浙教版科学八年级下期中实验探究专练一（含解析）

期中实验探究专练一
、实验题
在探究通电螺线管外部磁场的实验中，采用了如图1所示的实验装置。
（1）当闭合开关S后，小磁针　 　发生偏转（填“会”或“不会”），说明通电螺丝管与小磁针之间是通过　 　发生力的作用。
（2）用铁屑来做实验，得到了如图2所示的情形，它与　 　磁铁的磁场分布相似。为描述磁场而引入的磁感线　 　（填“是”或“不是”）真实存在的。
（3）为了研究通电螺线管的磁极性质，老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的　 　有关，且这个关系可以用　 　判断。
小宇参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下：将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
(1)从小宇的实验可得出的初步结论是_____。
(2)根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁体的_____减弱直至消失，无法_____(选填“排斥”或“吸引”)弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。
(3)根据这一现象，你认为生活中要保持磁体的磁性不减弱，应注意什么 ______。
如图所示是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(电阻不计)和自制的针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针发生偏转。
（1）指针下方的物体A应由材料（　　）制成。
A．铜 B．铁 C．铝 D．塑料
（2）当开关闭合后，电磁铁右端应为磁极的　 　极。
（3）实验发现：保持滑片P的位置不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会　 　(填“变大”或“变小”)。
（4）此实验还可研究电磁铁磁性强弱与　 　因素有关。
元素周期表是化学学习和研究的重要工具。如图所示为元素周期表的一部分：
（1）②所示元素与③所示元素的元素符号分别是　 　和　 　。它们在元素周期表里属于同一　 　(选填“周期”或“族”)，写出②所示元素与氧元素组成的化合物的化学式　 　。
（2）③所示元素原子的核外电子数是　 　，它在发生化学反应时容易　 　(选填“得到”或“失去”)电子，形成的离子符号是　 　。
如图所示，某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
（1）下表是该组同学所做实验的记录：
电磁铁（线圈） 50匝 100匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流/A 0.8 1.2 1.5 0.7 1.1 1.3
吸引铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14
比较实验中的1、2、3，可得出的结论是：　 　。
（2）同学们发现当电流较小时，实验中电磁铁没有吸引起铁钉，那么通电电磁铁到底有没有磁性呢？他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是　 　。（写出一种即可）
（3）该小组同学比较实验中的1、4（或“2、5”或“3、6”）也能得出“线圈匝数越多，电磁铁磁性越强”的正确结论，请你说说理由：　 　。
阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝 费尔和彼得 格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”．
更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”．组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”．
进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时．用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如图所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息．
（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是
A．铜、银 B．铁、铜 C．铜、铝 D．铁、镍
（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.7nm时，这种复合膜电阻　 　（选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”．
（3）“新型读出磁头”可将微弱的　 　信息转化为电信息．
（4）铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R0 　 　（选填“大”或“小”）得多。
（5）如图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域．将“新型 读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是下图中的　 　
小明利用如图所示装置探究磁化过程，图中容器内装的是一些铁屑，架上所夹的是一根较长的软铁棒．
（1）比较甲、乙两图中的现象可知：当磁极靠近软铁棒时，软铁棒由于被________而显出________．
（2）小明从图乙中拿开条形磁铁，发现软铁棒下端的铁屑纷纷掉下来，这说明软铁棒获得的磁性________（选填“能够”或“不能够”）保持．
（3）小明用形状完全相同的钢棒代替软铁棒重做上述实验，发现当条形磁铁拿开后，铁屑经过较长的时间后才掉下来，这说明钢保持磁性的能力比软铁________．
（4）小明用形状完全相同的铜棒重做上述实验，发现甲、乙两图实验过程中，铁屑均不能被吸引上来，这说明铜________（选填“是”或“不是”）磁性材料．
探究原子结构的奥秘。
【实验过程】1910 年英国科学家卢瑟福进行了著名的α 粒子（带正电）轰击金箔实验。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α 粒子的偏转超过 90°，有的甚至几乎达到 180°，像是被金箔弹了回来。
【解释与结论】
（1）卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是　 　 。
（2）1um 金箔包含了 3000 层金原子，绝大多数α 粒子穿过后方向不变，说明 ；
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）科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过 α 粒子散射实验，你认为原子结构为以下的　 　。
[探究名称]温度对磁体的磁性强弱有无影响
[提出问题]小明在家用如图所示的电热水壶烧开水时，发现壶中的水烧开后，开关按钮会自动跳起断电。开关为什么能自动跳起呢 带着这个问题，小明上网查阅了有关资料。得知这是一个磁吸开关，给水加热前开关按钮被磁体吸住。当水烧开时，磁体的磁性减弱，开关跳起。
[提出猜想] 小明猜想，温度对磁体的磁性有影响，而且温度越　 　，磁体的磁性越　 　。
[设计实验] 为了验证以上猜想是否正确，小明进行了如下实验：
①用一块强磁体的一个磁极，分别在三根同样的铁钉上，从钉头向下的同一方向划过100次，使铁钉　 　；
②把铁钉A放入塑料薄膜袋内，将其放入一堆铁屑中，慢慢提起塑料袋，将其放在一张白纸上。从袋中取出铁钉，把落在纸上的铁屑收集起来，用天平称出铁屑的质量m1；
③把铁钉B放入盛有开水的烧杯中，一段时间后，取出铁钉重复步骤②，用天平称出铁屑的质量m2；
④把铁钉C放入盛有冰水的烧杯中，一段时间后，取出铁钉重复步骤②，用天平称出铁屑的质量m3；
⑤比较m1、m2、m3的大小关系，可知温度对磁性强弱有无影响。
[交流与评估] 本次探究活动中应用了控制变量法，其中改变的因素为　 　，控制不变的因素主要有：　 　； 　 　。
某课外活动小组仿制的一个能产生持续电流的装置—发电机，装有手摇柄(未画出)的转轴垂直穿过圆盘中心，金属圆盘放在蹄形磁铁之间，圆盘的轴心和能在圆盘的边缘滑动接触的滑片通过金属导线与电流表相连．金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的，圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁力线的运动，从而产生持续电流．当以某一转速匀速转动金属圆盘时，电流表有一定的计数．根据上述材料，请完成下面的实验探究填空：
（1）换用　 　的磁铁，其它条件不变，发现电流表读数增大，说明电流大小跟磁场强弱有关；
（2）换用一个半径大一些的金属圆盘，其它条件不变，发现电流表读数增大，说明电流大小也跟　 　有关；
（3）当圆盘转速增大，其它条件不变时，发现电流表读数也增大，说明电流大小还跟　 　有关．
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）根据图示的情景可知，　 　（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明　 　，电磁铁的磁性越强。
（2）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是　 　。
如图为一种椭球体磁铁，该磁铁磁性最强的部位在哪里呢？小明认为在磁铁的两端。为了验证自己的猜想，他做了如下的实验：
步骤1：将两个磁铁按图甲放置，手拿住上面的磁铁，将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下端，下面磁铁均掉落。
步骤2：将两个磁铁按图乙放置，手拿住上面的磁铁，下面的磁铁不会掉落。
（1）根据小明的实验，可判断出小明的猜想是　 　 (填“正确”或“错误”)的。
（2）要确定该磁铁磁性最强的部位，你还能想到的实验方案是　 　。
期中实验探究专练一答案解析
、实验题
（1）会；磁场
（2）条形；不是
（3）电流方向；安培定则
【解析】（1）电磁铁通电右磁场，断电没磁场；磁体之间力的作用就是通过磁场发生的；
（2）通电螺线管的磁场分布与条形磁铁十分相似；磁场是客观存在的，而磁感线是没有的；
（3）螺线管的磁极方向只与电流方向有关，与绕线方式无关，可以用右手安培定则判断。
（1）当闭合开关S后，小磁针会发生偏转，说明通电螺丝管与小磁针之间是通过磁场发生力的作用。
（2）用铁屑来做实验，得到了如图2所示的情形，它与条形磁铁的磁场分布相似。为描述磁场而引入的磁感线不是真实存在的。
（3）实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的电流方向有关，且这个关系可以用安培定则判断。
故答案为：（1）会，磁场；（2）条形，不是；（3）电流方向，安培定则
高温可消磁 磁性 吸引 不让磁体靠近高温热源
（1）B
（2）S
（3）变大
（4）电流
【解析】（1）根据指针摆动的工作原理分析；
（2）根据安培定则判断；
（3）电磁铁的磁场强弱与线圈匝数和电流大小有关，据此判断；
（4）根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析。
（1）当有电流经过电磁铁时，它会产生磁场，然后吸引物体A靠近电磁铁，从而使指针发生偏转，因此物体A必须是铁磁性材料制作。在四种材料中，只有铁是铁磁性材料，故选B。
（2）当开关闭合后，电磁铁线圈上电流方向向上。用右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，因此左端为N极，右端为S极；
（3）保持滑片P的位置不变，那么电流保持不变。当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，电磁铁的线圈匝数变大，闭合开关后，磁场变强，那么可发现指针B偏转的角度将会变大。
（4）保持线圈的匝数不变，调节滑动变阻器的滑片位置，可以改变通过电磁铁的电流，因此本实验还可以探究电磁铁磁场强弱与电流的因素关系。
（1）Na；S；周期；Na2O
（2）16；得到；S2-
【解析】（1）根据②和③在元素周期表中的位置确定元素的名称和符号。元素周期表中，每行称为一个周期，每列称为一个族。有两种元素组成，其中一种是氧元素的纯净物叫氧化物。
（2）在原子中，一般情况下，核外电子数等于质子数等于原子序数。原子的最外层电子数少于4的容易失去电子带正电，而多于4的容易得到电子带负电。离子的写法：在元素符号的右上角写上数字和正负号，数字在前，正负号在后。
【解答】（1）②所示元素与③所示元素的元素符号分别是Na和S。它们在元素周期表里属于同一行，即同一周期。写出②所示Na元素与氧元素组成的化合物的化学式Na2O.
（2）③的原子序数是16，该元素原子的核外电子数是16，它在发生化学反应时容易得到2个电子，带2个单位的负电荷，即形成的离子符号是 S2- 。
（1）线圈匝数相同时，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强
（2）铁钉换成大头针（或用细铁屑、或观察相同小磁针在相等距离偏转角度的大小或更小的铁钉等）
（3）因为比较1和4（或“2、5”或“3、6”）电流减小，线圈匝数变多，吸引到的铁钉变多，如果电流相同则吸到有铁钉将会更多，即电磁铁磁性越强
【解析】（1）分析实验1、2、3中，哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法描述结论即可；
（2）电流较小时，电磁铁的磁力较小，无法吸起质量较大的铁钉，为了证明这时也有磁性，可以换用质量更小的物体；
（3）虽然1和4中线圈匝数和电流都不相同，但是可以根据已知的变化趋势对结果进行推断。
（1）实验1、2和3中，线圈的匝数相同但电流大小不同，因此得到结论： 线圈匝数相同时，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强 ；
（2）同学们发现当电流较小时，实验中电磁铁没有吸引起铁钉，那么通电电磁铁到底有没有磁性呢？他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是：铁钉换成大头针（或用细铁屑、或观察相同小磁针在相等距离偏转角度的大小或更小的铁钉等）。
（3）该小组同学比较实验中的1、4（或“2、5”或“3、6”）也能得出“线圈匝数越多，电磁铁磁性越强”的正确结论，理由：因为比较1和4（或“2、5”或“3、6”）电流减小，线圈匝数变多，吸引到的铁钉变多，如果电流相同则吸到有铁钉将会更多，即电磁铁磁性越强。
（1）B
（2）具有
（3）磁
（4）小
（5）B
【解析】本题为信息给予题，答案都可以在短文中找出．（1）由题意知：组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”．那么给出的四组物质中，只需找到一个是磁性物质，而另一种是非磁性金属即可．（2）首先从图中读出1.7nm时，R、R0的比值大小，若比值较小，说明此时在磁场的作用下，阻值的变化较为剧烈，符合“巨磁电阻效应”；若比值趋近于1，则情况正好相反．（3）此问可从（“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息）中来得出结论．（4）从图中可以看出，在发生“巨磁电阻效应”时，R、R0的比值远小于1，由这个不等式可判断出R、R0的大小关系．（5）由“巨磁电阻效应”知，“新型读出磁头”在磁场的影响下，阻值会变小，相应的电流会变大，可根据这个特点来判断正确的图象．
解：（1）由题意知，组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种，另一种是不易被磁化的，故选B（2）由图知：当d=1.7nm时， 远小于1，即在施加磁场前后，复合膜的阻值变化较大，符合“巨磁电阻效应”，即此时复合膜具有“巨磁电阻效应”．（3）“新型读出磁头”将磁场对复合膜阻值的影响转化为电流，即将磁场的变化（磁信息）转化电流的变化（电信息）．（4）同（2），由图知：当复合膜发生“巨磁电阻效应”时， 1，即： ，因此电阻R要比R0小的多．（5）在“硬盘的磁信息”中，左数第一、四、五格均为有磁区域，由“巨磁电阻效应”知，此时电阻要变小，相应的电流要变大；而左数第二、三格为无磁区域，电阻没有变化，电流较小；
根据上面的分析知，只有B图符合上述要求，故选B．
故答案为：（1）B；（2）具有；（3）磁；（4）小；（5）B．
（1）磁化；磁性（2）不能够（3）强（4）不是
（1）原子核
（2）B
（3）C
【解析】根据原子的构成分析，结合各实验的结论进行判断。
【解答】（1） 卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是原子核；
（2） 1um 金箔包含了 3000 层金原子，绝大多数α 粒子穿过后方向不变，说明原子内部绝大部分空间是空的；
（3）A、原子不是实心球体，错误；
B、原子正电荷居于原子正中间，负电荷在外部，错误；
C、原子中心有原子核，质量主要集中在原子核上，正确；
故答案为：（1）原子核；（2）B；（3）C。
【答案】高（或低）；弱(或强)；磁化；温度；相同的铁钉；铁钉被磁化后的磁性强弱相同
【解析】【提出猜想】根据水被加热分析磁体的温度变化，根据开关跳起分析磁体磁场的强弱变化，进而对磁性强弱和温度的关系进行猜想。
【设计实验】使原来没有磁性的物质获得磁性的过程叫磁化；
【交流和评估】根据实验过程分析改变的因素和控制不变的因素。
【解答】【提出猜想】水沸腾前磁吸开关闭合，水沸腾后开关断开，说明温度越高（或低），磁体的磁性越弱（或强）。
【设计实验】①用一块强磁体的一个磁极，分别在三根同样的铁钉上，从钉头向下的同一方向划过100次，使铁钉磁化。
[交流与评估] 本次探究活动中应用了控制变量法，其中改变的因素为温度，控制不变的因素主要有：相同的铁钉和铁钉被磁化后的磁性强弱相同。
（1）磁性更强
（2）导线长度
（3）导体运动速度
【解析】由题意可知：圆盘在这里相当于一个做切割磁感线的导线，其在磁场中做切割磁感线运动，电路中就产生感应电流。要探究感应电流的方向与哪些因素有关，就要利用控制变量法的思路。根据该思路，结合题目中提到的结论可以反映出条件的不同，同理根据条件的不同，结合实验现象，也可以得到结论。
此实验的过程是：圆盘在磁场中做切割磁感线运动，电路中就产生感应电流。电流表的示数大小反映了感应电流的大小。通过实验中部分条件的改变，发现了感应电流大小的变化，从而得出了结论。
（1）结论中提到了感应电流的大小与磁场强弱有关。因此根据控制变量法的思路可知，改变的是磁场的强弱。根据电流表的示数变大，可以确定换用的磁体的磁性更强。且在其他因素相同的情况下，磁场越强，感应电流越大。
（2）圆盘在这里相当于一个做切割磁感线的导线，在这里相当于一根导线，圆盘变大，说明导线变长，根据控制变量法的思路即可得出结论：电流大小跟导线的长度有关。且在其他因素相同的情况下，导线越长，感应电流越大。
（3）电流表的示数变大是由于圆盘的转动速度增大造成的。所以可得结论：电流大小跟导线的运动速度有关。且在其他因素相同的情况下，导线运动速度越大，感应电流越大。
故答案为：（1）磁性更强；（2）导线长度；（3）导线运动速度。
（1）甲；过电磁铁的电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多
（2）同名磁极相互排斥
【解析】（1）根据吸引大头针数量的多少判断电磁铁磁性的强弱；分析两个电磁铁的哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法得出结论；
（2）根据磁极之间的相互作用分析解答。
（1）根据图片可知，甲下面吸引的大头针数量最多，所以甲的磁性强；因为两个电磁铁串联，所以通过它们的电流大小相同，而线圈匝数不同，那么得到结论：当桶盖电磁铁的电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强；
（2）大头针被吸引的一端都与电磁铁为异极，而它们之间则都为同极，根据“同名磁极相互排斥”可知，它们之间肯定相互排斥而分开。
【答案】（1）错误
（2）利用铁屑，比较磁铁不同部位所吸引铁屑的多少
【解析】磁体各部分的磁性不同，条形磁体两端的磁性最强。磁体上磁性最强的部分叫磁极。
【解答】（1）根据步骤1和步骤2可知，这种椭球体磁铁磁性最强的部分在侧面，由磁铁的磁性最强部分位于磁极可知，侧面是磁极，所以小明的猜想是错误的；
（2）可以根据磁铁的不同部分的磁性强弱不同，磁极磁性最强。可以让磁铁去吸引铁质小物体，通过观察吸引的多少来判断磁极位置。所以实验方案是：利用铁屑，比较磁铁不同部位所吸引铁屑的多少。
故答案为：（1）错误；（2）利用铁屑，比较磁铁不同部位所吸引铁屑的多少
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