初中物理沪科版九年级全册第十七章 从指南针到磁浮列车综合与测试课堂检测

初中物理·沪科版·九年级全一册——第十七章 从指南针到磁浮列车

本章检测

满分:100分,限时:45分钟

一、选择题(每小题4分,共40分)

1.(2020湖南邵阳中考)指南针是我国古代的四大发明之一,如图17-4-1所示是我国早期的指南针——司南。公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。这句话中“柢”和“南”分别指的是              (　　)

图17-4-1

A.指南针的南极,地理的南极

B.指南针的北极,地磁的北极

C.指南针的北极,地理的北极

D.指南针的南极,地磁的南极

2.(2021独家原创试题)关于生活中的磁现象,下列说法中正确的是 (　　)

A.将磁性材料制成“门吸”,利用了同名磁极相互吸引的性质

B.古人利用指南针指示方向,利用了地磁南、北极和地理南、北极重合的特点

C.在名贵的机械手表旁放一块强磁铁,可以使其长期保持走时准确

D.磁浮列车能够悬浮着跑,是利用了磁极间的相互作用

3.(2021吉林长春外国语学校期末)首先发现“电流磁效应”的科学家是 (　　)

A.奥斯特　　　　B.安培　　　　C.法拉第　　　　D.焦耳

4.(2021独家原创试题)关于磁体和磁场,以下说法中正确的是 (　　)

A.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的

B.指南针静止时,其北极指向地磁场的北极

C.铜、铁、铝等物质都能被磁化

D.磁场看不见,摸不着,是不存在的

5.(2020湖北襄阳中考)地理的两极和地磁的两极并不重合,最早记述这一现象的是 (　　)

A.奥斯特　　　　　　　　  B.沈括

C.安培　　　　　　　　  D.法拉第

6.(2021独家原创试题)在通电螺线管的四周放置一些小磁针,当小磁针静止时的指向如图17-4-2所示,图中小磁针涂色的一端为它的N极,则下列说法中正确的是　              (　　)

图17-4-2

A.通电螺线管的B端是N极

B.通电螺线管周围存在磁场

C.通电螺线管中的电流方向受小磁针指向的影响

D.通电螺线管的磁场分布跟蹄形磁铁的磁场分布相似

7.(2020北京顺义一模)图中所示的电源正、负极,电流方向和通电螺线管的N极三者关系正确的是              (　　)

A.　　　　　　　　B.

C.　　　　　　　　D.

8.(2020福建福州福清一模)小明利用铁钉与漆包铜线制成一个电磁铁,并将其接入电路,如图17-4-3所示。当开关闭合后              (　　)

图17-4-3

A.铁钉中有电流产生　　　　　　　　B.铁钉的温度急剧升高

C.铁钉能吸引大头针　　　　　　　　D.铁钉能吸引小纸屑

9.(2020四川乐山中考)下列所示的实验装置中,能说明电动机工作原理的是 (　　)

A.   B.

C.    D.

10.(2021独家原创试题)如图17-4-4所示,是扬声器(喇叭)的结构示意图。当扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流时,线圈会在永久磁体的作用下,带动纸盆振动发声。下列说法中正确的是              (　　)

图17-4-4

A.锥形纸盆振动越快,产生的声音响度越大

B.锥形纸盆振幅越大,产生的声音音调越高

C.扬声器中的永久磁体不会对线圈有力的作用

D.电动机的工作原理与动圈式扬声器的工作原理相同

二、填空题(每空2分,共20分)

11.(2021独家原创试题)两个磁极间的磁感线分布如图17-4-5所示,则甲为磁体的　　　(选填“N”或“S”)极,A、B两点磁场强度不同,其中A点的磁场更　　　　(选填“强”或“弱”)。 

图17-4-5

12.(2019四川成都中考)如图17-4-6所示,用细线悬挂的磁体AB,磁极未知。当闭合电路开关S后,磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥,则B端是磁体的　　　　极。 断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的　　　　(选填“北方”或“南方”)。 

图17-4-6

13.如图17-4-7为某电磁继电器的工作原理图,将开关S闭合,电磁铁　　　　(有/无)磁性,　　　　(电灯/电铃)工作。 

图17-4-7

14.(2019山东济宁中考)如图17-4-8所示,当开关闭合后,螺线管上方的小磁针静止在图示位置,则小磁针的右侧为　　极。关于通电螺线管磁场的方向,小明通过实验得出的结论是:通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。请对此结论做出评价　                                                                                                                                                                                                                                                                                         　。 

图17-4-8

15.如图17-4-9所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒AB水平处于磁场中。当棒中通以由A向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计),此时金属棒受到的磁场力方向为　　　　 。若要使橡皮筋处于拉伸状态,在不人为对棒施力的条件下,请提出一项可行的措施:　　　　　　　　　　　　　。 

图17-4-9

三、作图与实验探究题(共28分)

16.(2020辽宁鞍山中考)(4分)请根据图17-4-10中磁感线的方向标出永磁体的N极,并在括号内标出电源右侧的极性(用“+”或“-”表示)。

图17-4-10

17.(2020浙江绍兴新昌期中)(12分)“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图17-4-11所示的实验:在静止的小磁针上方平行地放一根直导线,闭合开关,原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因,两同学有着不同的假设。

图17-4-11

甲:是因为导线通电发热,造成导线周围空气温度升高,空气的对流运动使小磁针偏转。

乙:是因为电流周围存在磁场,磁场对磁针产生了力的作用。

(1)没通电时,静止的小磁针的N极指向　　　　(选填“南方”或“北方”)。 

(2)两同学讨论后,设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的:他们调换电池的正、负极,改变电流的方向,闭合开关,如果甲同学的假设是正确的,预计应该看到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)老师在其他实验条件不变的情况下,把小磁针从直导线下方移到了直导线上方,闭合开关后,小磁针的转动方向将　　　　(选填“不改变”或“改变”)。 

18.(12分)为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图17-4-12所示)。他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用力轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。

图17-4-12

(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采取的措施是:　　　　　　　、　　　　　　　(写出两点)。 

(2)开关闭合后,如果电动机不转,可能的原因是:　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　(写出两点)。 

(3)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是　　　　　　,并在虚线框中画出实验电路图。 

四、综合应用题(共12分)

19.(2020贵州黔西南中考)如图17-4-13是一款可以设定不同出水温度的电热饮水器原理示意图,R是加热电阻丝,阻值为44 Ω,Rt是热敏电阻,其阻值与温度的关系式为Rt=5+0.5t(式中Rt单位是 Ω,t的单位是 ℃),R0是设定温度的变阻器。控制电路中,电源电压为3 V。当电磁继电器线圈中的电流小于等于10 mA时,衔铁片会弹起,触点分离,热水器停止加热。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]

(1)如果将水只加热到80 ℃,闭合开关,则滑动变阻器的阻值要调到多大?(电磁铁线圈电阻忽略不计)

(2)容器内装有700 mL、初温为20 ℃的水,将其加热到100 ℃,用时4 min,则该饮水器正常工作时加热效率是多少?

图17-4-13

一、选择题

1.答案　A　“柢”指的是指南针的南极,“南”指的是地理的南极,地理的南极在地磁的北极附近,A正确,B、C、D错误。

2.答案　D　将磁性材料制成“门吸”,利用了异名磁极相互吸引的性质,A错误;地磁南、北极和地理南、北极并不重合,B错误;在名贵的机械手表旁放一块强磁铁,会使手表内的部分零件磁化,走时不准,C错误;磁浮列车能够悬浮着跑,是利用了磁极间的相互作用,D正确。故选D。

3.答案　A　1820年,奥斯特意外地发现在通电导体周围存在磁场,故选A。

4.答案　A　磁体之间的相互作用是通过磁场发生的,A正确;指南针静止时,其北极指向地磁场的南极,B错误;铁、钴、镍等物质能够被磁化,铜、铝等物质不能被磁化,C错误;磁场虽然看不见,摸不着,但是真实存在的,D错误。故选A。

5.答案　B　地理的两极和地磁的两极并不重合;我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中最早记述了这一现象。

6.答案　B　因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故通电螺线管的A端为N极,B端为S极,A错误;小磁针在通电螺线管的周围发生了偏转,说明通电螺线管的周围存在磁场,B正确;通电螺线管中的电流方向决定了通电螺线管两端的磁极,从而决定了小磁针的指向,C错误;通电螺线管的磁场分布跟条形磁铁的磁场分布相似,D错误。故选B。

7.答案　D　A选项中,根据右手螺旋定则可知,螺线管的右端为N极,故A错误;B选项中,电流的方向是错误的,故B错误;C选项中,电源的正、负极反了,故C错误;D选项中,电源的正、负极,电流的方向和通电螺线管的N极三者关系正确,故D正确。故选D。

8.答案　C　利用铁钉与漆包铜线制成电磁铁,并将其接入电路中,由于电流的磁效应,铁钉会产生磁性,但不会在铁钉里产生电流,A错误;当导线中有电流通过时,产生的热量较少,铁钉的温度不会急剧升高,B错误;通电后铁钉有磁性,能吸引大头针,不能吸引小纸屑,故C正确,D错误。故选C。

9.答案　A　电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的。A图中,开关闭合后,通电导体受到力的作用,在导轨上运动,将电能转化为机械能,这是电动机的工作原理,故A符合题意。

10.答案　D　锥形纸盆振动越快,频率越高,产生的声音音调越高,A错误;锥形纸盆振幅越大,产生的声音响度越大,B错误;当线圈中有电流通过时,扬声器中的永久磁体会对线圈有力的作用,C错误;当扬声器的线圈中通有携带声音信息、时刻变化的电流时,处在磁场中的线圈会受到永久磁铁的作用力而带动纸盆振动产生声音,扬声器工作时,将电能转化为机械能;电动机的原理与它的原理相同,D正确。故选D。

二、填空题

11.答案　S　弱

解析　由题图可知,磁感线从乙出来,进入甲,说明乙是磁体的N极,甲是磁体的S极;磁感线越密集的位置磁场越强,所以A点的磁场比B点弱。

12.答案　N　北方

解析　由右手螺旋定则可以初步判断通电螺线管左端为N极,再根据通电螺线管左端与磁体的B端相互排斥可知,磁体B端为N极。断开开关,磁体静止后,由于地磁场的影响,B端会指向地磁南极,即地理的北方。

13.答案　有　电灯

解析　闭合开关,电磁铁中有电流通过,电磁铁有磁性,吸引衔铁,动触点和下面的静触点接触,电灯工作。

14.答案　S　不正确,实验时,当电流反向时,小磁针磁极的指向发生改变,表明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关,与绕线方向无关

解析　右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的右端,则通电螺线管的右端为N极,由磁极间的相互作用可知,小磁针右端为S极;小明得出的结论不正确,实验时,当电流反向时,小磁针磁极的指向发生改变,表明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关,与绕线方向无关。

15.答案　竖直向上　 改变电流方向(或使磁场反向、减小电流、减弱磁场等)

解析　当棒中通以由A流向B的电流时橡皮筋处于松弛状态说明金属棒AB受到了一个竖直向上的磁场力的作用;若电流的方向发生改变,金属棒AB所受磁场力方向就会变为竖直向下,橡皮筋将会处于拉伸状态,改变磁场的方向、减小电流、减弱磁场都可以使橡皮筋处于拉伸状态。

三、作图与实验探究题

16.答案　如图所示

解析　由图中磁感线的方向可知永磁体的右端为N极,通电螺线管的左端为S极、右端是N极;根据右手螺旋定则,电流从螺线管的右端流入、从左端流出,所以电源的右端为正极。

17.答案　(1)北方　(2)小磁针偏转的方向不变　(3)改变

解析　(1)没通电时,小磁针在地磁场的作用下N极指向北方。(2)他们调换电池的正、负极,改变电流的方向,磁场方向改变,如果甲同学的假设是正确的,小磁针偏转的方向应不变。(3)由于电流产生的磁场在导线上、下方的方向相反,当小磁针从下方移到上方之后,小磁针的转动方向会改变。

18.答案　(1)对调磁体的N、S极　对调电池的正、负极

(2)磁场太弱　线圈处于平衡位置

(3)滑动变阻器　如图所示

解析　(1)影响通电导体在磁场中受力方向的因素有两个,分别是:磁场方向、电流方向。要想改变线圈的转动方向,使两个因素中的一个反向即可。

(2)线圈不转,可能是线圈不受磁场力,即电路中没有电流或线圈处于平衡位置;同时因线圈和转轴之间有阻力存在,故还有可能是线圈受到的磁场力较小,无法带动线圈。因此导致线圈不转的原因有:磁铁的磁性不强、线圈的匝数太少、电池电压太小导致电流较小、线圈处于平衡位置等。

(3)影响导体在磁场中受力大小的因素有磁场强弱、电流大小。在本实验中要想调节线圈的转速,可以改变电流的大小,故需要接入滑动变阻器,与电动机串联即可起到改变电流大小的作用。

19.答案　(1)255 Ω　(2)89.1%

解析　(1)由题意可知,当设定的温度为80 ℃时,停止加热时控制电路中的电流I=10 mA=0.01 A,由I=可得,控制电路的总电阻R总===300 Ω,

由Rt=5+0.5t(式中Rt单位是Ω,t的单位是℃)可得,此时热敏电阻的阻值为45 Ω,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路的阻值R0=R总-Rt=300 Ω-45 Ω=255 Ω;

(2)容器内水的体积V=700 mL=700 cm3,

由ρ=可得,容器内水的质量m=ρV=1.0 g/cm3×700 cm3=700 g=0.7 kg,

水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.7 kg×(100 ℃-20 ℃)=2.352×105 J,

该饮水器正常工作4 min消耗的电能W=t=×4×60 s=2.64×105 J,

该饮水器正常工作时加热效率η=×100%=×100%≈89.1%。