2023-2024学年华师大版科学八年级下第五单元质量检测卷(含答案)

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2023-2024学年华师大版科学八年级下第五单元质量检测卷(含答案)

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八年级下第五单元质量检测卷
本卷满分120分,考试时间为120分钟。
一、选择题(本题共20小题,每小题2分,共40分。请选出每小题中一个最符合题意的选项,不选、多选、错选均不给分)
1.甲铁棒能吸引小磁针,乙铁棒能排斥小磁针,若甲、乙铁棒相互靠近,则两铁棒(  )
A.一定相互吸引
B.一定相互排斥
C.可能无磁力的作用
D.可能相互吸引,也可能相互排斥
2.一根长直铜导线在靠近(未碰到)一个原来静止的小磁针的过程中(  )
A.小磁针不动,导线中一定没有电流通过
B.小磁针不动,导线中一定有电流通过
C.小磁针转动,导线中一定有电流通过
D.小磁针转动,导线中一定没有电流通过
3.如图是条形磁体的磁场分布图,下列说法正确的是(  )
A.磁感线是磁体周围真实存在的曲线
B.a处的磁场强弱与b处相同
C.该条形磁体的左端为N极,右端为S极
D.置于a处的小磁针静止时北极指向左侧
4.如图所示,电磁铁左侧的C为条形磁铁,右侧的D为软铁棒,A、B是电源的两极。下列判断正确的是(  )
A.若A为电源正极,则C、D都被吸引
B.若B为电源正极,则C被吸引,D被排斥
C.若B为电源正极,则C、D都被排斥
D.若A为电源正极,则C被排斥,D被吸引
5.一根条形磁铁断裂成两段(如图所示),则①②处对应的磁极及磁感线是(  )
A. B.
C. D.
6.如图所示,在水平地面上的磁体上方,有一枚挂在弹簧测力计上的小磁体。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动,小磁体下端沿图示水平路线从A缓慢移到B。下图中能反映弹簧测力计示数F随A→B位置变化的是(  )
A. B.C. D.
7.如图所示的磁悬浮地球仪,底端有一个磁铁,底座内部有一个金属线圈,线圈通电后,地球仪就可悬浮在空中。下列说法正确的是(  )
A.磁悬浮地球仪周围存在磁感线
B.磁悬浮地球仪周围的磁场分布是均匀的
C.磁悬浮地球仪周围各点的磁场方向都相同
D.磁悬浮地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的
8.假设地磁场由地球内部一块大磁铁产生,下列示意图能合理描述这块大磁铁的是(  )
A. B. C. D.
9.地球本身就是一个大磁体,假设地球的磁性突然消失了,则下列情景会发生的是(  )
A.信鸽飞行的方向感更好 B.电磁起重机仍能正常工作
C.电灯将不会发光 D.海上轮船的罗盘依然可定向
10.如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是(  )
A.电磁铁的右端为N极
B.小磁针将顺时针旋转
C.当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变亮
D.当P向右滑动时,电磁铁的磁性减弱,电压表的示数增大
11.连接如图所示的电路,提供足够数量的大头针,只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置,无法探究(  )
A.电流的有无对电磁铁磁场有无的影响
B.电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
12.在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾,例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时,其类似的实验装置如图甲所示,示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用,把实验装置放在两个房间,在右边房间里把磁铁反复插入线圈,然后科拉顿跑到左边房间里观察,结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是(  )
A.该实验过程中没有发生电磁感应现象
B.通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为线圈中没有产生电流,所以看不到小磁针偏转
D.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转
13.图中a表示垂直纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,它在磁场中沿图示的方向运动时,下列情况会产生感应电流的是 (  )
A.①和③ B.②和③ C.③和④ D.只有③
14.图甲所示是一种自行车上的装置,车前端的灯泡与该装置内部线圈相连,自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动,小轮带动内部的磁铁转动,灯泡便发光照明,图乙是其结构示意图。下列分析正确的是(  )
A.该装置是一种电动机 B.该装置将电能转化为机械能
C.该装置是一种发电机 D.车轮与小轮间应尽量光滑
15.为了取出某一较深缝隙中的铁钉,小曙想到了以下方案,其中不可行的是(  )
A. B. C. D.
16.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”中间磁性最强
B.两枚硬币相邻的部分是同名磁极
C.“硬币桥”的搭建利用了磁化的原理
D.“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
17.图甲是橄榄形磁体,小明用图乙、丙的方式来研究其周围的磁场分布情况,其中小磁针(黑色为N极)静止时的指向如图乙,铁屑静止时的分布如图丙。据此分析,橄榄形磁体的磁感线分布为(  )
A. B.C. D.
18.如图所示为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管中封入一段金属丝,电源的两极分别与水银和金属丝相连,当温度达到设定值时,电铃报警。下列说法正确的是(  )
A.电磁铁的工作原理是电磁感应
B.电铃工作时,电磁铁a端为N极
C.温度升高至78℃时,电铃报警
D.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度将升高
19.如图所示,弹簧测力计下挂着铁块P,其正下方的水平地面上放着一条形磁体Q,P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G,若弹簧测力计的示数为2G,则下列说法正确的是(  )
A.P对弹簧测力计的拉力大小为G
B.P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2G
C.P对Q的吸引力和Q对P的吸引力是一对平衡力,大小均为G
D.弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力是一对平衡力,大小均为2G
20.如图所示,两个长方体物块叠放在水平地面上处于静止状态,两物块的材料已在图中标明,四个图中上下物块的质量均相等。对四个图中两物块接触处的弹力大小和地面对物块的支持力大小有如下判断:
①图乙中两物块间的弹力可能最大;
②四个图中的两物块间弹力一样大;
③图丁中地面对物块的支持力最大;
④四个图中地面对物块的支持力一样大;
⑤乙、丁两图中的弹力一定相等。
其中正确的是(  )
A.②③ B.②④⑤ C.①④ D.①④⑤
二、填空题(本题共7小题,每空2分,共38分)
21.如图所示的是某一磁体周围的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,a点的磁场比b点的磁场   (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   (填“P”或“Q”)处。
22.如图所示的司南是我国古代的四大发明之一。古书《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢(勺柄)指南。”司南静止时能指南北,说明地球周围存在    ,司南的勺柄应为该磁体的   (填“N”或“S")极。
23.小科设计了如图所示的实验来研究电磁现象,当他闭合开关S后,发现小磁针发生了偏转。
(1)小磁针发生偏转这一现象说明电流的周围存在着   ,这一现象最早是由 
 (选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”)发现的。
(2)实验前,小磁针静止时指向   (选填“东西"或“南北")方向。
24.“悬浮灯泡”能够悬浮发光,如图甲所示。图甲中的下部基座内有一个由线圈(送电线圈)和铁芯组成的电磁铁,而悬浮的灯泡内部装有用闭合线圈(受电线圈)连接的LED灯和磁铁,其内部结构如图乙所示。
(1)判断灯泡悬浮停在空中时受到平衡力的作用的理由是   。
(2)通过无线输电使灯泡发光,其工作原理是电流流过送电线圈产生磁场,受电线圈靠近该磁场时就会产生电流,从而使灯泡发光。受电线圈处产生电流的原理是   。
(3)当滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡悬浮的高度将   (填“降低”“升高”或“不变”)。
25. 在一块有机玻璃板上,安装一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后铁屑的分布如图所示,其磁场与   磁场相似。图中A、B点相比,   点磁场较强,它们的磁场方向   (填“相同”或“不同”)。
26.如图所示,在观察奥斯特实验时,小科注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转。该实验探究的是通电直导线周围是否存在   。
实验中小磁针的作用是检测磁场的存在,这里用到的一种重要的科学研究方法是  (填“类比”“转换”“控制变量”或“等效替代”)法。小科推测:若一束电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,小磁针也将发生偏转。
请你说出小科推测的依据:   ,这时小磁针的N极会向   (填“纸内”或“纸外”)偏转。
27.如图甲所示是某恒温箱的加热电路,其电路通断由控制电路控制,控制电路由电磁继电器、热敏电阻R1(安装在恒温箱内)、可变电阻器R2、低压电源U、开关等组成,低压电源电压恒为6V,R1的阻值随温度变化关系如图乙所示,当通过电磁继电器线圈的电流I≥50mA时,衔铁被吸合。不计热敏电阻R1产生的热量,忽略电磁继电器线圈的电阻。回答问题:
(1)热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而   (选填“增大”或“减小”)。
(2)若使恒温箱中的最高温度为100℃,应调节可变电阻器R2的阻值是   Ω。
(3)若想降低恒温箱中的最高温度,提供一种方案   。
三、实验探究题(本题共3小题,每空2分,共20分)
28.科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知,两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时,导线相互   ;当通入电流方向相反时,导线相互   。
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是:用右手握导线,大拇指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法,请你判定甲图中导线a在靠近导线b一侧产生的磁场方向为垂直于纸面   。(填“向里”或“向外”)甲乙
(3)由此可知:与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过  来实现的。
29.小山同学对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知:充电时充电器内的发射线圈产生磁场,手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电,结构如图甲。学过电磁感应原理的小山同学提出质疑:手机和充电器在充电过程中都不动,并没有做切割磁感线运动,为何会产生感应电流?对此,她设计了图乙实验进行验证。
(1)闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转,小山认为,可能是P线圈中的感应电流过小原因是Q线圈的磁性过小,于是将变阻器滑片向   移。他这样做是基于假设:感应电流大小与磁场强弱有关。
(2)滑片移动后,仍未观察到指针偏转,但再断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教科学老师后得知:当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时,电路中就能产生感应电流。请根据上述事实,解释丙图实验中导体ab上下运动时,闭合电路中无法产生感应电流的原因   .
(3)小山发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。她猜测与Q线圈中的电流方向改变有关。于是进行实验并记录现象。小海认为小山的说法并不正确,表格中的   (填操作序号)这两次实验可成为小海作出这个判断的理由。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时,滑片向左移动 向左
4 开关闭合时,滑片向右移动 向右
5 开关闭合后,滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极,闭合开关,滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极,闭合开关,滑片向右移动 向右
30.在项目化学习中,小衢用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针,制作过程如下:
①取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦10余次(图甲),使缝衣针磁化。
②将1张硬壳卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧(如图乙),用1块橡皮和1枚大头针做成支座
③确定简易指南针能否指向南北方向。
④在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 指针磁性强,且能自由转动 指针磁性强,不能自由转动 指针磁性弱,不能自由转动
指标二 能准确指示南北方向,能保持水平平衡 能指示南北方向,不能保持水平平衡 不能指示南北方向,不能保持水平平衡
(1)将条形磁铁S极靠近图乙中缝衣针针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖的磁极为  极。
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,应如何操作   。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”,请你对该指南针提出合理的改进建议   。
四、解答题(本题共4小题,31、33、34题各6分,32题4分,共22分)
31.通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围的磁场相似,其磁极可以用右手螺旋定则判断。
(1)通电螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成,因此应用右手螺旋定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图乙所示,则其B端是   极。
(2)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,地球自转的方向自西向东,则形成圆形电流的方向与地球自转方向   (填“相同”或“相反”)。在物理学中,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那么地球带   (填“正”或“负")电。
32.小明设计了一个道路限载报警器(图甲),R0是变阻器,R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。当超载车辆通过压敏电阻时,限载报警器就会报警。
(1)根据上述设计原理,报警器应放在图甲中的   (填“1”或“2”)。
(2)请说明限载报警器的工作原理   。
33.如图所示,一束电子自右向左从狭缝里射出,穿过磁场时因为受到磁场力作用向纸面里偏转。
(1)如将两个磁极对调后,电子束将   偏转。
(2)如磁极不变,而把电子束换成带正电的粒子束,则此粒子束将   偏转。
(3)若换成不带电的粒子束,则此粒子束将   (填“发生或“不发生" )偏转。
34.小明设计了一种“自动限重器”,如图甲所示。该装置由控制电路和工作电路组成,其主要元件有电磁继电器、货物装载机、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图乙所示。当货架承受的压力达到限定值,电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U=6V,电磁继电器线圈的阻值R=10Ω。请你解答下列问题:
(1)连接电路:货物装载机应接在接线柱   (填“AB"”“BC"或“AC")之间。
(2)电磁继电器中的电磁铁上端为    (填“N”或“S”)极。
(3)当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时,衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800N,则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为   欧姆。
(4)若要提高货架能承受的最大压力,滑动变阻器R2接入电路的阻值应   (填“调大”“调小”或“不变”)。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【分析】根据磁极之间的相互作用规律分析判断。
【解答】①甲铁棒吸引小磁针,那么甲可能:①没有磁性;②有磁性,与小磁针接触端为异名磁极;
②乙铁棒排斥小磁针,那么乙肯定带有磁性,接触端为同名磁极。
如果甲没有磁性,那么甲和乙相互吸引。如果二者都有磁性,那么同名磁极靠近时相互排斥。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.【答案】C
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力运动分析判断。
【解答】AB.若通电导体没有电流,或周围磁场磁性太弱,或者导体的方向应与小磁针静止时方向垂直,则小磁针不会偏转,故A、B错误;
CD.只要小磁针发生转动,则说明一定有磁场存在,故导线中一定通有电流,故C正确、D错误。
故选C。
3.【答案】D
4.【答案】D
【解析】【分析】(1)根据选择项中假设的电源正负极,结合线圈绕向,利用安培定则可以确定电磁铁的NS极。
(2)根据磁性的特点,可以确定软铁棒D始终被吸引,根据确定的电磁铁的NS极,利用磁极间的作用规律可以确定条形磁体与电磁铁的相互作用情况。
【解答】AD、若A端为正极,则电流从螺线管的左端流入,右端流出,结合线圈绕向,利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极,右端为N极。电磁铁的S极与条形磁体C的S极靠近,则C被排斥。故A错误,D正确。
BC、当电磁铁中有电流通过时,电磁铁有磁性,软铁棒D始终被吸引,不会被排斥,由此可以确定选择项BC错误。
故答案为:D。
5.【答案】D
【解析】【分析】任何磁体都有两个磁极,在磁体外部,磁感线从N极指向S极。
【解答】根据图片判断①是S极,②是N极,磁感线从N极出发到达S极,故D正确。
故答案为:D。
6.【答案】C
【解析】【分析】根据条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱,和磁极间的作用规律分析。
【解答】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。
故答案为:C。
7.【答案】D
【解析】【分析】(1)磁场是真实存在的,而磁感线不是真实存在的。
(2)磁铁周围的磁场分布是不均匀的。
(3)磁体周围的磁场方向不一定相同。
(4)磁悬浮地球仪的工作原理是同名磁极相互排斥。
【解答】A、在地球仪底端有一个磁铁,则地球仪周围存在磁场,但不存在磁感线,磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线,故A错误。
B、磁铁周围的磁场分布是不均匀的,越靠近磁铁的磁极,磁场越强,即地球仪周围的磁场分布不是均匀的,故B错误。
C、地球仪周围的磁感线是从N极出来回到S极的,且磁场的分布是不均匀的,所以各点的磁场方向不一定相同,故C错误。
D、磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中,是利用了同名磁极相互排斥的原理,故D正确。
故答案为:D。
8.【答案】D
【解析】【分析】(1)地球是一个大磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场,地磁场的形状与条形磁铁相似;
(2)地磁场的南北极与地理南北极相反,且不重合。
【解答】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,并不完全重合会出现磁偏角,即地磁的北极在地理的南极附近,故D正确。
故答案为:D。
9.【答案】B
【解析】【分析】信鸽和罗盘是依据地磁场工作的,电灯的工作与地磁场无关。
【解答】A、信鸽是依靠地磁场来辨别方向,假设地磁场消失,信鸽将迷失方向,故A错误。
B、电磁起重机与地磁场无关,仍能正常工作,故B正确。
C、电灯泡的工作是电流的热效应,与地磁场无关,故C错误。
D、海上的轮船的罗盘是依靠地磁场辨别方向,假设地磁场消失,信鸽将迷失方向,故D错误。
故答案为:B。
10.【答案】C
【解析】【分析】(1)根据安培定则得出电磁铁的两极,根据磁极间的相互作用判断小磁针旋转方向;
(2)先分析滑片向左或向右移动时,变阻器的阻值是变大了还是变小了,然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况,从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况,进一步得出灯泡亮度的变化和电压表示数的变化。
【解答】AB、根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极;根据磁极间的相互作用规律可知,通电后,小磁针将会逆时针旋转,故AB错误;
C、闭合开关S1和S2,使滑片P向左滑动,变阻器接入电路的电阻变小,左侧电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,巨磁电阻的阻值减小,右侧电路中电流变大,所以指示灯的亮度会变亮,故C正确。
D、使滑片P向右滑动,变阻器接入电路的电阻变大,左侧电路中电流变小,电磁铁的磁性变弱,巨磁电阻的阻值变大,右侧电路中电流变小,根据U=IR可知,灯泡两端的电压减小,即电压表示数变小,故D错误。
故答案为:C。
11.【答案】B
【解析】【分析】电磁铁的特点有三个:磁性的有无由通断电控制;磁性的强弱由电流大小和线圈匝数控制;磁场方向由电流方向控制。
【解答】A、闭合开关,电路中有电流通过,大头针被吸引,说明电磁铁有磁性;断开开关,电路中无电流,大头针没有被吸引,说明电磁铁没有磁性,故可完成A的探究;
B、只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片P的位置,无法改变电流的方向,且磁场方向不便于判断;所以,无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响,故不能完成B的探究;
C、闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电路电流改变,大头针被吸起的数目发生改变,说明电磁铁磁场强弱与电流大小有关,故可完成C的探究;
D、两个线圈串联,通过的电流相等,但吸起大头针的数目不同,说明电磁铁磁场强弱与线圈匝数有关,故可完成D的探究。
故答案为:B。
12.【答案】D
【解析】【分析】解答本题应掌握:当闭合回路中的部分导体做切割磁线的运动时,回路中会产生电流,这种现象称为电磁感应现象;电流周围存在着磁场的现象叫电流的磁效应。
【解答】A、将磁铁放入线圈的过程中,由于线圈切割磁感线而产生了电磁感应现象,故A错误。
B、通电导线周围产生磁场的现象叫电流的磁效应,故B错误。
CD、将磁铁放入线圈的过程中,由于线圈切割磁感线而产生了电磁感应现象从而可以在电路中产生电流;因电流周围存在磁场,故小磁针会发生转动,但当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转,故C错误,D正确。
故答案为:D。
13.【答案】C
【解析】【分析】产生感应电流的条件:①闭合电路;②部分导体;③在磁场中做切割磁感线运动。
【解答】根据图片可知,磁场沿竖直方向,①②中导体运动方向与磁场方向平行,没有切割磁感线,因此不会产生感应电流;而③④中导线运动时切割磁感线,会产生感应电流,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
14.【答案】C
【解析】【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场的强弱有关。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动。
【解答】“摩电灯”依靠自行车车轮的转动带动摩电灯上端的小轮转动,就能使前端的照明灯发光,这说明电路中产生了电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,该装置是一种发电机,在该过程中,机械能转化为电能;由于自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动,要有足够大的摩擦力带动小轮转动,接触面应较粗糙,所以车轮与小轮间不能光滑;故ACD错误,C正确。
故答案为:C。
15.【答案】D
【解析】【分析】根据磁体的性质分析判断。
【解答】AB.条形磁铁吸引下面的铁钉,同时吸引上面的铁棒,于是铁钉被带出来,故A、B正确不合题意;
条形磁铁将铁棒磁化,铁棒变成一个磁体,铁棒再吸引铁钉,于是铁钉被带出来,故C正确不合题意;
条形磁铁不能将铜棒磁化,因此铜棒不会吸引下面的铁钉,那么铁钉不能被带出来,故D错误符合题意。
故选D。
16.【答案】C
【解析】【分析】根据磁化和磁极间的相互作用来进行判断。【解答】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A、B、D错误,C正确。
故选C。
17.【答案】C
【解析】【分析】根据小磁针的指向确定磁铁的磁极方向,进而确定磁感线的分布情况。
【解答】在该实验中,铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况,且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同;所以,由图乙、丙可知,橄榄形磁体上端的磁感线由左侧发出、回到右侧,其下端的磁感线也是由左侧发出、回到右侧,即橄榄形磁体的左侧为N极、右侧为S极,故C正确,ABD错误。
故选C。
18.【答案】C
【解析】【分析】明确这一装置由两部分电路组成,左端电路的控制要点在于水银柱的变化,而右端的控制要点则在电磁铁对衔铁的吸引,再由此分析电路中温度变化时的工作情况。
【解答】A、电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A错误。
B、由安培定则可知,当电铃工作时,电磁铁的a端为S极,故B错误。
C、温度升高到78℃时,水银柱与上方金属丝连通,使左侧形成通路,电磁铁中有电流通过,电磁铁吸引衔铁,使触点接触,右侧电路接通,电铃发出报警信号,故C正确。
D、若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度将降低,故D错误。
故答案为:C。
19.【答案】B
【解析】【分析】(1)P对弹簧测力计的拉力大小等于P受到的力即为弹簧测力计的示数。
(2)二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上;相互作用力:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在两个物体上。
(3)对P、Q分别受力分析,利用力的平衡条件和相互作用力得出PQ之间吸引力的大小和地面对Q的支持力的大小。
【解答】A、P对弹簧测力计的拉力等于弹簧测力计的示数即为2G,即大于G,故A错误。
B、对P受力分析可知,受到竖直向上弹簧测力计的拉力F弹、Q对P的吸引力FQP,竖直向下的重力G,
根据力的平衡条件可得:FQP=F弹-GP=2G-G=G,
对Q点受力分析可知,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、P对Q的吸引力,
根据力的平衡条件可得:F支持=GQ-FPQ=3G-G=2G,故B正确。
C、P对Q的吸引力和Q对P的吸引力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误。
D、弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力,两个力的大小不相等,所以不是一对平衡力,故D错误。
故答案为:B。
20.【答案】C
【解析】【分析】(1)两物体接触处的弹力产生原因有两个:一是上面物体的重力,二是两物体间的磁力。
(2)地面对物块的支持力产生原因只有一个:两物体的总重力。
【解答】(1)甲:物体接触处的弹力等于上面铜块重力。
乙:物体接触处的弹力等于上面磁铁重力加上两物块之间的吸引力。
丙:物体接触处的弹力等于上面磁铁重力。
丁:如果两磁铁吸引,物体接触处的弹力等于上面磁铁重力加上两物块之间的吸引力;如果两磁铁排斥,物体接触处的弹力等于上面磁铁重力减去两物块之间的排斥力。
(2)地面对物块的支持力等于两物块对地的压力,等于两物块的总重力。
根据以上分析,①④两判断是正确的。
故答案为:C。
21.【答案】弱;Q
【解析】【分析】(1)磁感线越稠密,则磁场越强;
(2)在磁场中,小磁针静止时N极所指的方向就是磁场方向。
【解答】(1)根据图片可知,a点的磁感线比b处的磁感线更稀疏,则a点的磁场比b点的磁场弱;
(2)根据磁感线的方向可知,b点的磁场方向指向Q,则b点的小磁针静止时N极指向Q。
22.【答案】磁场;S
【解析】【分析】指南针是根据地磁场的作用工作的,地磁的南极在地理的北极附近,而地磁的北极在地理的南极附近,再根据磁极间的作用规律,可判断指南针的指向。
【解答】地球是一个大磁体,指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用;指南针静止时,指向南的一端是磁体的南(S)极;指向北的一端是磁体的北(N)极,司南的握柄指南,所以司南的握柄是S极。
故答案为:磁场;S。
23.【答案】(1)磁场;奥斯特
(2)南北
【解析】【分析】(1)根据奥斯特实验的科学史实分析解答;
(2)所有的磁体在不受外力作用时都有指南北的性质,指南的一端为S极,指北的一端为N极,据此分析解答。
【解答】(1)小磁针发生偏转这一现象说明它受到了外在磁场的作用力,极电流的周围存在着磁场,这一现象最早是由奥斯特发现的。
(2)实验前,由于地磁场的作用,小磁针静止时指向南北方向。
24.【答案】(1)灯泡处于静止状态
(2)电磁感应
(3)升高
【解析】【分析】 (1)物体处于静止或匀速直线运动是处于平衡状态。
(2)受电线圈处产生电流的原理是利用电磁感应原理进行的,原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给灯泡供电。
(3)通电螺线管的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。
【解答】(1)灯泡悬浮停在空中时,处于静止状态,受到平衡力的作用。
(2)从题意中可知知道,受电线圈处能将送电线圈产生的变化磁场转化为电流供灯泡发光,将机械能转化为电能,是利用电磁感应原理工作的。
(3)滑动变阻器的滑片应向左移动,电阻减小,根据欧姆定律知,电流增大,磁性增强,排斥的力增大,故灯泡悬浮的高度将升高。
故答案为:(1)灯泡处于静止状态;(2)电磁感应现象;(3)升高。
25.【答案】条形磁体;A;不同
【解析】【分析】根据条形磁铁的磁场分布特点分析解答。
【解答】根据图片可知,通电后铁屑的磁场分布与条形磁铁相似。A点在螺线管的一端,B点在螺线管的中间,则A点磁场较强;A点和B点的位置不同,则它们的磁场方向不同。
26.【答案】磁场;转换;电荷的定向移动形成电流,电流周围存在磁场;纸外
【解析】【分析】(1)奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场,本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场,采用的是转换法;
(2)电流是电荷的定向移动形成的,正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反;
(3)电流的磁场方向与电流的方向有关。
【解答】 (1)(2)图中所示的是奥斯特实验,探究的是通电导线周围是否存在磁场;本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场,故采用的是转换法。
(3)(4)一束电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,电子定向移动形成电流,因此小磁针也会偏转;电子定向运动的方向与电流方向相反,因此小磁针转动方向会发生变化,磁针的N极会向纸外偏转。
27.【答案】(1)减小
(2)80
(3)增大电源电压
【解析】【分析】(1)根据图乙确定热敏电阻的阻值随温度的变化规律;
(2)根据图乙确定100℃时热敏电阻的阻值,再根据计算控制电路的总电阻,根据R2=R总-R1计算可变变阻器的阻值。
(3)首先根据温度变化确定热敏电阻的阻值,再根据R总=R1+R2判断总电阻的变化,而电磁铁吸合时电流保持不变,最后根据U=IR分析电源电压的变化。
【解答】(1)根据图乙可知,热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而减小;
(2)当温控箱温度为100℃时,电磁继电器线圈中的电流刚好为50mA=0.05A,且此时热敏电阻的阻值R1=40Ω;
控制电路的总电阻为:;
那么可变电阻器的阻值为:R2=R总-R1=120Ω-40Ω=80Ω;
(3)当恒温箱的高低降低时,热敏电阻R1的阻值增大。根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻变大。由于由吸合时电路的电流不变,根据U=IR可知,此时要增大电源电压。
28.【答案】(1)吸引;排斥
(2)向里
(3)磁场
【解析】【分析】(1)由图中显示的现象是靠拢还是远离,判断两导线之间的作用力。
(2)用右手螺旋定则判断。
(3)磁体的周围存在磁场,磁体之间通过磁场产生力的作用;两导线的电流都产生磁场,电流之间的作用也是通过磁场产生力的作用。
【解答】(1)由图可知,当通入的电流方向相同时,导线靠拢,说明两导线相互吸引;当通入电流方向相反时,导线远离,说明两导线相互排斥。
(2)用右手握导线,大拇指指向电流方向(向上),则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向:a的左侧垂直于纸面向外,b处(a的右侧)垂直于纸面向里。
(3)与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的。
故答案为:(1)吸引;排斥;(2)向里;(3)磁场。
29.【答案】(1)左
(2)该闭合电路中磁感线数量不变
(3)3、6
【解析】【分析】(1)根据串联电路电压的规律确定滑片移动的方向;
(2)根据丙图可知,当导体ab上下运动时,它始终没有切割磁感线,即通过闭合电路的磁感线数量不变,因此不会产生感应电流;
(3)要探究线圈中的电流方向是否会影响电流计指针偏转方向时,必须控制其它因素相同,而改变电流方向。
【解答】(1)实验过程中,为使电流变大,根据欧姆定律,电路中电阻的要变小,滑动变阻器滑片P应向左移动;
(2)小科向老师请教,得知当闭合电路围成的平面内,磁感线数量发生改变时,电路中就能产生感应电流。请根据上述事实,课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因(图丙)是该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
(3)小山的说法不正确,理由是:比较3、6可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
30.【答案】(1)S
(2)以将自制的指南针多次转动,看针尖的指向是否为同一个方向
(3)调整指南针的重心位置
【解析】【分析】(1)根据磁极之间的相互作用规律分析;
(2)将可以自由转动的磁体多次转动,如果每次静止时都指向同一方向,那么说明它能够指南北,据此分析解答;
(3)根据图片可知,只有指南针的重心恰好在大头针的正上方时,指南针才能在空中保持平衡,据此分析解答。
【解答】(1)将条形磁铁S极靠近图乙中缝衣针针尖,缝衣针被排斥,根据“同名磁极相互排斥”可知,缝衣针的针尖的磁极为S极;
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,操作如下:以将自制的指南针多次转动,看针尖的指向是否为同一个方向。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”,对该指南针提出合理的改进建议:调整指南针的重心位置。
31.【答案】(1)N
(2)相反;负
【解析】【分析】(1)安培定则也应用于单匝圆形线圈的极性判断。
(2)地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。
【解答】(1)根据安培定则,用右手握住单匝线圈,四指弯向电流的方向,拇指指向单匝线圈的B端,所以B端为N极。
(2)由于地磁北极在地理南极附近,根据安培定则,拇指指向N极,四指的方向为电流的方向,所以电流自东向西,与地球自转的方向相反;物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以地球带负电。
故答案为:(1)N;(2)相反;负。
32.【答案】(1)2
(2)当载重量增大时压敏电阻R的阻值减小,当车辆超载时控制电路总电阻变小,电流变大,电磁铁C磁性增强,吸下衔铁,工作电路铃响,限载报警器报警。
【解析】【分析】分析车辆超载时电磁铁中是否有电流通过,只有电磁铁中有电流通过时电铃才会报警。
【解答】(1)电磁铁没有磁性是,触电与1接触,不会报警,当电磁铁有磁性时,衔铁被吸下,触电与2接触,会报警,即报警器应该接在2处。
(2)据乙图可知,当载重量增大时压敏电阻R的阻值减小,当车辆超载时控制电路总电阻变小,电流变大,电磁铁C磁性增强,吸下衔铁,工作电路铃响,限载报警器报警。
故答案为:(1)2;(2)当载重量增大时压敏电阻R的阻值减小,当车辆超载时控制电路总电阻变小,电流变大,电磁铁C磁性增强,吸下衔铁,工作电路铃响,限载报警器报警。
33.【答案】(1)向纸面外
(2)向纸面外
(3)不发生
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受到力的作用,而电流是电荷的定向移动形成的,故可用探究影响通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关的方法进行分析。
【解答】通电导体受磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关。
(1)已知一束电子自右向左从狭缝里射出,穿过磁场时受到磁场力的作用,向纸面内偏转;
当磁极对调后,电流方向没有改变,而磁场方向与原来相反,所以此电子束偏转方向与原来相反,即向纸面外偏转。
(2)若磁极不变,磁场方向不变,而把电子束(带负电)换成带正电的粒子束,电流的方向改变了,所以此粒子束偏转方向与原来相反,粒子束将向纸面外偏转。
(3)若换成不带电的粒子束,可理解为无电流通过磁场,故此粒子束不发生偏转。
故答案为:(1)向纸面外;(2)向纸面外;(3)不发生。
34.【答案】(1)AB
(2)N
(3)110
(4)调大
【解析】【分析】(1)控制电路中,电磁继电器线圈和两电阻串联接入电路,根据串联电路电阻规律可知随着压力F的增大,电路总电阻变小,通过电路的电流变大,电磁铁的磁性增强,衔铁被吸合,上触点断开,当货架承受的压力达到限定值,电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品,据此确定货物装载机应连接的接线柱;
(2)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(3)根据欧姆定律计算当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时控制电路的总电阻,根据串联电路电阻规律计算所选滑动变阻器R2的最大阻值;
(4)若要提高货架能承受的最大压力,则压敏电阻的阻值变小,通过电路的电流不变,根据欧姆定律可知电路总电阻不变,根据串联电路电阻规律可知滑动变阻器接入电路的阻值的变化。
【解答】(1)控制电路中,电磁继电器线圈和两电阻串联接入电路,串联电路总电阻等于各分电阻之和,随着压力F的增大,电路总电阻变小,通过电路的电流变大,电磁铁的磁性增强,衔铁被吸合,上触点断开,当货架承受的压力达到限定值,电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品,所以货物装载机应连接A和B两个接线柱;
(2)线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则电磁铁的上端为N极;
(3)当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA=0.03A时,
根据欧姆定律可得控制电路总电阻:,
由乙图可知货架能承受的最大压力为800N时,压敏电阻的阻值为80Ω,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:R2=R总-R-R1=200Ω-10Ω-80Ω=110Ω;
(4)若要提高货架能承受的最大压力,则压敏电阻的阻值变小,通过电路的电流不变,根据欧姆定律可知电路总电阻不变,根据串联电路电阻规律可知需增大滑动变阻器接入电路的阻值。
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