1.1 指南针为什么能指方向 （同步培优练习）（含解析）

第1节 指南针为什么能指方向
一、选择题
1．（2020·浙江九年级期中）中华民族有着悠久的历史文明，我国古代早就有人对自然现象进行观察和研究，留下了许多史料记载。下列有关记载和相应物理本质的解释，其中不正确的是（　　）
A．“山顶有泉，煮米不成饭”—山顶气压较低，泉水的沸点较高，水不容易沸腾
B．“司南之构，投之于地，其抵指南”—地球周围存在磁场
C．“花气袭人知昼暖”—温度升高，分子的热运动加剧
D．“潭清疑水浅”—光发生了折射
2．（2020·浙江九年级月考）爱因斯坦曾说，“磁场”在科学家看来，“正如他坐在椅子上一样实在”。这句话形象地说明了（ ）
A．磁场是为研究问题而假想的 B．磁场是看得见、摸得着的
C．椅子一定是磁体 D．磁场是真实存在的一种物质
3．（2019·浙江宁波市·八年级期末）如图所示，小科提着挂有小磁体(下部N极)的弹簧测力计沿放在水平地面上的磁体上方从A缓慢移到B。则能反映弹簧测力计示数F随位置变化的图是（ ）
A．?? B．
C．??? D．
4．（2020·浙江湖州市·八年级期末）实验室有一根钢棒，下列做法叙述中，能确定钢棒具有磁性的有（　　）
①用该钢棒靠近小磁针，小磁针被吸引
②用该钢棒与一强磁铁放在一起，一段时间后，钢棒也有了磁性
③将该钢棒中点系上细线，悬挂起来，拨动钢棒，发现最后总是指向南北
④将钢棒靠近条形磁铁的中部，能相互吸引
A．②③ B．①② C．①③ D．③④
5．（2019·浙江八年级期末）如图所示，条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后，闭合开关?S，滑片?P向下移动。下列说法正确的是?( )
A．通电螺线管的右端为S极
B．条形磁铁所受摩擦力向左
C．滑片P向下移动过程中，条形磁铁可能向右运动
D．断开开关，条形磁铁所受摩擦力向右
6．（2019·浙江九年级期末）如图是“追风者”磁悬浮列车悬浮原理的示意图。该列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，以提高运行速度，这里的相互作用是指（ ）
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
7．（2019·浙江宁波市·八年级期末）如图是一根常见的条形磁铁，下列有关说法正确的是（ ）
A．磁铁的N极是指它在地球上静止时指向地理北方附近的一极
B．磁铁的N极是指它在地球上静止时指向地磁北方的一极
C．把一小磁针放在a处时，小磁针的N极是水平向左指向
D．此磁铁a处的磁感线比b处的磁感线要密得多
8．（2020·浙江八年级月考）“作图法”是学习科学常用的方法，下列有关作图中正确的是( )
A．
重力图示
B．
晶体熔化图象
C．
光从空气斜射入玻璃
D．
磁感线
9．（2020·浙江温州市·八年级期末）如图两根形状相同的钢棒a、b，钢棒b用线悬挂，钢棒a的一端靠近b的一端时，b被推开，则可判断（　　）
A．a有磁性、b无磁性 B．a、b都无磁性
C．a无磁性、b有磁性 D．a、b都有磁性
10．（2020·浙江八年级月考）如图所示，是条形磁体的磁场分布图，a、b是磁场中的两个点，关于该磁场，下列说法不正确的是（ ）
A．磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线
B．该条形磁体的右端为N极，左端为S极
C．将一小磁针置于b点，其静止时N极指向左侧
D．由于a点没有磁感线经过，所以a处的磁场比b处弱
11．（2020·浙江八年级月考）如图所示是条形磁体的磁场分布，下列说法正确的是（　　）
A．图中磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．a点和b点处的磁场强弱相同
C．该条形磁体的左端为N极，右端为S极
D．置于a点的小磁针静止时S极指向右侧
二、填空题
12．（2020·浙江八年级月考）爱因斯坦曾说过，磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样确实存在。磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过它对放入其中的小磁针产生_____来认识它，还可以用磁感线形象地描述它。如图所示，是描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，a点的磁场比b点的磁场____（选填强或弱）；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N极指向_____（选填P或Q）。
13．（2020·浙江八年级月考）指南针是我国古代的四大发明之一。司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图甲所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在光滑青铜盘的中心，可以自由转动。司南的作用，放在地上，它的勺柄静止时指向南方。磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用。
（1）若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，图乙和丙所示的两个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是_______。
（2）司南的勺柄应为该磁体的_______（填“N”或“S”）极。
（3）某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”，图丁所示为天然磁石的磁感线分布情况，则应将磁石的_______（填“A”、“B”“C”或“D”）处打磨成勺柄。
14．（2020·浙江中考真题）北宋著名科学家沈括所著的《梦溪笔谈》是一部中国古代科技类百科全书，记载了我国古代的许多科技发现与发明。
（1）在北宋之前就有人将磁石（磁体）磨成针悬挂或支撑起来，磁针就能指南。“磁针指南”是因为地球存在_________。
（2）沈括考察太行山时，发现有些岩石中夹杂着螺蚌壳。他推测太行山以前是大海，但现在太行山距离大海有近千里。造成这种海陆变迁的主要原因是_________。
（3）沈括大胆预测石油在未来社会中会得到广泛使用，现预测已被证实。石油的大量使用引起大气中的二氧化碳含量增加，导致全球气候变暖，这种环境问题称为_________。
15．（2020·台州市书生中学九年级开学考试）磁控防盗装置内装有干簧管（如图甲）。干簧管由两个软铁片和玻璃管组成，软铁片的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。把条形磁体分别放置在乙图中的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下表。
磁体位置 竖直放置并靠近 水平放置并靠近
I Ⅱ Ⅲ IV
触点状态 闭合 断开 闭合 ?
软铁片的极性情况



（1）铁片被磁化后，铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是_____。
（2）当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），干簧管触点状态为_____．
（3）如图丙，门上磁控防查装置内有一个竖直放置的干簧管，其内部简化电路如图了。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。图丁虚线框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）。
16．（2019·浙江八年级期末）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定值时，用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与之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如乙图所示。
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．钴、镍
（2）铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻________（选“大”或“小”）得多。
（3）丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有区域，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图中的________。
三、探究题
17．（2020·天台县赤城中学八年级月考）磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对铁钉的吸引力大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题。
(1)如图，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较________，显示磁体对铁钉吸引力的大小。铁钉的放置有图中的甲、乙两种方法，应选择图中甲、乙两种方法中的哪种方法并说出理由________；
(2)选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同、材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的铁钉个数，多次实验后将数据记录在下表中；
磁体与纸片之间放入的物体 不放物体 铁板 镍板 铝板 陶瓷板 玻璃板 塑料板
吸引铁钉数量/个 4 1 1 3 3 3 3
①分析数据可以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引铁钉的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响________，即对磁性屏蔽效果明显；
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是_______；
(3)日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象。请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，再写出一种保护磁卡磁性的方法________。
参考答案
1．A
【解】
A.山顶气压较低，泉水的沸点较低，水在较低的温度下会沸腾，温度不再升高，所以煮不成饭，故A错。
B.“司南之勺，投之于地，其抵指南”是因为地球周围存在着磁场，故B正确。
C.“花气习人知昼暖”是因为温度升高，分子的热运动加剧，故C正确。
D. “潭清疑水浅”是因为光发生了折射，池底看起来变高了，故D正确。
应选A。
2．D
【解】
A．磁场看不见、摸不着，但磁场是一种真实存在的物质；而磁感线是为研究磁场而假想的一种模型，不是客观存在的，故A不符合题意；
B．我们生活的世界是物质世界，许多物质都是看得见、摸得着的，但也有些物质是看不见、摸不着的，比如磁场，故B不符合题意；
C．爱因斯坦是把椅子比作磁场，并不是说椅子就是磁场，故C不符合题意；
D．磁场是实实在在的一种物质，故D符合题意。
故选D。
3．C
【解】
从A到横放的条形磁铁中间时，悬挂的条形磁铁受到竖直向上的拉力、竖直向下的重力和磁力相互平衡，即
F拉=G+F吸引
在这段距离内，它受到的吸引力逐渐减小，因此测力计的示数逐渐减小；从中间到B断时，悬挂的条形磁铁受到竖直向上的拉力、向上的排斥力和向下的重力相互平衡，即
G=F拉+F排斥
在这段距离内，它受到的排斥力逐渐增大，因此测力计的示数逐渐减小。 那么在整个过程中，弹簧测力计的示数逐渐减小，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
4．D
【解】
①用该钢棒靠近小磁针，小磁针被吸引，可以分为两种情况：a.小磁针本身有磁性，钢棒没有磁性；b.二者都有磁性，且靠近的是异极，故①错误；
②用该钢棒与一强磁铁放在一起，一段时间后，钢棒也有了磁性，可能是钢棒被暂时磁化了，故②错误；
③将该钢棒中点系上细线，悬挂起来，拨动钢棒，发现最后总是指向南北，那么钢棒有磁性，故③正确；
④条形磁铁的中间几乎没有磁性，如果将钢棒靠近条形磁铁的中部，能相互吸引，则说明钢棒肯定有磁性，故④正确；
那么能确定钢棒有磁性的是③④。
故选D。
5．D
【解】
A、由图知，闭合开关S，电流从螺线管右侧流入；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向螺线管的右端，即为N极，故A错误；
B、螺线管的右端为N极，条形磁铁左端为S极，所以S受到一个向左的吸引力，所以条形磁铁向左运动的趋势，其受到的静摩擦力方向向右，故B错误；
C、当滑片P逐渐向下移动时，由于通电螺线管的磁性变强，且螺线管和条形磁铁相对的磁极为异名磁极，所以条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变大，则条形磁铁可能静止，也可能向左运动，故C错误；
D、当断开开关时，通电螺线管磁性消失，此时桌面上的条形磁铁在水平方向上仍然受到向右的摩擦力，在该力的作用下条形磁铁将向右运动，故D正确。
6．A
【解】
据图可知，“追风者”磁悬浮列车悬浮是靠异名磁极相吸的原理工作的．故选A．
7．A
【分析】
(1)(2)根据磁体磁极的命名方法分析。
(3)根据磁极之间的相互作用判断。
(4)磁感线的疏密反映了磁场强弱的分布。
【解】
A．磁铁悬挂起来后，当它静止时指北的一端为N极，指南的一端为S极，故A正确；
B．由于地磁两极和地理两极交错分布，所以磁铁的N极指向的是地磁的S极，故B错误；
C．根据“异名磁极相互吸引”可知，把一小磁针放在a处时，小磁针的N极是水平向右指向，故C错误；
D．条形磁铁的中间磁性最弱，两端磁性最强，因此靠近a点时磁感线最稀疏，在b点时磁感线最稠密，故D错误。
故选A。
8．B
【解】
A．重力的方向总是竖直向下的，而图中重力方向垂直于斜面向下，故A错误；
B．读图可知，温度整体随时间的增加而升高，中间有一段时间吸热，但温度不变，说明正在熔化，符合晶体熔化的特点；故B正确；
C．当光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，而图中的折射角大于入射角，故C错误；
D．图中两相对磁极为异名磁极，图中的磁感线应该是从N极指向S极，且图中没有标出磁感线的方向，故D错误。
故选B。
9．D
【解】
如果两个物体相互吸引，那么有两种情况：①只有一个物体由磁性；②都有磁性，且靠近的一端为异极；
如果两个物体相互排斥，那么根据“异名磁极相互排斥”可知，这两个物体肯定都带有磁性，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
10．D
【解】
A．磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线，不是真实存在的，故A正确，不符合题意；
B．由于在磁体的外部，磁感线都是从N极出发，回到S极，所以该条形磁体的右端为N极，左端为S极，故B正确，不符合题意；
C．小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，所以将一小磁针置于b点，其静止时N极指向左侧，故C正确，不符合题意；
D．磁体周围，越靠近两极的位置其磁感线越密集，磁场越强，所以a处的磁场比b处强，故D错误，符合题意。
故选D。
11．D
【解】
A．磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的，为了形象的描述磁场，引入了磁感线，故A错误；
B．磁感线的密疏程度表示磁场的强弱，a点处的磁场比b点处的磁场弱，故B错误；
C．在磁体外部，磁感线从N极出发回到S极，所以该条形磁体的左端为S极，右端为N极，故C错误；
D．小磁针在磁场中静止时，N极的指向与该点磁感线的方向一致，所以置于a点的小磁针静止时S极指向右侧，故D正确。
故选D。
12．磁力 弱 Q
【解】
[1]磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过它对放人其中的小磁针产生磁力来认识它，还可以用磁感线形象地描述它。
[2]由于磁感线的疏密体现了磁场的强弱，a点的磁感线较稀，b点的磁感线较密，所以a点的磁场比b点的磁场弱。
[3]同时由于磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，所以在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向Q。
13．丙 S C
【解】
(1)[1]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，故丙图正确。
(2)[2]磁勺的勺柄指南，根据地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，所以，勺柄为该磁体S极。
(3)[3]如(丁)所示，根据天然磁石的磁感线分布，可判断C端是S极，也就是磁勺的勺柄。
14．地磁场 地壳运动 温室效应
【解】
(1)[1]由于地磁场的存在，指南针（相当于小磁针）在地磁场中受力磁力作用，所以会指南北。
(2)[2]现代科学研究表明，地壳的变动、海平面升降，是造成海陆变迁的主要原因。
(3)[3]石油的大量使用引起大气中的二氧化碳含量增加，导致全球气候变暖，两极地区和高山的冰雪融化，海平面上升，这种环境问题称为温室效应。
15．互为异名磁极 闭合 ACD
【解】
(1)[1]根据磁化的规律和磁极间的相互作用可知，铁片被磁化后，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。
(2)[2]当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置）两铁片都被磁化，上边软铁片的最左端靠近条形磁铁的N极，所以磁化后该端为S极，则另一端(触点)为N极；同理可以确定下边软铁片的左端(触点)为S极，右端为N极，所以触点部分因异名磁极相互吸引而触接，即干簧管触点状态为闭合。
(3)[3]由题意知，磁控防盗装置的工作原理是：夜间关上门，闭合开关S，干簧管靠近磁体，铁片被磁化，触点部分因异名磁极相互吸引，此时电铃被短路所以不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，软铁片失去磁性，触点分开，电铃被接入电路所以响起。
图丁虚线框中磁体摆放方式如D时，右边铁片的触点部分被磁化以后的极性与磁体的上端极性相同，左边铁片的触点部分被磁化以后的极性与磁体的下端极性相同，所以触点部分会相互吸引，能满足工作要求；如A方式放置时，左边铁片的触点部分极性与磁体的左端极性相同，右边铁片的触点部分极性与磁体的左端极性相反，故触点部分也相互吸引，能满足工作要求；同理C也满足工作要求；B种方式放置，两触点部分的极性相同(都与磁体左端的极性相反)，此时触点处于断开状态，关着门时电铃也会响，不能满足工作要求。
16．B 小 B
【解】
(1)[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)[2] 由图知：当复合膜发生“巨磁电阻效应”时，＜1，即：R＜R0，因此电阻R要比R0小的多；
(3)[3]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。
17．纸片下吸引的铁钉的数量多少 乙方法，因为铁钉受到的吸引力和它的重力是一对平衡力 较大 铝不能被磁化或铝不能被磁铁吸引 磁卡放入铁盒中
【解】
(1)[1]保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下吸引的铁钉的数量多少，显示磁体对铁钉吸引力的大小。
[2]铁钉的放置有图中的甲、乙两种方法，应选择图中乙方法，理由是：铁钉受到的吸引力和它的重力是一对平衡力。
(2)①[3]分析数据可以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引铁钉的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽效果明显。
②[4]铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是： 铝不能被磁化或铝不能被磁铁吸引 。
(3)[5]铁磁性物质对磁场后很好的屏蔽作用，可以防止外界磁场对磁卡产生影响，因此保护磁卡磁性的方法：磁卡放入铁盒中。
答案第1 11页，总2 22页