能量的转化或转移过程中利用能量
C．经转移或转化过程可利用的能量增加
D．能量的转移和转化具有方向性
【答案】D
【解析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，即能量是守恒的，只所以还会有能源危机的问题，是因为能量的转移和转化是有方向性的，即能量转化为另一种形式后，不会再自发的转化回来，而不能被人们再利用．故D正确．
选D．
点睛：能量转移和转化的方向性，是很重要的一个规律，正是此方向性的存在，能量使用后，不能再自发的转化为原来的形式，所以才会有能源的危机存在．
8．关于太阳能的下列说法中错误的是（ ）
A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源
B．太阳能分布广阔，获取方便，处处可利用
C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
D．对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源
【答案】B
【解析】太阳能安全、清洁、无污染、可再生是人类利用的一种新型能源，没有经过第二次加工属于一次能源，太阳能对人类来讲是一种取之不尽用之不竭的永久性能源，使用过程中不会给环境带来污染问题，但太阳能在地球上分布不均，且随气候和季节变化，在纬度较高地区利用就不是十分方便，答案选B．
9．光明是人们祈求的，但有时也会损害人的视觉和身心健康，成为光污染，下列现象中会造成光污染的是（ ）
A．汽车车窗玻璃贴防晒膜B．晚上学习时用护眼灯
C．城市建筑大面积安装玻璃幕墙D．用塑料薄膜建造温室大棚
【答案】C
【解析】A．汽车车窗玻璃上贴太阳膜主要是防止太阳对人体的晒伤，故A不符合题意；
B．晚上的光线较暗，故用护眼台灯可以起到对眼睛的保护作用，故B不符合题意；
C．当光照射在玻璃幕墙时，会发生镜面反射，成为光污染，故C符合题意；
D．利用塑料的透光功能，建大棚时能够使大棚的温度升高，故D不符合题意．
故选C。
10．铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域（磁感线方向垂直于纸面），如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态
B．金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力
C．金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流
D．金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【解析】如图甲，磁感线垂直纸面向外，当金属框刚进入磁场时，符合闭合电路一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以导体中产生感应电流，根据右手定则可以判断感应电流方向为ab，此时金属框有电流，根据左手定则，金属框受到向左的磁力作用，所以金属框进行向右减速运动；当金属框全部进入磁场中，整个金属框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中没有感应电流，由于水平面是光滑的，所以金属框由于惯性继续向右做匀速直线运动；当金属框滑出磁场时，同理受到向左的磁力，金属框向右进行减速运动。
如图乙，磁感线垂直纸面向里，当金属框进入磁场时，符合闭合电路一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以导体中产生感应电流，根据右手定则可以判断感应电流方向为ba，此时金属框有电流，根据左手定则，金属框受到向左的磁力作用，所以金属框进行向右减速运动；当金属框全部进入磁场中，整个金属框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中没有感应电流，由于水平面是光滑的，所以金属框由于惯性继续向右做匀速直线运动；当金属框滑出磁场时，同理受到向左的磁力，金属框向右进行减速运动。
A．由于水平面光滑金属框向右运动时，先减速直线运动进入磁场，完全进入磁场后匀速直线运动，最后减速直线运动离开磁场，故A错误；
B．铜不是磁性材料，不能被磁化的。金属框由于在进入和离开磁场时受到磁场对它水平向左的力，金属框在完全进入磁场时不受磁力作用，故B错误；
C．金属框在进入和离开磁场时产生感应电流，在完全进入磁场时没有感应电流，故C错误；
D．金属框受到磁力作用时改变运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因，故D正确。
故选D。
二、填空题。（每空2分，共22分）
11．夏天的紫外线较强，长时间在室外会对皮肤造成伤害，甚至诱发皮肤癌。某遮阳棚厂家利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，对图甲的遮阳棚进行了改进，设计了如图乙所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。电动机的工作原理是______，电路中光敏电阻随光照强度的增强而______（选填“增大”或“减小”）。
【答案】 通电导体在磁场中受力的作用 减小
【解析】[1] 电动机是把电能转换成机械能的一种设备，电动机工作原理是通电导体在磁场中受力的作用转动。
[2] 根据题意可知，当户外紫外线增强到设定值时，S闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开，此时的开关S是向下运动的，这说明电磁铁的磁性变大，吸下衔铁；电磁铁磁性变大，通过电磁铁的电流变大，根据欧姆定律可知，电磁铁电路中的总电阻变小，根据串联电路的电阻关系可知，光敏电阻的阻值变小，故当户外紫外线增强时，光敏电阻的阻值变小。
12．如图所示，弹簧测力计下端用细线悬挂重为1N的金属框，其正下方有一方向垂直于纸面向里磁场区域（图中“X”表示）。现使金属框从高处竖直下降，当其匀速进入磁场时，发现弹簧测力计的示数小于1N。如果将磁场方向改为垂直于纸面向外，重复上述操作，在金属框匀速进入磁场的过程中，弹簧测力计的示数________1N（选填“<”、“>”或“=”）。
【答案】<
【解析】电磁感应现象是指闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流。图中的金属框向下运动时，切割磁感线，产生感应电流，此时弹簧测力计的示数小于1N，说明金属框受到向上的磁场力作用。若磁场的方向改变后，感应电流的方向就会改变，与原来相反，故此时金属框受到磁场力的方向不变，所以弹簧测力计的示数<1N。
13．如图所示，A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时，弹簧将伸长的是______（选填“A”、“B”或“A和B”）；若改变电源的正负极，则______弹簧会缩短。
【答案】 A和B B
【解析】[1]由电路图知，滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器接入电路的阻值变小，那么电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，那么左边的螺线管对炊铁棒的吸引力增大，A弹簧伸长，据安培定则知，两个螺线管的N极都在下方，根据异名磁极相互吸引知，右边的螺线管对条形磁铁的吸引力也增大，所以B弹簧也伸长。
[2]改变电源的正负极，电路中电流的大小不变，方向发生改变，那么通电螺线管的磁性强弱不变，左边螺线管对软铁棒的吸引力不变，A弹簧的长度不变，而右边螺线管此时的N极在上方，对条形磁铁有排斥作用，所以B弹簧会缩短。
14．物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，用根长铜线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则两位同学应站在______方向（选填“东西”、“南北”或“任意”）摇绳可使实验现象更明显一点。
【答案】东西
【解析】[1]用根长铜线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，铜线在地磁场中切割磁感线运动，发现灵敏电流计的指针左右摆动，说明铜线中有电流产生；因为地磁场的南北与地理南北极相反，且在它们旁边，所以两位同学应站在东西方向上摇绳可使实验现象更明显一点。
15．2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器，并将其送入预定轨道。如图是探测器发射的场景，探测器在加速升空的过程中，其机械能______（选填“增加”、“减少”或“不变”）。探测器在火星上者陆后，释放出火星车对火星进行探测，火星车上的天线发出的电磁波以光速______km/s的速度在太空中传播，最后传回位于天津武清站的地面接收系统。
【答案】 增加 3×105
【解析】[1]探测器在加速升空的过程中，其质量不变，高度增加，速度变大，故其动能增加，且重力势能也增加，故其机械能增加。
[2]光在真空中的传播速度为3×108m/s，即3×105km/s。
16．为有效预防新冠肺炎病毒的传播，落实“入校前体温检测”制度，我市各中小学校配备了如图所示的体外红外测温枪，该设备在无光的夜晚 ___________（能/不能）使用，如图所示，符合红外测温枪工作原理的是 ___________（选填序号“A．测温仪发出红外线，遇被测温体返回并接受”或“B．测温仪接受测温体红外线”）。
【答案】 能 B
【解析】[1]红外线测温仪是利用红外线热作用很强工作的，物体温度越高，辐射红外线的本领越强，与光照没有关系，所以该设备在无光的夜晚能使用。
[2]红外线测温仪工作时，把物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，再经过电路运算处理后，换算转变为被测目标的线性的温度信号值，最后显示输出被测物体的温度，故B图符合，A不符合。
17．核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化的先后顺序是______（①内能②核能③机械能④电能，填序号）
【答案】②①③④
【解析】核反应堆将核能转化为内能，汽轮机将内能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，故在核电站的发电过程中，能量转化的先后顺序是②①③④。
三、实验探究题（每空2分，共28分）
18．小宇同学参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小宇的实验可得出的初步结论：______ ；
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁的______ 减弱直至消失，无法______ （填“排斥”或“吸引”）弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警；
（3）同组的小明同学却认为小宇设计的温度报警器有不足之处，他设计了如图丙所示的利用水银温度计的温度报警器，与图乙方案相比有什么优点：______ 。
【答案】 高温可消磁 磁性 吸引 丙方案可以设定报警的具体温度
【解析】（1）[1]如图甲所示，开始磁体的右端吸引了很多的铁钉，说明磁体的磁性很强，加热一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，说明没有了磁性。实验表明温度影响磁体的磁性，温度越高，磁性越弱，得出的初步结论是高温下可以消磁。
（2）[2][3]如图乙所示，开始时磁体吸引弹簧开关，当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱直至消失，无法吸引弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。
（3）[4]通过对比乙丙实验设计，丙图温度升高到一定程度时，磁体的磁性减弱，不能吸引右侧电路开关，右侧电路的断开的，电铃不响。温度降低时，磁体的磁性增强，吸引右侧电路开关，右侧电路闭合，电铃响。丙方案可以设定报警的具体温度，而乙图设计难以设定具体的报警温度。
19．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声
(1)这一现象验证了 ________ 的存在；
(2)现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是 ______ ；
(3)谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，原因是 ______ ；
(4)请设计一个实验验证你的判断： ______ 。
【答案】 电磁波 声音不能在真空中传播 电梯对电磁波有屏蔽作用 见解析
【解析】(1)[1]迅速变化的电流会在空间激起电磁波，听到收音机发出“咔咔”声验证了电磁波的存在。
(2)[2]声音的传播需要介质，将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，发现听不到收音机发出的“咔咔”声，原因是声音不能在真空中传播。
(3)[3]电梯是密闭的金属罩，乘坐电梯时，发现手机接收不到信号，原因是电梯对电磁波有屏蔽作用。
(4)[4]首先将完好的手机设置到响铃状态后放入密闭的金属盒内，再用另一完好的手机呼叫盒内的手机，若听不到盒内的手机声响，就说明金属体对电磁波有屏蔽作用。
20．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想：
猜想1：太阳光照时间
猜想2：水量的多少
猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）
（1）关于猜想1：小明同学认为借助 ___________（选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是错误的；
（2）在研究猜想2时，小明利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程 ___________（选填“合理”或“不合理”），理由是 ___________ ；
（3）为研究猜想3，小明准备了三个侧面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A中装满水使光垂直照射在透明水槽的表面。同学们记录了A水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。
①请在图乙中描点作出ΔT﹣t图像；( )
②为进行对比，小明应在水槽 ___________（选填“B”或“C”） 中装入水，再进行实验；
③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定。小明了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水每侧单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）对周边的散热功率为P2，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 ___________。
【答案】 功率 不合理 没有控制受光面积相等 C
【解析】（1）[1]功率是指单位时间内完成的工作量，太阳光照射时间越长，水温并不一定上升得越快，与光照强度等因素也有关。
（2）[2][3]做实验时，要控制无关的变量一致，不同的受热面积会影响水温升高的快慢，小明在实验中没有控制受光面积相等，所以小明的操作过程不合理。
（3）①[4]在坐标系中描出时间和温度对应点用光滑的曲线连接起来，如图：
②[5]为了对比明显，应选择侧面厚度相差较大的水槽进行实验，故选C进行实验；
③[6]水槽接收到的太阳能为P1S，水槽两面向周边的散失的热量为2P2S，则水对太阳能的吸收效率为
四、计算题：本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
21．(6分)我市某科技制作小组的同学学习了电与磁的知识后，给普通家用浴霸设计了一个温度自动控制装置，以防止扳动开关造成触电事故，如图甲所示，其中有某种材料制成的电阻R1其阻值会随着温度的变化而变化，当温度低于或等于0℃，其阻值始终为200Ω，但当温度高于0℃时，其阻值随温度的变化曲线如图乙所示。已知甲图中电磁线圈的电阻忽略不计，定值电阻R0＝50Ω，电流表的量程为0～30mA，电源电压U1恒为6V，浴霸共安装2只“220V、1000W”的灯泡。当闭合开关S，磁控开关的磁性弹片相吸合，浴霸电路开始工作，而当通过线圈的电流≤10mA磁性弹片断开，浴霸电路停止工作。求：
（1）每只灯泡的电阻；
（2）浴霸电路正常工作10min，所消耗的电能；
（3）如果将图甲中的电流表刻度盘改为温度刻度盘，电流表变成温度表，则该温度表能够显示浴室的最高温度是多少？
【答案】（1）48.4Ω；（2）1.2×106J；（3）32.5℃
【解析】解：（1）根据 可得，灯泡的电阻
（2）灯泡正常发光时的功率为1000W，浴霸电路正常工作10min，所消耗的电能
W＝2Pt＝2×1000W×10×60s＝1.2×106J
（3）根据题意可知，当通过线圈的电流为10mA时浴霸停止工作，此时浴室的温度最高，
根据欧姆定律可得，电路中的总电阻
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R1的阻值
R1＝R﹣R0＝600Ω﹣50Ω＝550Ω
由乙图可知，对应的温度为32.5℃。
答：（1）每只灯泡的电阻为48.4Ω；
（2）浴霸电路正常工作10min，所消耗的电能为1.2×106J；
（3）该温度表能够显示浴室的最高温度是32.5℃。
22．(7分)雷达利用天线把电磁波向欲探测的目标发射出去，然后再利用天线接收到反射波，根据反射波的方向和延迟时间判断目标的方位和距离．某地面雷达站向某卫星发射出波长为的电磁波，经过的时间，接收到了反射波．请你回答：
（1）电磁波在真空中的传播速度是多少？
（2）该雷达向目标发出的电磁波的频率是多少？
（3）该卫星距地面多远？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】(1)因为电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即电磁波在真空中的传播速度为；
(2)由得，雷达向目标发出的电磁波的频率：
(3)由得，
电磁波传播距离是单向距离的2倍，故卫星与地面的距离为：
．
答：(1)电磁波在真空中的传播速度是；
(2)该雷达向目标发出的电磁波的频率是；
(3)该卫星距地面．
23．(7分)某地区利用当地丰富的太阳能资源发电，供生产生活使用。
(1)太阳能发电有很多优点，但也存在一些不足，请写出一个不足之处；
(2)小明家将太阳能转化的电能储存到电源中，给热水壶和电暖气供电。开关S控制电路中所有用电器，开关S1控制热水壶的加热电阻R1（“220V 484W”），开关S2控制电暖气的加热电阻R2（“220V 2420W”）。闭合所有开关，R1､R2同时工作，R1每分钟放出2.4×104J的热量，求R2的实际功率；（R1和R2的阻值不随温度变化）
(3)已知在一段时间内，垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，如图所示，太阳光与水平面夹角为60°，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%。求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。
【答案】(1)地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电或者目前成本相对较高；(2)2000W；(3)
【解析】(1)太阳能发电的缺点有：地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电；目前成本相对较高。
(2)由可得R1和R2的阻值分别为
由题意可知，闭合所有开关后，R1､R2并联，电路的总电阻
R1每分钟放出2.4×104J的热量，由可得R1消耗的实际功率
电路的实际电压
则R2的实际功率
(3)已知垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，则太阳光与水平面夹角为60°时，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置在1分钟内接收到的太阳能
太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%，则通过该太阳能电池板获得的电能
答：(2)R2的实际功率是2000W；
(3)1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能是。
t/min
0
2
4
6
8
ΔT/℃
0
3.0
4.8
5.6
5.9
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2．测试范围：人教版九年级全一册第二十章——第二十二章。
第Ⅰ卷
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
1．某电热水器的工作原理如图甲所示，用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。R1、R2为电热丝，且R2=3R1，R3为滑动变阻器，R0为热敏电阻（置于电热水器内），R0阻值随温度的变化规律如图乙所示。电源E的电压为6V，当R0中的电流I>15mA时，衔铁被吸下，继电器线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ）
第1题图 第2题图
A．热水器的加热功率是保温功率的4倍
B．S1闭合，当衔铁吸下后，热水器处于加热状态
C．当热水温度为55℃时，衔铁刚好被吸下，R3连入电路的阻值为150Ω
D．若提高热水设置温度，应向左移动R3滑片
2．以下是研究电和磁的四个实验装置图，下列有关从发现到发明的描述错误的是（ ）
A．甲图：发现通电导体周围存在磁场，发明了通电螺线管
B．乙图：发现插入铁芯的通电螺线管磁性更强，动圈式话筒
C．丙图：发现通电导体在磁场中受到力的作用，发明了电动机
D．丁图：发现闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时产生电流，发明了发电机
3．你的老师用磁性黑板做过演示实验吗？你看过中央电视台体育频道的围棋讲座吗？前者黑板和实验器材、后者的棋盘和棋子，都是由磁性材料制成的。实验器材或棋子在竖直旋转的黑板或棋盘上可以任意移动而不会掉下来，这是因为（ ）
A．实验器材或棋子受到吸引力
B．实验器材或棋子受到的吸引力大于它们受到的重力
C．实验器材或棋子受到的摩擦力大于它们受到的重力
D．实验器材或棋子受到的摩擦力等于它们受到的重力
4．下列说法正确的是（ ）
A．通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信 B．没有手机、收音机、电视机的海边就没有电磁波
C．光信号在光导纤维中的传播速度是
D．通过调频日照新闻广播频道能听到频率为的声音
5．如图所示，这款“自拍神器”可三脚架支撑可伸缩可折叠，还可手持蓝牙遥控器拍照，为人们外出旅游拍照带来极大便利。下列关于利用自拍杆拍照的说法，错误的是（ ）
A．增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围
B．用蓝牙遥控器遥控拍照，是利用了电磁波传递信息
C．某同学照了半身像后，想拍全身像，他应该远离自拍杆
D．某同学照了全身像后，想拍半身像，他应该远离自拍杆
第5题图 第10题图 第11题图
6．下列说法中不正确的是
A．“海市蜃楼”和“彩虹”这两种自然现象，形成的原理是完全一样
B．牛顿用玻璃三棱镜使白色的太阳光发生色散，从而证明了白光是由七种不同颜色的光组成的
C．在电磁波谱中，从γ射线→X射线→红外线的频率逐渐增大
D．如果电视机遥控器发出的红外线的波长为900 nm，那么，它的频率为×1015 Hz
7．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体．那么能源危机产生的根本原因是
A．能量的转移和转化遵循守恒定律 B．人们在能量的转化或转移过程中利用能量
C．经转移或转化过程可利用的能量增加 D．能量的转移和转化具有方向性
8．关于太阳能的下列说法中错误的是（ ）
A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源
B．太阳能分布广阔，获取方便，处处可利用
C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
D．对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源
9．光明是人们祈求的，但有时也会损害人的视觉和身心健康，成为光污染，下列现象中会造成光污染的是（ ）
A．汽车车窗玻璃贴防晒膜B．晚上学习时用护眼灯
C．城市建筑大面积安装玻璃幕墙D．用塑料薄膜建造温室大棚
10．铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域（磁感线方向垂直于纸面），如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态 B．金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力
C．金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流 D．金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因
二、填空题。（每空2分，共22分）
11．夏天的紫外线较强，长时间在室外会对皮肤造成伤害，甚至诱发皮肤癌。某遮阳棚厂家利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，对图甲的遮阳棚进行了改进，设计了如图乙所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。电动机的工作原理是______，电路中光敏电阻随光照强度的增强而______（选填“增大”或“减小”）。
第12题图 第13题图 第14题图 第15题图 第16题图
12．如图所示，弹簧测力计下端用细线悬挂重为1N的金属框，其正下方有一方向垂直于纸面向里磁场区域（图中“X”表示）。现使金属框从高处竖直下降，当其匀速进入磁场时，发现弹簧测力计的示数小于1N。如果将磁场方向改为垂直于纸面向外，重复上述操作，在金属框匀速进入磁场的过程中，弹簧测力计的示数________1N（选填“<”、“>”或“=”）。
13．如图所示，A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时，弹簧将伸长的是______（选填“A”、“B”或“A和B”）；若改变电源的正负极，则______弹簧会缩短。
14．物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，用根长铜线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则两位同学应站在______方向（选填“东西”、“南北”或“任意”）摇绳可使实验现象更明显一点。
15．2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器，并将其送入预定轨道。如图是探测器发射的场景，探测器在加速升空的过程中，其机械能______（选填“增加”、“减少”或“不变”）。探测器在火星上者陆后，释放出火星车对火星进行探测，火星车上的天线发出的电磁波以光速______km/s的速度在太空中传播，最后传回位于天津武清站的地面接收系统。
16．为有效预防新冠肺炎病毒的传播，落实“入校前体温检测”制度，我市各中小学校配备了如图所示的体外红外测温枪，该设备在无光的夜晚 ___________（能/不能）使用，如图所示，符合红外测温枪工作原理的是 ___________（选填序号“A．测温仪发出红外线，遇被测温体返回并接受”或“B．测温仪接受测温体红外线”）。
17．核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化的先后顺序是______（①内能②核能③机械能④电能，填序号）
第17题图 第18题图 第19题图
三、实验探究题（每空2分，共28分）
18．小宇同学参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小宇的实验可得出的初步结论：______ ；
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁的______ 减弱直至消失，无法______ （填“排斥”或“吸引”）弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警；
（3）同组的小明同学却认为小宇设计的温度报警器有不足之处，他设计了如图丙所示的利用水银温度计的温度报警器，与图乙方案相比有什么优点：______ 。
19．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声
(1)这一现象验证了 ________ 的存在；
(2)现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是 ______ ；
(3)谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，原因是 ______ ；
(4)请设计一个实验验证你的判断： ______ 。
20．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想：
猜想1：太阳光照时间 猜想2：水量的多少 猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）
（1）关于猜想1：小明同学认为借助 ___________（选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是错误的；
（2）在研究猜想2时，小明利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程 _____（选填“合理”或“不合理”），理由是 _________ ；
（3）为研究猜想3，小明准备了三个侧面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A中装满水使光垂直照射在透明水槽的表面。同学们记录了A水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。
①请在图乙中描点作出ΔT﹣t图像；( )
②为进行对比，小明应在水槽 ___________（选填“B”或“C”） 中装入水，再进行实验；
③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定。小明了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水每侧单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）对周边的散热功率为P2，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 _________。
四、计算题：本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
21．(6分)我市某科技制作小组的同学学习了电与磁的知识后，给普通家用浴霸设计了一个温度自动控制装置，以防止扳动开关造成触电事故，如图甲所示，其中有某种材料制成的电阻R1其阻值会随着温度的变化而变化，当温度低于或等于0℃，其阻值始终为200Ω，但当温度高于0℃时，其阻值随温度的变化曲线如图乙所示。已知甲图中电磁线圈的电阻忽略不计，定值电阻R0＝50Ω，电流表的量程为0～30mA，电源电压U1恒为6V，浴霸共安装2只“220V、1000W”的灯泡。当闭合开关S，磁控开关的磁性弹片相吸合，浴霸电路开始工作，而当通过线圈的电流≤10mA磁性弹片断开，浴霸电路停止工作。求：
（1）每只灯泡的电阻；
（2）浴霸电路正常工作10min，所消耗的电能；
（3）如果将图甲中的电流表刻度盘改为温度刻度盘，电流表变成温度表，则该温度表能够显示浴室的最高温度是多少？
(7分)雷达利用天线把电磁波向欲探测的目标发射出去，然后再利用天线接收到反射波，根据反射波的方向和延迟时间判断目标的方位和距离．某地面雷达站向某卫星发射出波长为的电磁波，经过的时间，接收到了反射波．请你回答：（1）电磁波在真空中的传播速度是多少？（2）该雷达向目标发出的电磁波的频率是多少？（3）该卫星距地面多远？
23．(7分)某地区利用当地丰富的太阳能资源发电，供生产生活使用。
(1)太阳能发电有很多优点，但也存在一些不足，请写出一个不足之处；
(2)小明家将太阳能转化的电能储存到电源中，给热水壶和电暖气供电。开关S控制电路中所有用电器，开关S1控制热水壶的加热电阻R1（“220V 484W”），开关S2控制电暖气的加热电阻R2（“220V 2420W”）。闭合所有开关，R1､R2同时工作，R1每分钟放出2.4×104J的热量，求R2的实际功率；（R1和R2的阻值不随温度变化）
(3)已知在一段时间内，垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，如图所示，太阳光与水平面夹角为60°，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%。求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。
2022-2023学年上学期第五次阶段性测试卷B卷（人教版）
九年级全一册 物理·全解全析
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
1．某电热水器的工作原理如图甲所示，用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。R1、R2为电热丝，且R2=3R1，R3为滑动变阻器，R0为热敏电阻（置于电热水器内），R0阻值随温度的变化规律如图乙所示。电源E的电压为6V，当R0中的电流I>15mA时，衔铁被吸下，继电器线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．热水器的加热功率是保温功率的4倍
B．S1闭合，当衔铁吸下后，热水器处于加热状态
C．当热水温度为55℃时，衔铁刚好被吸下，R3连入电路的阻值为150Ω
D．若提高热水设置温度，应向左移动R3滑片
【答案】A
【解析】AB．由图甲知，开关S1闭合，衔铁被吸下时，与下面的触点接触，则两个电阻串联在电路中，工作电路中的电阻较大，据知，此时电路的功率较小，处于保温状态；衔铁弹起时，与上面的触点接触，工作电路中只有R1工作，电路中的电阻较小，据知，此时电路的功率较大，处于加热状态。那么加热功率
保温功率
所以加热功率是保温功率的4倍。故A正确，B错误；
C．由图乙知，当热水温度为55℃时，电阻R0接入电路的阻值为150Ω。而控制电路中的，滑动变阻器R3与R0串联在电路中，衔铁刚好被吸下时，控制电路中的电流为15mA，则控制电路中的总电阻
则R3连入电路的阻值
R3=R-R0=400Ω-150Ω=250Ω
故C错误；
D．由图乙知，热敏电阻R0的阻值随温度的升高而降低，若提高热水设置温度，则热敏电阻R0对应的电阻会降低，而衔铁被吸下的电流保持不变，电源电压不变，所以应让变阻器接入电路的阻值变大，那么应向右移动滑片。故D错误。
故选A。
2．以下是研究电和磁的四个实验装置图，下列有关从发现到发明的描述错误的是（ ）
A．甲图：发现通电导体周围存在磁场，发明了通电螺线管
B．乙图：发现插入铁芯的通电螺线管磁性更强，动圈式话筒
C．丙图：发现通电导体在磁场中受到力的作用，发明了电动机
D．丁图：发现闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时产生电流，发明了发电机
【答案】B
【解析】A．图甲是奥斯特实验，这个实验证明通电导体的周围存在磁场，在奥斯特的发现的基础上发明了磁场更强的通电螺线管，故A正确，不符合题意；
B．图乙是证明插入铁芯的通电螺线管磁性会更强的实验，在这个基础上发明了电磁铁，而动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故B错误，符合题意；
C．图丙是证明通电导体在磁场中受到力的作用的实验，在这个基础上发明了电动机，故C正确，不符合题意；
D．图丁是电磁感应现象的原理图，这个实验发现闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，在这个基础上发明了发电机，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．你的老师用磁性黑板做过演示实验吗？你看过中央电视台体育频道的围棋讲座吗？前者黑板和实验器材、后者的棋盘和棋子，都是由磁性材料制成的。实验器材或棋子在竖直旋转的黑板或棋盘上可以任意移动而不会掉下来，这是因为（ ）
A．实验器材或棋子受到吸引力
B．实验器材或棋子受到的吸引力大于它们受到的重力
C．实验器材或棋子受到的摩擦力大于它们受到的重力
D．实验器材或棋子受到的摩擦力等于它们受到的重力
【答案】D
【解析】A．磁性黑板上的实验器材或棋盘上的棋子受到吸引力的作用，吸引力是产生摩擦力的原因，不是实验器材或棋子不会掉下来的原因，故A不符合题意；
BCD．棋子在竖直方向上受到两个力的作用：竖直向下的重力和黑板对它竖直向上的摩擦力，棋子处于平衡状态，说明这两个力是一对平衡力；根据二力平衡的条件，可以确定棋子受到的摩擦力等于其受到的重力，故D符合题意。
故选D。
4．下列说法正确的是（ ）
A．通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信
B．没有手机、收音机、电视机的海边就没有电磁波
C．光信号在光导纤维中的传播速度是
D．通过调频日照新闻广播频道能听到频率为的声音
【答案】A
【解析】A．用点“．”和画“—”的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字，于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子。像这样用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。通过手语向听力障碍者传递信息，这是数字通信，故A正确；
B．变化的电场和变化的磁场构成一个不可分离的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成电磁波，手机、收音机、电视机、微波炉等动能发出电磁波，故B错误；
C．光在真空中的传播速度约为3×108m/s，光信号在光导纤维中的传播速度是 3×108m/s，故C错误；
D．用调频 95MHz 日照新闻广播频道广播时，接收的是无线电波的频率，不是听到频率为 95MHz 的声音，故D错误。
故选A。
5．如图所示，这款“自拍神器”可三脚架支撑可伸缩可折叠，还可手持蓝牙遥控器拍照，为人们外出旅游拍照带来极大便利。下列关于利用自拍杆拍照的说法，错误的是（ ）
A．增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围
B．用蓝牙遥控器遥控拍照，是利用了电磁波传递信息
C．某同学照了半身像后，想拍全身像，他应该远离自拍杆
D．某同学照了全身像后，想拍半身像，他应该远离自拍杆
【答案】D
【解析】A．手机的镜头为凸透镜，根据凸透镜在成实像的条件下，“物远像近像变小”，即增大物距，减小像的大小（像距变小），从而可以增大取景范围，故A正确，A不符合题意；
B．蓝牙遥控是一种短距离的无线电通讯技术，是利用了电磁波传递信息的，故B正确，B不符合题意；
C．某同学照了半身像后，想拍全身像，即所成的像要变小，根据“物远像近像变小”，应增大物距，他应该远离自拍杆，故C正确，C不符合题意；
D．某同学照了全身像后，想拍半身像，即所成的像要变大，根据“物近像远像变大”，他应减小物距，即他应该靠近自拍杆，故D错误, D符合题意。
故选D。
6．下列说法中不正确的是
A．“海市蜃楼”和“彩虹”这两种自然现象，形成的原理是完全一样
B．牛顿用玻璃三棱镜使白色的太阳光发生色散，从而证明了白光是由七种不同颜色的光组成的
C．在电磁波谱中，从γ射线→X射线→红外线的频率逐渐增大
D．如果电视机遥控器发出的红外线的波长为900 nm，那么，它的频率为×1015 Hz
【答案】C
【分析】（1）光在同种不均匀介质中传播或由一种介质斜射入另一种介质时要发生折射，“海市蜃楼”和“彩虹”都是光的折射形成的；
（2）不同频率（波长）的光发生折射时，折射率不同，不同频率（颜色）的光分散开，这就是光的色散；
（3）在电磁波谱中，从无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线到γ射线，频率越来越高，波长越来越短；
（4）已知波长λ，由可求出红外线的频率．
【解析】A、“海市蜃楼”和“彩虹”都是由光的折射形成的，形成的原理是完全一样的，说法正确，不符合题意；
B、牛顿最早用玻璃三棱镜使白色的太阳光发生色散，证明了白光是由七种不同颜色的光组成，说法正确，不符合题意；
C、在电磁波谱中，从γ射线、X射线到红外线的频率逐渐减小，不是逐渐增大，说法错误，符合题意；
D、红外线的波长为900nm，它的频率，故D说法正确，不符合题意；
故选C．
7．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体．那么能源危机产生的根本原因是
A．能量的转移和转化遵循守恒定律
B．人们在能量的转化或转移过程中利用能量
C．经转移或转化过程可利用的能量增加
D．能量的转移和转化具有方向性
【答案】D
【解析】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，即能量是守恒的，只所以还会有能源危机的问题，是因为能量的转移和转化是有方向性的，即能量转化为另一种形式后，不会再自发的转化回来，而不能被人们再利用．故D正确．
选D．
点睛：能量转移和转化的方向性，是很重要的一个规律，正是此方向性的存在，能量使用后，不能再自发的转化为原来的形式，所以才会有能源的危机存在．
8．关于太阳能的下列说法中错误的是（ ）
A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源
B．太阳能分布广阔，获取方便，处处可利用
C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
D．对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源
【答案】B
【解析】太阳能安全、清洁、无污染、可再生是人类利用的一种新型能源，没有经过第二次加工属于一次能源，太阳能对人类来讲是一种取之不尽用之不竭的永久性能源，使用过程中不会给环境带来污染问题，但太阳能在地球上分布不均，且随气候和季节变化，在纬度较高地区利用就不是十分方便，答案选B．
9．光明是人们祈求的，但有时也会损害人的视觉和身心健康，成为光污染，下列现象中会造成光污染的是（ ）
A．汽车车窗玻璃贴防晒膜B．晚上学习时用护眼灯
C．城市建筑大面积安装玻璃幕墙D．用塑料薄膜建造温室大棚
【答案】C
【解析】A．汽车车窗玻璃上贴太阳膜主要是防止太阳对人体的晒伤，故A不符合题意；
B．晚上的光线较暗，故用护眼台灯可以起到对眼睛的保护作用，故B不符合题意；
C．当光照射在玻璃幕墙时，会发生镜面反射，成为光污染，故C符合题意；
D．利用塑料的透光功能，建大棚时能够使大棚的温度升高，故D不符合题意．
故选C。
10．铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域（磁感线方向垂直于纸面），如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态
B．金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力
C．金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流
D．金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【解析】如图甲，磁感线垂直纸面向外，当金属框刚进入磁场时，符合闭合电路一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以导体中产生感应电流，根据右手定则可以判断感应电流方向为ab，此时金属框有电流，根据左手定则，金属框受到向左的磁力作用，所以金属框进行向右减速运动；当金属框全部进入磁场中，整个金属框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中没有感应电流，由于水平面是光滑的，所以金属框由于惯性继续向右做匀速直线运动；当金属框滑出磁场时，同理受到向左的磁力，金属框向右进行减速运动。
如图乙，磁感线垂直纸面向里，当金属框进入磁场时，符合闭合电路一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以导体中产生感应电流，根据右手定则可以判断感应电流方向为ba，此时金属框有电流，根据左手定则，金属框受到向左的磁力作用，所以金属框进行向右减速运动；当金属框全部进入磁场中，整个金属框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中没有感应电流，由于水平面是光滑的，所以金属框由于惯性继续向右做匀速直线运动；当金属框滑出磁场时，同理受到向左的磁力，金属框向右进行减速运动。
A．由于水平面光滑金属框向右运动时，先减速直线运动进入磁场，完全进入磁场后匀速直线运动，最后减速直线运动离开磁场，故A错误；
B．铜不是磁性材料，不能被磁化的。金属框由于在进入和离开磁场时受到磁场对它水平向左的力，金属框在完全进入磁场时不受磁力作用，故B错误；
C．金属框在进入和离开磁场时产生感应电流，在完全进入磁场时没有感应电流，故C错误；
D．金属框受到磁力作用时改变运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因，故D正确。
故选D。
二、填空题。（每空2分，共22分）
11．夏天的紫外线较强，长时间在室外会对皮肤造成伤害，甚至诱发皮肤癌。某遮阳棚厂家利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，对图甲的遮阳棚进行了改进，设计了如图乙所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。电动机的工作原理是______，电路中光敏电阻随光照强度的增强而______（选填“增大”或“减小”）。
【答案】 通电导体在磁场中受力的作用 减小
【解析】[1] 电动机是把电能转换成机械能的一种设备，电动机工作原理是通电导体在磁场中受力的作用转动。
[2] 根据题意可知，当户外紫外线增强到设定值时，S闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开，此时的开关S是向下运动的，这说明电磁铁的磁性变大，吸下衔铁；电磁铁磁性变大，通过电磁铁的电流变大，根据欧姆定律可知，电磁铁电路中的总电阻变小，根据串联电路的电阻关系可知，光敏电阻的阻值变小，故当户外紫外线增强时，光敏电阻的阻值变小。
12．如图所示，弹簧测力计下端用细线悬挂重为1N的金属框，其正下方有一方向垂直于纸面向里磁场区域（图中“X”表示）。现使金属框从高处竖直下降，当其匀速进入磁场时，发现弹簧测力计的示数小于1N。如果将磁场方向改为垂直于纸面向外，重复上述操作，在金属框匀速进入磁场的过程中，弹簧测力计的示数________1N（选填“<”、“>”或“=”）。
【答案】<
【解析】电磁感应现象是指闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流。图中的金属框向下运动时，切割磁感线，产生感应电流，此时弹簧测力计的示数小于1N，说明金属框受到向上的磁场力作用。若磁场的方向改变后，感应电流的方向就会改变，与原来相反，故此时金属框受到磁场力的方向不变，所以弹簧测力计的示数<1N。
13．如图所示，A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时，弹簧将伸长的是______（选填“A”、“B”或“A和B”）；若改变电源的正负极，则______弹簧会缩短。
【答案】 A和B B
【解析】[1]由电路图知，滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器接入电路的阻值变小，那么电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，那么左边的螺线管对炊铁棒的吸引力增大，A弹簧伸长，据安培定则知，两个螺线管的N极都在下方，根据异名磁极相互吸引知，右边的螺线管对条形磁铁的吸引力也增大，所以B弹簧也伸长。
[2]改变电源的正负极，电路中电流的大小不变，方向发生改变，那么通电螺线管的磁性强弱不变，左边螺线管对软铁棒的吸引力不变，A弹簧的长度不变，而右边螺线管此时的N极在上方，对条形磁铁有排斥作用，所以B弹簧会缩短。
14．物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，用根长铜线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则两位同学应站在______方向（选填“东西”、“南北”或“任意”）摇绳可使实验现象更明显一点。
【答案】东西
【解析】[1]用根长铜线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，铜线在地磁场中切割磁感线运动，发现灵敏电流计的指针左右摆动，说明铜线中有电流产生；因为地磁场的南北与地理南北极相反，且在它们旁边，所以两位同学应站在东西方向上摇绳可使实验现象更明显一点。
15．2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器，并将其送入预定轨道。如图是探测器发射的场景，探测器在加速升空的过程中，其机械能______（选填“增加”、“减少”或“不变”）。探测器在火星上者陆后，释放出火星车对火星进行探测，火星车上的天线发出的电磁波以光速______km/s的速度在太空中传播，最后传回位于天津武清站的地面接收系统。
【答案】 增加 3×105
【解析】[1]探测器在加速升空的过程中，其质量不变，高度增加，速度变大，故其动能增加，且重力势能也增加，故其机械能增加。
[2]光在真空中的传播速度为3×108m/s，即3×105km/s。
16．为有效预防新冠肺炎病毒的传播，落实“入校前体温检测”制度，我市各中小学校配备了如图所示的体外红外测温枪，该设备在无光的夜晚 ___________（能/不能）使用，如图所示，符合红外测温枪工作原理的是 ___________（选填序号“A．测温仪发出红外线，遇被测温体返回并接受”或“B．测温仪接受测温体红外线”）。
【答案】 能 B
【解析】[1]红外线测温仪是利用红外线热作用很强工作的，物体温度越高，辐射红外线的本领越强，与光照没有关系，所以该设备在无光的夜晚能使用。
[2]红外线测温仪工作时，把物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，再经过电路运算处理后，换算转变为被测目标的线性的温度信号值，最后显示输出被测物体的温度，故B图符合，A不符合。
17．核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化的先后顺序是______（①内能②核能③机械能④电能，填序号）
【答案】②①③④
【解析】核反应堆将核能转化为内能，汽轮机将内能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，故在核电站的发电过程中，能量转化的先后顺序是②①③④。
三、实验探究题（每空2分，共28分）
18．小宇同学参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小宇的实验可得出的初步结论：______ ；
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁的______ 减弱直至消失，无法______ （填“排斥”或“吸引”）弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警；
（3）同组的小明同学却认为小宇设计的温度报警器有不足之处，他设计了如图丙所示的利用水银温度计的温度报警器，与图乙方案相比有什么优点：______ 。
【答案】 高温可消磁 磁性 吸引 丙方案可以设定报警的具体温度
【解析】（1）[1]如图甲所示，开始磁体的右端吸引了很多的铁钉，说明磁体的磁性很强，加热一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，说明没有了磁性。实验表明温度影响磁体的磁性，温度越高，磁性越弱，得出的初步结论是高温下可以消磁。
（2）[2][3]如图乙所示，开始时磁体吸引弹簧开关，当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱直至消失，无法吸引弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。
（3）[4]通过对比乙丙实验设计，丙图温度升高到一定程度时，磁体的磁性减弱，不能吸引右侧电路开关，右侧电路的断开的，电铃不响。温度降低时，磁体的磁性增强，吸引右侧电路开关，右侧电路闭合，电铃响。丙方案可以设定报警的具体温度，而乙图设计难以设定具体的报警温度。
19．打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声
(1)这一现象验证了 ________ 的存在；
(2)现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是 ______ ；
(3)谢老师在一次乘坐镇江商业城的电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，原因是 ______ ；
(4)请设计一个实验验证你的判断： ______ 。
【答案】 电磁波 声音不能在真空中传播 电梯对电磁波有屏蔽作用 见解析
【解析】(1)[1]迅速变化的电流会在空间激起电磁波，听到收音机发出“咔咔”声验证了电磁波的存在。
(2)[2]声音的传播需要介质，将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，发现听不到收音机发出的“咔咔”声，原因是声音不能在真空中传播。
(3)[3]电梯是密闭的金属罩，乘坐电梯时，发现手机接收不到信号，原因是电梯对电磁波有屏蔽作用。
(4)[4]首先将完好的手机设置到响铃状态后放入密闭的金属盒内，再用另一完好的手机呼叫盒内的手机，若听不到盒内的手机声响，就说明金属体对电磁波有屏蔽作用。
20．某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况，对水温上升快慢的影响因素进行了猜想：
猜想1：太阳光照时间
猜想2：水量的多少
猜想3：水受到的光照面积（简称受光面积）
（1）关于猜想1：小明同学认为借助 ___________（选填“功率”或“效率”）的概念可以判断猜想1是错误的；
（2）在研究猜想2时，小明利用图甲所示的装置，分别在玻璃水槽中装入不同质量的水，发现在相同的照射时间中，水质量越大，水温变化越慢。这样的操作过程 ___________（选填“合理”或“不合理”），理由是 ___________ ；
（3）为研究猜想3，小明准备了三个侧面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有盖，忽略水微弱形变带来的受光面积变化），在水槽A中装满水使光垂直照射在透明水槽的表面。同学们记录了A水槽中水温随照射时间的变化情况，如下表所示。
①请在图乙中描点作出ΔT﹣t图像；( )
②为进行对比，小明应在水槽 ___________（选填“B”或“C”） 中装入水，再进行实验；
③小明发现经过一段时间后，水温趋于稳定。小明了解到，水接受太阳辐射的同时，也在对周围环境放热。已知水的受光面积为S，此时太阳光单位面积辐射功率为P1，水每侧单位面积（研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积）对周边的散热功率为P2，则利用给定的字母写出水温稳定时，水对太阳能的吸收效率为 ___________。
【答案】 功率 不合理 没有控制受光面积相等 C
【解析】（1）[1]功率是指单位时间内完成的工作量，太阳光照射时间越长，水温并不一定上升得越快，与光照强度等因素也有关。
（2）[2][3]做实验时，要控制无关的变量一致，不同的受热面积会影响水温升高的快慢，小明在实验中没有控制受光面积相等，所以小明的操作过程不合理。
（3）①[4]在坐标系中描出时间和温度对应点用光滑的曲线连接起来，如图：
②[5]为了对比明显，应选择侧面厚度相差较大的水槽进行实验，故选C进行实验；
③[6]水槽接收到的太阳能为P1S，水槽两面向周边的散失的热量为2P2S，则水对太阳能的吸收效率为
四、计算题：本题共3小题，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
21．(6分)我市某科技制作小组的同学学习了电与磁的知识后，给普通家用浴霸设计了一个温度自动控制装置，以防止扳动开关造成触电事故，如图甲所示，其中有某种材料制成的电阻R1其阻值会随着温度的变化而变化，当温度低于或等于0℃，其阻值始终为200Ω，但当温度高于0℃时，其阻值随温度的变化曲线如图乙所示。已知甲图中电磁线圈的电阻忽略不计，定值电阻R0＝50Ω，电流表的量程为0～30mA，电源电压U1恒为6V，浴霸共安装2只“220V、1000W”的灯泡。当闭合开关S，磁控开关的磁性弹片相吸合，浴霸电路开始工作，而当通过线圈的电流≤10mA磁性弹片断开，浴霸电路停止工作。求：
（1）每只灯泡的电阻；
（2）浴霸电路正常工作10min，所消耗的电能；
（3）如果将图甲中的电流表刻度盘改为温度刻度盘，电流表变成温度表，则该温度表能够显示浴室的最高温度是多少？
【答案】（1）48.4Ω；（2）1.2×106J；（3）32.5℃
【解析】解：（1）根据 可得，灯泡的电阻
（2）灯泡正常发光时的功率为1000W，浴霸电路正常工作10min，所消耗的电能
W＝2Pt＝2×1000W×10×60s＝1.2×106J
（3）根据题意可知，当通过线圈的电流为10mA时浴霸停止工作，此时浴室的温度最高，
根据欧姆定律可得，电路中的总电阻
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R1的阻值
R1＝R﹣R0＝600Ω﹣50Ω＝550Ω
由乙图可知，对应的温度为32.5℃。
答：（1）每只灯泡的电阻为48.4Ω；
（2）浴霸电路正常工作10min，所消耗的电能为1.2×106J；
（3）该温度表能够显示浴室的最高温度是32.5℃。
22．(7分)雷达利用天线把电磁波向欲探测的目标发射出去，然后再利用天线接收到反射波，根据反射波的方向和延迟时间判断目标的方位和距离．某地面雷达站向某卫星发射出波长为的电磁波，经过的时间，接收到了反射波．请你回答：
（1）电磁波在真空中的传播速度是多少？
（2）该雷达向目标发出的电磁波的频率是多少？
（3）该卫星距地面多远？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】(1)因为电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即电磁波在真空中的传播速度为；
(2)由得，雷达向目标发出的电磁波的频率：
(3)由得，
电磁波传播距离是单向距离的2倍，故卫星与地面的距离为：
．
答：(1)电磁波在真空中的传播速度是；
(2)该雷达向目标发出的电磁波的频率是；
(3)该卫星距地面．
23．(7分)某地区利用当地丰富的太阳能资源发电，供生产生活使用。
(1)太阳能发电有很多优点，但也存在一些不足，请写出一个不足之处；
(2)小明家将太阳能转化的电能储存到电源中，给热水壶和电暖气供电。开关S控制电路中所有用电器，开关S1控制热水壶的加热电阻R1（“220V 484W”），开关S2控制电暖气的加热电阻R2（“220V 2420W”）。闭合所有开关，R1､R2同时工作，R1每分钟放出2.4×104J的热量，求R2的实际功率；（R1和R2的阻值不随温度变化）
(3)已知在一段时间内，垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，如图所示，太阳光与水平面夹角为60°，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置。太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%。求1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能。
【答案】(1)地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电或者目前成本相对较高；(2)2000W；(3)
【解析】(1)太阳能发电的缺点有：地面应用时有间歇性，在晚上或阴雨天不能或很少发电；目前成本相对较高。
(2)由可得R1和R2的阻值分别为
由题意可知，闭合所有开关后，R1､R2并联，电路的总电阻
R1每分钟放出2.4×104J的热量，由可得R1消耗的实际功率
电路的实际电压
则R2的实际功率
(3)已知垂直于太阳光的1m2面积上每1秒接收的太阳能为500J，则太阳光与水平面夹角为60°时，面积为4m2的太阳能电池板竖直放置在1分钟内接收到的太阳能
太阳能电池板将太阳能直接转化为电能的效率为20%，则通过该太阳能电池板获得的电能
答：(2)R2的实际功率是2000W；
(3)1分钟内通过该太阳能电池板获得的电能是。
t/min
0
2
4
6
8
ΔT/℃
0
3.0
4.8
5.6
5.9
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