专题14 电和磁、从原子到星系 -2021年上海市中考母题题源解密（解析版）

专题14电和磁、从原子到星系母题揭秘以下内容：1、真题分析；2、知识点全面梳理；3、中考模拟题巩固【母题来源1】（2020·上海中考真题）家庭电路中，电饭煲与空调是______的（选填“串联”或“并联”）；发电站通过______输电线路将电能输送至远方的变电站（选填“高压”或“低压”）；将根导线置于静止的小磁针上方，当导线通电时小磁针发生偏转，此现象表明电流周围存在______。【答案】并联高压磁场【解析】[1]在家庭电路中，电饭煲与空调之间工作相互不影响，是以并联的方式连接。[2]在输送功率一定时，电压越高，电流越小，输送过程中能量损失越小，所以从发电站到用电区采用高压输电。[3]在静止的小磁针上方，放一根导线，给导线通电时磁针将偏转，说明了通电导体周围存在磁场。【母题来源2】（2020·上海中考真题）在太阳系中，太阳属于（）A．恒星 B．行星 C．卫星 D．彗星【答案】A【解析】太阳是能够发光发热的，离我们最近的恒星；地球和水星是太阳的行星；而月球是地球的一颗卫星。故选A。【母题来源3】（2018·上海中考真题）下列各项中，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向均正确的是（）A．B．C．D．【答案】A【解析】四幅图中电流方向和线圈的绕法都相同，且电流从右前方流入、左后方流出，根据安培定则，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的左端为N极，螺线管的右端为S极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极，则磁感线方向向右，故CD错误；由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左下端为N极，右上端为S极，故A正确，B错误．故选A．【母题来源3】（2020·上海中考真题）家庭电路中，电饭煲与空调是______的（选填“串联”或“并联”）；发电站通过______输电线路将电能输送至远方的变电站（选填“高压”或“低压”）；将根导线置于静止的小磁针上方，当导线通电时小磁针发生偏转，此现象表明电流周围存在______。【答案】并联高压磁场【解析】[1]在家庭电路中，电饭煲与空调之间工作相互不影响，是以并联的方式连接。[2]在输送功率一定时，电压越高，电流越小，输送过程中能量损失越小，所以从发电站到用电区采用高压输电。[3]在静止的小磁针上方，放一根导线，给导线通电时磁针将偏转，说明了通电导体周围存在磁场。【母题来源4】（2018·上海中考真题）小明同学根据“小磁针在通电螺线管周围会受到磁力的作用，说明电流周围存在磁场”，从而猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”．①小明猜想的依据是_____．②同一物体在月球上受到的重力大约是地球的六分之一，推测月球上的“重力场”比地球的要_____（填“强”或“弱”）．③根据通电螺线管的磁场分布，小明推测重力场的最可能是下列那个图_____．【答案】地球附近的物体受到重力的作用弱甲【分析】（1）根据物体在地球附近受到重力猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”，（2）根据同一物体重力的大小，判断重力场的强弱；（3）根据“重力方向竖直向下”推测重力场的分布．【解析】（1）根据“地球附近的物体受到重力的作用”，猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”；（2）月球上受到的重力大约是地球的六分之一，重力场越强，重力越大，推测月球上的“重力场”比地球的要弱；（3）根据重力方向竖直向下，基本上指向地心的方向，类比在磁场中，小磁针受力方向为磁感线的切线方向，故图甲最有可能是“重力场”的分布．故答案为(1).地球附近的物体受到重力的作用(2).弱(3).甲【点睛】本题为猜想题，考查了重力的有关内容；关键是根据所学知识，得出正确结论，考查学以致用的能力．【母题来源5】（2017·上海中考真题）研究发现，人体内部存在磁场，人体内部的磁场与人体健康密切相关．①人体内部的磁场与地磁场相比很弱，若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场，则下列判断中合理的是_____（选填：A、B或C）．A．人体内部磁场的磁感线分布较疏B、人体内部磁场的磁感线分布较密C、两者磁场的磁感线疏密大致相同②对人体内部磁场存在的原因提出猜想，请写出一种猜想及其依据_____【答案】A电流周围有磁场，人体内也有电流【分析】（1）为了形象、准确的描述磁场，我们用一些带箭头的曲线来表示，这样的曲线叫磁感线，磁感线也是假想出来的，不是真实存在的；但磁场是确确实实存在．（2）地磁场的南极在地球的北极附近，地磁场的北极在地球的南极附近，地球的南北极与地磁场的南北极是不重合的．【解析】①磁场越强，反映在磁感线上分布较密，磁场越弱，反映在磁感线上分布较疏；人体内部的磁场与地磁场相比很弱，若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场，则人体内部磁场的磁感线分布较疏，故选a；②根据奥斯特实验，通电导体周围有磁场，对人体内部磁场存在的原因提出猜想：电流周围有磁场，人体内有电流【母题来源6】（2016·上海中考真题）根据图中通电螺线管的N极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极．【答案】【解析】磁感线由螺线管的N极出发，回到S极，磁感线方向如上图所示；螺线线右端为S，根据磁极间的作用可知，小磁针靠近螺线管的一端是N极，如上图中黑色的一端；由右手定则可以判断出电源的左端为正极，如图所示．．知识要点：一、磁磁场1.磁性和磁体：如果一个物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，该物体就具有磁性。具有磁性的物体叫做磁体。2.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极，它们的位置常在磁体的两端。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。注意：任何磁体都有两个磁极，即N极和S极，它们同时存在同时消失，现在还没有发现只有单名磁极的磁体（磁单极子）；对于条形磁体来说，中间磁性最弱，几乎感觉不到；如果看到两物体相互吸引现象，应想到两种情况：①异名磁极相互吸引；②磁体吸引铁类物质。如果是相互排斥，则一定是同名磁极之间的作用。3.磁场：磁体周围有一种看不见的物质叫做磁场。磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用。注意：磁场看不见摸不到，我们可以通过它对其他物体产生的作用去认识它，也可以通过它的基本性质来认识磁体周围空间存在磁场。这可与以前学习电流是否存在时通过观察灯泡是否发光相类比。这种把不能或不易观察研究的物体转变成容易观察到现象的方法叫做转化法。磁体间的相互作用都是通过磁场产生的。磁场的方向性并不是指整个磁场只有一个方向，而是指磁场中某一点小磁针N极的指示方向。磁场中每一点小磁针的磁场方向不同且只有一个。4.磁感线：为了形象地表示磁场的方向和分布情况，人们用一条条带有箭头的曲线来表示磁场，这些带箭头的曲线称为磁感线。磁体周围的磁感线总是从N极出发回到S极。磁场分布在磁体周围，因此磁感线应该部满磁体周围整个空间，并不只在一个平面上。磁感线上任意一点的切线方向都和该点的小磁针北极指向（受力方向）相同。知道了其中任意一个方向就可以知道其他方向。如图所示是常见的五种情况下磁感线的描述情况。5.地磁场：地球是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场，其形状与条形磁体类似；地磁两极位置：地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。6.磁化：使原来没有磁性的物质获得磁性的过程叫做磁化。磁化后磁性易消失的磁体是软磁体，例如软铁；磁化后磁性能长时间保持的磁体是硬磁体或永磁体，例如钢。二、电流的磁场1.电流的磁效应：平行于小磁针的导线通电后，会发现小磁针转动，改变电流方向，小磁针的转动方向也会改变。这就是奥斯特实验，奥斯特实验证实了电流的磁效应，且磁场方向和电流方向有关。2.通电直导线磁性太弱，若将导线缠绕在圆筒上，制成螺线管形状，磁场强度会增大，磁场情况和条形磁体相似，螺线管两端为磁体两极。3.通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，通电螺线管两端的极性与电流方向有关。4.通电螺线管的极性用安培定则判定：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N极。三、电磁波1.电磁波的产生：导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。2.电磁波的传播：（1）波峰、波谷：在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。（2）波长：邻近的两个波峰（波谷）的距离，叫做波长。（3）波速：用来描述波传播速度的物理量。（4）电磁波的传播速度：c=2.99792458×108m/s（5）电磁波频率的单位：赫兹（Hz）要点：（1）电磁波可以在真空中传播。（2）电磁波是一个大家族，光也属于电磁波。通常用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波。四、原子1、卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上；带负电的电子在原子核外空间绕核做高速运动，就像行星环绕太阳运转一样。2、原子结构1.原子是由居于中心的原子核和绕核作高速运动的电子构成的注意：1个原子只有1个原子核，不同的原子所含的电子数不一样。一．选择题1．以下不属于电能的优点是（）A．便于转化 B．便于输送 C．便于分配 D．便于开采【分析】电能的优点是便于输送，同时可通过线路方便地进行分配，并可通过各类用电器进行能量的转化。【解析】解：电的优点主要是：生产、使用方便；便于输送，同时可通过线路方便地进行分配，并可通过各类用电器进行能量的转化，故ABC不符合题意，D符合题意。故选：D。2．远距离输电采用高电压，这是因为在输送功率一定时，提高输送电压，可以（）A．减小输电导线中的电流 B．增大消耗的功率 C．增大输电导线的电流 D．减小输电线上的电阻【分析】根据电功率P＝UI可以知道，在功率一定时，电压越高，电流就越小，又根据P＝I2R可知，在电阻一定时，输电的电流越小，导线消耗的电功率越低。【解析】解：根据P＝UI，在输送功率一定时，提高输送电压U，可减小输电导线中的电流，再根据P＝I2R可知，在电阻不变的情况下，导线中的电流越小，导线消耗的电功率变小。因此通过前面的分析可知：A选项正确。故选：A。3．对于远距离输电，下列说法正确的是（）A．远距离输电输送的是直流电 B．高压输电可以减少电能损失 C．高压线路上的电压可以随意升高 D．输电线上的电阻越大，则电能损失越小【分析】根据P＝UI知，输送电功率一定，输电电压越大，输电电流越小，根据P损＝I2R可判断输电线上电能的损失。在高压输电中，电压是不可以随意升高的，要综合考虑各种因素，比如感抗、容抗等。【解析】解：A、远距离输电来自发电站，是交流发电机发出的，所以远距离输电输送的是交流电，故A错误；B、根据P＝UI知，高压输电电压高，电流小，根据P损＝I2R可知，高压输电可以减少电能损失，故B正确。C、高压输电必须综合考虑各种因素，电压不可以随意升高。故C错误；D、根据P损＝I2R可知，输电线上的电阻越大，则电能损失越大，故D错误。故选：B。4．根据卢瑟福的原子行星模型理论，分布于原子核外的粒子是（）A．核子 B．中子 C．质子 D．电子【分析】根据对原子结构知识的掌握分析答题。【解析】解：卢瑟福原子核式结构理论认为：原子由位于原子中心的原子核与核外带负电的电子组成，故D正确。故选：D。5．要想降低远距离输电线路电能的消耗必须（）A．升高输送电压 B．降低输送电压 C．用铜导线换掉铝导线以减小电阻 D．减小输出功率【分析】远距离输电过程中，电能耗损主要是由于电流的热效应而造成的；根据功率公式P＝I2R分析减小远距离输电电能损失的措施。【解析】解：远距离输电时，输电功率一定，根据P＝UI，知输电电压越高，输电电流越小。根据P＝I2R可知损失的功率越小。所以可以通过提高输电电压，减小输电电流来减少输电线上的电能损失。故A正确，BCD错误。故选：A。6．在太阳系中，月球属于（）A．彗星 B．恒星 C．行星 D．卫星【分析】（1）彗星能自身发光，彗星既不是恒星，也不是行星。（2）恒星由炽热气体组，能自发光球状或类球状体。（3）行星本身不发光，围绕恒星运转的天体。（4）卫星是指围绕行星轨道转动的天然天体，一般吧人造卫星也称作卫星。【解析】解：A、彗星本身能发光，月亮不会发光，月亮反射太阳光，故A错误。B、恒星本身能发光，月亮不会发光，月亮反射太阳光，故B错误。C、行星是不发光的天体，行星是绕恒星运转的，月亮本身不发光，月亮是绕地球这颗行星运转，所以月亮不是行星，故C错误。D、卫星是指围绕行星轨道转动的天然天体，月亮是绕地球这颗行星运转，所以月亮不是行星，故D正确。故选：D。7．实施“空中课堂”教学，它传输信息用到的是（）A．超声波 B．次声波 C．红外线 D．无线电波【分析】电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，可以传递信息；无线电波指频率在300MHz以下的电磁波。【解析】解：我们现在进行的“空中课堂”教学，利用的是无线电波传递信息，故ABC不符合题意，D符合题意。故选：D。8．使用WiFi上网，它传递信息用到的是（）A．超声波 B．次声波 C．无线电波 D．声呐【分析】手机是利用电磁波来传递信息的，电磁波可以在真空中传播。【解析】解：手机用“WiFi”上网是利用电磁波即无线电波来传递信息的，故C正确，ABD错误。故选：C。9．关于能源、能量，下列说法正确的是（）A．可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向 B．大量氢核的裂变，可以在瞬间释放出巨大的核能 C．能量是守恒的，不会发生能源危机 D．化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源【分析】（1）可再生能源可循环获得，且清洁、污染小，可以保证不会严重影响环境；（2）氢核聚变可瞬间释放出巨大的核能；（3）能量是守恒的，但由于能量的转化和转移具有方向性，所以无节制的消耗能源会造成能源危机；（4）不可再生能源是指在自然界中，有些能源不能够循环再生的能源称之为不可再生能源（一旦被耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生）。例如，煤、石油和天然气等化石燃料。【解析】解：A、可再生能源可循环获得，且清洁、污染小，可以保证不会严重影响环境，是未来理想能源的一个重要发展方向，故A正确；B、大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出巨大的核能，如氢弹，故B错误；C、由于能量的转化和转移具有方向性，所以无节制的消耗能源会造成能源危机，故C错误；D、化石能源、核能，不能在短期内从自然界得到补充，属不可再生能源；但水能可以循环使用，属可再生能源，故D错误。故选：A。10．关于高压输电，若输送的电功率一定，下列说法中正确的是（）A．电压增大到原来的2倍，输送的电能增大到原来的2倍 B．电压增大到原来的2倍，输送的电能增大到原来的4倍 C．电压增大到原来的2倍，损失的电能减小到原来的 D．电压增大到原来的2倍，损失的电能减小到原来的【分析】抓住功率一定，根据P＝UI求出输送电流的变化，根据W损＝I2Rt判断输电线上电能的损失。【解析】解：（1）根据W＝Pt可知，输送的电功率一定时，如果通电时间相同，电压增大到原来的2倍，输送的电能不变，故A、B错误；（2）根据P＝UI得，功率一定，输电电压提高到原来的2倍，则输电线上的电流变为原来的I，根据W损＝P损t＝（I）2Rt知，输电线上损失的电能变为原来的，故C正确，D错误。故选：C。二．填空题11．远距离输电时为了减少输电线上的电能损失，常采用高压输电（选填“高压”或“低压”）．在家庭电路中，消耗的电能常用电能表来测量。标有“220V100W”的电视机正常工作1小时耗电0.1度。【分析】①远距离输电，当功率一定时，提高电压，从而使电线中的电流减小，则电线上损失的电能减小；②用来测量用户消耗的电能仪表是电能表；③已知电视机的电功率和工作时间，根据公式W＝Pt可求电视机消耗的电能。【解析】解：①当输出功率一定时，若提高电压，则由P＝IU可知，电流降低，从而使电线上电阻的损失的功率减小，进而减小电能的损失；②电能表是用来测量用户消耗电能的；③由P＝可得，电视机正常工作1小时消耗电能：W＝Pt＝0.1kW×1h＝0.1kW•h＝0.1度。故答案为：高压；电能；0.1。12．为了减少输电损耗，发电厂的电能是通过高压输电的方式输送到各地，家里某电饭煲的铭牌上标有“220V800W”字样，它正常工作0.5小时消耗的电能是0.4度，电饭煲的电热丝发热是通过做功的方式增加了电热丝的内能。【分析】（1）根据电热的计算公式Q＝I2Rt和电功率公式P＝UI，输电功率不变，输电线的电阻不变，要减小输电线路上的电能损失，必须通过增大电压的办法来减小电流，从而减少电能的耗损；（2）由电饭煲铭牌求出电饭煲的功率，由W＝Pt可求出电饭煲消耗的电能；（3）家用电器工作的过程就是电流做功的过程，也是电能转化成其他形式能的过程。【解析】解：（1）在远距离输送电能时输电线路上的电能损失主要指的是电流的热效应而产生的，根据Q＝I2Rt可知，在电阻不变的情况下，电流越小，输电线上的电能损失就越小；根据电功率的计算公式P＝UI可知，在电功率一定时，要减小电流就要增大电压；（2）由“220V800W”知：电饭煲的额定功率P＝800W＝0.8kW，电饭煲正常工作t＝0.5h消耗的电能：W＝Pt＝0.8kW×0.5h＝0.4kW•h＝0.4度；（3）家用电器工作的过程就是电流做功的过程，也是电能转化成其他形式能的过程；电流通过电饭煲时将电能转化为内能。故答案为：高压；0.4；做功。13．如图所示，在春暖花开的季节里，小耿同学和他的家人一起在海边野餐活动。他们用水壶烧水，水壶中装有三分之二的水，水烧开以后可以看到水壶上的盖子会不停的上下跳动，并能听到盖子和壶的碰撞声。请利用所学物理知识对他观察到的两个现象做出解释。①水壶上的盖子跳动是水蒸气内能转化为盖子的机械能。②声音是由物体的振动产生的，空气能传声。【分析】①做功可以改变物体的内能，当对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能；②声音是由物体的振动产生的。【解析】解：①当加热壶中的水时，水汽化成水蒸气，随着水蒸气温度的升高，气体的内能增大，最后内能转化为盖子的机械能，会看到“跳动”现象；②能听到盖子和壶的碰撞声，这表明声音是由物体的振动产生的，空气能传声。故答案为：①水壶上的盖子跳动是水蒸气内能转化为盖子的机械能；②声音是由物体的振动产生的，空气能传声。14．卢瑟福发现：原子是由原子核和核外电子组成。【分析】解决本题应掌握原子的核式结构模型为：原子是原子核及核外电子组成，原子核由质子和中子组成。【解析】解：卢瑟福核式结构模型：原子是由位于原子中心的原子核和核外绕原子核做圆周运动的电子组成的，原子核由质子和中子组成，质子带正电，电子带负电。故答案为：电子。15．依据卢瑟福（填写科学家名字）的原子行星模型理论，在原子中绕核高速旋转的是电子。【分析】根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子行星模型理论，他认为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电的电子在原子核外绕核做圆周运动，据此回答问题。【解析】解：卢瑟福的原子结构模型认为：原子由原子核与核外电子组成，原子的全部正电荷与几乎全部质量集中在原子核上，带负电的电子在原子核外，绕原子核高速旋转。故答案为：卢瑟福；电子。16．在太阳系中，太阳是恒星；原子中带正电的粒子是质子；光的三原色是：红、绿、蓝。【分析】根据我们对天体的认识、原子结构的带电情况的了解、光的三原色的记忆可逐一作答。【解析】解：由课本知识可知，在太阳系中，太阳是恒星；原子中带正电的粒子是质子，中子不带电，电子带负电；光的三原色是红、绿、蓝。故答案为：恒；质子；红、绿、蓝。17．原子中不带电的粒子是中子。在太阳系中，地球是行星，宇航员在太空中通过无线电波把信息传输到地面指挥中心（选填“无线电波”或“声波”）。【分析】（1）原子是由电子和原子核组成的，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成的；（2）月球是地球的卫星，地球是太阳系中的一颗行星，太阳系是银河系的一员，银河系又是宇宙的一个星系，宇宙由大量的不同层次的星系构成；（3）飞船在太空中是通过无线电波传递信号的。【解析】解：（1）在原子中，质子带正电，电子带负电，原子核带正电是由于质子带正电，而中子不带电。（2）太阳系中有八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，地球是太阳系中的一颗行星。（3）太空中的信息是通过无线电波把信息传递到地面指挥中心。故答案为：中子；行；无线电波。18．上海地区家庭电路中，电视机、节能灯等用电器正常工作的电压均为220伏，它们消耗的电能可用电能表来测量。抗击新冠病毒期间，我们可以通过手机进行在线学习，其信号是通过无线电波传递到手机的（选填“声波”或“无线电波”）。【分析】家庭电路的电压是220V；电能可以用电能表来测量；手机是利用无线电波传递信息的。【解析】解：据教材知识可知，家庭电路的电压是220V；电能可以用电能表来测量；手机是利用无线电波传递信息的。故答案为：220；电能表；无线电波。19．用“北斗导航”进行导航时，卫星与导航设备之间是通过无线电波（选填“无线电波”、“声波”）来进行通信的。原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。磁体周围的曲线是用来描述磁场的强弱和方向。【分析】（1）导航仪是利用无线电波传递信息的，导航仪、地面端的中心控制系统、导航卫星间可以相互传递信息，无线电波的传播不需要介质，可以在真空中传播；（2）原子是由位于原子中心带正电的原子核、核外带负电的电子组成；原子核由带正电的质子和不带电的中子组成；（3）磁场是磁体周围存在的一种看不见的特殊物质，是真实的存在；磁感线是人们为了研究方便而假想出来的。【解析】解：用“北斗导航”进行导航时，卫星与导航设备之间是通过无线电波来进行通信的；原子核由带正电的质子和不带电的中子组成；磁体周围的曲线是磁感线，是用来描述磁场的强弱和方向。故答案为：无线电波；质子；磁场。20．2018年1月12日7时18分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十六、二十七颗北斗导航卫星。运载火箭在升空过程中，地面控制中心与运载火箭之间传输信息的载体是电磁波，其传播速度为3×105千米/秒。地球同步卫星绕地球运动的过程中，以地球为参照物，卫星是静止的（选填“运动”或“静止”），卫星的运动状态将改变（选填“不变”或“改变”）。【分析】（1）由于声音不能在真空中传播，而电磁波能在真空中传播，且在真空中的传播速度最快，故当代的航天、航空领域的通信都是通过电磁波实现的；（2）判断一个物体是运动还是静止，首先要看物体相对于参照物的位置是否发生改变，如果发生改变，则物体是运动的，如果没发生改变，这物体是静止的；（3）运动状态的变化包括物体由运动变为静止、由静止变为运动、运动速度和方向的变化。【解析】解：电磁波可以在真空中传播，地面控制中心与航天员之间传输信息的载体是电磁波，电磁波的传播速度等于光速，其传播速度为3×108m/s＝3×105km/s；地球同步卫星绕地球运动的过程中，以地球为参照物，卫星与地球的位置没有变化，是静止的；地球同步卫星绕地球运动的过程中，卫星的速度大小和方向都在不停的变化，所以卫星的运动状态将改变。故答案为：电磁波；3×105；静止；改变。21．无线电波与声波都可以传递信息，两者有许多相似与不同之处，请仿照下例，通过举例说明无线电波不同于声波的两个特点。序号事例特点1玉兔号探测器通过无线电波把月球表面图象传送回地球说明无线电波传送的距离可以很远2“玉兔”号探测器通过无线电波把月球表面图象传送回地球说明无线电波可以在真空中传播（无线电波的传播不需要媒介物）3通过无线电视直播可以把春晚的画面实时传播到千家万户说明无线电波传播的速度很快【分析】（1）电磁波可以在真空中传播，声波不能再真空中传播；（2）声音在15℃的空气中传播速度为340m/s，光在真空中的传播速度为3×108m/s；（3）声波可以直接被听到，电磁波不能直接被听到。【解析】解：“玉兔”号探测器通过无线电波把月球表面图象传送回地球，说明无线电波可以在真空中传播（无线电波的传播不需要媒介物）；通过无线电视直播可以把春晚的画面实时传播到千家万户，说明无线电波传播的速度很快；无线电通信时必须使用专业器材才能听到声音，说明无线电波不能被人耳直接所到。故答案为：“玉兔”号探测器通过无线电波把月球表面图象传送回地球；说明无线电波可以在真空中传播（无线电波的传播不需要媒介物）；通过无线电视直播可以把春晚的画面实时传播到千家万户；说明无线电波传播的速度很快。22．原子非常微小，星系极其宏大，但两者却又许多惊人的相似，某同学搜集了碳原子和太阳系的一些信息，整理在下表中。请根据表中的信息回答：原子星系原子直径约10﹣10米太阳系直径约1016米原子核体积约占原子总体积的太阳体积约占太阳系总体积的原子核质量占原子总质量的99.97%太阳质量占太阳系总质量的99.87%（1）原子内部电子绕着原子核旋转的场景可类比为星系中行星绕着恒星运转。（2）原子核或恒星的体积占总体积的比例极小，但原子核或恒星的质量占总质量的比例却极大。【分析】根据所了解的太阳系和原子结构模型进行解答。【解析】解：（1）在原子中，原子核居于中心，核外电子绕着原子核高速旋转，在星系中行星绕着恒星运转，因此原子内部电子绕着原子核旋转的场景可类比为星系中行星绕着恒星运转。（2）在原子中，原子核占总体积的比例极小，但质量占原子的大部分，核外电子的质量很小，在太阳系中，太阳位于中心，恒星质量也占了太阳系的质量的大部分。故答案为：（1）电子绕着原子核旋转；（2）但原子核或恒星的质量占总质量的比例却极大。三．实验探究题23．某小组同学研究无线电波照射到物体表面时，反射强度与哪些因数有关。它们在固定于远处的同一反射物表面添加不同材料的涂层，用无线电设备对其发出强度相同、频率不同的无线电波，通过观察设备显示器上光斑的大小来判断接收到反射回来的无线电信号强弱，光斑越大表示无线电信号越强，实验装置如图（a）所示，实验过程及现象如图（b）（c）（d）（e）所示。①分析比较图（b）、（c）、（d）的信息及相关条件可初步得出：强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上，在物体表面材料相同的情况下，频率越高，接收到反射回来的无线电信号越强；②分析图（b）和（e）的信息及相关条件可初步得出：强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上，频率相同，反射面的材料不同，接收到反射回来的无线电信号强弱不同。【分析】由材料知无线电波照射到物体表面时，反射强度与反射面的材料、无线电波的频率等因数有关，根据b、c、d、e分析得出结论即可。【解析】解：由材料知无线电波照射到物体表面时，反射强度与反射面的材料、无线电波的频率等因数有关。①由（b）、（c）、（d）知反射面的材料相同，无线电波的频率不同，故结论为：强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上，在物体表面材料相同的情况下，频率越高，接收到反射回来的无线电信号越强；②由（b）、（d）知电磁波的频率相同，反射面的材料不同，故结论为：强度相同的无线电波发射到等距的同一固定物体表面上，频率相同，反射面的材料不同，接收到反射回来的无线电信号强弱不同。故答案为：①在物体表面材料相同的情况下，频率越高，接收到反射回来的无线电信号越强；②频率相同，反射面的材料不同，接收到反射回来的无线电信号强弱不同。24．微波是一种很有“个性”的电磁波：微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；微波碰到含有水分的食物，其能量大部分被食物吸收。过量的微波辐射对人体有害。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉内的磁控管能产生振动频率为2.45×109Hz的微波，直达食物内部5cm深，使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了。用微波炉烹饪的速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上。（1）微波炉内产生的微波属于B。A．声波B．电磁波C．超声波D．红外线（2）家庭使用微波炉工作时，实现的能量转化的过程是电能转化为内能。（3）微波炉在使用时，食物不能用金属容器装入后放进炉内加热，试根据短文内容简述其原因：金属材料只反射，不吸收和传导微波能量，食物无法获得能量。（4）与其它灶具相比，微波炉烹饪速度快且热效率高的主要原因是：①微波可以穿过绝缘材料，不会消耗能量，直接把能量传给食物；②微波能直达食物内部5cm深，在食物内、外部同时加热，其能量大部分被食物吸收。。【分析】（1）根据题文中的信息：微波是一种很有“个性”的电磁波，可知微波炉内产生的微波属于电磁波；（2）根据题干中的信息，微波使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了，由此可知其工作时能量转化过程是电能转化为内能；（3）根据题干中的信息，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，所以食物不能用金属容器装入后放进炉内加热；（4）根据题干提供的信息：①微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，装食物的容器则用绝缘材料制成，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量②微波炉内的磁控管能产生振动频率为2.45×109Hz的微波，直达食物内部5cm深，使食物中的水分子也随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物“煮”熟了，以上两点就是微波炉烹饪速度快且热效率高的主要原因。【解析】解：（1）根据题干提供的信息微波是一种很有“个性”的电磁波，可知微波是一种电磁波，了解电磁波在生活中的应用；（2）微波炉工作时，其产生的电磁波，使食物的水分子随之振动，剧烈振动产生大量的热能被食物吸收，内能增加了，所以能量转化过程是电能转化为内能；（3）根据题文中的信息可知，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导它，所以食物不能用金属容器装入后放进炉内加热；（4）由题文的信息，微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，微波一碰到金属就发生反射，装食物的容器则用绝缘材料制成，所以微波在金属外壳、食物容器上几乎不消耗能量；微波能直达食物内部5cm深，食物的内部和外部几乎同时变熟，其能量大部分被食物吸收，所以微波炉烹饪速度快且热效率高。故答案为：（1）B；（2）电能转化为内能；（3）金属材料只反射，不吸收和传导微波能量，食物无法获得能量；（4）①微波可以穿过绝缘材料，不会消耗能量，直接把能量传给食物；②微波能直达食物内部5cm深，在食物内、外部同时加热，其能量大部分被食物吸收。25．自然界中的物质是由什么组成的呢？人类曾做过许多猜想，经历漫长的探究过程。（1）我们现在知道原子是由核外电子和原子核组成，原子核内部是由带正电的质子和不带电的中子组成的，这两种粒子统称核子。（2）真理的得出经历了前辈的艰辛探索，道尔顿最早提出原子的概念，并认为原子是“不可再分的实心球体”，汤姆生认为原子是“嵌着葡萄干的面包”，这两个观点是错误（填“正确”或“错误”）的。（3）如图甲是卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验，卢瑟福进行α粒子散射实验后，在分析实验结果的基础上，推翻了汤姆生提出的枣糕模型，他提出了图乙所示的原子核式模型。建立物理模型是物理研究中的一种重要方法，初二阶段，我们学习过的物理模型有光线（举一例）。【分析】（1）原子核的体积虽然很小，但还可以再分，分成带正电的质子和不带电的中子，这两种粒子统称为核子；（2）原子结构的认识历史，现代原子理论认为原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外电子构成；（3）卢瑟福进行α粒子散射实验后，认为原子是“行星模型”。如图甲是卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验，在分析实验结果的基础上，他提出了图乙所示的原子核式结构，通过建立模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为理想模型法。【解析】解：（1）原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成，这两种粒子统称为核子；（2）原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外电子构成，而非“嵌着葡萄干的面包”或“不可再分的实心球体”，即后面两个观点是错误的；（3）卢瑟福提出了原子核式模型，推翻了汤姆生提出的枣糕模型，这种研究方法属于建立物理模型；初二阶段，如研究光现象时，用“光线”来形象地表示光的传播路径和方向，这里的光线是物理模型。故答案为：（1）质子；中子；核子；（2）错误；（3）枣糕；核式；光线。26．如图1所示，是α粒子散射实验示意图。1909年，著名科学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，结果发现，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数的α粒子偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。（1）根据实验现象，卢瑟福提出，“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是原子核；（2）1μm金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，下列有关该现象的解释中合理的是B；A．原子的质量是均匀分布的B．原子内部绝大部分空间是空的（3）卢瑟福根据实验现象，经过想象、类比提出了原子核式结构模型。这种方法在物理学研究中叫建构模型（选填“控制变量”或“建构模型”）法。（4）根据以上的现象分析，以氢原子为例，正确的模型是图2中的C。【分析】根据原子结构分析解答；原子的质量主要集中在原子核上，核外有一个非常大的空间，“控制变量”和“建构模型”法是物理学中经常用到的研究方法。【解析】解：（1）绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数的α粒子偏转超过90°，说明原子的质量主要集中在原子核上，这里的“很小的结构”指的是原子核；（2）原子核外有一个非常大的空间，使绝大多数α粒子穿过后方向不变，故B正确；（3）卢瑟福根据实验现象，经过想象、类比提出了原子核式结构模型。这种方法在物理学研究中叫建构模型法；（4）原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小、质量大，原子核外有一个非常大的空间，核外电子围绕原子核作高速运动，故C图正确。故答案为：（1）原子核；（2）B；（3）建立模型；（4）C。磁场、电流的磁场专练一、单选题1．（2020·上海松江区·九年级二模）发现电流磁效应的科学家是（）A．牛顿 B．奥斯特 C．安培 D．托里拆利【答案】B【解析】A．牛顿在力学方面做出了卓越贡献，著名的牛顿第一定律就是牛顿归纳总结的，故A不符合题意；

B．奥斯特通过奥斯特实验揭示了电流周围存在磁场，成为第一个揭示电和磁联系的人，故B符合题意；

C．安培总结出了电流周围的磁场方向和电流方向的关系定则−−安培定则，故C不符合题意；

D．托里拆利通过托里拆利实验测出了大气压强的值，一个标准大气压等于760mm水银柱产生的压强，故D不符合题意。

故选B。2．（2020·上海嘉定区·九年级二模）小磁针静止在螺线管的附近，闭合开关S时，通电螺线管磁感线方向如图所示，则下列判断正确的是A．通电螺线管的右端为N极 B．电源的右端为正极C．小磁针一直保持静止 D．小磁针N极逆时针转动【答案】B【分析】本题考查磁场、磁感线，电流的磁场相关知识，根据磁感线的特点何，右手螺旋定则分析求解。【解析】A．在磁体外部，磁感线总是从N极发出，最后回到S极。所以螺线管的左端为N极，右端为S极，故A项错误；B．根据安培定则，伸出右手，让右手的大拇指指示螺线管的N极（螺线管的左端），四指弯曲则指示电流的方向。所以，电流由最右端的导线流入，即电源的右端为正极，故B项正确；CD．因为螺线管的右端为S极，根据磁极间的相互作用，小磁针的N极会被吸引，即小磁针N极会向左顺时针转动，故CD项错误。故选B。3．（2020·上海崇明区·九年级二模）在图中，静止小磁针N极指向正确的是（）A．a B．b C．c D．d【答案】B【解析】由图可知，通电螺线管正面电流方向向下，则由右手螺旋定则可知，通电螺线管右端为N级，左端为S极，根据磁极之间的相互作用可知，静止时b小磁针N极指向正确，故选B。4．（2019·上海长宁区·中考模拟）如图所示，小磁针静止．当电键S闭合时A．M点的磁场方向向右 B．M点的磁场方向向下C．小磁针顺时针转动90° D．小磁针逆时针转动90°【答案】D【解析】AB．由图中螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则知道，螺线管的右端为N极，左端为S极；又因为在磁体外部，磁感线的方向是从N极指向S极，故M点的磁场方向向左，故AB错误；CD．由于同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以，小磁针将逆时针转动90°，故C错误，D正确．5．（2018·上海静安区·）下列关于条形磁铁的描述中，正确的是（）A．条形磁铁不能吸引钴和镍B．条形磁铁中间的磁性最强C．条形磁铁周围的磁性强弱分布均匀D．条形磁铁两端的磁感线最密【答案】D【分析】掌握条形磁体的性质．【解析】A.磁体能够吸引磁性材料，因此条形磁铁能够吸引铁屑．故A不正确；B.条形磁铁中间的磁性最弱，两端的磁性最强，故B不正确．C.条形磁铁周围的磁性强弱分布不均匀，中间的磁性最弱，两端的磁性最强，故C不正确；D.条形磁铁两端的磁感线最密，故D正确．故选D.6．（2019·上海松江区·中考模拟）若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是A． B．C． D．【答案】B【解析】地球是一个大磁体，地磁场的形状与条形磁铁相似，地磁场的南北极与地理南北极相反，即地磁的北极在地理的南极附近，故B正确．7．（2018·上海奉贤区·中考模拟）如图所示，下列说法正确的是A．A点处磁场不存在 B．B点处磁场最强C．C点处磁场比B点处强 D．D点处磁场方向为水平向左【答案】C【解析】ABC、根据磁场特点可知A点磁场存在，B点不在两极磁场不最强，C点靠近N极，故磁场比B点强，故AB错误，C正确；D、D点未在水平的磁感线上，故D处磁场方向不是水平向左，故D错误．8．（2018·上海闵行区·中考模拟）下列运用相同科学方法研究的是（1）同一直线上力的合成（2）用水流比作电流⑶用磁感线描述磁场（4）串联电路的总电阻A．（1）与（3） B．（2）与（4） C．（2）与（3） D．（1）与（4）【答案】D【解析】（1）同一直线上力的合成，用的是等效法；（2）用水流比作电流，用的类比的方法；（3）用磁感线描述磁场，用的是理想模型法；（4）串联电路的总电阻，用的是等效法；故（1）（4）用的方法相同，D符合题意。二、填空题9．（2019·上海浦东新区·中考模拟）如图所示，通电螺线管的左端是_____极；磁体周围的曲线是用来描述_____的强弱和方向。用“北斗导航”进行导航时，卫星与导航设备之间是通过_____来进行通信的。【答案】S磁场无线电波【解析】【解析】由图可知电源左端为正极，即电流从螺旋管左端流入，右端流出，根据螺旋管的线圈绕向，再利用安培定则可确定螺旋管右端为N极，左端为S极；磁场周围的曲线（磁感线）是用来描述磁场的强弱和方向的；无线电波（电磁波）可以传递信息，“北斗导航”进行导航时，卫星与导航设备之间是通过无线电波（电磁波）来进行通信的。10．（2019·上海嘉定区·九年级二模）丹麦科学家________首先发现“电流周围存在磁场”。如图所示，闭合电键，小磁针将