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1.6设计指南针专项练习
第一部分 知识点整理
1.指南针核心原理
钢针/铁针经磁铁沿一个方向反复摩擦后会被磁化，获得磁性；磁化后的磁针能在水平面自由转动，静止后一端指北（N极）、一端指南（S极）。
2.设计指南针的基本步骤
（1）明确设计任务：确定制作目标（如小巧轻便、指向准确的简易指南针）；
（2）确定评价标准：磁针转动灵活、指向准确；材料易得、价格低廉；轻巧简便等；
（3）制订设计方案：选定指南针类型（水浮式、悬挂式、支撑式），规划所需材料、制作步骤；
（4）画出设计方案图：图文结合标注材料、结构；
（5）评估与改进方案：分析方案不足，优化设计（如解决平衡、转动不灵活、受外界干扰等问题）。
3.指南针的类型及特点
（1）水浮式：将磁针固定在泡沫小球等浮体上，置于水面，需保证水面平稳，避免风吹干扰；
（2）悬挂式：用细线绑在磁针中间悬挂，转动最灵活准确，可悬挂在透明瓶中避免风的影响；
（3）支撑式：将磁针架在支座上，运转速度快，但易滑落。
4.制作指南针的关键要点
（1）磁针材料：需用钢针、铁针、极细磁铁（牙签、陶瓷针无磁性，不可用）；
（2）磁化检测：用磁化后的针吸引回形针，能吸引说明具备磁性；
（3）南北极确定：待磁针静止后，参照标准指南针的指向标注N/S极；
（4）干扰规避：避免铁制物品靠近磁针，防止磁场干扰导致指向不准。
5.指南针的组成与应用
（1）基本组成：磁针+刻度盘（标注八个方向：东、南、西、北、东北、东南、西北、西南）；
（2）实际应用：是我国古代四大发明之一，广泛用于航海、陆地定向等，郑和下西洋时指南针发挥了重要导航作用。
第二部分 练习巩固
一、判断题（对的打√，错的打×，共10题）
1. 用磁铁来回摩擦钢针，能让钢针快速被磁化。（ ）
2. 指南针的刻度盘上需要标注东、南、西、北四个基本方向即可。（ ）
3. 水浮式指南针中，用铁片作为浮体让磁针浮在水面效果最好。（ ）
4. 磁化后的钢针吸引回形针，说明钢针具备了磁性。（ ）
5. 悬挂式指南针的细线绑在钢针一端，不影响指向准确性。（ ）
6. 铁制物品靠近自制指南针，会干扰磁针的指向。（ ）
7. 郑和下西洋的船队中，指南针在航海导航中发挥了重要作用。（ ）
8. 自制指南针的核心评价标准是磁针旋转灵敏、指向准确。（ ）
9. 陶瓷针质地坚硬，是制作指南针磁针的优质材料。（ ）
10. 让水浮式指南针的磁针浮在水中，目的是让磁针能自由转动。（ ）
二、选择题（每题只有一个正确答案，共10题）
1. 我国古代最早的磁性指向器是（ ）
A. 指南针 B. 司南 C. 水罗盘
2. 设计指南针时，小组商量“指南针要能灵活转动”，这属于（ ）流程
A. 明确任务 B. 确定评价标准 C. 制订方案
3. 下列材料中，适合制作指南针磁针的是（ ）
A. 牙签 B. 陶瓷针 C. 钢针
4. 检测大头针是否被成功磁化的正确方法是（ ）
A. 用大头针吸引回形针 B. 用大头针吸引铜针 C. 用大头针吸引强磁铁
5. 确定磁化后钢针南北极的方法是（ ）
A. 用回形针吸引钢针
B. 将钢针放在水中直接看
C. 待钢针静止后参照标准指南针指向
6. 下列改进水浮式指南针的方案，合适的是（ ）
A. 用铁片围在指南针周围挡风
B. 将磁针固定在普通纸片上
C. 把指南针放在平稳的水面上
7. 设计指南针的正确步骤排序是（ ）
①评估与改进方案 ②确定评价标准、制订设计方案
③明确设计任务 ④画出具体设计方案图
③②④①
②③①④
③④②①
8. 北宋《梦溪笔谈》记载指南针的放置方法中，最佳的是（ ）
A. 水浮法 B. 支撑法 C. 悬挂法
9. 自制指南针的评价标准，不包括的是（ ）
A. 转动灵活、指向准确
B. 外壳必须是铁制材料
C. 制作材料易得、价格低廉
10. 关于指南针的说法，正确的是（ ）
A. 磁针只有N极，没有S极
B. 由磁针和刻度盘两部分组成
C. 只在海上导航有用，陆地不能用
三、填空题
1. 用磁铁磁化钢针时，需要______摩擦钢针，反复摩擦多次才能让钢针充分磁化。
2. 制作悬挂式指南针时，细线最好绑在钢针的______位置，保证钢针保持水平。
3. 指南针的刻度盘上有______个方向，分别是东、南、西、北、东北、东南、西北、西南。
四、实验探究题（共3题，各小题均为选择题）
实验1：探究钢针的磁化方法
为了让钢针成功磁化，某小组设计了两种摩擦方式：方式①沿一个方向摩擦；方式②来回摩擦，分别操作后用钢针吸引回形针。
(1) 能让钢针成功磁化的摩擦方式是（ ）
A. 方式① B. 方式② C. 两种都可以
(2) 检测钢针是否磁化的依据是（ ）
A. 钢针的颜色发生变化 B. 钢针能吸引回形针 C. 钢针能浮在水面上
(3) 若钢针无法吸引回形针，下一步正确的操作是（ ）
A. 更换陶瓷针重新实验
B. 用磁铁继续沿一个方向反复摩擦钢针
C. 直接放弃实验
实验2：制作水浮式指南针的选材与改进
小组制作水浮式指南针时，在浮体选择和干扰规避上遇到问题，开展探究实验。
(1) 适合作为浮体让磁针浮在水面的材料是（ ）
A. 泡沫小球 B. 铁片 C. 普通纸片
(2) 水浮式指南针转动不灵活，最合理的改进方法是（ ）
A. 增大磁针的重量
B. 保证水面平稳，清理磁针与浮体的粘连
C. 用铁圈围在指南针周围
(3) 为避免风对水浮式指南针的影响，可行的方法是（ ）
A. 将指南针放在密闭的透明塑料盒中
B. 用铁皮包裹指南针
C. 把指南针放在摇晃的水中
实验3：比较不同类型指南针的转动效果
小组分别制作了水浮式、悬挂式、支撑式指南针，测试其转动灵活性和准确性。
(1) 三种类型中，转动最灵活且指向最准确的是（ ）
A. 水浮式 B. 悬挂式 C. 支撑式
(2) 支撑式指南针的主要缺点是（）
A. 转动太慢 B. 坚滑易坠 C. 受水的影响大
(3) 若悬挂式指南针指向不准，最可能的原因是（）
A. 细线绑在钢针中间
B. 周围有铁制物品干扰
C. 刻度盘标注了八个方向
五、解答题
科学小组设计的支撑式简易指南针出现“水平不平衡、磁针易滑落”的问题，请你结合设计指南针的相关知识，提出至少2条合理的改进建议。
参考答案
一、判断题
1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.√ 7.√ 8.√ 9.× 10.√
二、选择题
1.B 2.B 3.C 4.A 5.C 6.C 7.A 8.C 9.B 10.B
三、填空题
1. 沿一个方向 2. 中间 3. 八
四、实验探究题
实验1：(1)A (2)B (3)B
实验2：(1)A (2)B (3)A
实验3：(1)B (2)B (3)B
五、解答题
1. 调整支座的高度和位置，在支座接触磁针的位置增加防滑的软胶垫，防止磁针滑落；
2. 更换重量更均匀的磁针，或将磁针的重心调整至中间位置，保证水平平衡；
3. 优化支座的结构，采用凹槽式支座，让磁针平稳架在凹槽中，既不影响转动，又能防止滑落。（答出2条即可）

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