中考物理培优训练及解析从指南针到磁悬浮.docx
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中考物理培优训练及解析从指南针到磁悬浮
培优训练及解析：
从指南针到磁浮列车单元
一、选择题
1.在研究物质结构时，引入了“原子”的概念，在研究磁现象时，引入了“磁感线”的概念；在研究机械运动时，引入了“参照物”的概念；在研究物质的导电性能时，引入了“绝缘体”的概念，其中属于假想，实际上并不存在的是（）
A.原子B.磁感线C.参照物D.绝缘体
【答案】B
【详解】在研究物质结构时引入的“原子”；在研究机械运动时，引入的“参照物”；在研究物体的导电性时，引入的“绝缘体”，原子、参照物、绝缘体是对客观事实的定义或命名；而在研究磁现象时，引入的“磁感线”；为了使问题简单明了，根据磁场性质假想为简单易懂、看得见的一条有方向的线模型，但实际上并不存在。
2.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
【详解】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．
3.如图所示，给电磁铁通电，磁铁AB（A端为N极，B端为S极）及弹簧测力计在图中的位置静止不动，在滑动变阻器的滑片向a端滑动的过程中，关于电流表的示数和弹簧的长度变化的情况是
A.电流表的示数增大，弹簧的长度将增加
B.电流表的示数增大，弹簧的长度将减小
C.电流表的示数减小，弹簧的长度将增加
D.电流表的示数减小，弹簧的长度将减小
【答案】B
【详解】试题分析：
先据安培定则判断出电磁铁的上端是N极还是S极，再由滑片的移动可知螺线管中电流的变化，进一步可知磁性强弱的变化，最后由受力变化得出弹簧长度的变化．
解：
由安培定则可知，该电磁铁的上端是N极，下端是S极，
由磁极间的作用规律可知，此时电磁铁和上面的磁体是相互排斥的，
在滑动变阻器的滑片向a端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，
由I=
可知，电路中的电流增大，即电流表的示数增大，故CD错误；
此时电磁铁的磁性增强，与磁体的排斥力变大，弹簧的长度将减小，故A错误，B正确．
故选B．
【点评】能利用安培定则判断出电磁铁的极性，并能结合欧姆定律判断出电流的变化是解决该题的关键．
4.小明在做“研究磁铁的磁场”实验时，不慎将铁屑撒在实验桌上，为了收集铁屑，小明想用磁铁去直接吸引铁屑，同组的小波建议用塑料袋或白纸包裹磁铁后再去吸引铁屑．比较这两种方法，你认为（）
A.小明方法可行，小波的方法不可行
B.小波的方法可行，小明的方法不可行
C.小明和小波的方法都可行，但小明的方法好些
D.小明和小波的方法都可行，但小波的方法好些
【答案】D
【详解】磁铁可以吸引铁屑，所以两种方法都是可行的，但小波的方法还有一个优点，铁屑吸上来不与磁铁直接接触，可以很容易将铁屑和磁铁分开。
【点睛】收集较小的铁制品，可以使用磁铁吸引铁质物体的特点来收集；不让磁铁和铁制品直接接触，可以更容易将二者分离。
5.如图所示的实验中，若将以下给出的物体依次置于U形磁体与回形针之间，会使回形针下落的是
A.铜皮B.钢板C.纸片D.玻璃
【答案】B
【详解】钢板是磁性材料,插入蹄形磁体的磁场中会被磁化,蹄形磁体的磁场不能穿越磁性材料,回形针会下落．铜皮、纸片、玻璃是非磁性材料，插入蹄形磁体的磁场中不会被磁化，蹄形磁体的磁场能穿越非磁性材料，回形针还受磁场的作用，回形针不会下落.由此可以知道，会使回形针下落的是钢板，所以B选项是正确的；所以B选项是正确的．
【点睛】磁体能把磁性材料磁化，非磁性材料不能磁化．当磁性材料插入中间时，磁性材料被磁化，蹄形磁体的磁场不能穿越磁性材料，下端没有磁场,回形针会脱落．
6.根据图中放在磁场里的小磁针的指向（小磁针黑端为N极），各图中标出的磁感应线的方向和磁体名称完全正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A．图中磁体的N极靠近N极，故A错误；
B．图中磁体的S极靠近S极，且磁感线没有从磁体的N极出来回到S极，故B错误；
C．图中磁体的N极靠近S极，磁感线从磁体的N极出来回到S极，故C正确；
D．图中磁体的S极靠近S极，且磁感线没有从磁体的N极出来回到S极，故B错误。
7.在如图中，能正确表示小磁针静止时N极指向的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.电流从左端流入，右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针N极指向错误，故A错误；B.电流从左端流入，右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针N极指向错误，故B错误；C.电流从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针N极指向正确，故C正确；D.电流从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针N极指向错误，故D错误．故选C.
【点睛】根据电流方向结合安培定则先判断通电螺线管的N、S极，在利用磁极间的作用规律：
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，确定小磁针的N极指向．
8.小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”．关于该实验，下列说法正确的是
A.小灯泡发光是把光能转化为电能B.电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C.电风扇发电过程是把电能转化为机械能
D.电风扇发电的原理是电磁感应
【答案】D
【详解】电动机的原理是通电导体在磁场中受力，能量转化是电能转化为机械能；发电机的原理是电磁感应现象，能量转化是机械能转化为电能．
尽管电风扇里装的是电动机，但此题中是当作发电机用的，故说明的是磁场中运动的线圈可以产生电流，即电磁感应现象，其能量转化是机械能转化为电能．
9.电磁炮是一种先进的动能杀伤武器，它是利用磁场对通电导体作用的原理，对金属炮弹进行加速，具有速度快、命中率高等特点．下图中与此工作原理相同的是
A.
B.
C
D.
【答案】D
【分析】明确通电导体在磁场中受力的作用这一原理，主要应用于电动机．对选项中各电器的工作原理进行分析，最后做出判断．
【详解】A、图中实验装置，无电源，研究电磁感应现象，故A错误；
B、图中实验为电流的磁效应，故B错误；
C、图中的实验时探究带电体的性质，故C错误；
D、图中实验装置，有电源，研究通电导体在磁场中受力，故D正确．
10.如图是一款利用电磁悬浮技术制作的没有“地轴”的地球仪，其原理是：
将空心金属球放在通电的线圈上，电磁场在金属球表面产生涡流，涡流与磁场作用形成磁力，从而实现地球仪的悬空静止．地球仪悬空静止的原因是
A.只受到磁力的作用B.由于惯性的作用
C.没有受到重力的作用D.磁场的磁力和重力相互平衡
【答案】D
【详解】地球仪处于静止状态，属于平衡状态，它受到竖直向下的重力和向上的磁力，是一对平衡力，故选D
11.下面各种家用电器中没有用到电动机的是
A.电风扇B.电熨斗C.录音机D.洗衣机
【答案】B
【详解】A.电风扇通电后扇叶能够转动，故用到了电动机；B.电熨斗通电后，是将电能主要转化为热能，是利用了电流的热效应，故电熨斗没有用到电动机．C.录音机通电时，磁带会随电动机转动而走动，故它是应用了电动机；D.洗衣机通电时，滚筒会发生转动，表明洗衣机内部有电动机，所以洗衣机应用了电动机．故选B.
【点睛】电动机的工作特点是通电以后，电动机的转子会发生转动．所以要判断哪个用电器应用了电动机，就看哪个用电器通电以后，会发生转动．
12.如图甲所示，在水平地面上的磁体上方，有挂在弹簧测力计上的小磁体（下部为N极）．小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体下端，沿图示水平路线从A缓慢移到B.则图乙中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的图象是（）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当挂着的磁体向右移动时，相互吸引力逐渐减小，而过了大磁体中点后，相互排斥力逐渐增大，故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变小的．
二、填空题
13.小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制成了一个如图所示的指南针．指南针能指南北说明地球周围存在着______．该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的____（填“N”或“S”）极．
【答案】
（1）.磁场
（2）.S
【详解】地球周围存在着磁场，因此指南针可指示南北；地磁场的南北极与地理的南北极相反，即指南针北极指向磁场的南极，所以指南针的北极指向地理的北极，指南针的南极指向地理的南极．
14.物理学规定：
________电荷定向移动方向为电流方向．（“正”或“负”）
【答案】正
【详解】试题分析：
电荷的定向移动形成电流，有三种情况：
正电荷定向移动形成电流；负电荷定向移动形成电流；正负电荷向相反方向移动形成电流．物理学规定：
把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向．故答案为正．
考点：
电流的方向
15.磁体上________的部位叫磁极．每个磁体都有________个磁极，一个叫________极（）极，另一个叫________极（）极．
【答案】
（1）.磁性最强
（2）.两（3）.N（4）.北（5）.S（6）.南
【详解】磁体上磁性最强的部分叫做磁极，任何磁体都有两个磁极；当磁体能够自由转动时，最终总会有一个磁极指向北方，这个磁极称为N极，另一个磁极指向南方，称为S极．
【点睛】磁极是磁体上磁性最强的部位，每个磁体都有两个磁极：
一个N极，一个S极．
16.当开关S闭合时，通电螺线管左侧小磁针静止时S极的指向如图所示，则电源的右端是_____（“+”“﹣”）极．若滑动变阻器的滑片P向右移动，则通电螺线管周围的磁场会_____（选填“增强”、“不变”或“减弱”）．
【答案】
（1）.+
（2）.增强
【分析】
（1）小磁针的左端为N极、右端是S极，根据磁极间的相互作用规律可得通电螺线管的N、S极；
（2）由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，再由欧姆定律可知通过螺线管的电流的变化，得出通电螺线管磁性强弱的变化．
【详解】
（1）如图小磁极静止时左侧为N极、右侧为S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以螺线管左端为N极、右端为S极；根据安培定则判断电流从螺线管右端流入，故电源右端是正极（+）；
（2）当滑片向右移动时，滑动变阻器连入电阻减小，则由欧姆定律可得，电路中电流增大，故通电螺线管的磁性增强．
17.如图的实验中，闭合开关后，导体棒ab向右运动，若要使ab向左运动，你的方法是________．上述整个过程是将________能转化为________能．
【答案】
（1）.让电流从a流向b（改变磁铁的南北极的位置）
（2）.电（3）.机械
【详解】解答：
如图的实验中,闭合开关后,导体棒ab向右运动,若要使ab向左运动,即改变电流的方向或磁场的方向即可,故可以让电流从a流向b（改变磁铁的南北极的位置）；在上述过程中，消耗电能，产生机械能，所有是将电能转化为机械能的过程．
点睛：
通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向、电流方向两个因素有关．只改变其中一个因素，可以改变运动方向，同时改变两个因素，运动方向不会改变．
18.我国宋代的学术著作《梦溪笔谈》中有如下一段叙述：
“方家（指精通某种学问的行家）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也（不是正南方向）．”以上叙述的现象证明地球是一个________．小磁针南极大致指向地理的南极，这说明地磁的________极在地理的南极附近．
【答案】
（1）.磁体
（2）.北
【详解】地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近．
【点睛】
（1）地球是一个巨大的磁场,周围存在着地磁场；
（2）磁极间的相互作用是:
同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引．
19.如右图所示通电螺线管上方放一个小磁针，小磁针静止时的方向如图所示，通电螺线管c端为___极（填“N”或“S”），电源a端为____极（填“正”或“负）
【答案】
（1）.北（N）
（2）.负
【详解】试题分析：
小磁针的磁极为，左S、右N，那么根据磁极间的相互作用，可知螺线管的磁极为，c端为N、d端为S，根据安培定则，电源的a端为负极，b端为正极．
考点：
磁极间的相互作用安培定则
20.如图，小磁针在纸面上能自由转动．闭合开关后，通电螺线管的上端的小磁针将沿________方向转动（“顺时针”或“逆时针”）．当滑动变阻器的滑片向a端移动时，通电螺线管的磁场将_________
【答案】
（1）.顺时针
（2）.减弱
【详解】试题分析：
当开关闭合后，螺线管中有电流通过，电流方向向右，利用右手螺旋定则可以判断出，螺线管上端为N极；由于磁极间相互作用的规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针将沿顺时针方向转动；当滑片向a移动时，电路中的总电阻变大，电流变小，通电螺线管的磁性将减弱.
考点：
右手螺旋定则；通电螺线管的磁性与哪些因素有关；欧姆定律；磁极间相互作用的规律.
21.如图是家庭电路中一个限流装置的示意图，在图中电流方向时电磁铁P的右端为________极．当电路由于发生短路或使用的用电器________等原因导致电路过大时，电磁铁磁性增强，将衔铁Q吸过来，开关S在弹簧拉力的作用下被拉起，切断电路，起到保护作用．
【答案】
（1）.N
（2）.总功率过大
【详解】试题分析：
（1）安培定则内容为：
用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为螺线管N极方向；故由电流的方向结合右手螺旋定则可判出通电螺线管的磁极；
（2）家庭电路中电流过大的原因有：
一是短路；二是用电器总功率过大；
解：
（1）电流由左侧流入，故四指从电流流入的方向去握住螺线管，此时会发现大拇指指向该螺线管的右边，故该螺线管的右边是N极，左边是S极；
（2）因为家庭电流中电流过大的原因有：
短路或总功率过大．因此无论什么原因导致电流过大时，电磁铁的磁性都会增强，则吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用．
故答案为N；总功率过大．
【点评】
（1）对于一个通电螺线管，只要知道电流的方向、线圈的绕法、螺旋管的N、S极这三个因素中的任意两个，我们就可以据安培定则判断出另一个．
（2）考查了家庭电路中电流过大的原因以及电流的大小可以影响电磁铁的磁性强弱，更重要的是要学会读图分析电磁继电器的工作过程．
22.如图所示，在磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，则电流表的示数_____，弹簧的长度将_____（选填变小、不变或变大）．
【答案】
（1）.变大
（2）.变大
【详解】试题分析：
因为滑片从a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，所以电路中的电流变大，即电流表示数增大；又因为电流增大通电螺线管的磁性增强，根据右手定则可得，螺线管的上端为S极，下端为N极，又因为异名磁极相互吸引，所以螺线管对磁铁的吸引力增大，弹簧伸长的长度变大．故答案为变大，变大．
【考点定位】影响电磁铁磁性强弱的因素；磁极间的相互作用；通电螺线管的极性和电流方向的判断；电路的动态分析
三、实验探究题
23.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验室准备的器材有：
电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干．小明利用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路．
（1）实验中通过观察电磁铁______的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同．
（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______（填“增加”或“减少”），说明电流越______，电磁铁磁性越强．
（3）根据图示的情境可知，______（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，______，电磁铁磁性越强．
（4）实验中用到的一种重要科学研究方法是______．
A.类比法
转换法
控制变量法
等效替代法．
【答案】
（1）.吸引大头针的数量
（2）.增加（3）.大（4）.甲（5）.线圈匝数越多（6）.BC
【详解】
（1）由于磁性的强弱是直接看不出来的，所以可通过电磁铁吸引铁钉的多少来认识其磁性强弱，即电磁铁吸引的铁钉越多，则说明磁性越强；
（2）由电路图知道，当滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路中的总电阻变小，由欧姆定律知道电路中的电流会变大，所以，电磁铁甲、乙吸引铁钉的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强；
（3）由图示的情境知道，甲、乙是串联在电路中的，而串联电路电流的相同，但不同的是甲缠绕的线圈的匝数多，又因为甲电磁吸引铁钉的个数多，由此得出的结论是：
电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强．
（4）由以上分析知道，实验中用到的一种重要科学研究方法是转换法和控制变量法．
【点睛】本题考查的是探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验，考查了转换法和控制变量法的应用，解题的关键是知道在此实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱．
24.用如图甲、乙所示的装置，分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”．
（1）在图甲中，闭合开关后，通电螺线管的右端为______极．（选填“N”或“S”）
（2）在图甲实验过程中，将电源正负极对调，发现小磁针的偏转方向发生改变．这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和______________有关．
（3）图乙中，闭合电路中的一部分导体AB静止不动，当磁体左右运动时，灵敏电流计的指针___（选填“会”或“不会”）偏转．这说明闭合电路的部分导体在磁场中做______运动时，导体中会产生感应电流．
【答案】
（1）.N
（2）.电流方向（3）.会（4）.切割磁感线
【详解】试题分析：
（1）由图知：
闭合开关，电流从螺线管右侧流入，从左侧流出．用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指所指的方向即通电螺线管的右端为N极，另一端为S极．如下图所示：
（2）改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，螺线管磁场的方向与电流方向有关；（3）闭合电路中的一部分导体左右运动时，在磁场中做切割磁感线的运动，导体中就会产生感应电流，灵敏电流计的指针会偏转．
【考点定位】通电螺线管的磁场
四、综合题
25.图所示是检验磁场对通电导线作用力的实验装置．当导线中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上．
（1）如果仅将两磁极对调位置，导线受力向________；
（2）如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线受力向________．
【答案】
（1）.下
（2）.上
【详解】由左手定则可得，通电导线的电流由a向b，则
（1）磁极对调后，由左手定则可判出导线受力向下；
（2）将磁极和电流同时改变后，由左手定则得受力方向不变，仍向上．
26.阅读短文，回答问题
双触点干簧管
双触点干簧管是一种磁控开关，结构如图所示，其外壳是一只密封的玻璃管，管内充有某种惰性气体，并装有A、B和C三块簧片，其中B和C是用铁或镍等材料制成，A是用铜或铝等非磁性材料制成，A的端点与C的端点是固定端点，B的端点是自由端点，正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当绕在干簧管上的线圈通电时，如图所示，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，当吸引力大于B的弹力时，B与A的端点分开，并与C的端点接触.而当B与C的吸引力减小到一定程度时，B在弹力的作用下与C的端点分开，重新恢复与A的端点接触.
请问答下列问题：
（1）在如图中，若要使螺线管的右端为N极，则电源左端是________极.
（2）簧片A、B和C所对应的材料可能是________.（填写序号）
①铜、铁、铁②铜、铝、铁③铁、铁、铜④镍、铁、铝
（3）如图所示，请将电路连接完整，要求闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电.____
【答案】
（1）.负
（2）.1（3）.
【详解】
（1）若要使螺线管的右端为N极，根据安培定则，电流从螺线管的右端进入，左端流出，所以电源左端是负极．
（2）由题，A、B和C三块簧片，其中B和C是用铁或镍等材料制成，A是用铜或铝等非磁性材料制成，所以簧片A、B和C所对应的材料可能是铜、铁、铁，答案为①；
（3）当开关S闭合后，电路接通红灯亮，故红灯与螺线管相连且与簧片A组成一条支路；通电后螺线管产生磁性，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，把簧片吸下来，绿灯电路接通灯亮．所以绿灯与C相连．这样交替进行．如图所示：
点睛：
干簧管实际是一种继电器控制电路，其作用相当于一个开关．
27.运用知识解决问题：
（1）如图所示的实验装置图中，属于研究电动机原理的是________，这个过程中________能转化为________，电动机在生活中的应用实例有________、________
（2）如图是继电器利用低电压来间接控制高电压电路一个装置电路．当低压电路的开关S闭合时，电磁铁具有________，衔铁被________，触点________，使高压工作电路中有电流通过，电动机工作
（3）如图的电路盒面板上有两个灯L1、L2，两个开关S1、S2，一个电压表，一个电流表．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验：
请根据实验情况在方框内画出盒内电路的电路图．________
（4）如图所示电路中，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为“6V3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A．
①当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大_______？
②当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路阻值不得小于多少____？
整个电路的电功率的变化范围是多少_____？
【答案】
（1）.
（2）
（2）.电（3）.机械（4）.电风扇（5）.洗衣机（6）.磁性（7）.吸下（8）.接触（9）.
（10）.12Ω（11）.6Ω（12）.24～36W
【详解】
（1）读图可知,图
（1）是通电导体在磁场中受力的装置图，符合电动机的原理；在其工作过程中将电能转化为机械能，生活中的电风扇、洗衣机等都是利用了电动机来工作的；
（2）电磁继电器的左侧为控制电路，右侧为工作电路，当开关闭合后，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动，使触点接触，工作电路接通，电动机工作；（3）依次分析表中的数据与现象可以看出,当
单独闭合后,所有元件均不工作,说明它的位置不在干路,只能控制个别元件的工作;当
单独闭合后,所有元件均工作,说明它控制着整个电路的通断;当
同时闭合时,灯
不亮,说明它被短路,并通过电压表示数的变化可知,这不是一个
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