第二十章 综合检测 初中物理人教版九年级全一册（2022-2023学年）

第二十章综合检测第二十章综合检测一、选择题(每小题5分，共30分)1.小关在探究磁现象的活动中能够实现的是()A.用小磁针吸起铜块或铝块B.用放大镜能看到磁铁周围的磁感线C.用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管D.把小磁针放在磁铁周围任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极【答案】C【解析】磁体能吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引铜块或铝块，故A不正确；磁感线不是真实存在的，是为了形象描述磁场而引入的，故B不正确；铜导线制成的通有电流的轻质螺线管有两个磁极，根据异名磁极相互吸引可知，C项能够实现；小磁针在磁铁周围某点北极的指向跟该点的磁场方向一致，并不是都指向地理北极，故D不正确。2.为了得出条形磁体的磁性两端强、中间弱的特性，某同学设计了以下四个实验，其中不能达到目的的是()A.将甲实验中的条形磁体平移靠近三颗相同的小铁球B.将乙实验中的两根条形磁体相互平移靠近C.将丙实验中的条形磁体从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动D.将丁实验中放在一堆大头针上的条形磁体提起【答案】B【解析】A选项，将甲实验中的条形磁体平移靠近三颗小铁球，可以发现条形磁体的两端对小铁球的作用力大，中间对小铁球的作用力小，可以得出条形磁体的磁性两端强、中间弱的特性.B选项，将乙实验中的两根条形磁体相互平移靠近，二者相互吸引，但不能分辨条形磁体哪个部位磁性最强.C选项，将丙实验中的条形磁体从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动，会发现条形磁体两端对铁块的吸引力比中间对铁块的吸引力大，可以得出条形磁体的磁性两端强、中间弱的特性.D选项，将丁实验中放在一堆大头针上的条形磁体提起，会发现条形磁体的两端比中间吸引的大头针多，可以得出条形磁体的磁性两端强、中间弱的特性。3.如图所示，在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是()A.小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端B.小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端C.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端D.小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端【答案】B【解析】由题图可知，闭合开关后，利用安培定则可判断出通电螺线管的右端为N极，所以通电螺线管外部的磁感线是从右端出发，回到左端的.由于小磁针静止时，N极所指方向与该处的磁场方向一致，所以小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端，故B正确。4.某同学在做“探究电磁铁的特点”的实验中，使用两个规格相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是()A.要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑片向右滑动B.图中实验现象表明，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强C.图中两电磁铁的线圈串联，是为了探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系D.若将两电磁铁上部靠近它们会相互排斥【答案】B【解析】要使电磁铁磁性增强，需要减小电阻来增大电流，故变阻器的滑片要向左移动，A错误.在此实验中，通过吸引大头针的多少来判断电磁铁的磁性强弱，吸引的大头针越多，说明磁性越强，B正确.两电磁铁的线圈串联，通过它们的电流相等，是为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，C错误.根据安培定则，左侧电磁铁上方是S极，右侧电磁铁上方是N极，所以若将两电磁铁上部靠近，它们会相互吸引，D错误。5.磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像.若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属物中产生感应电流，从而使金属物发热而灼伤病人，重则危及生命.上述说明中，没有涉及的知识是()A.铁在磁场里会被磁化B.磁能生电C.电流的热效应D.同名磁极相互排斥【答案】D【解析】强静磁场会吸引铁制物品是因为铁制物品在磁场中被磁化变成小磁体，磁场对放入其中的磁体有力的作用，A项有涉及，不合题意.变化的磁场会使携带的金属物中产生感应电流说明磁能生电，B项有涉及，不合题意.电流通过金属物会产生热量，使金属物的温度升高而灼伤病人，这是电流的热效应带来的危害，C项有涉及，不合题意.故本题选D。6.如图所示是小明为居民楼门口设计的智能照明电路，L是“220V22W”的节能灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭.控制电路中，电源由两节干电池串联而成，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，其阻值会随着光照强度的变化而变化.下列说法正确的是()A.晚上电磁铁的磁性应该比白天时更强B.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大C.当光照强度增大时，电压表示数将减小D.若提高控制电路电源电压，节能灯白天也可能发光【答案】C【解析】天暗时灯发光，说明天暗时工作电路为通路，上触点接通，电磁铁的磁性较弱，通过线圈的电流较小，则光敏电阻R2的阻值较大，所以光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，晚上电磁铁的磁性比白天时弱，A、B错误.当光照强度增大时，光敏电阻的阻值减小，由于串联电路中电阻两端的电压与其阻值成正比，所以光敏电阻两端的电压减小，即电压表的示数减小，C正确.白天，光敏电阻的阻值较小，控制电路中的电流较大，电磁铁的磁性较强，吸引衔铁，使工作电路为断路状态，节能灯无法发光，若提高电源电压，会增大控制电路中的电流，电磁铁的磁性会更强，节能灯白天依然无法发光，D错误。二、填空题(每空2分，共28分)7.如图所示是某机器人正在下围棋的情景.机器人通过内部有电磁铁的“手指”接触棋子表面来实现棋子的取放.机器人取放棋子利用了电磁铁的(填“磁性有无”或“磁极方向”)可以控制的特点，所用棋子(填“有”或“不”)可能是纯塑料的。【答案】磁性有无不【解析】根据机器人取放棋子的特点可以推断，它是靠电磁铁磁性有无来控制“手指”的——当通电时“手指”有磁性，将棋子取出，当断电时“手指”无磁性，将棋子放下。8.如图是我国古代发明的指南针——司南，能指示南北方向.因为地球周围存在地磁场，指南针静止时它的南极指向地理的极附近.指南针放在通电导线附近发生了轻微偏转，是因为产生了磁场。【答案】南电流【解析】根据磁极间的相互作用规律可知，指南针静止时，其南极指向地磁北极，也就是地理南极附近.通电导线周围存在磁场，电流产生的磁场对靠近通电导线的指南针产生力的作用，使指南针发生轻微偏转。9.白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝，说明，由此原理可以制成。【答案】晃动通电导体在磁场中受力电动机【解析】将磁体靠近通电的灯丝，灯丝会晃动，是因为通电的灯丝在磁场中受到了力的作用，说明通电导体在磁场中受力，由此原理可以制成电动机。10.如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机.(1)小明将电池接到该直流电动机两端，看到电动机转动起来，电动机的工作原理是 .小明将电池反向接到电动机两端，看到电动机(填“原方向旋转”“不转动”或“反向旋转”)。(2)学习了电磁感应知识后，小明想到：“直流电动机线圈转动时也切割了磁感线，那么线圈中是否也会产生感应电流呢？”于是小明将一个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转轴，发现小灯泡并未发光.小红认为，这说明直流电动机不会产生感应电流.你是否同意小红的看法？.若小明要继续研究，应该使用什么仪器比较妥当？ 。【答案】(1)通电导体在磁场中受到力的作用反向旋转(2)不同意电流表【解析】(1)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，当只改变导体中的电流方向或磁场方向时，通电导体受到的力的方向也随之改变，故将电池反向接到电动机两端，电动机会反向旋转。(2)用手搓动转轴，发现小灯泡并未发光，可能是因为转轴转动较慢，产生的感应电流太弱，可以用灵敏度更高的电流表替换小灯泡。11.如图所示，两根足够长的粗糙金属直角导轨并列放置，金属细杆ab放在水平导轨上，用手使金属细杆cd靠在竖直导轨的右侧，金属细杆ab、cd与导轨垂直放置并与导轨形成闭合回路，整个装置处于方向竖直向下的磁场中.当ab杆水平向左匀速运动时，放手后cd杆也正好向下匀速运动，此时cd杆受到的磁场的作用力向(填“左”或“右”)，请写出你的推理过程： 。【答案】左cd杆做匀速直线运动，在竖直方向上，cd杆受到的重力和摩擦力是一对平衡力，由摩擦力产生的条件可知，cd杆一定受到向左的磁场的作用力【解析】解答本题的关键是根据cd杆的运动状态分析cd杆的受力情况，然后结合摩擦力产生的条件判断磁场力的方向，属于力学与电磁学的综合应用，有一定难度。三、作图题(每小题3分，共6分)12.请根据图中通电螺线管的电流方向标出螺线管的磁极，并标出图中所画磁感线的方向。【答案】如图所示【解析】由题图可知，电源左端为正极，通电螺线管中电流由左侧流入，用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向右，即螺线管右侧为N极；在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极。13.如图，用笔画线代替导线将图中实物连接起来.要求：闭合开关后，使电磁铁的右端为N极，并且当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性增强。【答案】如图所示四、实验探究题(第14小题8分，第15小题10分，共18分)14.小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同.他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？(1)你的猜想是

。(2)小谦用如图所示的实验进行探究.由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角θ的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是法。(3)小谦分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大.小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互时，磁体间作用力与距离的关系。【答案】(1)磁极间的距离越近，磁体间的作用力越大(围绕磁体间作用力和磁极间距离关系的猜想都可以)(2)转换(3)排斥【解析】(3)实验只探究了异名磁极间吸引力大小与磁极间距离的关系，为了使结论更有普遍性，还应探究同名磁极间排斥力的大小与磁极间距离的关系。15.如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图.小谦实际探究时，在电路中接入了一个滑动变阻器，实验记录如下表.实验序号磁场方向ab中电流方向ab运动方向1向下无电流静止不动2向下由a向b向左运动3向上由a向b向右运动4向下由b向a向右运动(1)用笔画线代替导线，在乙图中将滑动变阻器正确连入电路.小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是 。(2)比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与有关.比较实验，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。(3)小谦通过观察导线的运动方向，来判断导线在磁场中的受力方向，用到的科学方法是 。(4)小谦想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素.为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图丙中的。【答案】(1)如图所防止电源短路(保护电路)(2)磁场方向2和4(3)转换法(4)灵敏电流计【解析】(1)在电路中接入滑动变阻器，可增大电路中的电阻，防止电源短路，起到保护电路的作用。(2)比较实验2和3可知，两次实验中，ab中的电流方向相同，磁场方向不同，导线的运动方向也不同，因此可得结论：通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关.要得出受力方向与电流方向的关系，应比较磁场方向相同而电流方向不同的实验2和4。五、简答题(共8分)16.在中国科技馆“探索与发现”展厅里，有一件十分神奇的展品——磁液宝塔，如图所示.磁液是一种具有磁性的液体，它既具有液体的流动性，又具有固体磁性材料的磁性.磁液槽中有三个圆锥体，当用手转动展台下方的手柄时，磁液就会沿圆锥体爬升，手柄转动速度越大，磁液爬升的速度也越大.手柄停止转动后，爬上圆锥体的磁液会落回磁液槽.请根据以上介绍，从电磁学角度提出一个物理问题，并用所学的物理知识进行解释。【答案】问题：为什么手柄转动的速度越大，磁液爬升的速度也越大？答：由题意可知，转动手柄时会产生感应电流，电流通过电磁铁产生磁场，从而使磁液沿圆锥体爬升，手柄转动的速度越大，产生的感应电流越大，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强，对磁液的作用力就越大，磁液爬升的速度就越大。六、计算题(共10分)17.2019年中央安排55亿元(人民币)资金支持河南城镇老旧小区改造.郑州市的某小区在给一栋楼加装电梯时，为了安全，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示.已知控制电路的电源电压U=6V，保护电阻R1=100Ω，压敏电阻R2的阻值随压力F的大小变化关系如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值均忽略不计。(1)压敏电阻R2的阻值随着压力F的增大而.电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点接触，电铃发出警报声。(2)当电磁铁线圈中的电流达到30mA时，衔铁刚好