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第1节 指南针为什么指南
1．在我国古代的四大发明中，主要应用了磁性材料特性的是（ ）
A．指南针 B．火药 C．印刷术 D．造纸术
2．小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（ ）
A．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
B．“硬币桥”中间磁性最强
C．“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理
D．两枚硬币相邻的部分是同名磁极
3．如图所示，当弹簧测力计吊着一磁体，沿水平方向从水平放置的条形磁铁的A端移到B端的过程中，能表示测力计示数与水平位置关系的是图中的（ ）
A． B．
C． D．
4．有两根外形完全相同的钢棒a和b；按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来；按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来。这说明（ ）
A．钢棒a具有磁性
B．钢棒b具有磁性
C．钢棒a和b都具有磁性
D．钢棒a和b都不具有磁性
5．如图所示，小纸船漂浮在静止的水面上，纸船上放着一个条形磁铁。开始时用手扶着小船让船头A指向东。若松开手，待小船静止时，船头将指向（ ）
A．东 B．南 C．西 D．北
6．如图是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有永磁体，底座内装有电磁铁。给盆栽慢慢浇水且水没有渗出，盆栽始终处于悬浮状态，下列说法正确的是（ ）
A．盆栽受到的磁场力保持不变
B．底座对水平桌面的压强逐渐增大
C．若底座上端为N极，盆栽下端可能为S极
D．只改变底座内电流方向，盆栽还会处于悬浮状态
7．小明用水平放置的一根条形磁针的一端吸起一根较小的铁钉，如图所示，若他用一根同样的条形磁铁的S极与原来的磁铁N极靠近合并时，将看到的现象是（ ）
A．铁钉的尖端被吸向右端磁铁
B．铁钉将落下
C．铁钉的尖端被吸向左端磁铁
D．铁钉被吸得更牢
8．巴克球又名巴基球，是一种直径约5mm的强磁铁小球，可随意组合成各种形状，是锻炼抽象思维与放松解压很好的选择，下列关于巴克球的说法正确的是（ ）
A．巴克球周围存在磁场，不存在磁感线
B．巴克球对放入其磁场的导体一定有力的作用
C．巴克球周围的磁场分布是均匀的
D．抛向高空的巴克球能落回地面是因为受到地磁场的作用
9．如图所示是条形磁铁的磁场分布图，下列说法正确的是（ ）
A．该条形磁铁的左端为N极，右端为S极
B．P和Q两处的磁场强弱相同
C．条形磁铁周围的磁感线方向从右端发出，回到左端
D．置于Q点的小磁针，静止时南极指向右侧
10．如图，用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，发现条形磁铁被吸引。该铁棒有没有磁性呢？下列说法正确的是（ ）
A．可以确定有磁性，且A端是S极
B．不确定有无磁性，只需要将B端靠近S极，观察现象就可以判断
C．不确定有无磁性，只需要将B端靠近N极，观察现象就可以判断
D．不确定有无磁性，若将A端靠近S极，观察现象仍然无法判断
11．放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，小磁针涂黑的一端为N极，其中只有一个小磁针的指向是错误的，则该小磁针是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
12．如图中各磁体的磁感线方向，标注正确的是（ ）
A． B．
C． D．
13．关于地磁场，下列说法中正确的是（ ）
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极出发回到地磁N极
C．教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理南极
D．指南针是我国古代四大发明之一，它能指南北是因为受到地磁场的作用
14．小明在实验室做电磁实验时，发现实验柜内有一个条形磁体断成了两截，如图所示。于是取出标有N极的那一截进行研究，他猜想该块磁体只有一个磁极。而同实验小组的同学们认为他的说法是错误的，理由是任何磁体有且只有两个不同的磁极。为了验证小明的猜想是否正确，同学们取来一根完整的条形磁体，应进行的操作是 ，如果出现 的现象，可判断小明的猜想是错误的。
15．磁体间力的作用是通过 发生的。如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，a点和b点磁场更强的是 点。若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其S极指向 处（选填“P”或“Q”）。
16．如图所示是某种磁悬浮列车示意图，轨道线圈上端是S极，要使列车悬浮起来，车身线圈上端应是 极，列车是靠电磁铁 （选填“同名”或“异名”）磁极相互吸引而悬浮起来。
17．我国是世界上最早使用指南针的国家，东汉学者王充在《论衡》中记载道：“司南之的，投之于地，其柢指南。”如图所示，司南的“柢”静止时指向地理 （选填“南”或“北”）极。司南之所以能指向南北方向，是因为它受到 的作用。
18．如图所示，是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针，若静止时针尖指向地磁的北极，则针尖是简易指南针的 极。此时，将指南针底座逆时针旋转270°，针尖静止时将指向地理位置的 方。
19．2023年11月28日，内地与澳门合作研制首颗科学卫星“澳门科学一号”投入使用仪式在澳门举行，该卫星的投入使用，将大幅提高我国空间磁场探测技术水平。
（1）磁体周围的小磁针静止时 极（选填“N”或“S”）所指的方向为该点磁场的方向。
（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，能合理描述这块大磁铁的是 图（选填“甲”或“乙”）。
20．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）；
猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）；
为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：
（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的；
（2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静 止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的；
（3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的；
（4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，静止时如图己所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力 ；
A．等于G B．小于2G C．等于2G D．大于2G
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab Lbc（大于/等于/小于）。
21．为辨别钢棒是否有磁性，小明设计了以下实验进行探究。
（1）根据图甲所示的小磁针与钢棒相互吸引的实验现象， （选填“能”或“不能”）判断钢棒原来一定具有磁性。
（2）如图乙所示的实验中，水平向左移动钢棒的过程中，弹簧测力计示数先变小后变大，则 （选填“能”或“不能”）判断钢棒原来一定具有磁性，理由是 。
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第1节 指南针为什么指南答案
1．版权所有指南针利用了磁性材料的特性；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；而火药、造纸术和印刷术都没有用到磁性材料，故BCD错误，A正确。
故选：A。
2．当硬币都放在磁体的磁极上时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，因此最外侧的硬币也有磁性，由于异名磁极相互吸引，硬币便会搭成一座漂亮的“硬币桥”，搭成的“硬币桥”相当于条形磁铁，并且中间磁性最弱，故ABD错误，C正确。
故选：C。
3．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，当小磁体向右移动时，相互排斥力逐渐减小，而过了大磁体中点后，相互吸引力逐渐增大，故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变大的。
故选：D。
4．磁极的磁性最强，用手拿a时（甲图），b不会掉下来，说明a对b有较大的磁力，则钢棒a具有磁性；
因磁体中间部分几乎没有磁性，所以，用手拿b时（乙图），a会掉下来，说明钢棒b没有磁性，钢棒a具有磁性（只是中间部分的磁性很弱）；
故选：A。
5．由图可知，条形磁铁的S极指向船头，因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的N极，地球北极处为地磁场的S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故船头A慢慢转向指南。
故选：B。
6．A．该盆栽悬浮的原理利用了同名磁极相互排斥，当盆栽悬浮在空中静止不动时，受的力是平衡力，即盆栽的总重力和磁力大小相等，当浇水后重力变大，故磁力也变大，故A错误；
B．影响压强的因素是压力和受力面积，当浇水后重力变大，磁力也变大，对桌面的压力也变大，根据p＝在压力变大，受力面积不变时，压强变大，故B正确；
C．盆栽悬浮利用的同名磁极相互排斥，所以若底座上端为N极，盆栽下端应为N极，故C错误；
D．改变底座内电流的方向，底座的磁极方向就会改变，底座与盆栽之间就会由同名磁极相互排斥改变为异名磁极相互吸引，盆栽不会处于悬浮状态，故D错误。
故选：B。
7．当两个磁体靠近合并后，相当于成为一个磁体，而条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱，铁钉由于重力作用会掉下来。
故选：B。
8．优网版权所有A、巴克球周围存在磁场，不存在磁感线，磁感线是为了描述磁场的性质而引入的假想曲线，故A正确；
B、磁场对通电导体有力的作用，而巴克球对放入其磁场的导体不一定有力的作用，故B错误；
C、由生活经验可知，靠近巴克球的地方磁场强，离巴克球远的地方磁场弱，即巴克球周围存在的磁场分布是不均匀的，故C错误；
D、抛向高空的巴克球能落回地面是因为受到重力的作用，故D错误。
故选：A。
9．A、根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极指左，所以左端为磁铁的S极，右端为磁铁的N极，故A不符合题意；
B、磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故P处磁场比Q处弱，故B不符合题意；
C、由小磁针的指向可知，该条形磁体的右端为N极，左端为S极，磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，即磁感线方向从右端出来，回到左端，故C符合题意；
D．磁体的左端为S极，当置于Q点的小磁针，根据磁极间的相互作用可知，其静止时南极指向左侧，故D不符合题意。
故选：C。
10．假如铁棒有磁性，异名磁极相互吸引。铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，铁棒和条形磁铁的N极相吸引，说明铁棒也有磁性，并且A端是S极，如果铁棒没有磁性，磁体可以吸引磁性材料。条形磁铁具有磁性，可以吸引没有磁性的铁棒。所以铁棒是否具有磁性不能确定；
将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极，磁铁远离铁棒，由于只有同名极相互排斥，因此铁棒一定有磁性，并且B端为N极，则A端为S极。故C正确，ABD错误。
故选：C。
11．根据异名磁极相互吸引可知，乙、丙、丁的N极都被条形磁体的左端吸引，这说明条形磁体的左端为S极，右端为N极，甲被条形磁体的右端吸引，这说明甲的左端为S极，故甲的指向错误；故A正确，BCD错误。
故选：A。
12．A、图中磁感线从S极出发，指向N极，标反了，故A标注错误；
B、图中磁感线从S极出发，指向N极，标反了，故B标注错误；
C、图中都是S极，磁感线应该是指向S极的，故C标注正确；
D、图中磁感线从S极出发，回到N极，故D标注错误。
故选：C。
13．A、磁感线不是磁场中真实存在的曲线，故A错误；
B、地球周围的地磁场的磁感线是从地磁N极出发回到地磁S极，故B错误；
C、教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理北极，故C错误；
D、指南针是我国古代四大发明之一，它能指南北是因为受到地磁场的作用，故D正确。
故选：D。
14．可以用条形磁体的S极，分别接触标有N极的那一截条形磁体的两端，如果出现和其中一端吸引，和另一端相互排斥的现象，说明一个磁体同时存在两个磁极，小明的猜想是错误的。
故答案为：用条形磁体的S极，分别接触标有N极的那一截条形磁体的两端；和其中一端吸引，和另一端相互排斥。
15．磁体间力的作用是通过磁场发生的；a点和b点磁场更强的是b点；
根据图示的磁感线方向可知，b点的磁场方向指向Q，也就是小磁针静止在该点时北极所指的方向，即N极指向Q点，则小磁针的S极指向P处。
故答案为：磁场；b；P。
16．由图可知，轨道线圈上端是S极，下端是N极，要使列车悬浮起来，应使靠近的两个磁极相互吸引，根据异名磁极相互吸引可知，车身线圈上端应是S极。
故答案为：S；异名。
17．”其柢指南“的是意思是司南的“柢”静止时指向地理南极；磁体间的相互作用是通过磁场发生的，地球是一个大的磁体；
故答案为：南；地磁场。
18．若静止时针尖指向地球磁场的北极，说明指向地理位置的南方，则针尖是简易指南针的南（S）极。无论如何转动底座，S极指向是不变的，所以针尖S极还是指向地理南方。
故答案为：南；南。
19．（1）磁体周围存在着一种能使小磁针偏转，但看不见摸不着的物质叫做磁场，物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场方向；
（2）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，故乙正确。
故答案为：（1）N；（2）乙。
20．（1）当按图丁的放置方法悬挂起来时，若猜想1是正确的，则环形磁体不会静止在任何位置，只会停留在一个方向：N极在北面，S极在南面，故猜想1是错误的；
（2）当按图戊的方法用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来，如果猜想3正确，由于地磁场的作用，不会在任何位置保持静止，结果观察到磁体在特定位置能保持静止，这说明猜想3是错误的。
（3）设磁铁a对底座的压力为F1；a对b的排斥力为F2，对于磁铁b，受到重力和磁铁a的排斥力F2，根据平衡条件可得F2＝G，
以b和a整体为研究对象，因为磁铁a对底座的压力F1与底座对a和b的支持力是一对相互作用力，所以磁铁a对底座的压力等于它们的总重力，即F1＝2G，
故选C。
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），此时b磁铁受到3个力的作用，如图所示：
b磁铁静止时，由力的平衡条件可得Fa对b＝G+Fc对b，所以Fa对b＞Fc对b，即a对b的排斥力更大，说明a、b间的距离更小，则相邻两个磁铁间的距离Lab小于Lbc。
故答案为：（1）1；（2）3；（3）C；（4）小于。
21.（1）由于异名磁极相互吸引，同时磁体也可以吸引磁性物质，所以凭图中的实验不能判断钢棒是否有磁性；
（2）磁体上的不同部位的磁性强弱并不一样，磁体两端（磁极）磁性最强，而中间磁性最弱，因而钢棒在条形磁体的两极处受到的吸引力最大，在正中处受到的吸引力最小，所以从左开始，弹簧测力计的示数是先变小，到中间位置时，是最小的示数，然后再变大。
故答案为：（1）不能；（2）能；磁体两端磁性最强，中间最弱。
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