苏科版九年级下册16.1磁体与磁场同步练习（含解析）

苏科版九年级下册 16.1 磁体与磁场 同步练习
一、单选题
1．地理的两极和地磁场的两极并不重合。世界上最早记录这一现象的人是（　　）
A．沈括 B．伽利略 C．托里拆利 D．阿基米德
2．如图所示的四个实验中，不能确定钢棒本身具有磁性的是（　　）
A．小磁针与钢棒排斥
B．静止时始终南北指向
C．能吸引更多铁屑
D．电流表指针偏转
3．关于指南针和地磁场，下列说法正确的是（　　）
A．指南针的北极指向地球的地理南极
B．地球的地理两极与地磁场的两极完全重合
C．地球周围存在磁场，因此指南针能指示方向
D．信鸽是靠绑在其身上的小磁针来导航的
4．关于磁现象，下列说法正确的是（　　）
A．悬吊的小磁针静止时N极指向地理南极附近
B．磁体外部的磁感线都是从N极出发，回到S极
C．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
D．磁场、磁感线是客观存在的，因此可以用磁感线形象描述磁场
5．以下说法中正确的是（　）
A．磁场是真实存在的
B．小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反
C．磁感线是从磁场中实际存在的曲线
D．地磁场的方向由地理北极指向南极
6．关于磁现象，下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线分布越密的地方，磁场越弱
B．磁体之间不接触也能产生相互作用力
C．异名磁极相互排斥，同名磁极相互吸引
D．磁体的磁性只有在磁体吸引铁块时才存在
7．小东在探究条形磁体周围磁场的特点时，实验现象如图所示。小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（　　）
A． B． C． D．
8．关于物理现象和物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．为了防止触电，必须把用电器的开关接在火线上
B．验电器的原理是异种电荷相互吸引
C．小磁针静止时，S极的指向与该点磁场方向相同
D．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
9．如图所示，能正确反映磁体周围的磁感线分布的是（　　）
A． B． C． D．
10．下列常见的物品中能被磁铁吸引的是（　　）
A．橡皮 B．铁钉 C．塑料尺 D．铜片
11．我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②研究磁场时，引入磁感线；③在探究动能与速度关系时，控制质量相同；④用光线来描述光的传播路径和方向。其中，运用了相同研究方法的是（　　）
A．①② B．②④ C．③④ D．②③
12．两个磁极间的磁感线分布如图所示，小磁针在B点静止。下列判断正确的是（　　）
A．磁极周围的磁感线是真实存在的 B．甲、乙磁极均为S极
C．小磁针的上端为S极 D．在A、B两点的磁场强弱相同
二、填空题
13．小磁针自由静止时总是指向南北，说明地球周围存在______，磁悬浮列车是利用同名磁极相互_____原理。
14．磁场方向：在磁场中的某一点，小磁针______时_______所指的方向就是该点的磁场方向。磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同。
15．如图是小美在淄博市科技馆完成的“铁钉桥”。左右两侧的桥墩是电磁铁，闭合开关，电磁铁通电有磁性，这时将小铁钉沿右侧桥墩依次连接起来，便可形成“天桥”。这是因为小铁钉和桥墩接触时被 ______，有了磁性，所以将铁钉逐个连接时不会掉下来。
16．《论衡》中记载：“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图所示，“柢”即握柄，是磁体的______（选填“N”或“S”）极，静止时指向地磁场的______（选填“南”或“北”）极。
三、综合题
17．磁悬浮地球仪是使用磁悬浮技术的地球仪，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，给人以奇特新颖的感觉和精神享受．
（1）磁悬浮地球仪的球体中有一个磁铁，环形底座内有一金属线圈，通电后相当于电磁铁．金属线圈与球体中的磁铁相互____（吸引、排斥），使球体受力___（平衡、不平衡），从而悬浮于空中．磁悬浮地球仪是利用丹麦物理学家奥斯特发现的电流的___效应工作的．当磁悬浮地球仪停止工作时，在“拿开球体”和“切断电源”之间应先______．
（2）将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下，球体就会从原来的悬浮位置向下运动，此时金属线圈中的电流___（增大、减小），磁性增强，金属线圈对球体的作用力___（大于、小于）球体重力，球体到达最低点后向上运动返回原悬浮位置．由于球体具有___，球体越过原悬浮位置向上运动，此时金属线圈中的电流减小，磁性减弱，球体速度越来越___（大、小），到达最高点后向下运动，并再次回到原悬浮位置．几经反复，球体最终停在原悬浮位置．
（3）磁悬浮地球仪正常工作时，功率为1W．则工作一个月（30天）耗电___kW h，这些电能大部分转化成了_____（机械能、内能）．
18．磁控防盗装置内装有干簧管(如图甲)，干簧管有两个软铁片和玻璃管组成，软铁片触点在弹力的作用下处于断开状态，当磁体靠近干簧管时，软铁片触点状态会发生变化。把条形磁体分别放在乙图中的I、Ⅱ、Ⅲ三个位置时，触点的开合状态和软铁片的极性情况如表
磁体位置 竖直放置并靠近 水平放置并靠近
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
触电状态 闭合 断开 闭合 ？
软铁片的极性情况
（1）根据铁片被磁化的规律，当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），在图丙括号中标出软铁片的极性情况______；干簧管此时触点状态为______；
（2）如左图，门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管，其内部简化电路如（中间）图，磁控防盗装置的工作原理是：夜间关上门，闭合开关S，启动防盗报警器，此时报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，电铃响起。右图虚线中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有______ (选填图中的字母)。
19．“绿皮车”到“磁悬浮”
在东城区明城墙遗址公园的南侧，有一幢建筑风格特异的红色铁皮屋顶的房子，它是1901年建成的京奉铁路信号所原址，信号所旁边遗留着一段京奉铁路的铁轨，如图所示．这座老建筑和这段老铁轨见证着我国轨道交通的不断发展．2007年4月我国第一列火车动车组开通，以内燃机为原动力的绿皮火车，正在陆续被更快速、更舒适、更环保的轨道交通方式所取代，使城市之间的通行时间大大缩短．目前，在我国高铁动车发展建设的同时，磁悬浮列车的研发和试运行也在紧张有序地进行中．
一般磁悬浮列车有两种形式：一种是利用同名磁极相互相斥的原理而设计的电磁力运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行．另一种则是利用异名磁极相互吸引的原理设计的电磁力运行系统的磁悬浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持毫米的气隙，使感应钢板的吸引力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行．
我们可以预见，随着超导材料和超低温技术的发展，修建磁浮铁路的成本会大大降低，磁悬浮列车需要的技术及性能要求将逐渐成熟．到那时，磁悬浮列车作为一种快速、舒适的“绿色交通工具”，将会飞驰在祖国的大地上．
小东同学在某次游学活动中，乘坐G503次高铁从北京西至武汉站．列车从北京西出发时刻为14时43分，当天19时43分抵达武汉站，若北京西至武汉站总旅程是1230km，则小东同学乘坐该次列车的平均速度是______．
如图甲、乙所示是两种实验型号的磁悬浮列车的横截面结构图，其中______选填“甲”或“乙”图所示型号的磁悬浮列车利用了同名磁极相互排斥的原理．
结合所学的物理知识，你认为超导磁悬浮列车与普通列车相比有哪些优势？目前阶段你认为制约超导磁悬浮列车大规模发展的原因是什么________？各提一条即可
20．通过以下材料的阅读完成下列各题
S1线﹣﹣连接门头沟与城区的新通道北京轨道交通S1线采用中国北车唐车公司生产的“玲龙号”磁悬浮列车，如图所示．车体涂装颜色红白相间，车窗车门以灰色点缀．采用铝合金车体，宽幅车身，具有转弯半径小、爬坡能力强、噪音低等特点．最高时速超100公里，计划配10列，2017年底通车后S1线将成为国内第一个实现商业运营的中低速磁悬浮线路．规划阶段曾称门头沟线，是北京市建设的一条中低速磁悬浮轨道线．该线路沿线共有8个站点，分别为苹果园站、金安桥站、四道桥站、曹各庄站、上岸站、栗园庄站、小园站及石门营站．其中石门营站﹣﹣金安桥站区间于2017年12月底开通试运营．有相关西延规划，将设站南村，鲁家滩，戒台寺，潭柘寺4站．磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行．列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，大大减小了运行中的阻力，最高运行时速可达100km/h以上．如图为磁悬浮列车S1线悬浮原理的示意图．S1线采用的“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同．只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上．通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能．电动机的“定子”通电时，通过电流对磁场的作用就可以推动“转子”转动．磁悬浮列车轨道就像被一个个电动机铺满，当向轨道这个“定子”输电时，通过电流对磁场的作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动了．
（1）如图中的列车是通过_______方法悬浮起来的．
A．异名磁极相互吸引 B．同名磁极相互吸引 C．异名磁极相互排斥 D．同名磁极相互排斥
（2）磁悬浮列车获得动力的原理是：_______
21．阅读下面短文，回答问题。
善变的软磁铁
如图 所示为中国科技馆探索与发现展厅的一个名为“善变的软磁铁”的展品，体验者推动如图所示的软磁铁A向永磁铁B移动（永磁铁的右端是 N 极），会感觉到同性的软磁铁和固定的永磁铁之间的斥力越来越大，推动越来越吃力。但是，当软磁铁继续 靠近永磁铁，两者接近到一定距离时，两块磁铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力。这 件展品让观众们体验了软磁铁与永磁铁之间同性相吸的奇妙特性。
磁铁一般分为软磁铁和硬磁铁。所谓软，是指这些材料容易磁化，在磁性上表现“软”。在一般情况下，软磁铁同样也表现出硬磁铁中的一类——永磁铁的正常属性，但当普通永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁材料的磁矩方向发生了变化，两者的斥力会突然转变为吸引力。软磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失，也易于通过敲打和加热退磁，它广泛用于电工设备和电子设备，如应用在电磁铁、变压器和电机的铁芯中，以便在断电后磁性消失。
(1)图中当永磁铁和软磁铁接近到一定距离时，两磁铁间变为吸引力，此时软磁铁的左端是_____极；（选填“N”或“S”）
(2)下列实例中应用的磁铁，_____不适合选用软磁体。
A．电磁继电器 B．电磁起重机 C．实验室中常用的强磁铁
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
北宋学者沈括在《梦溪笔谈》记载了指南针指向“常微信东，不全南也”，即：地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离，是第一位指出地磁偏角的科学家，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】
A．同名磁极相互排斥，小磁针与钢棒相互排斥，说明都具有磁性，故A不符合题意；
B．钢棒指南北，这是磁体的基本性质，说明钢棒具有磁性，故B不符合题意；
C．铁芯能使通电螺线管的磁性增强，不能说明钢棒具有磁性，故C符合题意；
D．导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流（可以从电流表指针发生偏转来体现），这是电磁感应现象，说明钢棒具有磁性，故D不符合题意。
故选C。
3．C
【详解】
A．地球是一个巨大的磁场，周围存在着地磁场，地磁北极在地理南极，地磁南极在地理北极，故A错误；
B．地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近，地理南北两极与地磁南北两极不是完全重合，存在着一个夹角，叫磁偏角，故B错误；
C．地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围存在着磁场，正是由于地磁场的存在，使得指南针总是能够指南北，故C正确；
D．信鸽是靠地磁场来导航的，身上没有专门的小磁针，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．悬吊的小磁针静止时N极指向地理北极附近，因为地磁南极在地理北极附近，故A错误；
B．磁体外部的磁感线都是从N极出发，回到S极，故B正确；
C．磁场中某点的磁场方向与是否有小磁针无关，只是规定小磁针静止时N极指向为该点磁场方向，故C错误；
D．磁感线是理想模型，并不存在，可以用磁感线形象描述磁场，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】
A．磁场虽然看不见摸不着，但它是真实存在的，故A正确；
B．由磁场方向的定义可知，小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相同，故B错误；
C．磁感线是为了描述空间磁场假想的闭合曲线，在磁场外部从磁场的N极出来回到S极，故C错误；
D．地磁场的方向是由地理南极附近指向地理北极附近，故D错误。
故选A。
6．B
【详解】
A．所谓磁感线只是用来表征磁场强弱的方式，用线画出来比较直观，磁感线并不是确实存在的，磁感线分布越密的地方，磁场越强，故A错误；
B．由于磁体周围存在磁场，所以磁体之间不需要直接接触，也能产生相互作用力，故B正确；
C．磁极的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故C错误；
D．磁性是磁体的基本性质，永磁体的磁性是永久存在的，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】
AB．小磁针放在条形磁体的周围，条形磁体的周围存在磁场，小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，由图甲可知，条形磁体的左端是N极，右端是S极，在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入，故A符合题意，B不符合题意；
CD．在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入，在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极到N极，所以磁感线是闭合的，故CD不符合题意。
故选A。
8．A
【详解】
A．家庭电路的开关，一定要接在火线上，这样断开开关时，用电器才不会带电，更安全，故A正确；
B．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，验电器的原理是利用同种电荷相互排斥来工作的，故B错误；
C．将可自由转动的小磁针放在磁场中某一点静止时，小磁针N极指向为该点的磁场方向，故C错误；
D．橡胶棒在于毛皮摩擦的过程中带来负电，说明橡胶棒的原子核对核外电子的束缚能力强，在摩擦的过程中得电子，带了负电，而毛皮失去电子带正电，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
磁体外部磁感线从N极流向S极，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10．B
【详解】
磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引橡胶、塑料、铜这些材料制成的物体，故ACD不符合题意。
故选B。
11．B
【详解】
①研究电流时把它与水流相比，采用的是类比法；
②研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；
③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变，采用的是控制变量法；
④研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法，故②④相同，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
12．C
【详解】
A．为了形象地描述磁场的性质，物理学中引入了磁感线，但磁感线不是真实存在的，故A错误；
B．由图可知，磁感线都是从甲、乙两磁极出来的，所以甲、乙磁极都是N极，故B错误；
C．图中小磁针附近的磁感线方向是向下的，因小磁针在磁场中静止时，其N极的指向为该点的磁场方向，所以小磁针的下端为N极，上端为S极，故C正确；
D．图中A、B两点到磁极的距离不同，且周围磁感线分布的疏密程度不同，所以这两点磁场强弱是不相同的，故D错误。
故选C。
13． 磁场 排斥
【详解】
[1]磁体间的相互作用都是通过看不见而又客观存在的磁场而发生的，小磁针自由静止时总是指向南北，说明地球周围存在着磁场；
[2]磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁悬浮列车利用同名磁极相互排斥，使列车与轨道彼此分离，减小了摩擦，而提高车速。
14． 静止 北极
略
15．磁化
【详解】
左右两侧的桥墩是电磁铁，小铁钉和桥墩接触时被磁化，小铁钉有了磁性，所以将铁钉逐个连接时不会掉下来。
16． S 北
【详解】
[1][2]司南放在地上，它的握柄静止时指向S极，地磁场的南北极与地理南北极相反，所以握柄静止时指向地磁场的北极。
17． 排斥 平衡 磁 拿开球体 增大 大于 惯性 小 0.72 内能
【详解】
试题分析：（1）从图可知：球体与底座是相互分离的，故可判断球体与底座是相互排斥的；
静止状态是一种平衡状态，受到的力平衡；
电磁铁是利用电流的电磁效应工作的；
如果先切断电源，电磁铁失去磁性，地球仪在重力作用下会落下来，没有保护措施会把地球仪摔坏．
（2）电磁铁磁性强弱与电流的大小有关，其他条件相同，电流越大，磁性越强；
一切物体都具有惯性．
（3）利用电能公式W=Pt求出消耗的电能；由于线圈有电阻，根据焦耳定律知磁悬浮地球仪正常工作时将电能大部分转化成了内能．
（1）因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的；
又因为球体在空中静止，所以球体受力平衡；
磁悬浮地球仪中的电磁铁是利用电流的电磁效应工作的；
当磁悬浮地球仪停止工作时，应先“拿开球体”再“切断电源”，防止地球仪在重力作用下会落下来而摔坏．
（2）将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下时，由于通电线圈的磁性增强，所以可判断此时金属线圈中的电流增大；由于通电线圈的磁性增强，地球仪所受的磁力会大于地球仪的重力；在按力作用下，地球仪向下运动，球体到达最低点后又由于此时磁力大于重力，所以球体向上运动，返回原悬浮位置时，由于球体具有惯性，球体越过原悬浮位置向上运动，此时金属线圈中的电流减小，磁性减弱，磁力越来越小，球体速度越来越小，到达最高点后向下运动，并再次回到原悬浮位置．几经反复，球体最终停在原悬浮位置．
（3）磁悬浮地球仪正常工作一个月时耗电量：W=Pt=0.001kW×24h×30=0.72kW h．
由于线圈有电阻，所以磁悬浮地球仪正常工作时将电能大部分转化成了内能．
考点：磁极间的相互作用；能量转化的现象；电功的计
点评：此题考查的知识点较多，要从题目中寻找有用的信息，利用有关知识点解题
18． 闭合 ACD
【详解】
（1）[1][2]由图乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置的磁化情况可知：磁簧片靠近条形磁铁的N极的一端是S极，另一端是N极；所以铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是互为异名磁极。当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙Ⅳ位置)，条形磁铁对铁片磁化后的情况如下图
在两舌簧端面形成异名磁极，因相互吸引而吸合，所以干簧管触点为闭合状态。
（2）[3]由电路图知道，干簧管和电铃并联后与电阻串联，开关在干路上，夜间关上门，闭合开关S，由于此时报警电铃不响，则干簧管触点处于闭合状态，对电铃短路，所以报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，干簧管退磁，触点在弹力作用下分开，干簧管触点处于断开状态，电流通过电铃，则电铃响起．由此可知：门处于关闭状态时，干簧管和磁体之间的距离最近，并且干簧管触点是处于闭合状态；由实验结果知道，在干簧管和磁体靠近时，能使干簧管处于闭合状态的是磁体在ACD的位置。
19． 246 乙 见解析所示
【详解】
分析：（1）知道该列车从北京西出发时间以及到站时间，可求列车的运行时间，又知道由北京西到武汉站的路程，利用速度公式求列车由北京西到武汉站这段路程中的平均速度；
（2）磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，结合实际实用情况分析解答．
（3）①结合磁悬浮列车的工作原理即可找出其优点；
②某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象．发生超导现象时的温度叫”临界温度”；据此回答．
解答：（1）列车由14：43从北京西出发，19：43到达武汉站，所以列车的运行时间t=19：43-14：43=5h，由北京西到武汉站的路程s=1230km，则小东同学乘坐该次列车的平均速度：
．
（2）①如甲图列车上磁体上端的磁极和轨道上磁体下端的磁极应该是异名的，利用异名磁极互相吸引的原理将车身托起，使列车悬浮与铁轨是相互分离；车身托起，列车和轨道分离，减小了列车对钢轨的压力，从而减了小摩擦阻力，提高了运行速度．
如乙图列车上磁体上端的磁极和轨道上磁体下端的磁极应该是同名的，利用同名磁极相互排斥的原理将车身托起，使列车悬浮与铁轨是相互分离，但是运行时会出现左右偏移，不如甲图安全．
②超导磁悬浮列车与普通列车相比优势有：磁悬浮列车和轨道的接触面分离，减小摩擦力，所以具有：高速、舒适、无噪声、无污染、低能耗等优点．
制约超导磁悬浮列车大规模发展的原因：超导体需要在很低的温度下才能实现，所以低温技术是制约超导磁悬浮列车大规模发展的原因．
故答案为（1）246；（2）乙；（3）高速、舒适、无噪声、无污染、低能耗；低温技术．
【点睛】本题以磁悬浮列车为背景，考查了速度公式的应用、磁极间的相互作用等知识，关键要从材料中获得有用的信息，属于基础性题目，难度不大．
20． A 通电导体在磁场中受到力的作用
【详解】
（1）由题意可知，列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方的；
由如图可知，悬浮电磁铁在轨道电磁铁的下方，所以轨道电磁铁和悬浮电磁铁相互吸引时能使磁悬浮列车悬浮，靠的是异名磁极相互吸引的原理工作的，故选A．
（2）由题意可知，“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同，所以，磁悬浮列车获得动力的原理是：通电导体在磁场中受到力的作用．
21． S C
【详解】
(1)[1]同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当永磁铁和软磁铁接近到一定距离时， 两磁铁间变为吸引力，说明此时软磁铁的左端是S极。
(2)[2]软磁体易被磁化，磁性也易消失，故实验室中常用的强磁铁不适合选用软磁体。
故选C。
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