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专题 16 电磁学、信息和能源
电磁学是物理学中的一个重要分支，它涉及到电场、磁场、电磁波等多个方面。在中考物理命题中，
电磁学的内容一直是重点之一。在2024年的中考中，预计会有更多的试题涉及到电磁学的知识，比如关于
电流、电压、电阻的计算，电磁感应现象的解释和应用等。
随着信息技术的不断发展，信息传递和处理在日常生活和工作中越来越重要。在中考物理命题中，信
息传递和处理的原理和应用也将成为重点之一。预计会有更多的试题涉及到信息传递的原理、信号的处理
和应用等方面的知识，比如关于声音、图像、数字信号的处理和传输等。
能源问题是当今世界面临的重大挑战之一。在中考物理命题中，能源的转化和利用也是重点之一。预
计会有更多的试题涉及到能源的转化和利用，比如关于太阳能、风能、水能等的开发和利用，以及节能减
排等方面的知识。
在2024年中考物理命题中，"电磁学、信息和能源"这个主题将会是一个重要的命题方向。考生需要加
强对这个主题的学习和理解，全面掌握相关的知识点，并且注重知识的应用和实践能力的提升。
知识点一：磁性和磁场
1. 磁性：物体吸引铁、钴、镍的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。磁体不同部位的磁性强弱并不相同，
磁性最强的部分叫磁极。
2.磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
3. 判断物体是否具有磁性的几个方法：
（1）根据磁体的吸铁性判断：将被测物体靠近铁类物质（如铁屑），若能吸引铁类物质，说明该物体具
有磁性，否则没有磁性。
（2）根据磁体的指向性判断：在水平面内自由转动的被测物，静止时若总是指南北方向，说明该物体具
有磁性，否则便没有磁性。
3）根据磁极间的相互作用规律判断：将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极，若发现有一端发生排斥
现象，则说明该物体具有磁性。若与小磁针的两极都表现为相互吸引，则该物体没有磁性。（4）根据磁极的磁性最强判断：A、B两个外形相同的钢棒，已知其中一个具有磁性，另一个没有磁性，
具体的区分方法是：将A的一端从B的左端向右滑动，若发现吸引力的大小不变，则说明A有磁性；若吸
引力由大变小再变大，则说明B有磁性。
4. 磁场和磁感线
磁场：磁体间存在一种看不见、摸不着的特殊物质，即磁场。它有强弱和方向。
磁场方向：物理学规定小磁针静止时N极的所指的方向（即N极受力方向）是这一点的磁场方向。
磁场的基本性质：就是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
磁感线：为了描述磁场情况而画的带箭头的曲线。磁场是客观存在的，磁感线是人们假象出来的。磁感线
是立体分布的，且不交叉；磁体周围的磁感线总是从N极出发回到S极的；它的疏密表示磁场的强弱。
常见的几种磁场的磁感线分布如图所示
地磁场：地球是个大的条形磁体，地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，海龟信
鸽都是利用地磁场来导航的。
知识点二：电生磁（电流的磁场）
1.奥斯特实验
（1）现象：闭合开关小磁针偏转，断开开关小磁针回到原位，改变电流方向磁针反向偏转。
（2）结论：该实验说明通电导体的周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关。
（3）实验注意：要将导线平行的放在静止小磁针的上方。
2.通电螺线管的磁场
（1）磁场特点：外部磁场方向与与条形磁铁的磁场相似，磁感线从N极出来，进入S极；在螺线管的内部，磁感线由S极指向N极。
（2）安培定则：螺线管的极性用安培定则判定
内容：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就螺线管的北极。
判断方法：先标出螺线管中的电流方向;用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指
的那端就是螺线管的北极。
知识点三：电磁铁 电磁继电器
插有铁芯的通电螺线管就是电磁铁。软铁芯在通电螺线管中被磁化，也产生磁场，电磁铁周围的磁场既有
电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场。
1.电磁铁的优点：（1）磁性强弱与通入的电流大小和线圈的匝数有关，电流越大，磁性越强；在电流一定
时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强；（2）磁性有无可由电路的通断来控制。通电
时有磁性，断电时磁性立即消失。（注意：电磁铁中的铁芯必须采用软铁，而不能用钢，因为钢能保持磁
性）；（3）磁极的性质可以通过电流的方向来改变。
2.扬声器：（1）构造：固定的永磁体，线圈，锥形纸盆。
（2）工作原理：它是把电信号转换成声信号的一种装置。由于线圈中通过的电流是交变电流，它的方向
不断改变，线圈就不断的被永磁体吸引和排斥使线圈来回振动，同时带动纸盆的振动，于是扬声器就发出
了声。
3.电磁继电器：（1）电磁继电器的工作原理：通过控制电磁铁的电流，来达到控制工作电路的目的。因此，
一般的继电器电路由（低压）控制电路和（高压）工作电路两部分组成。
电磁继电器的工作电路和控制电路的组成和特点如图所示：知识点四：电动机（磁场对通电导体的作用）
1. 通电导体在磁场中受到磁力的作用，磁力的方向与磁场方向、电流方向有关。
2.应用：电动机。其能量的转化为：电能转化为机械能。
2. 直流电动机为什么需装换向器？
当线圈转到如图所示位置时，ab边和cd边受的磁场力恰好在同一条直线上，
而且大小相等，方向相反，线圈在这个位置上受到相互平衡的两个磁场力的作用，所以不能连续转动下去。
如何才能使线圈连续转动下去呢？我们设想线圈由于惯性而通过平衡位置，恰在这时使线圈与电源线的两
个接头互换，则线圈中的电流方向改变，它所受的磁场力的方向变成与原来的方向相反，从而可使线圈沿
着原来旋转方向继续转动。因此，要使线圈连续转动，应该在它由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线
圈中的电流方向。能够完成这一任务的装置叫做换向器。其实质是两个彼此绝缘铜半环。
知识点五：发电机（电磁感应的现象）
1.电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动就会产生感应电流的现象。
2. 产生感应电流必须同时满足三个条件：
（1）电路是闭合的；（2）导体要在磁场做切割磁感线的运动；（3）切割磁感线运动的导体只能是一部
分，三者缺一不可。如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只
是在导体的两端产生感应电压。
3.感应电流的方向：感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。因此要改变感应电流
的方向，可以从两方面考虑，一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁感线方向反向。但是若导体运动方向和磁感线方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。
4.应用：发电机
发电机的原理是电磁感应，发电机的基本构造是磁场和在磁场中转动的线圈。其能量转换是把机械能转化
为电能。
知识点六：信息传递与电磁波
1.现代顺风耳-电话
（1）电话的组成：话筒-把声信号变成变化的电流信号；听筒-把变化的电流信号变成声音信号。
（2）电话的工作原理：声音→话筒→产生变化的电流→听筒→振动（声音）。
（3）电话交换机：1)为了提高电话线路的利用率而发明的；2）用来实现两部电话之间的转换；3）使用交
换机，可以大幅度的减少电话线的数量。
（4）电话“占线”原因：1）对方电话没有扣好；2）对方正在通话；3）电话交换机忙。
2.模拟通信和数字通信
（1）模拟信号：在话筒将声音转换成电流信号时，信号电流的频率，振幅变化的情况跟声音的频率、振
幅变化情况完全一样，模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫模拟信号。模拟通信：使用模拟信
号的通信方式叫模拟通信，例如：传统的市话通话，长途通话。
（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。数字通信：使用数字信号通信的方式
叫数字通信，例如电子计算机是利用二进制码识别信息和处理信息。
（3）模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式简单，抗干
扰能力强，噪声小，失真小。
（3）模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式简单，抗干
扰能力强，噪声小，失真小。
3.电磁波：如果在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场，如果这个磁场也随时间
变化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场并不局限于空间某个区域，而是由远及近
的传播出去，这样的传播就形成了电磁波，即导体中电流的迅速变化在空间激起电磁波。
4.电磁波性质：是一种看不见摸不到的特殊物质，可以在真空中传播，传播不需要介质；电磁波传播的速
度c=3×108m/s，电磁波的波长为λ，波速c=λf，其中f是电磁波的频率；电磁波的波谱：γ射线，X射线，
紫外线，红外线，微波，短波，中波，长波。
知识点七：能源与可持续发展
凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源。
1.一次能源和二次能源
像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能
得到，所以称电能为二次能源。
我们今天使用的煤、石油、天然气是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化
石能源。
常见的化石能源有：煤、石油、天然气。
常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。常见的二次能源有：电
能。
2.太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的
风能、生物质能都来源于太阳。
3.太阳能的利用
（1）间接利用太阳能：化石能源（光能----化学能）；生物质能（光能----化学能）。
（2）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能----内能）；
太阳能电池：（光能----电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。
（3）太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很
大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。
一、单选题
1．（2023·河南信阳·校考三模）在生产和生活中，人们选材常从物质的不同属性考虑，下列说法正确的是
（ ）
A．用胶木制作热水壶的手柄利用了胶木良好的导热性
B．用光纤通信利用了光导纤维良好的导电性
C．用钢制作小磁针利用了钢易被磁化且磁性不易消失的特性
D．用钨做灯丝利用了钨的熔点比较低的性质
2．（2023·河南周口·统考三模）将玻璃罩内的空气逐渐抽出，在此过程中，同学们听到的声音不断减小，
看到发声体上方的轻质小球一直在跳动，烧杯内的热水变“沸腾”了。下列有关说法错误的是（ ）A．人眼从各个角度看到这些不发光的物体是由于光在其表面发生了漫反射
B．由该装置可知，真空下物体是无法振动产生声音的
C．水的沸点随气压的减小而降低
D．磁悬浮装置的B磁体上端为S极
3．（2023下·九年级课时练习）如图是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识。以下说法中不
正确的（ ）
A．温度计中的水银是导体
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应
D．电磁继电器是一种电路开关
4．（2023·山东日照·统考二模）2020年6月23日，我国完成了北斗全球卫星导航系统全部卫星的发射，
全面建成了北斗系统。截止2023年1月，北斗导航系统已连接我国社会发展的各个方面，并进入全面的商
用阶段。从北斗一号工程立项开始，几代北斗人接续奋斗、数十万建设者聚力托举，在强国复兴的伟大征
程中，一次又一次刷新“中国速度”、展现“中国精度”、彰显“中国气度”，创造出无愧于党、无愧于
人民、无愧于时代的辉煌业绩。关于如图所示的情景，下列说法正确的是（ ）A．火箭加速上升的过程中火箭的机械能守恒
B．如果北斗卫星所受的力全部消失，将会一直绕地球做匀速圆周运动
C．北斗卫星绕地球运行时受到非平衡力的作用
D．北斗卫星用超声波向地面传递信号
二、多选题
5．（2023·山东日照·日照市田家炳实验中学校考一模）如图所示，下列图文对应正确的是（ ）
A．拦河大坝是应用连通器原理工作的 B．太阳能电池是将太阳能转化为电能
C．跑步机的工作原理与此实验的原理相同D．正在上坡的汽车的受力示意图
6．（2023·河南南阳·南阳市第十三中学校校考三模）2023年1月13日，我国自主研发设计的世界首台高
温超导高速磁浮工程化样车下线，设计时速620km，标志着我国高速列车迈向新的高度，如图甲是磁悬浮
列车的结构图，图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安
装在车身上（紧靠铁轨上方）电阻非常小的螺线管，B中的电流方向如图乙所示，下列说法正确的是（
）
A．甲图中，要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是S极B．甲图中，该磁悬浮列车是根据电磁感应原理工作的
C．乙图中，通电螺线管B的上方是S极
D．乙图中，要使通电螺线管的磁性减弱，可以减少线圈匝数
7．（2023·河南许昌·统考二模）关于信息、材料和能源，下列说法正确的是（ ）
A．能量是守恒的，不会出现能源危机
B．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰的优点
C．风能、水能、太阳能和核能都属于可再生能源
D．家庭电路中的保险丝具有熔点低、电阻大的特点
三、填空题
8．（2023·湖北武汉·校考模拟预测）巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发
现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻
特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S 电磁铁上方的小磁针 （选填“静止”
1
“会顺时针转动”“会逆时针转动”），再闭合S 并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会变 （选填亮
2
或暗），仅用如图所示实验器材 （可以/不可以）完成“探究电磁铁磁性强弱的影响因素”的实
验。
9．（2023·湖北黄石·统考三模）随着人们生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。其工作时是通
过电机转动使内部气流速度大，压强 （填“大”“小”或“不变”），使杂物进入吸尘器达到
清扫的目的。电动机是根据 原理工作的， （填“扬声器”或“动圈式话筒”）与它
的工作原理相同。
10．（2023·山东济宁·济宁学院附属中学校考三模）请根据如图要求填空。（1）图甲，铅笔的长度是 cm；
（2）图乙，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射，折射角为 ；
（3）图丙，甲、乙两实心圆柱体放在水平地面上，对地面的压强相等， 的密度大（甲/乙）；
（4）图丁：要进行电磁感应现象的研究，开关S接到位置 （选填“1”或“2”）。
11．（2023·江苏苏州·校考模拟预测）如图所示， 和 是两根固定且平行的水平光滑金属轨道，符号
“ ”代表垂直于金属导轨向下的磁场。现将空心铜棒 和 垂直放在金属导轨上静止，当水平拉动铜
棒 向右运动时，会产生感应电流，铜棒和导轨组成了一个闭合电路，则铜棒 相当于 ，
此时铜棒 会向右运动。若同时改变磁场方向和铜棒 运动方向，则铜棒 的运动方向
（选填“向左”或“向右”）
12．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）2023年11月29日，神舟十五号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射
成功。飞船在天空飞行过程中，航天员通过 （选填“超声波”或“无线电波”）传递信息，实现天
地互动。神舟十五号远地点高约394.9km，近地点约384km，飞船从近地点向远地点运动时，动能
（选填“变大”“变小”或“不变”）。若飞船在1min内运行的路程是456km，则它的平均速度是
m/s。四、实验题
13．（2023·河南濮阳·统考二模）利用如图装置探究“感应电流产生条件”的实验，其中蹄形磁铁放在水
平实验台上，导体AB悬挂在磁体的磁场中。
（1）闭合开关，让悬挂的导体AB沿着竖直方向运动，观察到灵敏电流计指针 发生偏转；断
开开关，保持磁体不动，导体AB向左水平运动，观察到灵敏电流计指针 发生偏转（以上两
空选填“会”或“不会”）；
（2）当某一操作使灵敏电流计指针发生了偏转，此时导体棒AB相当于 （选填“电源”或
“用电器”），只将磁体磁极对调，灵敏电流计指针偏转方向 （选填“反向”或“不变”）。
14．（2023·吉林长春·校考二模）小明想利用小磁针来探究通电螺线管外部磁场的特点。将许多小磁针放
在通电螺线管周围的不同位置，接通电路后观察各小磁针静止时的指向（黑色一端为N极），然后根据小
磁针指向，画出螺线管周围的磁感线。
（1）可通过观察小磁针静止时N极的指向来判断出该通电螺线管左端的极性为 极；
（2）观察发现，通电螺线管外部的磁场分布与 磁体周围的磁场分布十分相似。后来，小明对调电
源正负极重新实验，发现小磁针静止时N极的指向都与原来相反，这说明通电螺线管的磁场方向与有关。
15．（2023·湖南株洲·统考模拟预测）某实验小组在做“电与磁”的实验。
（一）下图是该小组做“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验电路图。
（1）图中电磁铁的上端是 极（填“N”或“S”）；
（2）电磁下端的的铁钉分布成上图中“发散”状态，这是由于 ；
（3）实验中电磁铁的磁性强弱可以通过观察 来确定。
（二）探究磁与电的联系
如图甲，灵敏电流表的内部主要由固定的磁铁和可以转动的线圈（与表外指针相连）两大部分组成。他们
把两表连接起来（图乙），用手拨动右侧灵敏电流表指针，左侧灵敏电流表的指针也发生了偏转。他们的
分析是：拨动右侧电流表的指针，表内线圈在磁场作 运动，产生了感应电流，利用这一原理可制
成 机，这样左侧电流表内线圈同时也会有电流，它在 中受到力的作用，带动指针偏转，此时
左侧电流表相当于 机。
五、综合题
16．（2023·江苏泰州·校考三模）请回答下列与电和磁相关的物理问题。
（1）为了研究通电螺线管周围的磁场分布情况，小明玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，
其分布情况如图甲。说明通电螺线管周围的磁场分布与 的磁场分布非常相似。若想知道电螺线管周
围的磁场方向还要借助 ；（填一种器材）（2）如图乙，探究“让线圈转起来”的实验装置图，若将线圈两端的绝缘漆全部刮去，则线圈将
（选填“来回转动”或“持续转动”）。若线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端刮去半周，在电源和开关
之间接一灯泡，则在线圈转动的过程中，灯泡发光情况是 ；
（3）如图丙，是一种称为“人工心脏泵”的体外装置，用来代替心脏，以推动血液循环。线圈AB固定在
用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互
作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门 只能向外开启， 只能向内开启。线圈中
的电流从B流向A时，活塞柄向 运动（选填“左”或“右”），血液从 流入 。（后2
空选填①、②、③）
六、计算题
17．（2024·山东青岛·统考一模）(1)通电导体在磁场中受到的力叫安培力，通电导体与磁场方向垂直时，
它受安培力F大小与导体长度L和通过的电流I的乘积成正比，比例系数为磁感应强度B，则F= ,在
国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T，1T=1 ；
(2)如图，长为50cm、质量为100g的均匀金属棒ab的两端用两个完全相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂
直纸面向里的匀强磁场（强弱和方向处处相同）中，弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关
与电源相连，电路总电阻为5Ω，当电源电压为2V，弹簧恰好不伸长，求：匀强磁场的磁感应强度B的大
小是多少？( )18．（2023·江苏常州·统考二模）如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U＝
1
6V，指示灯L的额定电压U ＝2.5V，定值电阻R＝350Ω；控制电路电源电压U＝1.5V，磁敏电阻R 的阻
L 0 2 x
值随其所处位置磁场强度的变化如图乙所示，D、E、F为动静触点上的三个接线柱，当含有内置小磁铁的
窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻R 所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S 和S 后，
x 1 2
当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂呜器发出警报声。
(1)按要求连接好电路；
(2)将窗户移到A点时，窗户关闭，闭合开关S，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率；（写
1
下计算过程）
(3)已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警，
现移动滑动变阻器 的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的 ，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣
器恰好开始报警，若要求窗户移至轨道C点位置时才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器来实现？请
通过计算加以说明。（写出计算过程，电磁铁线圈阻值忽略不计）
19．（2023·江苏南京·校联考二模）小明设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U=6V，R为
1 t
热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大．电磁铁线圈电阻不计，当导线中的电流大于或等于10mA
时，衔铁吸下与下触点A接触；当电流小于10mA时，衔铁松开与B触点接触，U=220V，R=48.4Ω．
2 1（1）衔铁刚被吸下时，求R的阻值．
t
（2）求该电加热器处于加热挡时的电功率．
（3）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R 的阻值．
2
七、科普阅读题
20．（2024·辽宁·统考模拟预测）在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型风力发电系统”的项目化
学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
（1）制作小型风力发电机
（2）优化风力发电系统
【项目实施】
（1）制作小型风力发电机
经过课堂学习，我们了解到发电机和电动机中都有线圈和磁体，尝试用玩具电风扇作为风力发电机，连接
成如图甲所示的电路。闭合开关，向扇叶吹风，使扇叶带动线圈转动，我们观察到了 ，说明
我们的风力发电机可以发电。它是利用 现象发电的。
（2）优化风力发电系统
我们在设计的过程中考虑到无风不能发电，于是增加了太阳能电池；又考虑到风能和太阳能发电受风速、
光照强度等因素的制约，不适合直接给用电器供电，于是增加了蓄电池，形成风光互补发电系统。图乙是
该系统的简图，其中给出了该系统的电能转移路径，但电能的转移方向并不完整，A和B其中之一为蓄电池，另一个为用电器。请根据所给条件，在图乙中标出A的元件名称，并结合图乙说出蓄电池的工作过程
及其起到的不同作用：
【项目拓展】
（3）经查阅资料，截至2023年4月，我国风电光伏发电总功率超8亿千瓦，约为36个三峡电站的总功率。
某风力发电机组在风速为3m/s以下或25m/s以上时，处于空转或停机状态，实际功率为0；在风速达
12m/s或以上时，发电功率保持不变。其发电功率与风速关系如下表：
风速
4 6 8 10 12 14 16
v/（m·s¹）
功率P/kW 56 190 445 880 1500 1500 1500
某日6：00到12：00，风速与时刻关系如图丙所示（为方便计算，数据作了简化处理）则在这段时间内该
风力发电机组发电 kW·h。
一、单选题
1．（2023·四川乐山·校考模拟预测）勤劳的中华民族创造了灿烂的华夏文明，在众多领域取得了举世瞩目
的成就，推动了人类社会的进步。下列关于我国科学技术的成就和应用描述完全正确的有（ ）
①四大发明中的“指南针”——司南能指示南北方向是受地磁场的作用
②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船闸，这一创举利用了连通器原理
③冬奥会的“巡检机器狗”将现场设备运行状态通过电磁波传递到指挥中心
④“玉兔2号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记，说明力可以改变物体的形状
⑤“华龙一号”核反应堆利用核聚变进行发电，所用核燃料属于可再生能源
⑥“复兴号”动车组刷新了中国速度，高速行驶时，周围空气的流速大，压强也大
A．①②③④ B．①②③⑤ C．③④⑤⑥ D．②③④⑥
2．（2023·宁夏银川·银川市第三中学校考模拟预测）勤劳的中华民族创造了灿烂的华夏文明，在众多领域中取得了举世瞩目的成就，推动了人类社会的进步。下列关于我国科学技术的成就和应用描述完全正确的
有（ ）
①四大发明中的“指南针”——司南能指示南北方向是受地磁场的作用
②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船闸，这一创举利用了连通器原理
③战国时期的天平——木衡和铜环权利用了杠杆原理
④“玉兔2号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记，说明力可以改变物体的形状
⑤“华龙一号”核反应堆利用核聚变进行发电，所用核燃料属于可再生能源
⑥“复兴号”动车组刷新了中国速度，动车组速度越快，它的惯性越大
A．①②③⑤ B．①②③④ C．③④⑤⑥ D．②③
3．（2023·山西太原·统考模拟预测）图甲是由电磁继电器控制加热和保温状态转换的电热水器原理图。 、
为电热丝，且R=3R， 为滑动变阻器，R为置于电热水器内的热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如
2 1
图乙所示。控制电路电源的电压为6V，当通过热敏电阻R中的电流I≥15mA时，衔铁被吸下。下列说法正
确的是（ ）
A．当 闭合且水温上升时，通过R的电流逐渐减小
B．热水器的加热功率是保温功率的4倍
C．当热水温度为55℃时，衔铁刚好被吸下， 连入电路的阻值为
D．若要提高热水的设置温度，应向左移动滑动变阻器的滑片P
4．（2023·江苏常州·校考模拟预测）如图所示，是模拟超市里电动扶梯电路，使用扶梯前先要闭合开关 ，
是一个红外传感器，当人靠近到一定距离时，人体辐射的红外线被红外传感器 接收，红外传感器阻值减小。下列说法正确的是（ ）
A．电路工作时，电磁铁上端为 极
B．当人远离传感器时，传感器 阻值减小
C．当人远离传感器时，电磁铁的磁性变弱
D．当人远离传感器时，电动机转速变快
二、多选题
5．（2023·辽宁沈阳·校考模拟预测）随着停课不停学网上教学活动的开展，如图所示的这个小图标，迅速
蹿红师生两界，下列说法中正确的是（ ）
A．当你用眼睛看这个图片时会在视网膜上成正立缩小的实像
B．长时间看电脑休息一下跳望远处景物时，晶状体会变薄
C．我们看到电脑屏幕的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的
D．我们听到老师上网课的声音是利用声传递信息
6．（2023·广西钦州·统考一模）图是可自动注水储水池的装置原理图。电源电压一定，R为压敏电阻，其
阻值随压力变化而变化， 为定值电阻。闭合S、 当水位上升到一定高度时，触点分离，注水装置停止
注水；当水位下降到一定位置时，触点连接，注水装置开始注水。则（ ）A．水位上升时，电磁铁磁性变弱
B．水位上升时，通过 电流变大
C．水位下降时，R的阻值会变大
D．水位下降时， 的电功率变小
三、填空题
7．（2023·广东肇庆·统考二模）我国“天问一号”火星探测器所携带的“祝融号”火星车已在火星驻扎两
年，它是中国航天史上的重大突破；火星距离地球约6×1010~4×1011m，直径约为地球直径的53%，质量约
为地球质量的11%，火星表面g约为3N/kg；火星地表沙丘、砾石遍布，非常干燥；火星表面的大气密度
大约只有地球的1%火星表面的平均大气压强约为700Pa，比地球的1%还小；火星车依靠太阳能进行工作，
总质量约为240kg，火星车车轮与地面的接触总面积为300cm2；
（1）探测器着陆之前，其环绕火星运动的轨道是一个椭圆，如图乙所示；探测器着陆后跟随火星自转时，
相对于地球是 （选填“运动”或“静止”）的；当探测器运行到“近火点”时，它的势能
（选填“最大”或“最小”）；
（2）如果在火星上给水加热，水的沸点会比在地球上 （选填“高”或“低”）；
（3）火星探测器与地球之间是利用 来传递信息的，信号从地球控制中心发出到达火星上的探测器，
再回到地球控制中心，至少需要约 秒；
（4）当火星车静止在火星的水平地面上时，对地面的压强是 Pa；假如同一物体分别在地球和火星
表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比在地球上 （选填“长”
“短”或“一样”）。8．（2023·云南昆明·统考二模）如图所示，晓佳将一简易电动机接入电路中，闭合开关，小灯泡发光但电
动机线圈不转动，通过检查，排除线圈被卡不转动的可能，于是晓佳判断可能是电动机线圈短路而不转动，
晓佳的同学小华却认为：不一定是线圈短路才不转动，也可能是线圈所受磁场力太小。为帮晓佳找出电动
机不转动的原因，他们可利用如图所示的电路图和多节新电池、磁性强弱不同的多块磁铁进行实验。他们
进行的操作是 ，若 ，说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小。
9．（2023·湖南永州·统考模拟预测）2022年6月5日，神舟十四号载人飞船与空间站完成自主对接，为减
小对接过程中的震动以保证安全，飞船内置了电磁阻尼器，它由磁铁和线圈构成（如图所示），当线圈水
平向左运动时，线圈的ab边中会产生电流，同时ab边受到向右的阻力F，以阻止其靠近。
（1）线圈ab边中产生电流是因为其发生了 现象；
（2）若要改变阻力F的方向，可采取的措施有： 。（列举1点）
10．（2023·广东广州·广州四十七中校考三模）某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲。
（1）LED在两次实验中发光情况图乙、丙所示，磁场对线圈1导体ab的力F竖直向上，请在图丙中画出
磁场对线圈2的导体cd的力F’ 。
（2）如图1，导体棒ab与该LED相连，使导体棒在磁场中垂直于纸面上下、左右往复运动，用“o”表示
导体ab的横截面。图2中磁感线表示正确且能使LED发光的操作是 。四、实验题
11．（2023·江苏连云港·灌云县实验中学校考模拟预测）如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中
工作电路电源电压 ，指示灯L的额定电压 ，定值电阻 ；控制电路电源电压
，磁敏电阻 的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、
B、C处时，磁敏电阻 所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关 和 后，当窗户关闭时，指示
灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。
（1）电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种 。
（2）将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关 ，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率。
（3）已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。
现移动滑动变阻器 的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的 ，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣
器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻
值来实现？请通过计算加以说明 。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
12．（2023·河南·统考模拟预测）如图甲所示，在“摇绳发电”活动中小西和小安把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合导体回路，然后他们沿某一方向站立并迅速摇动这
条电线，发现灵敏电流计的指针摆动。
（1）你认为小西和小安是沿 （选填“东西”或“南北”）方向站立的；实验中，灵敏电流计的作
用是用来检测 ；
（2）小西和小安想“感应电流的大小与哪些因素有关”，小西猜想可能与摇绳的速度，小西为了验证自
己的猜想，利用如图乙所示的装置进行实验，足够大的磁体放在水平桌面上，驱动装置使导体棒AB沿直
线水平向右匀速运动（导体运动区域的磁场强弱相同）。改变速度大小重复实验，下表是实验测得的数据，
分析数据可得出结论： ；
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度/(cm•s-1) 1 2 3 4 5 6
电流/mA 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8
（3）某次实验中，闭合开关后并未发现电流计指针偏转，经检查器材均完好，各器材间连接无误，那么
接下来你认为最应该关注的器材是 ；另一同学认为是磁铁的磁性太弱所致，他提出更换磁性更强的
磁铁，就在他移动原磁铁时发现电流计的指针出现了晃动，你认为接下来最应该做什么来找到让电流计指
针偏转的原因 ；（仅写出最应该进行的一步操作）
（4）如果将灵敏电流计换成直流电源，当闭合开关时，可以看到磁场中原来静止的导体棒AB开始运动，
该现象可以说明 的工作原理。
五、综合题
13．（2023·新疆乌鲁木齐·校考三模）2022年10月31日15时37分，梦天实验舱搭乘长征5号B遥四运载
火箭，在中国文昌航天发射场发射升空，约8分钟后准确进入预定轨道；11月1日4时27分，梦天实验舱
与空间站组合体成功对接。
（1）火箭升空时，会向下喷出高温高压燃气，根据物体间力的作用是 ，从而获得向上的推力，火
箭等高速航天器外壳的制作要求轻巧、耐高温。所以该类材料应具备 小、熔点高的特性。几乎所有
火箭发射都选择朝东方向是因为地球 ，使火箭在地面未发射之前，已经具有了一个向东的速度，从而节省推进剂。火箭和飞船加速上升过程中，飞船的机械能会 （选填“增大”“减小”或“不
变”），火箭外壳的温度会 （选填“升高”“降低”或“不变”），这是用 方式改变物体内
能（选填“做功”或“热传递”）；
（2）在进入预定轨道后，梦天实验舱采取“追”空间站组合体的方式进行交会对接，它们之间的距离也
不断缩短，此过程中，梦天实验舱相对于空间站组合体是 （填“运动”或“静止”）的。梦天实验
舱上的摄像头实时传回画面，摄像头的镜头相当于一个凸透镜，所成的像是 （填“放大”“缩小”
或“等大”）的 （填“实”或“虚”）像；
（3）火箭的芯级助推器上用氢作为燃料，主要的优点是它的 高；
（4）核心舱通过电磁波向地面传送信息，电磁波从核心舱到相距480km的地面接收站所需时间约为
s；
（5）核心舱安装了光电转化效率很高的太阳能电池板。若这些太阳能电池板总面积为134m2，光电转化效
率为30%，太阳能的辐射能为1000J/m2•s，则太阳能电池板向核心舱内蓄电池充电的功率为 W。
14．（2023·新疆乌鲁木齐·统考模拟预测）2022年12月，准东至皖南±0千伏特高压直流输电工程获国家
优质工程金奖。
（1）电能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。电能传输过程中在输电线路上会产生大量的能
量损耗，若保持输电功率不变时，输电线路上损耗的功率与输电电压的平方成 （选填“正比”或
“反比”）。输电过程中损耗的电能转化成了 能；（传输过程中输电线路电阻可以认为不变）
（2）据国家电网数据统计，2022年国家电网特高压累计输送电能达28346.11亿kW⋅h。这些电能若由一
个装机容量为100万千瓦的发电发电，约工作 （选填“30多”、“300多”或“3000多”）年才能
完成。安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备，否则容易发生 （选填“电弧”或“接
触”）触电；
（3）特高压输电为直流输电且输电电流非常稳定。在输电导线周围会产生 场， （选填“会”或“不会”）产生电磁波。为了防止导线互相鞭击，在特高压输电中使用了如图所示的阻尼式间隔
棒。阻尼式间隔棒在其活动部件内嵌进耐磨橡胶垫，利用胶垫的阻尼来消耗导线振动能量，进而对导线振
动产生阻尼作用。阻尼式间隔棒属于 （选填“绝缘体”“半导体”、“导体”）。
六、计算题
15．（2023·湖南岳阳·统考二模）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置，如图
所示，水箱高为1m，容积为 。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为
，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的
阻值随压力F的增大而减小，部分数据如表，控制电路的电源电压 ，定值电阻 为保护电阻，当
控制电路的电流 时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开泵停止给储水箱抽水。( 取 )
压力
180 185 190 195 200
压敏电阻
18 17 16 14 12
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）储水箱装满水时长方体所受浮力大小为多少？
（3）为了更加安全的工作，小华通过反复试验，只调整R 的大小，使水面离顶部还有0.05m时，水泵停
0
止给水箱抽水，求此时R 的功率。
0
16．（2023·广西·九年级校联考专题练习）如图甲所示的恒温箱，由工作电路和控制电路组成，其简化电
路如图乙所示，其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻R、滑动变阻器R′串联组成，电源两端电压恒为
6V，线圈的阻值不计，热敏电阻的R﹣t图像如图丙所示；R′的阻值为250Ω时，恒温箱可以实现100℃的
恒温控制；当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合；其中加热器的额定电压为220V，额定功率为605W。求：
（1）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率；
（2）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可变电阻R′的阻值范围；
（3）由于工作电路上导线有电阻，当某次加热器的实际功率为500W时，假设加热器电阻不变。求加热器
的实际电压。
17．（2023·山东泰安·统考三模）科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路
和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。其中受控电路中电源电压
U=220V；控制电路电源电压U =24V，电磁继电器线圈电阻R=50Ω，R为可变电阻，R为热敏电阻（置
0 控 0 t
于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示。已知当控制电路的电流达到30mA时，继电
器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到24mA时，衔铁会被释放。加热器的规格是“220V 1000W”，
恒温箱内部空间大小是2m3，空气的密度是1.3kg/m3，空气的比热容c =1.0×103J/(kg•℃)。
空
（1）如图甲所示状态，通过加热器的电流是多少？（结果保留一位小数）
（2）加热器产生的热量有80%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，
加热器需要正常工作多长时间？
（3）若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，应将可变电阻R调节到多大？
（4）若需要将恒温箱内的下限温度设为50℃的“恒温”，应将可变电阻R调节为多大？七、科普阅读题
18．（2023·江苏无锡·苏州市振华中学校校考二模）阅读短文，回答问题。
察打一体无人机
无侦﹣10是中国研制的一款高空隐形察打一体无人机，搭载新一代涡扇发动机，飞行速度可达300m/s，战
场响应快。飞机采用以光纤传输信号的光传操纵系统。该机最大起飞重量3.2吨，主要用于电子侦察，对
敌方信号进行侦查和定位，载弹量要逊色一些，只有400kg。翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比
值；热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞
机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比，飞机航行时所受阻力与速度的关系见表一，部分技
术参数见表二。（g取10N/kg）
表一：
速度
100 150 200
v/（m/s）
阻力f/N 500 1125 2000
表二：
航空燃油的热值
热效率η 推进效率η
1 2 q
40% 60% J/kg
（1）飞机光传操纵系统中的传输媒介是 （选填“导体”“绝缘体”或“半导体”）；飞机
表面能 （选填“反射”或“吸收”）对方雷达发射的电磁波从而实现隐身；
（2）关于无人机，下列说法中不正确的 ；
①遥控无人机是通过电磁波来传递信息的
②机翼做成流线型是为了减小空气的阻力
③当飞机顺风起飞时，更有利于飞机升空
④飞机在一定高度匀速飞行投弹时机械能变小
（3）飞机的推重比是指飞机以最大航行速度匀速飞行时的推力与最大起飞重力的比值，则无侦﹣10的推
重比约为 %（保留整数）；
（4）该飞机的翼载为500kg/m2，则机翼面积为 m2。当飞机以200m/s的速度沿水平方向正常
巡航0.5h，耗油 kg；
（5）为保证飞行安全，当飞机降低到一定高度时开启警示灯。如图乙是小明设计的模拟电路（电源电压
恒定），压敏电阻R与离地高度h的关系见表三。
表三：高度h/m 150 400 450
电阻
20 50 200
R/Ω
当飞机降低到距地面450m时，开关S闭合警示灯亮，灵敏电流计示数为0.02A；当飞机距地面400m时，
灵敏电流计示数为0.04A；当飞机距地面150m时，警示灯开始明暗交替变化。应将压敏电阻R串联在图乙
电路中的 （选择“A”或“B”）位置，另一位置接入灵敏电流计（高度表）。当警示灯处于较
暗状态时的电功率是 W（电磁铁线圈、衔铁电阻忽略不计，警示灯电阻不随温度变化）。
19．（2023·广东汕头·统考模拟预测）阅读短文，回答问题。
空气炸锅
“空气炸锅”（如图甲所示），其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图乙，工作时，当空气炸
锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，当空气炸锅内温度低于预设温度时，温
控开关自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保持箱内温度为预设温度。已知电风扇的功率为 ，
电热管的电阻R为 。则：
（1）空气炸锅在加热工作时电风扇和电热管是 联。温控开关是 （选填“ ”或“ ”），
所使用的电能是 能源（选填“一次”或“二次”）；
（2）空气炸锅正常工作时电热管的功率 ；
（3）用这个空气炸锅在一次焙烤鸡翅的过程中，定时开关设定为20min，电热管正常循环工作时，P-t图
象如图丙所示，本次烤鸡翅共消耗多少电能 ；焙烤过程中是通过 的方式改变鸡翅的内能；（4）小明想计算空气炸锅的实际功率，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到空气炸锅工作时，家
里标有“ ”字样的电能表3 min闪烁了27次，则此时空气炸锅的电功率是 。
20．（2023·广东·统考模拟预测）阅读下列短文，回答问题
房车光伏发电
近年来，随着我国对节能减排问题的日渐重视，光伏发电这项使用清洁能源的技术应用场景越来越广。目
前有些房车车顶安装了光伏发电系统，该系统所发的直流电经过光伏控制器后可供车内电气设备使用，同
时还可将剩余电量存储在配置的蓄电池组中，供夜间或阴雨天使用。应用于房车的光伏发电系统中的光伏
阵列的安装效果如图甲所示。现实际测试的某房车顶部长度为4.5m、宽度为2m，可安装四块1.7m2的单面
光伏组件。单面光伏组件每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×106J/h，工作效率为50%。双面光伏组件是
一种能提升光伏发电系统发电效率的高效光伏产品，相较于单面光伏组件只能正面发电，双面光伏组件的
背面还能接收地面反射光、天空色散光，进而产生背面的发电量增益。在均采用最佳安装倾角加固定式光
伏支架安装形式的情况下，双面光伏组件的发电量增益能达到5%～10%，而在晴天时，双面光伏组件的发
电量增益甚至能达到30%。单面光伏组件与双面光伏组件接收太阳光线的示意图如图乙所示。
（1）光伏发电的能量转化是将 转化为 ；
（2）文中提到的房车安装的光伏组件的面积为 m2；
（3）若该房车使用的是单面光伏组件，当在某一晴天组件接收的有效光照时间为6h，则组件接收的太阳
能为 J，产生的电能为 J；
（4）若该房车使用双面光伏组件，则在（3）的条件下，组件产生的电能最大为 J。（保留三位有
效数字）
