专题06 家庭电路、电与磁、信息能源材料(5大考点)(辽宁专用)-【好题汇编】2025年中考物理二模试题分类汇编
2025-08-04
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内容正文:
专题06 家庭电路、电与磁、信息能源材料
家庭电路、安全用电
1.(2025•双台子区校级二模)关于安全用电,下列说法正确的是( )
A.电器设备起火可直接用水灭火
B.保险丝烧断后短时间内可以用铜丝代替
C.可以接触低压带电体,但不能靠近高压带电体
D.使用试电笔辨别火线和零线时,手需接触笔尾的金属体
2.(2025•双塔区校级二模)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.空气开关跳闸是一定是因为家庭电路出现短路故障
B.家用电器的金属外壳需要接地线
C.家庭电路中,有人发生触电时,漏电保护器一定跳闸
D.使用测电笔时,手可以直接接触金属体笔尖
3.(2025•鞍山二模)如图是家庭电路的一部分,对此电路,下列说法正确的是( )
A.接有保险丝的应该是零线
B.开关短路不会造成保险丝熔断
C.甲处应装用电器,乙处应装开关
D.当保险丝熔断后,可以用铜丝代替
4.(2025•沈河区二模)4月2日沈阳一综合楼起火,41名被困群众被安全营救,但有两名消防员在抢险救援中牺牲,这两个年轻生命的牺牲重于泰山,化作照亮人间的星辰!安全教育是守护生命的“防火墙”。下列措施符合安全用电的是( )
A.在同一个插排上同时使用多个大功率用电器
B.手机充完电,要把充电器从插座上拔下来
C.电动自行车放在楼道内充电
D.发生电火灾时,应立刻用水灭火,以防火势快速蔓延
5.(2025•锦州二模)如图,某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障,电风扇停止工作,LED灯仍发光,用试电笔检测插座两孔,氖管均发光。下列说法中正确的是( )
A.电风扇短路
B.甲输电线为火线
C.电风扇与LED灯是串联关系
D.甲输电线上的b、c两点之间断路
6.(2025•铁岭县二模)“安全用电,珍惜生命”是每个公民应有的意识。下列关于家庭电路说法正确的是( )
A.电路起火时,应先用水扑灭,然后再断开电路
B.空气开关跳闸,不一定都是发生短路导致的
C.有人触电时,漏电保护器一定会迅速切断电路
D.发现有人触电后,立即用手把触电人拉离电线
7.(2025•浑南区二模)下列关于安全用电的说法正确的是( )
A.控制灯泡的开关应接在零线和灯泡之间
B.只要家里安装漏电保护器,人就一定不会触电了
C.使用试电笔时,手不能触碰到试电笔的任何金属部分
D.为了确保安全用电,我们不要接触低压带电体
庭电路作图
1.(2025•兴隆台区校级二模)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。
电与磁
1.(2025•沈阳二模)物理是以实验为基础的自然学科,有关电与磁的实验,如图所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中,闭合开关,磁针发生偏转的方向与电流方向无关
B.乙图中,根据安培定则分析,电源左端为正极
C.丙图中实验说明电磁铁的磁性大小与电流大小有关
D.利用丁图中实验原理制成了发电机
(多选)2.(2025•连山区二模)如图(a),某同学自制一带有电磁铁的木船模型,图(b)是工作原理图。将其放在水中漂浮,闭合开关,木船模型静止后,船头总是指向某一方向。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.静止时,a点磁感线方向向右
B.木船模型周围存在着磁场和磁感线
C.静止时,船头所指方向是地理南方
D.船头总指某一方向,利用了电磁感应现象
(多选)3.(2025•兴隆台区校级二模)在学校的科技创新活动中,小明设计了如图所示的电路,可以模拟电动机和发电机的工作原理。关于该装置,下列说法正确的是( )
A.P接c点时,模拟的是电动机的工作原理
B.P接c点时,只调换磁极方向,导体ab的运动方向改变
C.P接d点时,将ab向上移动,灵敏电流计的指针发生偏转
D.P接d点时,该装置工作过程中将机械能转化为电能
(多选)4.(2025•鞍山二模)如图甲是创新小组的同学们设计的“闯红灯记录器”,控制电路电压为4V,电磁继电器线圈电阻为10Ω,力敏电阻R的阻值大小随压力F的变化关系如图乙。光控开关在接收到红光时自动闭合,此时R若受到车的压力,使控制电路中电流达到0.1A时,电控照相机开始拍照,g取10N/kg。下列说法中正确的是( )
A.a处是指示灯,b处是电控照相机
B.当控制电路中电流等于0.1A时,闯红灯车的质量为400kg
C.当质量为1200kg的车闯红灯时,力敏电阻R消耗的电功率为0.4W
D.若使质量为200kg车闯红灯也能被拍下,必须将控制电路电压提高到8V
5.(2025•双塔区校级二模)如图装置中,线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉,转动小风车,小量程电流表的指针会发生偏转。关于该装置工作时的说法,不正确的是( )
A.原理是电磁感应现象
B.将机械能转化为电能
C.电流表的指针只偏向一侧
D.如将图中的电流表换成干电池,线圈不能持续转动
6.(2025•于洪区二模)如图为某种电流表的内部结构示意图,当接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转,关于电流表,下列说法正确的是( )
A.永磁体周围存在着磁感线
B.线圈通电后,受到永磁体磁场力的作用
C.电流表的原理与发电机的原理相同
D.若改变流过线圈的电流方向,电流表仍可以正常使用
7.(2025•丹东二模)英国物理学家法拉第历经十年探索,终于在1831年取得突破,揭示了磁生电现象,下列图中与磁生电原理相同的是( )
A.奥斯特实验
B.自制电磁铁
C.扬声器
D.动圈式话筒
8.(2025•双塔区校级二模)如图是巨磁电阻(GMR)的特性原理示意图,巨磁电阻的阻值随所在磁场强度的增强而减小,闭合S1、S2并使滑片P向右滑动时,指示灯亮度将变 ,电压表与电流表示数之比变 (选填“大”或“小”)。
9.(2025•沈河区二模)如图(a),街头已经出现把机器狗当成宠物溜的现象,而且机器狗还能帮主人驮运东西。机器狗身体里有多个电动机,能揭示电动机工作原理的实验是图(b)中的 (选填字母)。浓密的树荫下出现很多圆形的光斑,这是由于光 而形成的。
10.(2025•锦州二模)导体棒ab在蹄形磁体中静止时,小磁针的指向如图所示,则小磁针N极指向地理方位的 (选填“南”或“北”)方;当让导体棒ab水平向右运动时,小磁针逆时针偏转90°,此时导体棒 端为电源正极(选填“a”或“b”)。
11.(2025•双台子区校级二模)如图是小红利用光敏电阻R和电磁继电器等元件设计的“智能照明灯”电路,A点应接家庭电路的 线。设计要求是:天暗时灯L自动点亮,天亮时自动熄灭,则R1的阻值随光照强度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。
12.(2025•浑南区二模)图中 (填“甲”或“乙”)为发电机模型,其工作原理是 。
电与磁作图
1.(2025•双塔区校级二模)如图是通电螺线管的部分电路图,其中电流表的“+”、“﹣”接线柱已标出,请标出通电螺线管上的电流方向以及磁感线的方向。
信息传递、能源、材料
(多选)1.(2025•锦州二模)如图是我国001、002、003号航母,国产004号航母也问世在即,新型航母除了延续003号航母的电磁弹射系统,还有可能采用核动力系统,下列有关国产航母说法正确的是( )
A.航母核动力系统所提供的核能属于可再生能源
B.电磁弹射系统的电磁线圈可用超导材料制作
C.舰载机从航母飞离之后,航母所受浮力变小
D.若航母在运动过程中所受的力突然全部消失,航母将慢慢停泊在大海上
(多选)2.(2025•鞍山二模)岫玉——是迄今所知中国年代最早的玉器,早在兴隆洼文化时期(距今超过8000年)就被先民们制作成玉斧、玉锛等。如图是古人切割玉石的情景,两个人拉扯像锯子一样的工具,利用上方壶中流出的水来除尘和降温。下列说法中正确的是( )
A.飘荡的粉尘是分子不停地做热运动
B.切割处发热是用做功的方式改变内能
C.拉扯工具时,两人的合力始终为零
D.切割用的锯条应选用硬度大的材料
(多选)3.(2025•双塔区校级二模)关于材料、能源和信息,下列说法不正确的是( )
A.频率为106Hz的电磁波一定比10Hz的电磁波的传播速度快
B.超导材料既可用于制作远距离输电导线,又可用于制作电炉的电阻丝
C.光纤通信是利用光的反射传输光信号
D.太阳是人类能源的宝库,内部每时每刻都发生着剧烈的核裂变,太阳能是可再生能源
(多选)4.(2025•双台子区校级二模)下列有关材料、能源、信息的说法正确的是( )
A.电饭锅的加热器是用超导材料制成的
B.我国空间站上的新型硅光电池板主要将电能转化为太阳能
C.核能属于不可再生能源
D.能量在转移和转化的过程中总量保持不变
(多选)5.(2025•丹东二模)2025年5月14日,我国在酒泉卫星发射中心使用运载火箭成功将太空计算星座12颗卫星发射升空,成为全球首个将计算卫星星座(即人工智能“三体”卫星)送上太空的国家,标志我国向太空智能化迈进。“三体”卫星星座通过太阳能电池板为卫星提供能源。下列说法正确的是( )
A.太阳能是不可再生能源
B.人工智能“三体”卫星通过电磁波传输信息
C.火箭使用的助推燃料特点是热值大
D.火箭加速升空时获得动力的施力物体是空气
6.(2025•双台子区校级二模)如图所示是一新款智能屏,通过连接Wi﹣Fi利用 波以无线的方式让用户通过语音实现影音娱乐、信息查询等多功能的操作,它还具有模仿父母的 (选填“音调”“响度”或“音色”)讲故事哄娃入睡的功能。
7.(2025•鞍山二模)如图,我国的太空实验室——中国空间站与地面控制中心是通过 传递信息的,其安装的太阳能电池板源源不断的提供电能,太阳能属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
8.(2025•沈河区二模)如图所示,爱美的大金毛戴着LED灯组成的翅膀照镜子,镜子中出现的是狗的 (选填“虚”或“实”)像;LED灯主要是由 材料制作的。
9.(2025•沈河区二模)如图,狗拉着扭扭车在阳光下奔跑。扭扭车转弯时运动状态 (选填“会”或“不会”)改变。太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
10. (2025•铁岭县二模)我国空间站在太空中用 波与地面通信,并用太阳能电池板获取能量,太阳能来源于太阳内部发生的 (选填“核裂变”或“核聚变”)。
11.(2025•浑南区二模)如图所示的太阳能LED照明路灯,它的灯泡是一种发光二极管,是由 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成的。太阳能是一种清洁无污染的能源,属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
12.(2025•本溪二模)我国“东数西算”工程旨将东部密集的数据运算需求有序引导到西部,充分利用西部地区丰富的风能、太阳能等 再生能源,降低数据中心能耗。同时也在算力调度、网络传输等领域取得了一系列技术突破,其中无线网络传输依靠的是 波。
家庭电路、安全用电
(多选)1.(2025•大东区二模)对于家庭电路中的漏电保护器和空气开关的作用,以下说法正确的是( )
A.发生如图甲触电时,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用
B.发生如图乙触电时,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用
C.发生如图所示的两种触电时,空气开关都不会切断电路
D.当电路发生短路时,空气开关会自动切断电路
2. (2025•沈河区二模)夏季是雷电多发季节,由于雷电容易击中较高的树木,所以雷雨天我们 (选填“能”或“不能”)在大树下避雨。当雷电劈中树木时,强电流通过树身会产生大量的热,使树木中的水分发生汽化现象,形成高温高压的水蒸气,这些气体体积迅速膨胀对树木 ,会将树木劈开,甚至达到树木的着火点使树木着火。
3. (2025•本溪二模)用电安全是我们生活中时刻需要注意的问题,例如,为了防止因电路发生 或用电器总功率过大,使电路中电流过大发生火灾,我们需要安装 。
家庭电路作图
1.(2025•大东区二模)教室里采用多盏“220V,36W”的LED灯进行照明,提供适当的光照强度和均匀度。请将图中的LED灯和开关接入电路,使开关同时控制两盏灯正常工作。
2.(2025•沈阳二模)小明在使用插线板时发现:插线板上的开关断开时,指示灯不发光,插孔断电;开关闭合时指示灯发光,插孔通电;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔照样可以通电。如图中,虚线框内为插线板内部电路简化示意图,请按上述要求用笔画线代替导线将插线板内部电路中的缺失部分补画完整。
开关
插孔
发光二极管
电阻
电与磁
1.(2025•大东区二模)如图是“磁场对通电导线的作用”实验:
(1)为了使实验顺利进行,装置中的导体ab应选用轻质的 (填“铁棒”或“铝棒”);
(2)接通电源后,导体ab向左运动,这说明磁场对电流有力的作用,也说明力可以改变物体的 , (填“电动机”或“发电机”)是利用这一原理工作的;
(3)若只将蹄形磁体的两极对调一下,接通电源,会观察到导体ab向右运动,说明通电导线在磁场中的受力方向与 方向有关;
(4)若将图中的电源换成电流表,闭合开关,让导体ab做 运动,发现电流表指针偏转,这说明该闭合电路中有感应电流通过,则此过程中能量的转化是 能转化为 能。
2.(2025•本溪二模)如图甲,是探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件的部分装置。导体ab的两端接有导线,并将导体ab用绝缘细线悬挂起来放在蹄形磁体的磁场中。
(1)实验中,为了判断电路中是否产生电流,应将导体ab接在 (填“验电器”或“电流表”)上。
(2)实验发现,导体ab静止或上下移动时均不产生电流:当导体ab左右运动时,产生电流。如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体ab想象成一把刀,可将看到的现象总结为:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就产生电流。
(3)实验中还发现,当导体ab分别向左和向右运动时,产生的电流方向不同,这说明感应电流方向与 有关。为了进一步探究感应电流方向与磁场方向是否有关,应该在其他条件相同时,改变 。
(4)如图乙是手摇发电机,为了判断发电机产生的电流方向是否变化,把两个发光二极管极性相反地 (填“并”或“串”)联起来,由于发光二极管具有单向导电性(电流由正极经过二极管流向负极时二极管发光,反之电流不能通过二极管),若观察到两个二极管 (填“不”、“一直”或“交替”)发光,则可说明发电机产生的电流方向是变化的。
3.(2025•沈阳二模)近年来沈阳市电动自行车数量急剧增加,电动自行车因具有快捷、经济和环保等优点深受大家喜爱,但同时也带来了严重的安全问题。因此,小明进行了“安全骑行电动自行车”的研究性学习。
(1)骑车时看手机、走神、酒驾等存在很大的安全隐患。若某人骑车以18km/h的速度匀速行驶,看一眼手机用时2s,相当于在无人驾驶状态下行驶了 m。
(2)为了证明骑行电动车时戴头盔的重要性,小明做一个模拟实验:将两个相似鸡蛋分别放在纸筒底座上,左边鸡蛋上方放一个轻质瓶盖,瓶盖内塞入棉花,在两鸡蛋正上方释放相同的铁球,如图甲所示。请你指出实验操作存在的错误是 ,改正错误后,观察到左边鸡蛋完好,右边鸡蛋破碎。说明左边鸡蛋“戴头盔”后受力面积增大,减小了受到的 ,这是保护鸡蛋的原因之一。
(3)超速行驶的电动自行车极易发生交通事故。小明为电动车设计了一个简单的超速报警电路,如图乙所示,它由“传感电路”、“执行电路”组成。传感电路电源电压为12V,R是电阻箱,RP为可变电阻,图丙是RP的阻值与车速关系的图象。若通过电磁铁电流必须等于或大于1.2A时,才能启动报警,小明设定速度为30km/h时红灯亮,执行报警,则电阻箱的阻值至多应调到 Ω;为了提高骑行安全,需要速度更小时就能启动报警,可采取的方法是 。(电磁铁线圈电阻忽略不计)
(4)我国关于电动自行车的新国标《电动自行车安全技术规范》中要求:整车质量不超过55kg,最高车速不超过25km/h,电池电压不超过48V等。图丁所示为小明爸爸新买的电动自行车,其部分参数如表。
整车质量
50kg
最高车速
25km/h
蓄电池容量
20A•h
充电效率
75%
小明发现电动自行车显示电池电量为80%,便对其进行充电,经测量充满电需消耗电能0.32kW•h。通过分析和计算,他认为该电动自行车超标,原因是 (不用体现过程,用相关计算结果表述)。
4.(2025•沈河区二模)太阳能发电具有清洁、可再生的优点,但也存在着依赖日照条件,储能技术不足等缺点。在跨学科实践课上,某物理小组的同学尝试设计一个以储能系统为核心的太阳能供电系统。
(1)能流图设计
如图(a),白天利用太阳能发电给用户端和储能系统供电,夜间储能系统自动给用户端供电。储能的方式很多,比较常见是利用化学电池即蓄电池储存电能,如果采用这种方式储存电能,根据图(a)信息可知,白天蓄电池中发生的能量转化是 。
(2)蓄水储能系统设计
①设计原理:如图(b)是同学们设计的一种蓄水储能系统示意图。白天抽水机通电工作,利用大气压将水从低位水槽抽到高位水槽,此时自动阀门关闭,当达到设定水位时抽水机自动停止工作。夜间,自动阀门开启,水流向低位水槽,在水流的冲击下对发电系统做功,发电机将机械能转化为电能供给用户。
②设计参数:
发电机输出电能
高位水槽蓄水量
发电系统效率
环境气压
环境温度
不少于8kW•h
100t
80%
约1标准大气压
不低于0℃
请根据表格中的参数要求,推算出图(b)中高位水槽距离发电机的高度h应不低于 m。(g取10N/kg)
③交流反思:同学们经过讨论,发现图(b)的方案中存在一处设计错误,请指出: 。
(3)自动阀门设计
如图(c)是自动阀门的结构设计及控制电路,其中R为光敏电阻。当光照强度减少到设定值时,电磁铁磁性增强,吸引衔铁向上移动,使阀孔打开,水流出高位水槽。
①若实现上述功能,光敏电阻的阻值应随光照强度的增加而 。当阀门中弹簧的弹性形变变大时,弹簧的弹性势能 。
②若要实现在光照强度更低时开启自动阀门,可以将电路中滑动变阻器RP的滑片P向 适当调节。
5.(2025•于洪区二模)小明与所在科技小组的同学假期参观奶粉厂,对自动罐装奶粉的生产线产生了兴趣。如图甲所示,空奶粉罐放置在传送带上,当奶粉装满后传送带启动将奶粉罐运送到封罐处。
小明与所在小组同学决定设计一款“自动限重传送装置”,下面是他们的研究过程:
【项目名称】设计“自动限重传送装置”
【项目实施】
器材选择:电动机、压力传感器、电源、导线、开关、电磁继电器、定值电阻等;
设计思路:根据需求,设计电路应满足当压力 (选填“增大”或“减小”)到一定值时,电动机自动运行;
测试压力传感器性能:小组同学将货架固定在压力传感器R上,在货架中加减砝码,同时测量出压力传感器的阻值,绘制出压力传感器阻值随压力变化的关系图像如图乙所示,当压力增大时,压力传感器的阻值 。
电路连接:根据设计需求,请以笔画线代替导线完成如图丙所示的电路连接。
【项目优化】在上述设计的控制电路中,串联定值电阻R0的目的是为了 ,小组同学提出,若将定值电阻更换成滑动变阻器除了依然具备上述功能外,还可以根据需要进行调节,例如若想增大启动电动机的限重,则可以适当 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器的阻值即可。
6.(2025•双台子区校级二模)阅读下列短文,回答问题。
无链条电动自行车
无链条电动自行车,被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它有很多优点,如:省力、耐用、安静、灵便、结构简单。图1为一种在售的无链条电动自行车,车身是由航空铝合金制造,确保高强度、轻量化和抗氧化,长期使用也能坚固如新。无链条电动自行车结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量,也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量,骑行者踩脚踏板的动能可转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成机械能,以此驱动自行车前进,因此使骑行者骑得更省力,同时能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力,该车采用了能量密度大的锂电池,能量密度(即存储能量与电池质量的比值)达180(W•h)/kg。
整车
整车质量
40kg
最大车速
26km/h
最大噪声
≤30dB
锂电池
电压
36V
容量
10Ah
电动机
额定功率
180W
(1)踩脚踏板获得的能量转变为电能,与其工作原理相同的是 。
(2)与汽车相比,电动车启动较快的原因之一是因为其质量小,这样不仅可以减小车在行驶过程中所受的阻力,而且还可以减小车的 ,使得骑行时能更灵活。
(3)图1中该车的锂电池最多所储存的电能约为 J。锂电池的质量为 kg。
(4)骑行时,仅靠锂电池驱动,在平直路面上以最大速度可连续匀速行驶2.7×104m,已知行驶时的阻力为36N,则自行车的效率为 %。
(5)图2为充电器过热保护的模拟控制电路。R1是滑动变阻器,R2是热敏电阻,其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时(U1>6V),控制电路将切断充电电路,实现对充电器的保护。电源电压设定为11V,当R1接入电路的阻值为6Ω时,R2的电功率为4W,此时充电电路恰好被切断,则控制电压U1是 V。
电与磁作图
1.(2025•鞍山二模)图甲是磁悬浮陀螺仪,它由电磁底座和陀螺两部分组成,它的悬浮原理如图乙所示。请在“括号”内标出陀螺的磁极,并标出O点处的磁场方向。
2.(2025•和平区二模)如图(a),闭合开关,导体ab水平向左运动。若仅将电源正负极对调,请在图(b)中画出导体ab运动时在水平方向上受到的力的示意图(O点是导体ab的重心)。
信息传递、能源、材料
1.(2025•本溪二模)近一段时间,市政府要对老旧小区楼房进行改造,统一加装外墙保温层。物理实践小组的同学们对此很感兴趣。在综合实践活动中,他们对如何选择保温材料进行了研究。
任务一:研究保温材料的各种性能。
同学们从市场上购买了三种常用的保温材料样品(如图甲),并在互联网上查阅材料的相关性能参数信息如表所示:
性能参数
1号
2号
3号
聚氨酯泡沫
聚苯乙烯泡沫
岩棉
传热系数W/(m•K)
0.033
0.042
0.065
防火性能
阻燃B1级
阻燃B1级
阻燃A级
吸水性%
≤0.8
≤0.2
≤5
隔音性
好
好
一般
Z/(kg/m2)
1.4
1.0
2.4
任务二:分析外墙保温对材料的需求。
(一)对轻便性的需求
(1)外墙保温材料如果脱落会造成危险,所以应该选密度较 的材料。
(2)同学们观察表格,发现其中缺少密度信息,于是选取了上表中的一种材料进行密度测量:
①将一小块某材料的样品放在电子秤上,测出它的质量为0.56g;
②如图乙所示,在量筒中倒入适量的水,再用铁丝将保温材料压入水中使其浸没,先后读出量筒中水面所对的刻度;
③通过计算,该材料的密度为 g/cm3;
(3)同学们观察表格中的Z,分析后认为,它与材料密度有一定关系;
经测量三种材料厚度均为5cm,请利用上述实验中测出的密度值及材料的Z值,推断出所测量的是 号材料;
(二)对保温性的需求
(4)保温材料的保温性能与导热性有什么关系呢?小组同学将三种材料分别做成三个封闭盒子:取三支相同的温度计,三个相同的大烧杯中装入初温相同、 相等的热水,组装成如丙所示的装置。然后,在相同的室温环境下同时开始实验。30min后根据实验测得的数据绘得图丁所示的温度一时间图像。由图像可知 号材料保温性能好;结合参数信息表中的传热系数分析可知,材料的保温性能与传热系数的关系是: 。
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专题06 家庭电路、电与磁、信息能源材料
家庭电路、安全用电
1.(2025•双台子区校级二模)关于安全用电,下列说法正确的是( )
A.电器设备起火可直接用水灭火
B.保险丝烧断后短时间内可以用铜丝代替
C.可以接触低压带电体,但不能靠近高压带电体
D.使用试电笔辨别火线和零线时,手需接触笔尾的金属体
【答案】D
【解答】解:A、电器设备起火时,不能直接用水灭火,因为水是导体,可能会导致触电事故,还可能损坏电器设备。应先切断电源,再使用干粉灭火器等合适的灭火器材灭火,故A错误。
B、保险丝的作用是在电流过大时自动熔断,以保护电路。而铜丝的熔点高,不易熔断,当电流过大时,不能及时切断电路,起不到保护作用,所以保险丝烧断后不能用铜丝代替,故B错误。
C、通常情况下,不高于36V的电压对人体才是安全的,220V的电压远高于安全电压,会对人体造成伤害,故C错误。
D、使用试电笔辨别火线和零线时,手需接触笔尾的金属体,这样才能使火线、试电笔、人体和大地构成回路,氖管才能发光。如果手不接触笔尾金属体,带电体、测电笔、人、大地之间无法形成回路,测电笔内的氖泡就不会发光,会导致误判,故D正确。
故选:D。
2.(2025•双塔区校级二模)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.空气开关跳闸是一定是因为家庭电路出现短路故障
B.家用电器的金属外壳需要接地线
C.家庭电路中,有人发生触电时,漏电保护器一定跳闸
D.使用测电笔时,手可以直接接触金属体笔尖
【答案】B
【解答】解:A、空气开关跳闸是可能是因为家庭电路出现短路,也可能是用电器的总功率过大,故A错误;
B、家用电器的金属外壳需要接地线,故B正确;
C、当火线和零线中的电流不相同时,漏电保护器才会跳闸;有人触点时,漏电保护器不一定跳闸,故C错误;
D、使用测电笔时,手不可以直接接触金属体笔尖,必须接触笔尾金属体,故D错误。
故选:B。
3.(2025•鞍山二模)如图是家庭电路的一部分,对此电路,下列说法正确的是( )
A.接有保险丝的应该是零线
B.开关短路不会造成保险丝熔断
C.甲处应装用电器,乙处应装开关
D.当保险丝熔断后,可以用铜丝代替
【答案】B
【解答】解:A、为了安全,保险丝应该接到火线上,所以图中接保险丝的是火线,故A错误;
B、开关的作用是控制电路的通断,开关短路时,用电器会工作,不会造成保险丝熔断,故B正确;
C、为了安全,保险丝要接在火线上,开关也应接在火线上,甲处安装开关,乙处安装用电器,故C错误;
D、保险丝熔断后千万不能用铜丝代替,因为铜的熔点很高,在电路中电流过大时,铜丝不能自动熔断,不能起到保险的作用,故D错误。
故选:B。
4.(2025•沈河区二模)4月2日沈阳一综合楼起火,41名被困群众被安全营救,但有两名消防员在抢险救援中牺牲,这两个年轻生命的牺牲重于泰山,化作照亮人间的星辰!安全教育是守护生命的“防火墙”。下列措施符合安全用电的是( )
A.在同一个插排上同时使用多个大功率用电器
B.手机充完电,要把充电器从插座上拔下来
C.电动自行车放在楼道内充电
D.发生电火灾时,应立刻用水灭火,以防火势快速蔓延
【答案】B
【解答】解:A、在同一个插排上同时使用多个大功率用电器,容易造成干路电流过大而引发火灾,故A不符合安全用电原则;
B、手机充完电,要把充电器从插座上拔下来,故B符合安全用电原则;
C、电动自行车放在楼道内充电是不安全的,这样容易引发火灾,故C不符合安全用电原则;
D、发生电火灾时,应先切断电源再灭火,由于生活用水是导体,所以不能直接用水浇灭,故D不符合安全用电原则。
故选:B。
5.(2025•锦州二模)如图,某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障,电风扇停止工作,LED灯仍发光,用试电笔检测插座两孔,氖管均发光。下列说法中正确的是( )
A.电风扇短路
B.甲输电线为火线
C.电风扇与LED灯是串联关系
D.甲输电线上的b、c两点之间断路
【答案】D
【解答】解:闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光,说明LED和电风扇支路是正常的。
出现故障后,用试电笔检测插座两孔,氖管都发光,电风扇停止工作,电风扇支路断路,LED灯仍发光,说明断路的零线在bc之间。
A、如果电风扇短路,闭合开关后,电风扇不能正常工作,故A错误;
B、开关S接在火线上,乙输电线是火线,故B错误;
C、电风扇与LED灯是并联关系,故C错误;
D、甲输电线上的b、c两点之间断路,故D正确。
故选:D。
6.(2025•铁岭县二模)“安全用电,珍惜生命”是每个公民应有的意识。下列关于家庭电路说法正确的是( )
A.电路起火时,应先用水扑灭,然后再断开电路
B.空气开关跳闸,不一定都是发生短路导致的
C.有人触电时,漏电保护器一定会迅速切断电路
D.发现有人触电后,立即用手把触电人拉离电线
【答案】B
【解答】解:A、电路起火时,应先切断电源,然后再灭火,故A错误;
B、空气开关跳闸,不一定都是发生短路导致的,也可能是用电器的总功率过大引起的,故B正确;
C、有人触电时,只有当火线和零线中的电流不同时,漏电保护器才会迅速切断电路,否则漏电保护器不切断电路,故C错误;
D、有人触电时,应首先切断电,不能用手直接拉触电人,故D错误。
故选:B。
7.(2025•浑南区二模)下列关于安全用电的说法正确的是( )
A.控制灯泡的开关应接在零线和灯泡之间
B.只要家里安装漏电保护器,人就一定不会触电了
C.使用试电笔时,手不能触碰到试电笔的任何金属部分
D.为了确保安全用电,我们不要接触低压带电体
【答案】D
【解答】解:A、控制灯泡的开关应接在火线和灯泡之间,故A错误;
B、安装了漏电保护器,不能保证人一定不触电,故B错误;
C、使用试电笔时,手必须接触笔尾金属体,故C错误;
D、为了确保安全用电,我们不要接触低压带电体,故D正确。
故选:D。
庭电路作图
1.(2025•兴隆台区校级二模)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。
【答案】
【解答】解:(1)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,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故;
(2)三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,如下图所示:
电与磁
1.(2025•沈阳二模)物理是以实验为基础的自然学科,有关电与磁的实验,如图所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中,闭合开关,磁针发生偏转的方向与电流方向无关
B.乙图中,根据安培定则分析,电源左端为正极
C.丙图中实验说明电磁铁的磁性大小与电流大小有关
D.利用丁图中实验原理制成了发电机
【答案】B
【解答】解:A.甲图中,闭合开关,电路中有电流,电流周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关,磁针发生偏转的方向与电流方向有关,故A错误,不符合题意;
B.乙图中,根据磁感线方向可知,螺线管左端为N极,根据安培定则分析,电源左端为正极,故B正确,符合题意;
C.丙图中,通过两个电磁铁的电流相等,线圈匝数不相等,吸收的大头针个数也不相等,实验说明电磁铁的磁性大小与线圈匝数有关,故C错误,不符合题意;
D.丁图中,闭合开关,导体棒在磁场中受力运动,利用丁图中实验原理制成了电动机,故D错误,不符合题意。
故选:B。
(多选)2.(2025•连山区二模)如图(a),某同学自制一带有电磁铁的木船模型,图(b)是工作原理图。将其放在水中漂浮,闭合开关,木船模型静止后,船头总是指向某一方向。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.静止时,a点磁感线方向向右
B.木船模型周围存在着磁场和磁感线
C.静止时,船头所指方向是地理南方
D.船头总指某一方向,利用了电磁感应现象
【答案】AC
【解答】解:A、由安培定则可知电磁铁左侧为N极,右侧为S极,在磁体外部,磁感线的方向是从N极出发,回到S极;静止时,a点磁感线方向向右,故A正确;
B、磁体周围存在着磁场,磁感线是一种假想的曲线,它并不是客观存在于磁场中的真实曲线,故B错误;
C、因地磁场沿南北方向,地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近;因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故船头指向地理南方,故C正确;
D、船头总指某一方向,利用了电流的磁效应,故D错误。
故选:AC。
(多选)3.(2025•兴隆台区校级二模)在学校的科技创新活动中,小明设计了如图所示的电路,可以模拟电动机和发电机的工作原理。关于该装置,下列说法正确的是( )
A.P接c点时,模拟的是电动机的工作原理
B.P接c点时,只调换磁极方向,导体ab的运动方向改变
C.P接d点时,将ab向上移动,灵敏电流计的指针发生偏转
D.P接d点时,该装置工作过程中将机械能转化为电能
【答案】ABD
【解答】解:A、P接c点时,导体ab中有电流通过,会受到磁场力的作用,模拟的是电动机的工作原理,故A正确;
B、P接c点时,模拟的是电动机的工作原理,只调换磁极方向,导体ab的运动方向改变,故B正确;
CD、P接d点时,电路中没有电源,是电磁感应现象,该装置工作过程中将机械能转化为电能;将ab向上移动,ab没有切割磁感线,不会产生感应电流,灵敏电流计的指针不会发生偏转,故C错误,D正确。
故选:ABD。
(多选)4.(2025•鞍山二模)如图甲是创新小组的同学们设计的“闯红灯记录器”,控制电路电压为4V,电磁继电器线圈电阻为10Ω,力敏电阻R的阻值大小随压力F的变化关系如图乙。光控开关在接收到红光时自动闭合,此时R若受到车的压力,使控制电路中电流达到0.1A时,电控照相机开始拍照,g取10N/kg。下列说法中正确的是( )
A.a处是指示灯,b处是电控照相机
B.当控制电路中电流等于0.1A时,闯红灯车的质量为400kg
C.当质量为1200kg的车闯红灯时,力敏电阻R消耗的电功率为0.4W
D.若使质量为200kg车闯红灯也能被拍下,必须将控制电路电压提高到8V
【答案】BC
【解答】解:A、根据题意,当光控开关接收到绿光时,光控开关断开,此时电磁铁无磁性,衔铁没有被吸引,工作电路中的指示灯发光,此时指示灯所在的支路应该接通,即b处是指示灯;当光控开关接收到红光时自动闭合,同时受到压力时,由于压敏电阻的电阻减小,所以电路中的电流值增大,由于电磁铁的磁性将衔铁吸下,此时电控照相机工作,电控照相机所在的电路应接通所以a处是电控照相机,故A错误;
B、由I可得,衔铁刚被吸下时,控制电路的总电阻:
R总40Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,压敏电阻的阻值:
R=R总﹣R线圈=40Ω﹣10Ω=30Ω,
查图象可知,当R=30Ω时,压敏电阻所受的压力F=4×103N,
则此时车的重力G=F=4×103N,
由G=mg可得,车的质量:
m400kg,故B正确;
C、当质量为1200kg的车闯红灯时,此时的压力:F′=G′=m′g=1200kg×10N/kg=1.2×104N,
查图象可知,当压敏电阻所受的压力F′=1.2×104N时,R′=10Ω,
控制电路的总电阻R′总=R′+R线圈=10Ω+10Ω=20Ω,电路中的电流:I0.2A,
则力敏电阻R消耗的电功率为:P′=I2R′=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故C正确;
D、当质量为200kg的车闯红灯时,此时的压力:F″=G″=m″g=200kg×10N/kg=2×103N,
查图象可知,当压敏电阻所受的压力F″=2×103N时,R′=50Ω,
控制电路的总电阻R″总=R″+R线圈=50Ω+10Ω=60Ω,
若此时照相机要工作,控制电路中的电流:I″=0.1A,
由欧姆定律可得,电源电压:U″= I″R″总 =0.1A×60Ω=6V,故D错误。
故选:BC。
5.(2025•双塔区校级二模)如图装置中,线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉,转动小风车,小量程电流表的指针会发生偏转。关于该装置工作时的说法,不正确的是( )
A.原理是电磁感应现象
B.将机械能转化为电能
C.电流表的指针只偏向一侧
D.如将图中的电流表换成干电池,线圈不能持续转动
【答案】C
【解答】解:A、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这是电磁感应现象。图中线圈、导线和电流表组成闭合电路,小风车转动带动线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生感应电流,所以该装置的原理是电磁感应现象,故A正确,不符合题意。
B、该装置中,小风车在风力作用下转动,带动线圈在磁场中运动,消耗了机械能,产生了感应电流,获得了电能,是将机械能转化为电能,故B正确,不符合题意。
C、线圈在磁场中转动,切割磁感线的方向会不断变化,根据右手定则,感应电流的方向也会不断变化,所以电流表的指针会左右摆动,而不是只偏向一侧,故C错误,符合题意。
D、若将电流表换成干电池接入电路,通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动,但当线圈转动至平衡位置时,由于线圈两端的绝缘漆全部刮掉,无法改变线圈中的电流方向,线圈会因惯性继续转动,但转过平衡位置后受到的力会阻碍它继续转动,所以线圈不能持续转动,故D正确,不符合题意。
故选:C。
6.(2025•于洪区二模)如图为某种电流表的内部结构示意图,当接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转,关于电流表,下列说法正确的是( )
A.永磁体周围存在着磁感线
B.线圈通电后,受到永磁体磁场力的作用
C.电流表的原理与发电机的原理相同
D.若改变流过线圈的电流方向,电流表仍可以正常使用
【答案】B
【解答】解:A、磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线,实际并不存在,永磁体周围存在磁场,但不存在磁感线,故A错误。
B、电流表内部有永磁体,当线圈中有电流通过时,根据通电导体在磁场中受力的原理,线圈会受到永磁体磁场力的作用,从而带动指针偏转,故B正确。
C、电流表是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,而发电机是根据电磁感应原理制成的,二者原理不同,故C错误。
D、通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关,改变流过线圈的电流方向,线圈受力方向改变,指针会反向偏转,可能会损坏电流表,不能正常使用,故D错误。
故选:B。
7.(2025•丹东二模)英国物理学家法拉第历经十年探索,终于在1831年取得突破,揭示了磁生电现象,下列图中与磁生电原理相同的是( )
A.奥斯特实验
B.自制电磁铁
C.扬声器
D.动圈式话筒
【答案】D
【解答】解:A、奥斯特发现了通电导体周围存在磁场,即电流的磁效应,故A错误;
B、自制电磁铁,利用的是电流的磁效应,故B错误;
C、扬声器的原理是通电导体在磁场中受力而运动,故C错误;
D、动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应现象原理,与磁生电原理相同,故D正确。
故选:D。
8.(2025•双塔区校级二模)如图是巨磁电阻(GMR)的特性原理示意图,巨磁电阻的阻值随所在磁场强度的增强而减小,闭合S1、S2并使滑片P向右滑动时,指示灯亮度将变 ,电压表与电流表示数之比变 (选填“大”或“小”)。
【答案】暗;大。
【解答】解:当滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可知,左侧电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,巨磁电阻的阻值随所在磁场强度的减弱而增大,电压表测巨磁电阻两端的电压,在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即电压表示数变大,
GMR的阻值增大,指示灯所在电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,通过指示灯的电流变小,灯泡变暗,电压表与电流表示数之比为GMR的阻值变大。
故答案为:暗;大。
9.(2025•沈河区二模)如图(a),街头已经出现把机器狗当成宠物溜的现象,而且机器狗还能帮主人驮运东西。机器狗身体里有多个电动机,能揭示电动机工作原理的实验是图(b)中的 (选填字母)。浓密的树荫下出现很多圆形的光斑,这是由于光 而形成的。
【答案】C;沿直线传播。
【解答】解:能揭示电动机工作原理的实验是磁场对通电导体有力的作用的实验。通常表现为通电导体在磁场中会受到力的作用而运动。故C实验符合。
浓密的树荫下出现很多圆形的光斑,这是由于光沿直线传播而形成的。这些圆形光斑是太阳通过树叶间的小孔所成的实像,即小孔成像现象。
故答案为:C;沿直线传播。
10.(2025•锦州二模)导体棒ab在蹄形磁体中静止时,小磁针的指向如图所示,则小磁针N极指向地理方位的 (选填“南”或“北”)方;当让导体棒ab水平向右运动时,小磁针逆时针偏转90°,此时导体棒 端为电源正极(选填“a”或“b”)。
【答案】北;b。
【解答】解:(1)地球本身就是一个磁体,小磁针静止时北极指向地理北极附近;
(2)当让导体棒ab水平向右运动时,小磁针逆时针偏转90°,由磁极间的相互规律可知,通电螺线管的右端是N极,由安培定则可知,电流由螺线管的左端流入,右端流出,所以可以判断导体棒b端为电源正极。
故答案为:北;b。
11.(2025•双台子区校级二模)如图是小红利用光敏电阻R和电磁继电器等元件设计的“智能照明灯”电路,A点应接家庭电路的 线。设计要求是:天暗时灯L自动点亮,天亮时自动熄灭,则R1的阻值随光照强度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】火;减小。
【解答】解:(1)电磁继电器的实质是一个开关,为了用电的安全,开关应该接在火线与用电器之间,A点接火线,B点应接零线;
(2)天暗时自动点亮说明此时照明电路闭合即衔铁断开,由图可知此时电磁铁的磁性减弱即电路中的电流变小,根据R可知电路中的电阻变大即此时光敏电阻的阻值变大;反之,天亮时光敏电阻的阻值变小,所以他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而减小。
故答案为:火;减小。
12.(2025•浑南区二模)图中 (填“甲”或“乙”)为发电机模型,其工作原理是 。
【答案】乙;电磁感应。
【解答】解:通常情况下,乙图为发电机模型。
发电机的工作原理是电磁感应。即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
在发电机中,通常有定子和转子两部分。定子是固定部分,一般是铁芯绕有绕组;转子是旋转部分,是产生磁场的装置。当转子在定子中旋转时,会使定子绕组中的磁通量发生变化,根据法拉第电磁感应定律,定子绕组中就会产生感应电动势和感应电流,从而将机械能转化为电能。
如果甲图外部有电源,是消耗电能将其转化为机械能的装置,则甲图是电动机模型,其工作原理是磁场对通电线圈(或导体)有力的作用。而乙图外有电流表、无电源,说明此模型转动起来会产生电,是将机械能转化为电能的发电机模型。
故答案为:乙;电磁感应。
电与磁作图
1.(2025•双塔区校级二模)如图是通电螺线管的部分电路图,其中电流表的“+”、“﹣”接线柱已标出,请标出通电螺线管上的电流方向以及磁感线的方向。
【答案】
【解答】解:由图可知,电流表的上端为正接线柱,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,所以电流是从螺线管的右端流入,左端流出的,根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极;在磁体的外部,磁感线是从磁体的N极出来,回到S极的,如图所示:
信息传递、能源、材料
(多选)1.(2025•锦州二模)如图是我国001、002、003号航母,国产004号航母也问世在即,新型航母除了延续003号航母的电磁弹射系统,还有可能采用核动力系统,下列有关国产航母说法正确的是( )
A.航母核动力系统所提供的核能属于可再生能源
B.电磁弹射系统的电磁线圈可用超导材料制作
C.舰载机从航母飞离之后,航母所受浮力变小
D.若航母在运动过程中所受的力突然全部消失,航母将慢慢停泊在大海上
【答案】BC
【解答】解:A、航母核动力系统所提供的核能属于不可再生能源,故A错误;
B、电磁弹射系统的电磁线圈可用超导材料制作,故B正确;
C、舰载机从航母飞离之后,自身的重力减小,根据物体漂浮时,物体受到的浮力大小等于物体的重力可知:航母所受浮力变小,故C正确;
D、若航母在运动过程中所受的力突然全部消失,航母将做匀速直线运动,故D错误。
故选:BC。
(多选)2.(2025•鞍山二模)岫玉——是迄今所知中国年代最早的玉器,早在兴隆洼文化时期(距今超过8000年)就被先民们制作成玉斧、玉锛等。如图是古人切割玉石的情景,两个人拉扯像锯子一样的工具,利用上方壶中流出的水来除尘和降温。下列说法中正确的是( )
A.飘荡的粉尘是分子不停地做热运动
B.切割处发热是用做功的方式改变内能
C.拉扯工具时,两人的合力始终为零
D.切割用的锯条应选用硬度大的材料
【答案】BD
【解答】解:A、飘荡的粉尘是物体的机械运动,不是分子的热运动,故A错误;
B、切割处发热是因为切割的过程中,克服摩擦做功,机械能转化为内能,是用做功的方式改变其内能的,故B正确;
C、拉扯工具时,工具的运动状态发生了改变,所以两人的合力不为零,故C错误;
D、切割用的锯条比较耐磨,应选用硬度大的材料,故D正确。
故选:BD。
(多选)3.(2025•双塔区校级二模)关于材料、能源和信息,下列说法不正确的是( )
A.频率为106Hz的电磁波一定比10Hz的电磁波的传播速度快
B.超导材料既可用于制作远距离输电导线,又可用于制作电炉的电阻丝
C.光纤通信是利用光的反射传输光信号
D.太阳是人类能源的宝库,内部每时每刻都发生着剧烈的核裂变,太阳能是可再生能源
【答案】ABD
【解答】解:A、频率为106Hz的电磁波和10Hz的电磁波的传播速度一样快,故A错误;
B、超导材料既可用于制作远距离输电导线,但不可用于制作电炉的电阻丝,因为电炉的电阻丝利用的是电流的热效应,故B错误;
C、光纤通信是利用光的反射传输光信号,故C正确;
D、太阳是人类能源的宝库,内部每时每刻都发生着剧烈的核聚变,短时间内太阳能可以再次获得,故太阳能是可再生能源,故D错误。
故选:ABD。
(多选)4.(2025•双台子区校级二模)下列有关材料、能源、信息的说法正确的是( )
A.电饭锅的加热器是用超导材料制成的
B.我国空间站上的新型硅光电池板主要将电能转化为太阳能
C.核能属于不可再生能源
D.能量在转移和转化的过程中总量保持不变
【答案】CD
【解答】解:A、超导材料是指电阻为0的材料,根据焦耳定律可知,电流通过该类导体不会产生热量;而电饭锅是利用电流的热效应工作的,所以不能用超导材料制作发热元件,故A错误;
B、我国空间站上的新型硅光电池板工作时,消耗太阳能,产生电能,是将太阳能转化为电能的装置,故B错误;
C、核能消耗后,不可能在短期内从自然界得到补充,故它是不可再生能源,故C正确;
D、根据能量守恒定律可知:能量在转化和转移过程中总量保持不变,故D正确。
故选:CD。
(多选)5.(2025•丹东二模)2025年5月14日,我国在酒泉卫星发射中心使用运载火箭成功将太空计算星座12颗卫星发射升空,成为全球首个将计算卫星星座(即人工智能“三体”卫星)送上太空的国家,标志我国向太空智能化迈进。“三体”卫星星座通过太阳能电池板为卫星提供能源。下列说法正确的是( )
A.太阳能是不可再生能源
B.人工智能“三体”卫星通过电磁波传输信息
C.火箭使用的助推燃料特点是热值大
D.火箭加速升空时获得动力的施力物体是空气
【答案】BC
【解答】解:A、太阳能可以源源不断从自然界获取,是可再生能源,故A错误;
B、电磁波可以在真空中传播,人工智能“三体”卫星通过电磁波传输信息,故B正确;
C、完全燃烧相同质量的燃料时,热值高的燃料可以释放出更多的热量,所以火箭使用的助推燃料,其热值大,故B正确;
D、火箭升空时,其尾部向下喷气,由于力的作用是相互的,喷出的燃气同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推力,不是空气对火箭的推力,故D错误。
故选:BC。
6.(2025•双台子区校级二模)如图所示是一新款智能屏,通过连接Wi﹣Fi利用 波以无线的方式让用户通过语音实现影音娱乐、信息查询等多功能的操作,它还具有模仿父母的 (选填“音调”“响度”或“音色”)讲故事哄娃入睡的功能。
【答案】电磁;音色。
【解答】解:电磁波可以传递信息,智能屏通过连接Wi﹣Fi利用电磁波以无线的方式让用户通过语音实现影音娱乐、信息查询等多功能的操作,人们通过音色能辨别发声体,模仿父母的声音是模仿父母声音的音色。
故答案为:电磁;音色。
7.(2025•鞍山二模)如图,我国的太空实验室——中国空间站与地面控制中心是通过 传递信息的,其安装的太阳能电池板源源不断的提供电能,太阳能属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】电磁波;可再生。
【解答】解:①电磁波可以在真空中传播,卫星通信一般就是用电磁波进行信息传递的;
②可再生能源是指自然界中可以不断利用、循环再生的一次能源,太阳能属于可再生能源。
故答案为:电磁波;可再生。
8.(2025•沈河区二模)如图所示,爱美的大金毛戴着LED灯组成的翅膀照镜子,镜子中出现的是狗的 (选填“虚”或“实”)像;LED灯主要是由 材料制作的。
【答案】虚;半导体。
【解答】解:爱美的大金毛戴着LED灯组成的翅膀照镜子,镜子中出现的是狗的虚像;LED灯主要是由半导体材料制作的。
故答案为:虚;半导体。
9.(2025•沈河区二模)如图,狗拉着扭扭车在阳光下奔跑。扭扭车转弯时运动状态 (选填“会”或“不会”)改变。太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】会;可再生。
【解答】解:(1)狗拉着扭扭车转弯时,速度改变,运动方向改变,因此它的运动状态改变;
(2)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;太阳能是一种新型的可再生能源,越来越被广泛利用。
故答案为:会;可再生。
10. (2025•铁岭县二模)我国空间站在太空中用 波与地面通信,并用太阳能电池板获取能量,太阳能来源于太阳内部发生的 (选填“核裂变”或“核聚变”)。
【答案】电磁;核聚变。
【解答】解:电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,所以我国空间站在太空中用电磁波与地面通信。
太阳能它来源于太阳内部发生的核聚变,产生大量的能量。
故答案为:电磁;核聚变。
11.(2025•浑南区二模)如图所示的太阳能LED照明路灯,它的灯泡是一种发光二极管,是由 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成的。太阳能是一种清洁无污染的能源,属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】半导体;可再生。
【解答】解:太阳能能够源源不断的从自然界得到的能源,属于可再生能源;发光二极管主要由半导体材料制成。
故答案为:半导体;可再生。
12.(2025•本溪二模)我国“东数西算”工程旨将东部密集的数据运算需求有序引导到西部,充分利用西部地区丰富的风能、太阳能等 再生能源,降低数据中心能耗。同时也在算力调度、网络传输等领域取得了一系列技术突破,其中无线网络传输依靠的是 波。
【答案】可;电磁
【解答】解:西部地区丰富的风能、太阳能,属于可再生能源;无线网络传输依靠的是电磁波来传递信息。
故答案为:可;电磁。
家庭电路、安全用电
(多选)1.(2025•大东区二模)对于家庭电路中的漏电保护器和空气开关的作用,以下说法正确的是( )
A.发生如图甲触电时,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用
B.发生如图乙触电时,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用
C.发生如图所示的两种触电时,空气开关都不会切断电路
D.当电路发生短路时,空气开关会自动切断电路
【答案】BCD
【解答】解:A、发生如图甲触电时,火线和零线中的电流相同,漏电保护器不会切断电流,对人身起不到保护作用,故A错误;
B、发生如图乙触电时,火线和零线中的电流不同,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用,故B正确;
C、发生如图所示的两种触电时,电流不是很大,空气开关都不会切断电路,故C正确;
D、当电路发生短路时,空气开关会自动切断电路,故D正确。
故选:BCD。
2. (2025•沈河区二模)夏季是雷电多发季节,由于雷电容易击中较高的树木,所以雷雨天我们 (选填“能”或“不能”)在大树下避雨。当雷电劈中树木时,强电流通过树身会产生大量的热,使树木中的水分发生汽化现象,形成高温高压的水蒸气,这些气体体积迅速膨胀对树木 ,会将树木劈开,甚至达到树木的着火点使树木着火。
【答案】不能;做功。
【解答】解:雷雨天我们不能在大树下避雨。当雷电劈中树木时,强电流通过树身会产生大量的热,使树木中的水分发生汽化现象,形成高温高压的水蒸气,这些气体体积迅速膨胀对树木做功,会将树木劈开,甚至达到树木的着火点使树木着火。
故答案为:不能;做功。
3. (2025•本溪二模)用电安全是我们生活中时刻需要注意的问题,例如,为了防止因电路发生 或用电器总功率过大,使电路中电流过大发生火灾,我们需要安装 。
【答案】短路;空气开关。
【解答】解:为了防止因电路发生短路或用电器总功率过大,使电路中电流过大发生火灾,我们需要安装空气开关。
故答案为:短路;空气开关。
家庭电路作图
1.(2025•大东区二模)教室里采用多盏“220V,36W”的LED灯进行照明,提供适当的光照强度和均匀度。请将图中的LED灯和开关接入电路,使开关同时控制两盏灯正常工作。
【答案】。
【解答】解:由于LED灯的额定电压为220V,则两盏灯都能正常工作时,则两个灯泡是并联的,开关同时控制两盏灯,开关串联在干路上,并且开关接在LED灯和火线之间,如图所示:
2.(2025•沈阳二模)小明在使用插线板时发现:插线板上的开关断开时,指示灯不发光,插孔断电;开关闭合时指示灯发光,插孔通电;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔照样可以通电。如图中,虚线框内为插线板内部电路简化示意图,请按上述要求用笔画线代替导线将插线板内部电路中的缺失部分补画完整。
开关
插孔
发光二极管
电阻
【答案】
【解答】解:由题知,地线已经接好了,在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,说明指示灯与插孔并联,并且开关在干路上;这样,火线连接开关后分开,一支路连接指示灯、电阻,另一支路连接插座的右孔;插座的左孔与指示灯和电阻的支路汇合后,再连接到零线上,如图所示:
电与磁
1.(2025•大东区二模)如图是“磁场对通电导线的作用”实验:
(1)为了使实验顺利进行,装置中的导体ab应选用轻质的 (填“铁棒”或“铝棒”);
(2)接通电源后,导体ab向左运动,这说明磁场对电流有力的作用,也说明力可以改变物体的 , (填“电动机”或“发电机”)是利用这一原理工作的;
(3)若只将蹄形磁体的两极对调一下,接通电源,会观察到导体ab向右运动,说明通电导线在磁场中的受力方向与 方向有关;
(4)若将图中的电源换成电流表,闭合开关,让导体ab做 运动,发现电流表指针偏转,这说明该闭合电路中有感应电流通过,则此过程中能量的转化是 能转化为 能。
【答案】(1)铝棒;(2)运动状态;电动机;(3)磁场;(4)切割磁感线;机械;电。
【解答】解:(1)探究磁场对电流作用时,因为磁体能够吸引磁性材料,因此通电导体为磁性材料,故不能选择铁棒进行实验,而是铝棒;
(2)接通电源,导体ab中有电流通过,ab向左运动,这说明磁场对电流有力的作用,据此制成了电动机;
也说明力可以改变物体的运动状态;
(3)若只将磁体的两极对调,闭合开关,导体ab中电流方向不变,磁场方向改变了,导体ab会向右运动,这说明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关;
(4)将图中的电源换成电流表,闭合开关,让导体ab左右摆动,导体做切割磁感线运动,发现电流表指针偏转,表明导体ab中有感应电流通过,这是电磁感应现象,此过程中导体ab的机械能转化为电能。
故答案为:(1)铝棒;(2)运动状态;电动机;(3)磁场;(4)切割磁感线;机械;电。
2.(2025•本溪二模)如图甲,是探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件的部分装置。导体ab的两端接有导线,并将导体ab用绝缘细线悬挂起来放在蹄形磁体的磁场中。
(1)实验中,为了判断电路中是否产生电流,应将导体ab接在 (填“验电器”或“电流表”)上。
(2)实验发现,导体ab静止或上下移动时均不产生电流:当导体ab左右运动时,产生电流。如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体ab想象成一把刀,可将看到的现象总结为:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就产生电流。
(3)实验中还发现,当导体ab分别向左和向右运动时,产生的电流方向不同,这说明感应电流方向与 有关。为了进一步探究感应电流方向与磁场方向是否有关,应该在其他条件相同时,改变 。
(4)如图乙是手摇发电机,为了判断发电机产生的电流方向是否变化,把两个发光二极管极性相反地 (填“并”或“串”)联起来,由于发光二极管具有单向导电性(电流由正极经过二极管流向负极时二极管发光,反之电流不能通过二极管),若观察到两个二极管 (填“不”、“一直”或“交替”)发光,则可说明发电机产生的电流方向是变化的。
【答案】(1)电流表;(2)切割磁感线; (3)切割磁感线的方向;磁场的方向;(4)并;交替。
【解答】解:(1)实验中,为了判断电路中是否产生电流,应将导体ab接在电流表上;
(2)实验发现,导体ab静止或上下移动时(导体没有切割磁感线)均不产生电流:当导体ab左右运动时(导体切割磁感线),产生电流。如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体ab想象成一把刀,可将看到的现象总结为:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流。
(3)实验中还发现,当导体ab分别向左和向右运动时,产生的感应电流方向不同,由控制变量法,这说明感应电流方向与切割磁感线的方向有关。为了进一步探究感应电流方向与磁场方向是否有关,应该在其他条件相同时,改变磁场的方向。
(4)发光二极管具有单向导电性(电流由正极经过二极管流向负极时二极管发光,反之电流不能通过二极管),并联电路各支路可独立工作、互不影响,如图乙是手摇发电机,为了判断发电机产生的电流方向是否变化,把两个发光二极管极性相反地并联起来,由于若观察到两个二极管交替发光,则可说明发电机产生的感应电流方向是变化的。
故答案为:(1)电流表;(2)切割磁感线; (3)切割磁感线的方向;磁场的方向;(4)并;交替。
3.(2025•沈阳二模)近年来沈阳市电动自行车数量急剧增加,电动自行车因具有快捷、经济和环保等优点深受大家喜爱,但同时也带来了严重的安全问题。因此,小明进行了“安全骑行电动自行车”的研究性学习。
(1)骑车时看手机、走神、酒驾等存在很大的安全隐患。若某人骑车以18km/h的速度匀速行驶,看一眼手机用时2s,相当于在无人驾驶状态下行驶了 m。
(2)为了证明骑行电动车时戴头盔的重要性,小明做一个模拟实验:将两个相似鸡蛋分别放在纸筒底座上,左边鸡蛋上方放一个轻质瓶盖,瓶盖内塞入棉花,在两鸡蛋正上方释放相同的铁球,如图甲所示。请你指出实验操作存在的错误是 ,改正错误后,观察到左边鸡蛋完好,右边鸡蛋破碎。说明左边鸡蛋“戴头盔”后受力面积增大,减小了受到的 ,这是保护鸡蛋的原因之一。
(3)超速行驶的电动自行车极易发生交通事故。小明为电动车设计了一个简单的超速报警电路,如图乙所示,它由“传感电路”、“执行电路”组成。传感电路电源电压为12V,R是电阻箱,RP为可变电阻,图丙是RP的阻值与车速关系的图象。若通过电磁铁电流必须等于或大于1.2A时,才能启动报警,小明设定速度为30km/h时红灯亮,执行报警,则电阻箱的阻值至多应调到 Ω;为了提高骑行安全,需要速度更小时就能启动报警,可采取的方法是 。(电磁铁线圈电阻忽略不计)
(4)我国关于电动自行车的新国标《电动自行车安全技术规范》中要求:整车质量不超过55kg,最高车速不超过25km/h,电池电压不超过48V等。图丁所示为小明爸爸新买的电动自行车,其部分参数如表。
整车质量
50kg
最高车速
25km/h
蓄电池容量
20A•h
充电效率
75%
小明发现电动自行车显示电池电量为80%,便对其进行充电,经测量充满电需消耗电能0.32kW•h。通过分析和计算,他认为该电动自行车超标,原因是 (不用体现过程,用相关计算结果表述)。
【答案】(1)10;(2)未控制铁球下落的高度相同;压强;(3)4;减小电阻箱阻值;(4)60。
【解答】解:(1)已知骑车速度v=18km/h=5m/s,时间t=2s,则相当于在无人驾驶状态下行驶了:
s=vt=5m/s×2s=10m;
(2)由图甲可知,铁球下落的高度不相等,根据控制变量法可知实验操作错误的是:未控制铁球下落的高度相同;相同的铁球,相同的高度,则铁球对鸡蛋的压力相等,由公式p可知,受力面积越大,压强越小;
(3)由图乙可知,当速度为30km/h时,可变电阻RP=6Ω,由欧姆定律可得R总10Ω,所以R=R总﹣Rp=10Ω﹣6Ω=4Ω;由图丙可知,速度越小,Rp电阻值越大,在其他条件不变时,总电阻不变,因此需要减小电阻箱阻值;
(4)电动自行车的电量由80%增加到100%,增加了20%,充入电池的电量为W=0.32kW•h×75%=0.24kW•h=8.64×105J,蓄电池实际储存的电能W满=5W=5×8.64×105J=4.32×106J,由于电池的容量不变,所以W满=UIt=U×20A×3600s,得U=60V。
故答案为:(1)10;(2)未控制铁球下落的高度相同;压强;(3)4;减小电阻箱阻值;(4)60。
4.(2025•沈河区二模)太阳能发电具有清洁、可再生的优点,但也存在着依赖日照条件,储能技术不足等缺点。在跨学科实践课上,某物理小组的同学尝试设计一个以储能系统为核心的太阳能供电系统。
(1)能流图设计
如图(a),白天利用太阳能发电给用户端和储能系统供电,夜间储能系统自动给用户端供电。储能的方式很多,比较常见是利用化学电池即蓄电池储存电能,如果采用这种方式储存电能,根据图(a)信息可知,白天蓄电池中发生的能量转化是 。
(2)蓄水储能系统设计
①设计原理:如图(b)是同学们设计的一种蓄水储能系统示意图。白天抽水机通电工作,利用大气压将水从低位水槽抽到高位水槽,此时自动阀门关闭,当达到设定水位时抽水机自动停止工作。夜间,自动阀门开启,水流向低位水槽,在水流的冲击下对发电系统做功,发电机将机械能转化为电能供给用户。
②设计参数:
发电机输出电能
高位水槽蓄水量
发电系统效率
环境气压
环境温度
不少于8kW•h
100t
80%
约1标准大气压
不低于0℃
请根据表格中的参数要求,推算出图(b)中高位水槽距离发电机的高度h应不低于 m。(g取10N/kg)
③交流反思:同学们经过讨论,发现图(b)的方案中存在一处设计错误,请指出: 。
(3)自动阀门设计
如图(c)是自动阀门的结构设计及控制电路,其中R为光敏电阻。当光照强度减少到设定值时,电磁铁磁性增强,吸引衔铁向上移动,使阀孔打开,水流出高位水槽。
①若实现上述功能,光敏电阻的阻值应随光照强度的增加而 。当阀门中弹簧的弹性形变变大时,弹簧的弹性势能 。
②若要实现在光照强度更低时开启自动阀门,可以将电路中滑动变阻器RP的滑片P向 适当调节。
【答案】(1)电能转化为化学能;(2)②36;③在不考虑内能转化等因素的情况下,抽水机抽水消耗的电能和发电机发电量相同;(3)①增大;变大;右。
【解答】解:(1)图a中太阳能发电系统发的电,白天给储能系统供电,电能转化为化学能;
(2)②发电机的工作原理是把水的重力势能转化为机械能,机械能转为电能,水的重力势能即为水落下时所做的功,因为发电机的发电效率为80%,
所以高位水槽到发电机的高度h36m;
③能量只能从一种形式转化为另一个形式,在转化过程中总能量保持不变,在不考虑内能转化及其他因素的情况下,抽水的机把水抽到高位槽消耗的电能和高位槽中的水落下发电机发电能量相同;
(3)①当光照强度减少到设定值时,电磁铁磁性增强,由此可知此时线圈中电流变大,电路中的电路I可知,电流变大,电源电压一定,电路中的总电阻R总变小,定值电阻R的阻值一定,光敏电阻R=R总﹣RP变小,故光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大;
当阀门中的弹簧的弹性形变变大时,弹性增大,弹簧的弹性势能增大;
②衔铁被吸起的磁性一定,电路中的电流一定,电路中的总电阻R总一定,光照强度更低时,光敏阻值的阻值R更低,滑动变阻器接入RP=R总﹣R变大,故滑片向右移动。
故答案为:(1)电能转化为化学能;(2)②36;③在不考虑内能转化等因素的情况下,抽水机抽水消耗的电能和发电机发电量相同;(3)①增大;变大;右。
5.(2025•于洪区二模)小明与所在科技小组的同学假期参观奶粉厂,对自动罐装奶粉的生产线产生了兴趣。如图甲所示,空奶粉罐放置在传送带上,当奶粉装满后传送带启动将奶粉罐运送到封罐处。
小明与所在小组同学决定设计一款“自动限重传送装置”,下面是他们的研究过程:
【项目名称】设计“自动限重传送装置”
【项目实施】
器材选择:电动机、压力传感器、电源、导线、开关、电磁继电器、定值电阻等;
设计思路:根据需求,设计电路应满足当压力 (选填“增大”或“减小”)到一定值时,电动机自动运行;
测试压力传感器性能:小组同学将货架固定在压力传感器R上,在货架中加减砝码,同时测量出压力传感器的阻值,绘制出压力传感器阻值随压力变化的关系图像如图乙所示,当压力增大时,压力传感器的阻值 。
电路连接:根据设计需求,请以笔画线代替导线完成如图丙所示的电路连接。
【项目优化】在上述设计的控制电路中,串联定值电阻R0的目的是为了 ,小组同学提出,若将定值电阻更换成滑动变阻器除了依然具备上述功能外,还可以根据需要进行调节,例如若想增大启动电动机的限重,则可以适当 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器的阻值即可。
【答案】增大;减小;;保护电路;增大。
【解答】解:根据需求,设计电路应满足当压力增大到一定值时,电动机自动运行;
根据图乙可知:当压力增大时,压力传感器的阻值减小。
根据设计需求,设计的电路图如图所示:
。
设计的控制电路中,串联定值电阻R0的目的是为了保护电路,若想增大启动电动机的限重,压敏电阻的阻值减小,启动电流一定,总电阻不变,则可以适当增大滑动变阻器的阻值即可。
故答案为:增大;减小;;保护电路;增大。
6.(2025•双台子区校级二模)阅读下列短文,回答问题。
无链条电动自行车
无链条电动自行车,被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它有很多优点,如:省力、耐用、安静、灵便、结构简单。图1为一种在售的无链条电动自行车,车身是由航空铝合金制造,确保高强度、轻量化和抗氧化,长期使用也能坚固如新。无链条电动自行车结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量,也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量,骑行者踩脚踏板的动能可转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成机械能,以此驱动自行车前进,因此使骑行者骑得更省力,同时能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力,该车采用了能量密度大的锂电池,能量密度(即存储能量与电池质量的比值)达180(W•h)/kg。
整车
整车质量
40kg
最大车速
26km/h
最大噪声
≤30dB
锂电池
电压
36V
容量
10Ah
电动机
额定功率
180W
(1)踩脚踏板获得的能量转变为电能,与其工作原理相同的是 。
(2)与汽车相比,电动车启动较快的原因之一是因为其质量小,这样不仅可以减小车在行驶过程中所受的阻力,而且还可以减小车的 ,使得骑行时能更灵活。
(3)图1中该车的锂电池最多所储存的电能约为 J。锂电池的质量为 kg。
(4)骑行时,仅靠锂电池驱动,在平直路面上以最大速度可连续匀速行驶2.7×104m,已知行驶时的阻力为36N,则自行车的效率为 %。
(5)图2为充电器过热保护的模拟控制电路。R1是滑动变阻器,R2是热敏电阻,其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时(U1>6V),控制电路将切断充电电路,实现对充电器的保护。电源电压设定为11V,当R1接入电路的阻值为6Ω时,R2的电功率为4W,此时充电电路恰好被切断,则控制电压U1是 V。
【答案】(1)A;(2)惯性;(3)1.296×106;2;(4)75;(5)8。
【解答】解:(1)脚踩踏板获得的能量转变为电能,是由机械能转化为电能,利用的是电磁感应现象,是发电机的工作原理。
图A是探究的发电机的工作原理,是电磁感应现象;图B是奥斯特实验,是电流的磁效应;图C探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系;图D探究的是电动机的工作原理。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
(2)与汽车相比,电动车启动较快的原因之一是因为其质量小,这样不仅可以减小车在行驶过程中所受的阻力,而且还可以减小车的惯性,运动状态越容易改变,使得骑行时能更灵活。
(3)由表格的数据可知,锂电池储存的电能为:
W电=UIt=36V×10Ah=360W•h=360W×3600s=1.296×106J,
根据能量密度的定义,由能量密度达180Wh/kg可得,锂电池的质量:
m2kg;
(4)克服阻力做的有用功:W有用=fs=36N×2.7×104m=9.72×105J,
自行车的效率:
η100%=75%;
(5)由图2知,R1、R2串联;
R1接入电路的阻值为6Ω时,控制电压为U1,电路中的电流:
,
热敏电阻的电压:
U2=U﹣U1=11V﹣U1,
R2的电功率:
,
(U1)2﹣11U1+24=0,
解得:
U1=3V,或U1=8V,
因为U1>6V,所以U1=8V。
故答案为:(1)A;(2)密度;质量;惯性。(3)1.296×106;2;(4)8。
电与磁作图
1.(2025•鞍山二模)图甲是磁悬浮陀螺仪,它由电磁底座和陀螺两部分组成,它的悬浮原理如图乙所示。请在“括号”内标出陀螺的磁极,并标出O点处的磁场方向。
【答案】
【解答】解:由图可知,电源的上端为正极、下端为负极,则电流从上方后面流入电磁铁,根据安培定则可知电磁铁的上端为N极。陀螺悬浮,根据同名磁极相互排斥可知,条形磁体下端为N极;电磁铁外部磁感线由N极出发,回到S极,所以该点的磁场的方向是向下的,如下图所示:
2.(2025•和平区二模)如图(a),闭合开关,导体ab水平向左运动。若仅将电源正负极对调,请在图(b)中画出导体ab运动时在水平方向上受到的力的示意图(O点是导体ab的重心)。
【答案】。
【解答】解:
在图(a)中,闭合开关导体ab水平向左运动,说明此时导体ab所受合力的方向向左(受导轨的摩擦力和磁场对通电导体的力)。当仅将电源正负极对调后,电流方向发生改变,而磁场方向不变,则导体ab所受合力的方向变为向右。力的示意图如图所示:
。
信息传递、能源、材料
1.(2025•本溪二模)近一段时间,市政府要对老旧小区楼房进行改造,统一加装外墙保温层。物理实践小组的同学们对此很感兴趣。在综合实践活动中,他们对如何选择保温材料进行了研究。
任务一:研究保温材料的各种性能。
同学们从市场上购买了三种常用的保温材料样品(如图甲),并在互联网上查阅材料的相关性能参数信息如表所示:
性能参数
1号
2号
3号
聚氨酯泡沫
聚苯乙烯泡沫
岩棉
传热系数W/(m•K)
0.033
0.042
0.065
防火性能
阻燃B1级
阻燃B1级
阻燃A级
吸水性%
≤0.8
≤0.2
≤5
隔音性
好
好
一般
Z/(kg/m2)
1.4
1.0
2.4
任务二:分析外墙保温对材料的需求。
(一)对轻便性的需求
(1)外墙保温材料如果脱落会造成危险,所以应该选密度较 的材料。
(2)同学们观察表格,发现其中缺少密度信息,于是选取了上表中的一种材料进行密度测量:
①将一小块某材料的样品放在电子秤上,测出它的质量为0.56g;
②如图乙所示,在量筒中倒入适量的水,再用铁丝将保温材料压入水中使其浸没,先后读出量筒中水面所对的刻度;
③通过计算,该材料的密度为 g/cm3;
(3)同学们观察表格中的Z,分析后认为,它与材料密度有一定关系;
经测量三种材料厚度均为5cm,请利用上述实验中测出的密度值及材料的Z值,推断出所测量的是 号材料;
(二)对保温性的需求
(4)保温材料的保温性能与导热性有什么关系呢?小组同学将三种材料分别做成三个封闭盒子:取三支相同的温度计,三个相同的大烧杯中装入初温相同、 相等的热水,组装成如丙所示的装置。然后,在相同的室温环境下同时开始实验。30min后根据实验测得的数据绘得图丁所示的温度一时间图像。由图像可知 号材料保温性能好;结合参数信息表中的传热系数分析可知,材料的保温性能与传热系数的关系是: 。
【答案】(1)小;(2)③0.028;(3)1;(4)质量;1;传热系数越小,材料的保温性能越好。
【解答】解:(一)对轻便性的需求
(1)外墙保温材料如果脱落会造成危险,所以应该选密度较小的材料。因为密度小的材料质量轻,安装后整体重量小,脱落风险更低。
(2)③量筒的分度值为2mL,则材料体积 V=80mL﹣60mL=20mL=20cm3,
密度为:ρ0.028 g/cm3。
(3)已知三种材料厚度均为5cm(0.05m),Z的单位为 kg/m2(质量面密度),则:Z=ρ×h=28kg/m3×0.05m=1.4,
对比表格中Z值:1号(1.4)、2号(1.0)、3号(2.4),测量值与1号材料的Z值(1.4)相等,故推断为1号材料。
(二)对保温性的需求
(4)实验中应控制大烧杯中热水的质量相等。
由图丁可知,1号材料保温性能好(30 min 后温度下降最少)。
因为传热系数反映材料导热能力,系数越小,导热性越差,保温效果越优。1号材料传热系数(0.033 W/(m・K))最小,对应保温性能最佳,与实验结果一致。
故答案为:(1)小;(2)③0.028;(3)1;(4)质量;1;传热系数越小,材料的保温性能越好。
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