單元知識加油站(四)(第二十、二十一、二十二章)一、單項選擇題D1.放在條形磁體周圍的小磁針靜止時如圖所示，三個小磁針的S極和一個小磁針的N極被涂黑，則N極被涂黑的小磁針是()A.甲B.乙C.丙D.丁2.下列能源屬于不可再生能源的是()DA.風(fēng)能C.太陽能

B.水能D.化石能源3.如圖是核能發(fā)電原理圖，下列說法正確的是()A.核能是可再生能源，核電站是利用重核裂變來釋放核能B.能量轉(zhuǎn)換：核能→機械能→熱能→電能C.原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率CD.核電站使用的核燃料是石油或天然氣4.如圖所示是電磁鐵和永磁體A產(chǎn)生的磁場，下列說法中正確的是()BA.A的左端為S極B.電源的左端為正極C.電磁鐵的右端與A的左端是異名磁極D.電磁鐵的左端是N極)B5.如圖是電磁波家族，下列說法正確的是(A.無線電波不屬于電磁波B.紅外線的頻率比紫外線要低C.可見光的波長比無線電波長D.γ射線比X射線在真空中的傳播速度快6.下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()B

A.電磁波在空氣中的傳播速度是340m/s B.5G網(wǎng)絡(luò)的電磁波與4G網(wǎng)絡(luò)的電磁波在空氣中的傳播速度相同

C.電磁波只能傳遞聲音信號，不能傳遞圖像信號

D.在真空中，電磁波的頻率越高，波長越長

7.電子車票，也稱“無紙化”車票，乘客網(wǎng)上購票后，直接通過“刷身份證”或“掃手機”即可順利進站.如圖所示，這是乘客通過刷身份證進站時的情景，將身份證靠近檢驗口，機器感應(yīng)電路中就會產(chǎn)生電流，從而識別乘客身份.下列選項圖中與這一原理相同的是()A CB D答案：D

二、填空題

8.原子由原子核和_________構(gòu)成.原子核發(fā)生變化時，釋放出的能量被稱為核能，核能屬于________(填“可再生”或“不可再生”)能源.我國自主設(shè)計、建造的“東方超環(huán)”核反應(yīng)裝置用于研究如圖所示的核反應(yīng)，這種反應(yīng)叫作核______(填“裂”或“聚”)變.核外電子不可再生聚半導(dǎo)體材料電磁波相同

9.計算機芯片體積的大幅度減小得益于____________(填“超導(dǎo)材料”“納米材料”或“半導(dǎo)體材料”)的出現(xiàn)；Wi-Fi(全稱WirelessFidelity，是一種短距離無線傳輸技術(shù))為移動辦公和無線上網(wǎng)提供了極大的方便，它是利用__________來傳遞信息的；5G信號網(wǎng)絡(luò)下載速度比4G網(wǎng)絡(luò)快數(shù)百倍，二者在空氣中的傳播速度__________(填“5G快”“4G快”或“相同”).

10.中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”.進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖所示.地磁場的磁感線________(填“是”或“不是”)真實存在的，地磁場的N極在地理的________(填“南”或“北”)極附近.指南針靜止時_________極所指的方向始終在地理的北極附近.不是南北

11.如圖所示，彈簧下端掛一條形磁鐵，磁鐵下端為N極，條形磁鐵的正下方有一帶鐵芯的螺線管，閉合開關(guān)后，電磁鐵的上端為________極，彈簧長度會________(填“增大”“減小”“不變”)；若想要讓彈簧的長度縮短，應(yīng)將滑動變阻器的滑片往____(填“左”或“右”)滑.N減小左

12.小亮為了研究如圖所示的裝置動圈式話筒，當(dāng)說話時聲音會帶動膜片的振動，隨之在線圈中會產(chǎn)生電流，該話筒發(fā)電的原理是__________，膜片振動時，線圈中的電流的方向是______(填“變化”或“不變”)的，在此過程中將________能轉(zhuǎn)化成電能.電磁感應(yīng)變化機械

13.如圖所示的實驗中，閉合開關(guān)，觀察到鋁棒向左運動，實驗現(xiàn)象說明磁場對__________有力的作用，利用這一原理可以制成________機.斷開開關(guān)，對調(diào)電源正、負(fù)兩極，重新接入電路，再次閉合開關(guān)，觀察到鋁棒向________運動.通電導(dǎo)體電動右

14.如圖是小蔡同學(xué)設(shè)計的“搶跑判斷器”的原理圖.電磁鐵是利用電流的_____效應(yīng)工作的，其上端為_____(填“N”或“S”)極.當(dāng)運動員蹲在起跑器上后，裁判員閉合開關(guān)S1、S2，發(fā)令指示燈亮，運動員搶跑后，R0所受壓力變小，電阻變小，電磁鐵將銜鐵吸下，搶跑指示燈________(填“L1”或“L2”)亮，則判定該運動員搶跑.磁NL2

三、作圖題

15.(1)如圖甲是一款磁懸浮飲料展示架，其簡化原理圖如圖乙所示，在飲料上方固定一個條形磁體，展示架內(nèi)有一電磁鐵，閉合開關(guān)后使飲料懸空，請在括號中標(biāo)出電磁鐵下端極性和電源上端極性.甲乙如圖所示.

(2)如圖所示是一個溫度自動控制裝置.當(dāng)周圍環(huán)境溫度低于90℃時只有加熱燈工作，當(dāng)周圍環(huán)境溫度達到90℃時，電鈴報警同時加熱燈停止加熱.請你用筆畫線將電路補充完整.如圖所示.四、實驗題

16.法國科學(xué)家阿爾貝·費爾和德國科學(xué)家彼得·格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻(GMR)效應(yīng)，榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎.巨磁電阻效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場中急劇變化的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁電之間信號轉(zhuǎn)換的靈敏度，從而引發(fā)了現(xiàn)代硬盤生產(chǎn)的一場革命.實驗小組設(shè)計了如圖所示的電路，來探究某GMR的阻值與磁場的關(guān)系.(1)該電磁鐵產(chǎn)生的磁場與________(填“條形”或“U形”)磁體的磁場相似.條形S減弱

(2)閉合開關(guān)S1，電磁鐵的左邊是________(填“N”或“S”)極.滑動變阻器R1的滑片向右端滑動，電磁鐵的磁性________(填“增強”或“減弱”).

(3)斷開開關(guān)S1

，閉合開關(guān)S2

，無論怎樣移動滑動變阻器R2的滑片，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電壓表有示數(shù)但不變.該電路故障為______________________________. (4)排除電路故障后，閉合開關(guān)S1、S2，保持R2滑片位置不變，將滑動變阻器R1

的滑片向左端滑動，觀察到電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)________(填“增大”“減小”或“不變”).減小(5)分析上述實驗現(xiàn)象可知該GMR的阻值隨其周圍磁場的增強而________(填“增大”“減小”或“不變”).減小與電壓表并聯(lián)的GMR斷路

17.探究通電螺線管外部磁場的方向?qū)嶒?(小磁針涂黑的那端是N極)甲乙丙

(1)如圖甲所示，小貝在嵌入螺線管的玻璃板上均勻地撒滿細(xì)鐵屑，閉合開關(guān)，____________(填寫操作方法)，鐵屑在磁場中被________成一個個小磁針，重新分布.觀察鐵屑分布后初步判斷：通電螺線管外部磁場與________磁體的磁場相似；為進一步判斷通電螺線管外部磁場的磁極，可以______________.輕敲玻璃板磁化條形放入小磁針

(2)由乙圖可知：通電螺線管的左端為__________極；斷開開關(guān)，將連接電源正負(fù)極的導(dǎo)線對調(diào)后，閉合開關(guān)，小磁針靜止時N極所指方向如圖丙所示，說明通電螺線管的極性與________方向有關(guān).N電流安培定則

(3)對于通電螺線管的極性與電流關(guān)系，我們可以用________來表述.

18.如圖甲所示是小明為探究什么情況下磁可以生電的實驗裝置.甲乙實驗次數(shù)導(dǎo)體ab在磁場中的運動情況靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)情況1靜止不偏轉(zhuǎn)2上下運動不偏轉(zhuǎn)3左右運動偏轉(zhuǎn)

(1)根據(jù)圖甲中磁感線的方向向上，可以判斷蹄形磁體的上端是________(填“N”或“S”)極.閉合開關(guān)后，觀察各種情況下靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)情況，并將實驗現(xiàn)象記錄在表中.分析表格可得出結(jié)論：________電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做______________運動時，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流.S閉合切割磁感線

(2)如圖乙所示，把兩個發(fā)光二極管極性相反地并聯(lián)起來，并與發(fā)電機串聯(lián).轉(zhuǎn)動搖把，可以觀察到兩個二極管______(填“不”“一直”或“交替”)發(fā)光，說明該發(fā)電機產(chǎn)生的是_______電. (3)下列實例應(yīng)用了該實驗原理的是_________.若將此裝置中的靈敏電流計換成電源，則可探究_______的工作原理.(兩空均填字母)交替交流DCA.直流電鈴C.揚聲器

B.電磁繼電器D.動圈式話筒五、計算題

19.隨著新能源政策的引導(dǎo)及風(fēng)力發(fā)電、并網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，我國風(fēng)力發(fā)電開發(fā)走在了世界前列，裝機容量居全球第一.某地有一風(fēng)力發(fā)電站，其中一臺風(fēng)力發(fā)電機1s內(nèi)提供的電能約為1.8×104

J，1年內(nèi)提供的電能約為4.8×1011

J.求：[c水

＝4.2×103

J/(kg·℃)]

(1)若該風(fēng)力發(fā)電機1s內(nèi)提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，并有70%被水吸收，可以使100g常溫下的水升高多少攝氏度. (2)在正常光照下，每平方米太陽能電池板每小時接收的太陽能為7.5×106

J，每年正常光照時長約2000小時.若面積為320m2的太陽能電池板1年的發(fā)電量與一臺風(fēng)力發(fā)電機1年的發(fā)電量相等，那么太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少？

解：(1)由題意知，風(fēng)力發(fā)電機1s內(nèi)提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，并有70%被水吸收，則水吸收的熱量為

Q吸＝1.8×104

J×70%＝1.26×104

J， 水升高的溫度為

(2)由題意知，風(fēng)力發(fā)電機1年內(nèi)提供的電能約為4.8×1011J，太陽能電池板1年獲得的太陽能為

W總＝7.5×106

J/(m2·h)×320m2×2000h＝4.8×1012J， 因為面積為320m2

的太陽能電池板1年的發(fā)電量與一臺風(fēng)力發(fā)電機1年的發(fā)電量相等，所以太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為

20.為實現(xiàn)自動控制，小明同學(xué)利用電磁繼電器(電磁鐵線圈電阻不計)制作了具有延時加熱、保溫、消毒等功能的恒溫調(diào)奶器，其電路圖如圖甲所示.控制電路中，電壓U1＝3V，定值電阻R0＝50Ω，熱敏電阻R的阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示；工作電路中，電壓U＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω.已知恒溫調(diào)奶器容量為2kg，水溫達到80℃時銜鐵會跳起.[c水＝4.2×103

J/(kg·℃)](1)求銜鐵剛跳起時，通過電磁鐵線圈的電流.(2)求工作電路在保溫狀態(tài)下的電功率.

(3)當(dāng)調(diào)奶器加滿溫度為25℃的水，加熱元件工作500s后銜鐵跳起，求此過程中水吸收的熱量及恒溫調(diào)奶器的加熱效率.甲乙

解：(1)由圖可知當(dāng)溫度為80℃時，熱敏電阻的阻值為100Ω，串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，所以控制電路的總電阻為R控＝R＋R0＝100Ω＋50Ω＝150Ω，銜鐵剛彈起時，通過電磁鐵線圈的電流為恒溫調(diào)奶器加熱狀態(tài)下的電功率為500s內(nèi)消耗的電能為W＝Pt＝1100W×500s＝5.5×105

J，恒溫調(diào)奶器的加熱效率為通信類型4G/(×103MHz)5G/(×103MHz)使用波段

1.88～1.9 2.32～2.372.575～2.6353.3～3.43.4～3.64.8～5.0六、綜合能力題

21.目前我國大部分智能手機使用的是第四代移動通信技術(shù)(簡稱4G)和第五代移動通信技術(shù)(簡稱5G)，它們使用下表波段的電磁波進行通信：電磁波家族(1)結(jié)合圖中電磁波的圖像，以下判斷正確的是__________(填序號).①③④

①5G和4G技術(shù)使用的無線電波以及可見光都是電磁波 ②5G和4G技術(shù)使用的電磁波在真空中傳播速度不一樣 ③5G技術(shù)使用的電磁波在真空中傳播的速度是3×108

m/s ④5G技術(shù)使用的電磁波的波長比4G的短 ⑤電磁波在真空中可以傳播，光能從太陽傳播到地球，所以太陽到地球的空間是真空海拔/km00.511.522.5不同波長的強度(10-4W/m2)波長280nm0.010.050.10.515波長290nm71020507080波長300nm200300400500600700波長390nm100010001000100010001000(2)紫外線可以穿透大氣到達地球表面，某地區(qū)冬至正午，測出不同波長紫外線的強度隨海拔高度變化情況如下：5×10-2海拔越高，強度越大

①海拔1.5km，波長為300nm的紫外線，其強度為________W/m2； ②本次測量中，波長為290nm的紫外線的強度與海拔高度的關(guān)系是________________________.

22.廣東的春季，天氣潮濕，需要除濕，如圖甲所示為某實驗室的自動除濕器.除濕器內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)由控制電路和工作電路兩部分組成，簡化后的電路圖如圖乙所示.控制電路中的電源電壓U1＝12V，調(diào)控電阻R0的阻值范圍為0～1000Ω，R為裝在除濕器內(nèi)的濕敏電阻，其阻值隨相對濕度φ(空氣中含有水蒸氣的百分比，單位為：%RH)變化的圖像如圖丙所示.L為磁控開關(guān)，當(dāng)濕敏電阻R的阻值發(fā)生變化時，控制電路中的電流隨之發(fā)生變化，當(dāng)電流大于或等于20mA時，L的兩個由磁性材料制成的彈片具有了磁性并相互吸合，工作電路的壓縮機開始帶動系統(tǒng)進行除濕.工作電路兩端電壓U2＝220V，Rg

為保護電阻，磁控開關(guān)L的線電阻不計.問：甲乙丙(1)當(dāng)S接通時，可判斷出圖乙中線圈上端P的磁極是____極.(2)磁性彈片可能是下列哪些材料組成________(填字母).A.鈷、鋅B.鐵、鋁C.鈷、鎳D.鐵、銅(3)開關(guān)S閉合后，磁控開關(guān)L的兩個彈片就具有了磁性，其原理與以下_______(填字母)裝置相同.NCBA.電動機B.電磁鐵C.發(fā)電機D.話筒(4)因?qū)嶒炇覂?nèi)有較敏感的器件，要求相對濕度控制在45%RH以內(nèi)，則R0

調(diào)控電阻的阻值不能超過________Ω.500

(5)在磁控開關(guān)L閉合條件不變的情況下，若要早點開始除濕，則可以____________________(請從改變R0

或U1

角度解答). (6)小明查看了該除濕器的銘牌，其中有一參數(shù)為“除濕量1.2kg/h(30℃，80%RH)”，表示在30℃、相對濕度80%的情況下每小時的除水量，相關(guān)資料顯示在該環(huán)境條件下的室內(nèi)空氣含水量是30g/m3.小明所在的實驗室環(huán)境溫度為30℃、相對濕度80%，體積為200m3，想使用這臺總功率為1100W的除濕器為實驗室除濕，如果每次都能把該實驗室里的水分除干，則除濕一次需要消耗電能___________J.減小R0

或增大U11.98×10723.請閱讀《速印機》并回答下列問題.速印機

如圖甲是一臺速印機.當(dāng)備用紙槽上紙張較多時，不容易發(fā)生卡紙，當(dāng)備用紙槽上紙張較少時，容易發(fā)生卡紙，且印刷速度較小時卡紙概率較小.為此，曉舟設(shè)想在備用紙張較多時高速印刷，備用紙張較少時低速印刷