内容正文:
浙江省杭州市富阳市富春中学2024-2025学年第二学期第一次学情诊
断八年级科学试题卷(第1章)
一、选择题(每小题3分,共45分。四个选项中只有一个符合要求,不选、错选、多选均不给分。)
1. 如图所示的三个钢块,正确的判断是( )
A. 都是磁体 B. 只有两个磁性
C. 可能都是磁体,也可能只有两个磁体 D. 都不是磁体
【答案】C
【解析】
【详解】解:由图知,钢块B、C相互排斥,由同名磁极相互排斥知,B、C一定有磁性,即B、C相对磁极为同名磁极;
而B吸引A,则A有两种情况:①由异名磁极相互吸引,则A与B相对的磁极为异名,A有磁性;
②由于磁体能吸引钢块,由于B有磁性,故A可能为不带磁性的钢块.
可见B、C必然有磁性,但是A可能有磁性,也可能没有磁性.
故选C.
【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;磁铁能吸引钢铁、钴、镍等材料的性质.
2. 下列表达方式中,不属于模型的是( )
A. 水分子 B. 氦原子
C. 电流表 D. 磁感线
【答案】C
【解析】
【分析】模型是所研究的系统、过程、事物或概念的一种表达形式,也可指根据实验、图样放大或缩小而制作的样品,一般用于展览或实验或铸造机器零件等用的模子。
【详解】A、此图为水分子的结构模型,不符合题意,故A错误;
B、此图为氦原子核的结构模型,不符合题意,故B错误;
C、此图为电流表符号,符合题意,故C正确;
D、此图为磁感线模型,不符合题意,故D错误。
故答案为:C。
3. 如图给电磁铁通电,磁铁AB(A端为N极,B端为S极)及弹簧测力计在图中的位置静止不动,在滑动变阻器的滑片向a 端滑动的过程中,关于电流表示数和弹簧长度变化的情况正确的是( )
A. 电流表的示数增大,弹簧的长度将增加
B. 电流表的示数增大,弹簧的长度将减小
C. 电流表的示数减小,弹簧的长度将增加
D. 电流表的示数减小,弹簧的长度将减小
【答案】B
【解析】
【详解】由安培定则可知,该电磁铁的上端是N极,下端是S极,由磁极间的作用规律可知,此时电磁铁和上面的磁体是相互排斥的,在滑动变阻器的滑片向a端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电路中的总电阻减小,电路中的电流增大,即电流表的示数增大,此时电磁铁的磁性增强,与磁体的排斥力变大,弹簧的长度将减小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4. 如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是( )
A. 电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性且A端为N极
B. 电磁铁吸引衔铁,弹性片发生了形变
C. 小锤击打铃碗发出声音,是由于铃碗发生了振动
D. 小锤击打铃碗时,电磁铁仍具有磁性
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性,根据安培定则判断出A端为N极,说法正确,故A不符合题意;
B.电磁铁向下吸引衔铁时,弹性片弯曲发生形变具有弹性势能,说法正确,故B不符合题意;
C.声音是由物体的振动产生的,小锤击打铃碗发出声音,是由于铃碗发生了振动,说法正确,故C不符合题意;
D.小锤击打铃碗时,弹性片和衔铁分离,电路断开,电磁铁没有磁性,说法错误,故D符合题意。
故选D。
5. 我国航母飞速发展,电磁弹射势在必行,电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车的导体有强电流通过时,就可以受到磁场强大的作用力,使舰载机迅速获得起飞速度,图中与电磁弹射器原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,电磁弹射器的弹射车与舰载机的前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A.图中有电源,属于电动机原理,是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的,故A符合题意;
B.该装置为奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故B不符合题意;
C.电磁铁通电后具有磁性,使小磁针发生偏转,这是电流的磁效应,故C不符合题意;
D.该装置中无电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流,是探究电磁感应现象的装置,故D不符合题意。
故选A。
6. 下列家庭电路中,连接符合安全用电要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AC.家庭电路中灯和插座之间应该是并联的,而这两幅图中灯和插座串联,故AC不符合题意;
BD.为了用电安全,开关应接在火线与电灯之间,插座接线时应遵循“左零右火”的原则,故B符合题意,D不符合题意。
故选B。
7. 磁共振成像是一种采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像的医学技术。若携带金属物做磁共振,强静磁场会吸引铁质物品,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,从而使金属发热而灼伤病人,重则危及生命。上述说明中,没有涉及的知识是( )
A. 铁在磁场里会被磁化 B. 磁能生电
C. 电流通过导体会产生热量 D. 同名磁极相互排斥
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意知道,强静磁场会吸引铁质物品,说明磁体具有吸铁性,铁被磁化,故A不符合题意。
B.根据题意知道,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,电磁感应现象说明磁能生电,故B不符合题意。
C.根据题意知道,,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,从而使金属发热而灼伤病(电流流过金属导体,金属导体发热),这种现象叫电流的热效应,故C不符合题意;
D.在上述说明中,并没有涉及同名磁极相互排斥,故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示,符合安全用电的是( )
A. 湿手触摸开关 B. 插座超负荷工作
C. 高压线旁放风筝 D. 冰箱金属外壳接地
【答案】D
【解析】
【详解】A.生活用水是导体,用湿手拨动开关,易发生触电事故,不符合安全用电原则,故A不符合题意;
B.在一个插座上同时使用多个大功率用电器,会造成电流过大,引发火灾,不符合安全用电原则,故B不符合题意;
C.在高压线下放风筝,很容易造成触电事故,不符合安全用电原则,故C不符合题意;
D.使用冰箱时应将冰箱的金属外壳接地,以防止因金属外壳漏电而发生触电事故,符合安全用电原则,故D符合题意。
故选D。
9. 以下四个用来比较条形磁铁的两端与中间磁性的强弱的实验,其中不能达到目的是( )
A. 甲实验中将条形磁铁平移靠近三颗小铁球
B. 乙实验中将两根条形磁铁相互平移靠近
C. 丙实验中将条形磁铁从挂有铁块的弹簧秤下向左移动
D. 丁实验中将放在一堆大头针上的条形磁铁提起
【答案】B
【解析】
【分析】条形磁铁的磁性两端最强,中间最弱,为了判断这个特点,可以用两端和中间部分吸引其它磁性材料进行判断;磁铁磁性强弱无法直接观察,要通过磁铁对磁性材料的作用来反映,这是一种转换法。
【详解】A.将甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球,可以发现条形磁铁的两端对小铁球的作用大,中间对小铁球的作用小,可以判断条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性,故A不符合题意;
B.将乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近,由于两个条形磁铁的两端磁性最强,条形磁铁在两端的磁力作用下整个条形磁铁一起对另一条形磁铁进行作用,不能分辨条形磁铁哪个部位磁性最强,故B符合题意;
C.将丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧秤下向右移动,会发现条形磁铁两端对铁块的作用比中间对铁块的作用大,可以判断条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性,故C不符合题意;
D.将丁实验中放在一堆大头针上的条形磁铁提起,会发现条形磁铁的两端比中间吸引大头针多,可以判断条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性,故D不符合题意。
故选B。
10. 空调、电冰箱等家用电器都要使用三孔插座。如图所示,插座中有一个孔是用来接地的。如果插座这个孔没有接地,下列现象中可能会发生的是( )
A. 家用电器消耗的电能会增加
B. 家用电器不能正常工作
C. 家用电器的使用寿命会缩短
D. 人接触家用电器外壳时有可能发生触电事故
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】当有金属外壳的用电器火线漏电时,可能会造成触电事故的发生,故要使用三脚插头和三孔插座,使电流通过地线导入大地,防止触电的发生。
故选D。
11. 用一枚螺丝钉、一节电池、一根导线和一块纽扣状磁铁,就能做成一个最简单的电动机。如图所示,螺丝钉的尾端吸着磁铁,尖端吸在电池的正极上,然后将导线的一端接到电池负极,另一端搭在磁铁边缘,螺丝钉就开始旋转。下列叙述错误的是( )
A. 工作时将机械能转化为电能
B. 若仅改变电源正负极方向,螺丝钉会反向转动
C. 若仅将纽扣磁铁上下翻转(改变磁极方向),螺丝钉会反向转动
D. 若将电池替换成电压更大的电池,螺丝钉转动速度加快
【答案】A
【解析】
【详解】A.电动机工作时,将电能转化为机械能,故A错误,符合题意;
B.通电导体中磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,若仅改变电源正负极方向,通过螺丝钉的电流方向发生改变,螺丝钉会反向转动,故B正确,不符合题意;
C.通电导体中磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,仅将纽扣磁铁上下翻转,改变磁场的方向,螺丝钉会反向转动,故C正确,不符合题意;
D.若将电池替换成电压更大的电池,通过螺丝钉的电流增大,螺丝钉转动速度加快,故D正确,不符合题意。
故选A。
12. 如图所示,以下操作不会发生触电事故的是( )
A. 甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线 B. 乙站在绝缘凳上仅接触火线
C. 丙站在地上仅接触火线 D. 丁站在地上同时接触火线和零线
【答案】B
【解析】
【详解】A.两臂同时接触零线和火线,两臂间的电压为220V会发生触电,故A不符合题意;
B.乙站在绝缘凳上仅接触火线,人体间无电压,不会触电,故B符合题意;
C.丙站在地上仅接触火线,火线,人体,大地间的电压为220V,会发生触电,故C不符合题意;
D.丁站在地上同时接触火线和零线,火线,人体,零线间电压为220V,会发生触电,故D不符合题意。
故选B。
13. 如图是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S时,电灯不亮,保险丝未烧断,可能是电灯短路
B. 断开开关S时,用测电笔接触A点氖管发光,接触B点时氖管不会发光
C. 电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
D. 保险丝烧断后可用铜丝代替
【答案】B
【解析】
【详解】A.若电灯短路,则会造成电路电流过大,保险丝会烧断,故A错误;
B.测电笔与火线接触时,氖管发光,与零线接触时不发光。当开关S断开时,A点在火线上,B点与零线相连,则测电笔接触A点氖管发光,接触B点时氖管不会发光,故B正确;
C.电冰箱接入三孔插座后,其外壳与地线相连,可以避免因金属外壳漏电而导致的触电事故,故C错误;
D.保险丝具有电阻率高、熔点低的特性。当电路电流过大时,会自动熔断。铜丝熔点太高,当电路中电流过大,铜丝可能不会熔断,不能达到保护电路的作用,不可用铜丝代替保险丝,故D错误。
故选B。
14. 如图是探究电与磁关系的实验装置,其中EF是光滑的金属导轨,铜棒cd固定。当铜棒ab在金属导轨EF上水平向右快速移动时,下列说法不正确的是( )
A. 该电路中铜棒ab相当于电源
B. 该电路中铜棒cd中有热量产生
C. 铜棒ab移动时机械能转化为电能
D. 铜棒cd在磁场中不受到力的作用
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.图中铜棒ab、cd以及金属导轨组成一个闭合电路,当铜棒ab在金属导轨EF上水平向右快速移动时,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中会产生感应电流,这是电磁感应现象。电路中铜棒ab相当于电源,把机械能转化为电能。电路中产生感应电流后,感应电流经过铜棒cd,铜棒cd成为通电导体在磁场中会受力而运动,这是电动机的工作原理。故AC正确,不符合题意;D错误,符合题意;
B.由于电流的热效应,电流通过铜棒cd时会发热,故B正确,不符合题意。
故选D。
15. 磁场是一种看不见的特殊物质,我们可以通过磁场对小磁针作用的效果来认识它。这是科学研究的一种常用方法,下列研究实例中不是采用这种研究方法的是( )
A. 比较温度的高低,我们可以通过液体受热后体积的变化来认识它
B. 学习电压,我们可以通过对比水压来认识它
C. 了解电磁铁磁性的强弱,我们可以通过观察它吸引大头针的多少来认识
D. 电路是否有电流,我们可以通过观察电路中电流表的指针是否偏转来认识
【答案】B
【解析】
【详解】比较温度的高低,我们可以通过液体受热后体积的变化来认识它;了解电磁铁磁性的强弱,我们可以通过观察它吸引大头针的多少来认识;电路是否有电流,我们可以通过观察电路中电流表的指针是否偏转来认识;学习电压,我们可以通过对比水压来认识它,这是类比法。
故选B。
二、填空题(本大题有7个小题,每空2分,共40分。)
16. 按要求填空:
(1)我国家庭电路交流电电压为_______V,频率为_______Hz,每秒电流方向变化_______次。
(2)测电笔可以用来辨别火线和零线,如图测试时持笔方式正确的是_______(填“甲”或“乙”)。当使用测电笔测试火线时,氖管发光,此时_______(填“有”或“没有”)电流通过人体。
【答案】(1) ①. 220 ②. 50 ③. 100
(2) ①. 甲 ②. 有
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]我国家庭电路的电压是220V,即火线与零线之间的电压为220V,频率为50Hz。因为交流电一个周期内电流方向改变2次,频率是50Hz,即每秒有50个周期,所以每秒电流方向变化100次。
【小问2详解】
[1][2]使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,图中甲的持笔方式正确。当使用测电笔测试火线时,氖管发光,说明有电流通过测电笔、人体流入大地,形成回路,只是电流很小,对人体不会造成伤害。
17. 如图所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,b点的磁场比a点的磁场______(填“强”或“弱”):若在b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向______(填“P”或“Q”)处。
【答案】 ①. 强 ②. Q
【解析】
【详解】[1][2]根据图可知,b点的磁感线比a点的磁感线更稠密,则b点的磁场比a点的磁场更强,b点时的磁场方向指向Q,则该点的小磁针静止时,N极指向Q。
18. 如图甲所示。一个条形磁铁摔成两段,取右边的一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图乙所示,则右边这段裂纹左侧的磁极是______极。如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲),这两段会相互______(选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】 ①. N ②. 吸引
【解析】
【分析】
【详解】[1]如图乙,由于异名磁极相互吸引,所以右边裂纹左侧的磁极是N极。
[2]如图甲,如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起,由于左边裂纹的磁极是S极、右边裂纹的左侧磁极是N极,所以这两段会相互吸引。
19. 图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇柄使圆盘旋转起来,电路中就会产生电流。圆盘相当于图乙中的________。 如果要改变圆盘发电机产生的电流方向,可采用的方法是________。(写出一点即可)
【答案】 ①. 导体AB ②. 改变圆盘转动方向或改变磁场方向
【解析】
【详解】[1][2]转动摇柄使圆盘旋转起来,此时圆盘在做切割磁感线运动,所以电路中就会产生感应电流。圆盘相当于图乙中导体AB。
[2]在电磁感应现象中,感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关。如果要改变圆盘发电机产生的电流方向,可采用的方法是 : 改变圆盘转动方向或改变磁场方向 。
20. 利用如图所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。
(1)图甲装置中MN之间应接入_______(填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”);
(2)图乙装置中,当通入恒定不变的电流后,线圈的ab段和_______(填字母)段会受到力的作用;
(3)要使图乙中的线圈持续转动,可以在其外部加装_______结构。
【答案】(1)电源 (2)cd
(3)换向器
【解析】
【小问1详解】
因为通电导体在磁场中受力会运动,观察图甲可知缺少一个电源,因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在MN之间接入电源。
【小问2详解】
图乙装置中,当通入恒定不变的电流后,线圈的ab段和cd段通过的电流方向相反,受到磁场力的方向相反。
【小问3详解】
要使图乙中的线圈持续转动,应在其外部加装换向器,当通电线圈所在平面与磁感线垂直时(平衡位置),它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
21. 电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示,其工作原理是:金属弦在磁体的磁场中被磁化,当其被拨动而产生振动时,在线圈中会产生感应电流,将声音信号转变为电信号。
(1)要保证金属弦的磁化效果,其制作材料中可能含有的金属是___________(填一种即可) 。
(2)当金属弦振动时,与线圈间产生了相对运动,相当于线圈切割金属弦磁场___________,从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是___________ (选填“变化”或“不变”)的。
【答案】 ①. 铁或钴或镍 ②. 磁感线 ③. 变化
【解析】
【详解】(1)[1]要保证金属弦的磁化效果,其制作材料中可能含有铁、钴或镍等易被磁化的物质。
(2)[2][3]当金属弦振动时,与线圈间产生了相对运动,相当于线圈切割金属弦磁场的磁感线,从而产生感应电流。由于金属弦的运动方向不断改变,则线圈中感应电流的方向是变化的。
22. 如图是电工师傅用一盏“220V;40W”的完好灯泡 L0取代保险丝来检修某家庭电路故障。若同时闭合开关S和S1,灯L0和L1的连接方式为_______ (填“串联”或“并联”)。若L0不亮,则说明该支路_______,若L0暗红色,说明该支路_______ 。(选填“正常”“断路”或“短路”)
【答案】 ① 串联 ②. 断路 ③. 正常
【解析】
【详解】[1]由图可知,当同时闭合开关S和S1时,电流依次经过灯L0和L1,只有一条电流路径,所以灯L0和L1的连接方式为串联。
[2]在串联电路中,若其中一个用电器不亮,可能是该用电器发生了断路故障。因为当 L1 所在支路断路时,整个电路就会处于开路状态,没有电流通过 L1 ,所以 L1 不亮。因此,若 L1 不亮,则说明该支路断路。
[3]若L0暗红色,说明L0两端的实际电压小于其额定电压220V 。根据串联电路的电压特点:串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,因为U = 220V,L0两端的实际电压小于其额定电压220V ,所以L1 两端有电压,即L1 有电流通过,这表明该支路是正常的。
三、实验与探究题(本大题有5个小题,每空2分,共40分。)
23. 1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
(1)在演示奥斯特实验时,如图甲所示,①闭合开关;②放置小磁针观察指向;③摆放一根长直导线;为了减弱地磁场的影响,正确的实验操作顺序为___________;
A.①②③ B.②③① C.②①③ D.③①②
(2)由图乙(a)、(b)、(c)可知:___________;
(3)小曙推理:若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方,如图乙(d)所示,小磁针也会发生偏转。其依据是:___________;(d)中小磁针N极偏转方向和图乙___________(填序号)的小磁针偏转方向相同。
【答案】 ①. B ②. 磁场方向与电流方向有关 ③. 自由电子定向移动形成电流,电流周围存在磁场 ④. c
【解析】
【详解】(1)[1]实验时,为了使得实验现象明显,导线必须平行于小磁针放置,器材安装遵循由下到上的顺序,故奥斯特实验的合理顺序是②放置小磁针、③摆放导线、①闭合开关,故B符合题意,故ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2]由图(a)、(b)、(c)知道,导线不通电,小磁针不偏转,通电后小磁针发生偏转,这说明电流周围存在磁场,改变电流的方向,小磁针的偏转方向发生了改变,这说明磁场的方向与电流方向有关。
(3)[3]小曙推理:若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方,电子是负电荷,其定向移动时会产生电流,电流的周围存在磁场,则小磁针也会发生偏转。
[4]电子带负电,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,故图(d)中小磁针N极偏转方向和图c中小磁针的偏转方向相同。
24. 如图实践小组的同学用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮去上半周或下半周。将线圈abcd放在用金属丝做成的支架mn上,并按图示连接电路,回答下列问题:
(1)电磁铁的上端是_______极;电磁铁和线圈abcd在电路中的连接方式是_______(选填“串联”或“并联”);
(2)闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈转动,若只将电源的正负极互换,则线圈转动的方向会与原来的转动方向_______ ;(选填“相同”或“相反”)
(3)请写出一个减小线圈转速的措施:___________。
【答案】(1) ①. N ②. 并联
(2)相同 (3)减小电源电压
【解析】
【小问1详解】
[1]由图可知,电流从电磁铁的上端流入,下端流出,由安培定则可知,用右手握住电磁铁,四指顺着电流方向,大拇指向上,所以电磁铁的上端是 N 极。
[2]串联电路是指电路中各元件依次连接,电流只有一条路径;并联电路是指电路中各元件并列连接,电流有多条路径;由图可知,电流分别经过电磁铁和线圈abcd,电路中有两条电流路径,所以电磁铁和线圈abcd在电路中的连接方式是并联。
【小问2详解】
通电线圈在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关;当只将电源的正负极互换时,电流方向改变,同时磁场方向也因电磁铁中电流方向改变而改变,根据通电线圈在磁场中受力方向的影响因素可知,这两个因素同时改变时,线圈受力方向不变,所以线圈转动的方向会与原来的转动方向相同。
【小问3详解】
影响线圈转速的因素主要有电流大小和磁场强弱;电流越小,磁场越弱,线圈转速越慢;所以减小线圈转速的措施可以是减小电源电压,在电阻一定时,电压减小,电流减小,从而减小线圈转速。
25. 学习了电磁感应现象后,小科同学想进一步探究感应电流大小与哪些因素有关。他使用如图装置:铁块E、F上绕有导线并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏电流计G相连。(线框abed在铁块E、F上方,且实验过程中线框不扭转)[猜想与假设]
A.感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关;
B.感应电流的大小与磁场的强弱有关。
[设计与实验]
小科探究猜想A的设计思路如下:实验时保持电磁铁磁性强弱不变,改变线框切割磁感线的速度,进行多次实验,记下每次实验灵敏电流计指针偏转格数,数据记录如下表所示。
实验次数
切割磁感线的速度
电流计指针偏转格数
1
慢速
1.5格
2
中速
2.5格
3
快速
4格
(1)[分析论证]分析表格数据得出结论:其他条件相同时,___________,闭合电路产生的感应电流越大;
(2)[交流评估]小科为验证猜想B,设计思路如下:改变电磁铁的___________进行多次实验,每次实验线框竖直向下穿过电磁铁磁场,观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数;
(3)实验中用电磁铁代替永磁体的好处是:__________;
(4)按照小科的设计思路验证猜想B、发现感应电流变化不定,没有规律,原因可能是_________。
【答案】(1)切割磁感线的速度
(2)磁性强弱 (3)易于改变磁体的磁性强弱
(4)没有控制每次移动线框的速度相等
【解析】
【小问1详解】
从表格中看出,从实验1到实验3,金属棒切割磁感线的速度越来越快,电流计指针偏转格数越来越大,电流越来越大。由此可得出的结论是:其他条件都相同时,导体切割磁感线的速度越大,闭合电路中产生的感应电流越大。
【小问2详解】
探究感应电流的大小与磁场的强弱有关时,根据控制变量法可知,实验中要控制切割磁感线的速度相同,磁场的强弱不同,即需要改变电磁铁的磁性强弱。
【小问3详解】
实验中用电磁铁代替永磁体的好处是:电磁铁可以通过改变电流的大小,改变磁体的磁性强弱。
【小问4详解】
探究感应电流的大小与磁场的强弱有关时,根据控制变量法可知,实验中要控制割磁感线的速度相同,磁场的强弱不同,即需要改变电磁铁的磁性强弱;感应电流的大小与磁场强弱和金属棒切割磁感线的速度有关。实验时在操作上存在的困难是:难以控制每次移动线框的速度相同,会造成得到的感应电流变化不定,没有规律。
26. 断路器因方便、安全,被广泛使用。
(1)如图1所示为断路器的工作原理图,当电流过大时,它的工作顺序是( )(填字母);
①簧锁装置脱开;
②接触点断开;
③电流过大,双金属片发热就多;
④双金属片弯曲,触动簧锁装置;
A. ③④②① B. ③④①②
C. ③①④② D. ③②④①
(2)一般固体受热时,在各个方向上的长度都会膨大,在冷却时都会缩小。物体在某一方向上长度的膨胀称为线膨胀。下表是科技小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录,请根据下面的实验记录回答:
①比较3、4两组实验记录可以得出物体的伸长量与 _______有关;
②比较1、4两组实验记录能否得出物体的伸长量与材料有关,并说明理由_____________;
③如图2所示的电热设备中有一个由黄铜片与康铜片双金属合在一起的温控开关,温度升高时,双金属片向上弯曲,使电路断开,根据上面的实验记录确定双金属片上层材料是_____________(选填“黄铜”或“康铜”)。
实验序号
材料
升高的温度 (℃)
原长 (m)
伸长量(mm)
1
黄铜
10
1.00000
0.19
2
黄铜
10
2.00000
0.38
3
康铜
10
1.00000
0.15
4
康铜
30
1.00000
0.65
【答案】(1)B (2) ①. 升高的温度 ②. 见详解 ③. 康铜
【解析】
【小问1详解】
图示为断路器的工作原理图,当电流过大时,工作过程为:③电流过大,双金属片发热就多;④双金属片弯曲,触动簧锁装置;①簧锁装置脱开;导致②接触点断开;它的工作顺序是③④①②,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
①[1]从3、4两组实验记录可以看出,材料和原长相同,升高的温度不相同,伸长量不相同,故可以得出物体的伸长量与升高的温度有关。
②[2]从1、4两组实验记录可以看出,材料不同,原长相同,升高的温度不相同,伸长量不相同,由于材料和升高的温度都不相同,所以由控制变量法可知,不能得出物体的伸长量与材料有关。
③[3]当温度升高,金属片变长,要想双金属片向上弯曲,就必须让下面的金属片线膨胀比上面的金属片线膨胀大,才能达到目的;从表中1、3两组实验数据可知,康铜的线膨胀较小,故双金属片上层材料是是康铜。
27. 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是_________。
(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___________无法_______(填: “排斥”或“吸引”)弹簧开关,从而使电铃报警。
(3)同组的同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器,指出小宇设计中的不足之处____________。
【答案】(1)见解析 (2) ①. 磁性减弱 ②. 吸引
(3)难以设定报警的具体温度
【解析】
【详解】(1)[1]磁体的磁性强弱不直观,转化为看到的铁钉,磁性越强,吸引铁钉越多,开始铁钉较多,给磁铁加热温度升高后,铁钉减少,磁性减弱;说明温度升高,磁铁的磁性减弱。
(2)[2][3]由图乙可知,给磁铁加热,当温度升高时,磁性减弱,无法吸引弹簧开关,弹性钢片缩回,控制电路接通,电铃发声报警。
(3)[4]丙图中,温度升高时,温度计的水银柱上升,当上升到设定温度位置时,水银柱与温度计上方的导体接通,线圈通电,电磁铁产生磁性,吸引右侧的开关,右侧电路被接通,电铃响;温度下降到设定温度以下时,水银柱与温度计上方的导体断开,线圈不通电,电磁铁磁性消失,不能再吸引右侧的开关,右侧电路被断开,电铃不响,小宇的设计难以设定具体的报警温度。
四、综合题(本大题有5小题,共35分)
28. 项目化学习小组用条形磁体、缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针,过程如下:
①取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦10余次(如图甲),使缝衣针磁化;
②将1张硬壳卡纸折成直角,将2枚被磁化缝衣针对称地穿在卡纸两侧 (如图乙),用1块橡皮和1枚大头针做成支座;
③确定简易指南针能否指向南北方向;
④在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了如下评价表;
(1)将条形磁铁S极靠近图乙中缝衣针针尖,缝衣针被排斥,则针尖指向地理_______方;
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,应如何操作__________。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”, “指标二”被评为“合格”,请你对该指南针提出合理的改进建议:__________。
“自制指南针”评价量表
评价指标
优 秀
合 格
待改进
指标一
指针磁性强,且能自由转动
指针磁性强,不能自由转动
指针磁性弱,不能自由转动
指标二
能准确指示南北方向,能保持水平平衡
能指示南北方向,不能保持水平平衡
不能指示南北方向,不能保持水平平衡
【答案】(1)南 (2)见详解
(3)调整指南针的重心位置,直到能够保持水平平衡
【解析】
【小问1详解】
条形磁铁S极靠近缝衣针针尖,缝衣针被排斥,根据“同名磁极相互排斥”可知,缝衣针针尖为S极;地球本身是一个大磁体,地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近;根据磁极间的相互作用规律,小磁针静止时S极指向地磁的N极,即地理的南方,所以针尖指向地理南方。
【小问2详解】
在不添加器材情况下,要确定简易指南针是否能够指示南北,将自制的简易指南针多次转动,观察能否恢复到南北方向。
【小问3详解】
根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”,即“自制指南针”能指示南北方向,不能保持水平平衡,为使该指南针的“指标二”达到优秀水平,可以调整指南针的重心位置,直到能够保持水平平衡。
29. 某科技小组开展设计烟感报警器的项目化学习活动。
【明确要求】当监测到烟雾达到一定浓度时,警铃响起,喷淋系统开始工作,扑灭火苗,并制定如下验收表:
工作电压/V
工作要求
10
①当控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮;
②当控制电路电流大于或等于250mA时,警铃响起,喷淋系统开始工作
【方案设计】
(1)经讨论设计如图甲电路图,但工作电路并未完成,请你补充完整。
(2)当控制电路中的电流达到250mA时,警铃响起,喷淋系统开始工作,若不计电磁铁中线圈的阻值,则此时烟感开关的电阻应不超过多少欧?
(3)烟感开关由光敏电阻制成,其阻值会随着光照强度(单位:勒克斯,符号Ix)的变化而变化。现有两种不同的光敏电阻a和b,其电阻变化与光照强度的关系如图乙所示,你认为选择哪种光敏电阻更合适?说明你的理由。
【答案】(1);(2)40欧;(3)a光敏电阻更合适,理由见解析
【解析】
【详解】解:(1)由图知道,电流增大,电磁铁磁性增强,线圈吸引衔铁向下运动,使动触点和静触点接触,警铃与喷淋系统并联,则警铃响起,喷淋系统同时开始工作;电流减小,电磁铁磁性变弱,衔铁在弹簧的作用下被拉起来,绿灯亮,故电路连接如下图
(2)由欧姆定律知道,当控制电路中的电流达到250mA时,电路烟感开关的电阻是
(3)由图像知道,a图线表示阻值会随着光照强度变大而变大,b图线表示阻值会随着光照强度变大而变小,烟雾达到一定浓度时,光照强度变小,若要能报警,则需要此时电阻变小,所以,a图像符合题意,应选择a光敏电阻更合适。
答:(1)工作电路见解析;
(2)烟感开关的电阻应不超过400欧;
(3)应选择a光敏电阻更合适,理由见解析。
30. 现代家庭电器化程度越来越高,用电安全是一个突出问题。如表提供了一组人体电阻数据:已知用电器R为44欧姆,接在电压为220伏的电源上,电路中还有额定电流为10安的熔断丝(俗称保险丝,保险丝电阻忽略不计)。则:
测量项目
完全干燥时
出汗或潮湿时
手与手之间电阻
200 千欧
5 千欧
手与脚之间电阻
300 千欧
8.8千欧
手与塑料鞋底
之间电阻
8000千欧
10 千欧
(1)保险丝是用熔点 _______(选填“高”或“低”)的金属材料制成的;
(2)一个潮湿的人,赤脚站在地上,由于不小心手接触火线,请计算说明此时保险丝能否救命_______?
(3)若同一人拿着测电笔接触火线,没发生触电事故,试计算测电笔内的电阻多大_______?(人在潮湿环境下的安全电压不超过12伏)
【答案】(1)低 (2)见解析
(3)
【解析】
【小问1详解】
保险丝是利用电流的热效应来工作的,当电阻丝的温度升高到某一温度时,自身熔断,从而切断电路,起到保护电路安全的作用。因此保险丝用电阻率大,熔点低的铅锑合金制作。
【小问2详解】
由表中数据知,一个潮湿的人,赤脚站在地上时的电阻大约为R=8.8kΩ=8.8×103Ω
则通过人体的电流
已知保险丝的额定电流为10A,而此时电路电流25mA<10A,即电路中的电流小于保险丝的额定电流,保险丝不会熔断,所以此时保险丝不能救命。
小问3详解】
人体与测电笔内电阻串联,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时测电笔内电阻的电压U电阻=U-U人=220V-12V=208V
人在潮湿环境中手与塑料鞋底之间的电阻,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流
则测电笔内电阻的阻值
31. 设计人员要开发一款倒悬的酷悬浮发光月球装饰品,如图甲所示。
【材料组装】如图乙,球内装入磁体,灯泡等元件,底座内装入电磁铁等元件;
(1)电源的上端应为______极;
【问题呈现】在试验过程中难以找到发光月球的磁悬浮位置。离底座过远,球会掉落;离底座过近,球直接吸附在底座上。
【原因分析】球离底座过远时,底座中的电磁铁对球内磁体的吸引力小于重力,所以球会掉落。过近则吸引力大于重力,球直接吸附在底座上。
【解决方案】设计人员在电路中加入了开关型霍尔传感器H来检测磁场强弱,并控制电路的通断,经简化的电路图如图丙所示。
(2)当球与底座距离过近,传感器H检测到磁场过强时,传感器H应______(选填“闭合”或“断开”)电路;
【产品优化】
(3)经调试,成功实现月球悬浮。若需增大悬浮时月球与底座的距离来增强观赏效果,在适当调整传感器H的位置后,对底座电路的处理方式可以是______(写出两种即可)。
【答案】 ①. 负 ②. 断开 ③. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]由图知道,电磁铁下端与球内的磁体的N极相互吸引,所以,电磁铁下端是S极,由安培定则知道,电流沿螺旋管由下向上,即电源的上端应为负极,下端是正极。
(2)[2]根据原因分析知道,过近则吸引力大于重力,球直接吸附在底座上,为了解决此问题,电路中加入了开关型霍尔传感器H来检测磁场强弱,并控制电路的通断,所以,当球与底座距离过近,传感器H检测到磁场过强时,传感器H应断开电路,使磁场变弱。
(3)[3]为了若需增大悬浮时月球与底座的距离来增强观赏效果,可以通过增大线圈的匝数,使磁性增强;也可以减小减小线路的电阻,使线圈电流变大,磁性增强。
32. 与其他星球相比,地球无疑是非常幸运的,因为地球周围有巨大的磁场网。在磁场的保护下,地球大气层才没有被猛烈的太阳风吹走,生命才得以存活。
(1)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场由以地心为圆心的环形电流I引起的。在下列四个图中,能正确表示安培假设中环形电流方向的是________。
A. B. C. D.
(2)科学项目小组设计了一个如图所示的线圈指南针,将它放入盛有食盐水的水槽中(铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水构成了化学电池,铜片为正极,锌片为负极),浮在液面上的线圈就能指示方向了。静止时,线圈指南针指向如图所示,螺线管左端所指示的地理方向是________。
(3)改造火星是人类的伟大梦想之一。如果我们想让火星成为第二个地球,缺乏的一件事是强大的磁场。科学家们提出一项大胆的计划,利用带电粒子环可以为火星提供磁场,如下图所示。
带电粒子环的任何一点的磁场分布都可以看成是直线电流形成的磁场,请你描述该磁场的分布特点________。(至少写出两点)
【答案】 ①. B ②. 地理南极 ③. 磁感线是以直线上的点为圆心的一系列的同心圆;磁场近强远弱,也即磁感线近密远疏
【解析】
【详解】(1)[1]地球是个大磁体,地理的北极是地磁场的南极,应用安培定则可以判断B正确。
(2)[2]铜片为正极,锌片为负极,故可知电流从螺线管右侧流入,从左侧流出,根据安培定则可以判断螺线管右端为N极,左端为S极,因地磁场的北极在地理南极附近,故螺线管左端所指示的地理方向是地理南极。
(3)[3]根据右手螺旋法则,直线电流产生环形磁场;磁感线是以直线上的点为圆心的一系列的同心圆;磁场近强远弱,也即磁感线近密远疏。
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浙江省杭州市富阳市富春中学2024-2025学年第二学期第一次学情诊
断八年级科学试题卷(第1章)
一、选择题(每小题3分,共45分。四个选项中只有一个符合要求,不选、错选、多选均不给分。)
1. 如图所示的三个钢块,正确的判断是( )
A. 都是磁体 B. 只有两个磁性
C. 可能都是磁体,也可能只有两个磁体 D. 都不是磁体
2. 下列表达方式中,不属于模型的是( )
A. 水分子 B. 氦原子
C. 电流表 D. 磁感线
3. 如图给电磁铁通电,磁铁AB(A端为N极,B端为S极)及弹簧测力计在图中的位置静止不动,在滑动变阻器的滑片向a 端滑动的过程中,关于电流表示数和弹簧长度变化的情况正确的是( )
A. 电流表的示数增大,弹簧的长度将增加
B. 电流表的示数增大,弹簧的长度将减小
C. 电流表的示数减小,弹簧的长度将增加
D. 电流表的示数减小,弹簧的长度将减小
4. 如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是( )
A. 电流通过电磁铁时,电磁铁有磁性且A端为N极
B. 电磁铁吸引衔铁,弹性片发生了形变
C. 小锤击打铃碗发出声音,是由于铃碗发生了振动
D. 小锤击打铃碗时,电磁铁仍具有磁性
5. 我国航母飞速发展,电磁弹射势在必行,电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车的导体有强电流通过时,就可以受到磁场强大的作用力,使舰载机迅速获得起飞速度,图中与电磁弹射器原理相同的是( )
A. B.
C. D.
6. 下列家庭电路中,连接符合安全用电要求的是( )
A. B.
C. D.
7. 磁共振成像是一种采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像的医学技术。若携带金属物做磁共振,强静磁场会吸引铁质物品,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,从而使金属发热而灼伤病人,重则危及生命。上述说明中,没有涉及的知识是( )
A. 铁在磁场里会被磁化 B. 磁能生电
C. 电流通过导体会产生热量 D. 同名磁极相互排斥
8. 如图所示,符合安全用电的是( )
A. 湿手触摸开关 B. 插座超负荷工作
C. 高压线旁放风筝 D. 冰箱金属外壳接地
9. 以下四个用来比较条形磁铁的两端与中间磁性的强弱的实验,其中不能达到目的是( )
A. 甲实验中将条形磁铁平移靠近三颗小铁球
B. 乙实验中将两根条形磁铁相互平移靠近
C. 丙实验中将条形磁铁从挂有铁块弹簧秤下向左移动
D. 丁实验中将放在一堆大头针上的条形磁铁提起
10. 空调、电冰箱等家用电器都要使用三孔插座。如图所示,插座中有一个孔是用来接地的。如果插座这个孔没有接地,下列现象中可能会发生的是( )
A. 家用电器消耗的电能会增加
B. 家用电器不能正常工作
C. 家用电器的使用寿命会缩短
D. 人接触家用电器外壳时有可能发生触电事故
11. 用一枚螺丝钉、一节电池、一根导线和一块纽扣状磁铁,就能做成一个最简单的电动机。如图所示,螺丝钉的尾端吸着磁铁,尖端吸在电池的正极上,然后将导线的一端接到电池负极,另一端搭在磁铁边缘,螺丝钉就开始旋转。下列叙述错误的是( )
A. 工作时将机械能转化为电能
B. 若仅改变电源正负极方向,螺丝钉会反向转动
C. 若仅将纽扣磁铁上下翻转(改变磁极方向),螺丝钉会反向转动
D. 若将电池替换成电压更大的电池,螺丝钉转动速度加快
12. 如图所示,以下操作不会发生触电事故的是( )
A. 甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线 B. 乙站在绝缘凳上仅接触火线
C. 丙站在地上仅接触火线 D. 丁站在地上同时接触火线和零线
13. 如图是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S时,电灯不亮,保险丝未烧断,可能是电灯短路
B. 断开开关S时,用测电笔接触A点氖管发光,接触B点时氖管不会发光
C. 电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
D. 保险丝烧断后可用铜丝代替
14. 如图是探究电与磁关系的实验装置,其中EF是光滑的金属导轨,铜棒cd固定。当铜棒ab在金属导轨EF上水平向右快速移动时,下列说法不正确的是( )
A. 该电路中铜棒ab相当于电源
B. 该电路中铜棒cd中有热量产生
C. 铜棒ab移动时机械能转化为电能
D. 铜棒cd在磁场中不受到力的作用
15. 磁场是一种看不见的特殊物质,我们可以通过磁场对小磁针作用的效果来认识它。这是科学研究的一种常用方法,下列研究实例中不是采用这种研究方法的是( )
A. 比较温度的高低,我们可以通过液体受热后体积的变化来认识它
B. 学习电压,我们可以通过对比水压来认识它
C. 了解电磁铁磁性强弱,我们可以通过观察它吸引大头针的多少来认识
D. 电路是否有电流,我们可以通过观察电路中电流表的指针是否偏转来认识
二、填空题(本大题有7个小题,每空2分,共40分。)
16. 按要求填空:
(1)我国家庭电路交流电电压为_______V,频率为_______Hz,每秒电流方向变化_______次。
(2)测电笔可以用来辨别火线和零线,如图测试时持笔方式正确的是_______(填“甲”或“乙”)。当使用测电笔测试火线时,氖管发光,此时_______(填“有”或“没有”)电流通过人体。
17. 如图所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,b点的磁场比a点的磁场______(填“强”或“弱”):若在b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向______(填“P”或“Q”)处。
18. 如图甲所示。一个条形磁铁摔成两段,取右边的一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图乙所示,则右边这段裂纹左侧的磁极是______极。如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲),这两段会相互______(选填“吸引”或“排斥”)。
19. 图甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇柄使圆盘旋转起来,电路中就会产生电流。圆盘相当于图乙中的________。 如果要改变圆盘发电机产生的电流方向,可采用的方法是________。(写出一点即可)
20. 利用如图所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。
(1)图甲装置中MN之间应接入_______(填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”);
(2)图乙装置中,当通入恒定不变的电流后,线圈的ab段和_______(填字母)段会受到力的作用;
(3)要使图乙中的线圈持续转动,可以在其外部加装_______结构。
21. 电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示,其工作原理是:金属弦在磁体的磁场中被磁化,当其被拨动而产生振动时,在线圈中会产生感应电流,将声音信号转变为电信号。
(1)要保证金属弦的磁化效果,其制作材料中可能含有的金属是___________(填一种即可) 。
(2)当金属弦振动时,与线圈间产生了相对运动,相当于线圈切割金属弦磁场的___________,从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是___________ (选填“变化”或“不变”)的。
22. 如图是电工师傅用一盏“220V;40W”的完好灯泡 L0取代保险丝来检修某家庭电路故障。若同时闭合开关S和S1,灯L0和L1的连接方式为_______ (填“串联”或“并联”)。若L0不亮,则说明该支路_______,若L0暗红色,说明该支路_______ 。(选填“正常”“断路”或“短路”)
三、实验与探究题(本大题有5个小题,每空2分,共40分。)
23. 1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
(1)在演示奥斯特实验时,如图甲所示,①闭合开关;②放置小磁针观察指向;③摆放一根长直导线;为了减弱地磁场的影响,正确的实验操作顺序为___________;
A.①②③ B.②③① C.②①③ D.③①②
(2)由图乙(a)、(b)、(c)可知:___________;
(3)小曙推理:若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方,如图乙(d)所示,小磁针也会发生偏转。其依据是:___________;(d)中小磁针N极偏转方向和图乙___________(填序号)的小磁针偏转方向相同。
24. 如图实践小组的同学用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮去上半周或下半周。将线圈abcd放在用金属丝做成的支架mn上,并按图示连接电路,回答下列问题:
(1)电磁铁的上端是_______极;电磁铁和线圈abcd在电路中的连接方式是_______(选填“串联”或“并联”);
(2)闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈转动,若只将电源的正负极互换,则线圈转动的方向会与原来的转动方向_______ ;(选填“相同”或“相反”)
(3)请写出一个减小线圈转速的措施:___________。
25. 学习了电磁感应现象后,小科同学想进一步探究感应电流大小与哪些因素有关。他使用如图装置:铁块E、F上绕有导线并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏电流计G相连。(线框abed在铁块E、F上方,且实验过程中线框不扭转)[猜想与假设]
A.感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关;
B.感应电流的大小与磁场的强弱有关。
[设计与实验]
小科探究猜想A的设计思路如下:实验时保持电磁铁磁性强弱不变,改变线框切割磁感线的速度,进行多次实验,记下每次实验灵敏电流计指针偏转格数,数据记录如下表所示。
实验次数
切割磁感线的速度
电流计指针偏转格数
1
慢速
1.5格
2
中速
2.5格
3
快速
4格
(1)[分析论证]分析表格数据得出结论:其他条件相同时,___________,闭合电路产生的感应电流越大;
(2)[交流评估]小科为验证猜想B,设计思路如下:改变电磁铁的___________进行多次实验,每次实验线框竖直向下穿过电磁铁磁场,观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数;
(3)实验中用电磁铁代替永磁体的好处是:__________;
(4)按照小科的设计思路验证猜想B、发现感应电流变化不定,没有规律,原因可能是_________。
26. 断路器因方便、安全,被广泛使用。
(1)如图1所示为断路器的工作原理图,当电流过大时,它的工作顺序是( )(填字母);
①簧锁装置脱开;
②接触点断开;
③电流过大,双金属片发热就多;
④双金属片弯曲,触动簧锁装置;
A. ③④②① B. ③④①②
C. ③①④② D. ③②④①
(2)一般固体受热时,在各个方向上的长度都会膨大,在冷却时都会缩小。物体在某一方向上长度的膨胀称为线膨胀。下表是科技小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录,请根据下面的实验记录回答:
①比较3、4两组实验记录可以得出物体的伸长量与 _______有关;
②比较1、4两组实验记录能否得出物体的伸长量与材料有关,并说明理由_____________;
③如图2所示的电热设备中有一个由黄铜片与康铜片双金属合在一起的温控开关,温度升高时,双金属片向上弯曲,使电路断开,根据上面的实验记录确定双金属片上层材料是_____________(选填“黄铜”或“康铜”)。
实验序号
材料
升高的温度 (℃)
原长 (m)
伸长量(mm)
1
黄铜
10
1.00000
0.19
2
黄铜
10
2.00000
0.38
3
康铜
10
1.00000
0.15
4
康铜
30
1.00000
0.65
27. 小宇同学参加了学校研究性学习小组,探究了“研究磁体磁性强弱是否与温度有关”的课题。他的实验如下: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是_________。
(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___________无法_______(填: “排斥”或“吸引”)弹簧开关,从而使电铃报警。
(3)同组的同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器,指出小宇设计中的不足之处____________。
四、综合题(本大题有5小题,共35分)
28. 项目化学习小组用条形磁体、缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针,过程如下:
①取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦10余次(如图甲),使缝衣针磁化;
②将1张硬壳卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧 (如图乙),用1块橡皮和1枚大头针做成支座;
③确定简易指南针能否指向南北方向;
④在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了如下评价表;
(1)将条形磁铁S极靠近图乙中缝衣针针尖,缝衣针被排斥,则针尖指向地理_______方;
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,应如何操作__________。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”, “指标二”被评为“合格”,请你对该指南针提出合理的改进建议:__________。
“自制指南针”评价量表
评价指标
优 秀
合 格
待改进
指标一
指针磁性强,且能自由转动
指针磁性强,不能自由转动
指针磁性弱,不能自由转动
指标二
能准确指示南北方向,能保持水平平衡
能指示南北方向,不能保持水平平衡
不能指示南北方向,不能保持水平平衡
29. 某科技小组开展设计烟感报警器的项目化学习活动。
【明确要求】当监测到烟雾达到一定浓度时,警铃响起,喷淋系统开始工作,扑灭火苗,并制定如下验收表:
工作电压/V
工作要求
10
①当控制电路中的电流小于250mA时绿灯亮;
②当控制电路电流大于或等于250mA时,警铃响起,喷淋系统开始工作
【方案设计】
(1)经讨论设计如图甲电路图,但工作电路并未完成,请你补充完整。
(2)当控制电路中的电流达到250mA时,警铃响起,喷淋系统开始工作,若不计电磁铁中线圈的阻值,则此时烟感开关的电阻应不超过多少欧?
(3)烟感开关由光敏电阻制成,其阻值会随着光照强度(单位:勒克斯,符号Ix)的变化而变化。现有两种不同的光敏电阻a和b,其电阻变化与光照强度的关系如图乙所示,你认为选择哪种光敏电阻更合适?说明你的理由。
30. 现代家庭电器化程度越来越高,用电安全是一个突出问题。如表提供了一组人体电阻数据:已知用电器R为44欧姆,接在电压为220伏的电源上,电路中还有额定电流为10安的熔断丝(俗称保险丝,保险丝电阻忽略不计)。则:
测量项目
完全干燥时
出汗或潮湿时
手与手之间电阻
200 千欧
5 千欧
手与脚之间电阻
300 千欧
8.8千欧
手与塑料鞋底
之间电阻
8000千欧
10 千欧
(1)保险丝是用熔点 _______(选填“高”或“低”)金属材料制成的;
(2)一个潮湿的人,赤脚站在地上,由于不小心手接触火线,请计算说明此时保险丝能否救命_______?
(3)若同一人拿着测电笔接触火线,没发生触电事故,试计算测电笔内的电阻多大_______?(人在潮湿环境下的安全电压不超过12伏)
31. 设计人员要开发一款倒悬的酷悬浮发光月球装饰品,如图甲所示。
【材料组装】如图乙,球内装入磁体,灯泡等元件,底座内装入电磁铁等元件;
(1)电源的上端应为______极;
【问题呈现】在试验过程中难以找到发光月球的磁悬浮位置。离底座过远,球会掉落;离底座过近,球直接吸附在底座上。
【原因分析】球离底座过远时,底座中的电磁铁对球内磁体的吸引力小于重力,所以球会掉落。过近则吸引力大于重力,球直接吸附在底座上。
【解决方案】设计人员在电路中加入了开关型霍尔传感器H来检测磁场强弱,并控制电路的通断,经简化的电路图如图丙所示。
(2)当球与底座距离过近,传感器H检测到磁场过强时,传感器H应______(选填“闭合”或“断开”)电路;
【产品优化】
(3)经调试,成功实现月球悬浮。若需增大悬浮时月球与底座的距离来增强观赏效果,在适当调整传感器H的位置后,对底座电路的处理方式可以是______(写出两种即可)。
32. 与其他星球相比,地球无疑是非常幸运的,因为地球周围有巨大的磁场网。在磁场的保护下,地球大气层才没有被猛烈的太阳风吹走,生命才得以存活。
(1)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场由以地心为圆心的环形电流I引起的。在下列四个图中,能正确表示安培假设中环形电流方向的是________。
A. B. C. D.
(2)科学项目小组设计了一个如图所示的线圈指南针,将它放入盛有食盐水的水槽中(铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水构成了化学电池,铜片为正极,锌片为负极),浮在液面上的线圈就能指示方向了。静止时,线圈指南针指向如图所示,螺线管左端所指示的地理方向是________。
(3)改造火星是人类的伟大梦想之一。如果我们想让火星成为第二个地球,缺乏的一件事是强大的磁场。科学家们提出一项大胆的计划,利用带电粒子环可以为火星提供磁场,如下图所示。
带电粒子环任何一点的磁场分布都可以看成是直线电流形成的磁场,请你描述该磁场的分布特点________。(至少写出两点)
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