16.1 《从永磁体谈起》（分层练习）解析版

16.1从永磁体谈起一、单选题1．为了便于研究磁场，物理学中引入了“磁感线”来描述磁场的分布情况，下列研究问题的方法与此相同的是（）A．认识电流时，我们可以用水流来类比B．用光线来描述光的传播路径和方向C．研究串并联电路的总电阻与分电阻关系时，用一个电阻代替几个分电阻D．研究阻力对物体运动的影响【答案】B【解析】由于磁感线是不存在的，所以通过磁感线来形象直观描述磁场的分布，这是一种模型法。A．通过水流来初步认识电流，即利用的类比法，故A不符合题意；B．光线是不存在的，所以我们研究光的传播时，引入光线，是利用的模型法，故B符合题意；C．研究串并联电路的总电阻与分电阻关系时，用一个电阻代替几个分电阻，这是利用的等效替代法，故C不符合题意；D．研究阻力对物体运动的影响，利用的是控制变量法，故D不符合题意。故选B。2．如图，是有关“磁场和磁感线”的实验。通过实验获得的物理观念，符合物理规律的是（）①借助小磁针感知磁场的存在，运用的科学方法是转换法；②磁场的方向是没有规律的；③磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线；④磁感线越密集的位置，磁场越强。

A．①④ B．②④ C．①② D．②③【答案】A【解析】①磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故①正确；②磁体周围的磁感线从N极发出，回到磁体S极，磁场的方向是有规律的，故②错误；③磁感线是不存在的，是为了研究方便假想的一些有方向的曲线，故③错误；④磁感线能表示磁场的强弱，磁体周围的磁感线越密集的地方说明磁场越强，故④正确。故选A。3．世界上最早发现“地理两极和地磁两极并不重合”这一现象的是我国宋代学者（）A．沈括 B．张衡 C．祖冲之 D．毕升【答案】A【解析】北宋学者沈括在《梦溪笔谈》记载了指南针指向“常微信东，不全南也”，是第一位指出地磁偏角的科学家，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。4．下图能正确表示条形磁铁磁场的磁感线的是（）A．

B．

C．D．

【答案】C【解析】因为磁感线在磁体的周围是从N极出来，回到S极，故C符合题意；ABD不符合题意。故选C。5．司南是我国古代早期的指南针，如图所示。东汉学者王充在《论衡》中记载“司南之杓，投之于地，其柢指南。”意思是：放在水平且光滑的铜板表面上，自由转动的磁性杓子，静止时杓柄总是指南，其原因是（）A．由于杓柄带有负电 B．铜板表面具有磁性C．杓子具有较小密度 D．杓子受地磁场作用【答案】D【解析】地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。静止时杓柄总是指南是由于受到地磁场的作用，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。6．用易于观察的科学现象来显示不易观察的科学事实是科学研究中常用的一种方法，例如：我们可以用小磁针的偏转说明电流周围存在磁场，下面属于这种方法的是（）A．探究动能和哪些因素有关时，用木块移动的距离来显示钢球动能的大小B．根据“探究阻力对物体运动的影响”实验，推理得出牛顿第一定律C．研究电流时，用水流与电流对比D．研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况【答案】A【解析】我们可以用小磁针的偏转说明电流周围存在磁场，小磁针的偏转，这是易于观察的科学现象，电流周围存在磁场，这是不易观察的科学事实，这采用的方法为转换法。A．探究动能和哪些因素有关时，用木块移动的距离来显示钢球动能的大小，木块移动的距离，是易于观察的科学现象，钢球动能的大小，是不易观察的科学事实，这采用的方法为转换法，故A符合题意；B．“探究阻力对物体运动的影响”的实验，这是在实验的基础上，加上推理，得知牛顿第一定律，这是采用了推理法，故B不符合题意；C．研究电流时，用水流和它作对比，进行研究，这是用到了类比法，故C不符合题意；D．研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况，而磁感线不是真实存在的，它可以直接、形象地表现磁场的特点，这是用到了模型法，故D不符合题意。故选A。二、填空题7．如图所示，将载有条形磁铁的两辆小车紧靠在一起后再同时由静止释放，两小车将迅速分离。此现象说明：相互排斥。

【答案】同名磁极【解析】两辆小车上装有磁铁，磁铁中间的磁极是S极，同名磁极相互排斥，两个小车受到排斥力的作用而迅速分离。8．条形磁体周围的磁场情况如图所示，则条形磁体的左端是极。

【答案】N【解析】条形磁体周围的磁场是从N极出发，回到S极，所以条形磁体的左端是N极。9．小磁针静止时N极会自动转向地球的（选填“北”或“南”）方，因为地球本身就相当于一个巨大的磁体，它的形状跟条形的磁场相似，如图所示，是描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，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”）。

【答案】北Q【解析】[1]我们把能够自由转动磁体静止时指南的那个磁极叫南极（或S），指北的那个磁极叫北极（或N），所以小磁针静止时N极会自动转向地球北方。[2]因为地球本身就相当于一个巨大的磁体，它的形状跟条形磁体的磁场相似，其地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近；磁体间力的作用是通过磁场发生的；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。10．如图，小磁针的极指向地理北极。

【答案】北/N【解析】地理两极和地磁两极相反，地磁场的N极在地理的南极附近，磁感线是从N极出来回到S极的，故小磁针静止时，其N极指向地理北极附近。11．为了探究磁极间的相互作用规律，探究小组选用两辆小车、两块条形磁体按如图所示方式开展科学探究，他们用手将装有条形磁体的两辆小车相互靠近后，A车不动，松开B车，观察到B车向右运动；复位后，使B车不动，松开A车，观察到A车向左运动。为了进一步证明其相互作用，你建议接下来的操作为：，以上探究能得到的结论为：。【答案】复位后，同时松开两车，观察两车的运动情况同名磁极相互排斥【解析】[1]为了进一步证明其相互作用，接下来的操作为：复位后，同时松开两车，观察两车的运动情况。[2]由图可知，A、B车上相邻的两个磁极都是N极，以上探究能得到的结论为：同名磁极相互排斥。12．如图甲所示是我国早期的指南针——司南，小明想用图乙的天然磁石仿制司南。根据图乙所示，该磁石的D端为极；将该磁石的D端磨成勺柄，制成司南，放在水平光滑的“地盘”上，司南静止时，勺柄指向地球的。【答案】S南极【解析】[1][2]根据图乙所示，该磁石的D端为S极；将该磁石的D端磨成勺柄，制成司南，放在水平光滑的“地盘”上，司南静止时，勺柄指向地球的南极。三、实验题13．转换法是物理研究的常用方法之一，它主要是将不易观察、不易测量的物理量转换为容易观察、容易测量的物理量。下列实验都用到了转换法，请你完成下列问题：（1）如图甲所示是“探究水和食用油吸热能力”的实验，实验中选用相同质量的水和食用油，用相同规格的加热器加热，观察水和食用油温度升高的快慢来判断它们的吸热能力强弱，该实验中用（选填“加热时间”或“水和食用油升高的温度”）来间接反映水和食用油吸收热量的多少；（2）如图乙所示为“奥斯特实验”的装置图，该实验中是通过小磁针的转动来间接反映通电导体周围是否存在磁场的。若将小磁针拿走，则通电直导线周围的磁场将（选填“消失”或“仍然存在”）。【答案】加热时间仍然存在【解析】（1）[1]相同规格的电加热器在相同的时间内放出的热量相等，而此时水和食用油吸收的热量也相同。因此可以通过加热时间来间接反映水和食用油吸收热量的多少。这是转换法的使用。（2）[2]磁场是一种看不见、摸不着，但又实际存在的一种物质。可以通过小磁针的转动来间接反映通电导体周围磁场的存在。若将小磁针拿走，则通电直导线周围的磁场将仍然存在。14．为辨别钢棒是否有磁性，小明设计了以下方案进行探究。（1）如图甲所示，小磁针与钢棒M端相互吸引，则钢棒的情况可能是；A．原来就具有磁性，M端为N极B．原来就具有磁性，M端为S极C．原来没有磁性，被小磁针磁化后，M端成了N极D．原来没有磁性，被小磁针磁化后，M端成了S极（2）如图乙所示，挂在弹簧测力计下的磁铁，下端为N极。水平向左移动钢棒的过程中，测力计示数持续变大，小明由此判断，钢棒原来一定具有磁性，且M端是极（选填“N”或“S”）。本实验若把磁铁换成软铁块，情况又会怎样？。【答案】ACN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【解析】（1）[1]根据知识点磁体能够吸引铁、钴、镍等物质；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引；小磁针的S极与钢棒M端互相吸引，则钢棒如果原来有磁性，M端应该是N极，如果原来没有磁性，钢棒被磁化后，M端是N极，故BD不符合题意，AC符合题意。故选AC。（2）[2]根据知识点条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引；挂在弹簧测力计下端的磁体受到重力、拉力、磁力，三个力平衡；水平向左移动钢棒，磁体受到的磁力先变小后变大；弹簧测力计的示数持续变大，则钢棒的M端是N极；从M端到中间，磁体受到的斥力逐渐减小；从中间到右端，磁体受到的引力逐渐增大。[3]若把磁铁换成软铁块，软铁块和钢棒之间无磁性，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。

一、单选题1．如图展示了几种我国古代劳动人民的智慧成果，都涉及到一定的物理知识。下列说法中正确的是（）A．图甲：“土火箭”点火后在大气压作用下升空B．图乙：杆秤测量物体质量利用杠杆原理C．图丙：孔明灯升空时只受到空气浮力作用D．图丁：司南能够指示南北是因为受到重力作用【答案】B【解析】A．“土火箭”点火后向后喷出气体，因为力的作用是相互的，也会受到气体对其向前的推动力，所以能升空，故A错误；B．杆秤是一种杠杆，利用杠杆平衡条件称量质量，故B正确；C．孔明灯升空时受到空气浮力作用和重力作用，故C错误；D．司南能够指示南北是因为受到地磁场的影响，故D错误。故选B。2．下列有关磁现象的说法错误的是（）A．

条形磁体两端磁性强、中间磁性弱B．磁体周围的磁感线是真实存在的C．

地理的两极和地磁的两极并不重合D．

司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用【答案】B【解析】A．由图可知，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱，故A正确，不符合题意；B．磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，所以磁感线不是真实存在的，磁场是真实存在的，故B错误，符合题意；C．我国宋代的沈括，他提出磁偏角的概念，指出地理的两极和地磁的两极并不重合，故C正确，不符合题意；D．司南受地磁场的作用，静止时长柄指向南方，故D正确，不符合题意。故选B。3．2021年10月11日，联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议第一阶段会议在云南昆明召开，据悉，云南在亚洲象北上过程中做了大量的保护防范措施，利用无人机跟踪定位亚洲象，并拍摄了大量的照片，如图所示，下列关于无人机的说法正确的是（）A．无人机在加速上升过程中机械能守恒B．无人机的磁力计发挥了类似指南针的功能，是利用了地磁场的缘故C．遥控器是利用超声波传递信号控制无人机的D．无人机升力的产生利用了流体流速大的地方压强大的原理【答案】B【解析】A．无人机加速上升过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变大，动能变大，则机械能变大，故A错误；B．无人机的磁力计在地磁场的作用下始终指示南北，发挥了类似指南针的功能，故B正确；C．无人机遥控器是利用电磁波实现对无人机的遥控的，故C错误；D．无人机升力的产生利用了力的作用的相互性原理，故D错误。故选B。4．下列说法正确的是（）A．物体的速度越大，其惯性越大B．二极管具有单向导电性，在电子产品中有极广泛的应用，利用超导材料做成的C．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到了另一个物体D．磁感线是磁场中真实存在的曲线【答案】C【解析】A．惯性是物体本身的一种性质，一切物体都有惯性，惯性的大小只与物体的质量大小有关，与速度大小无关，故A错误；B．二极管是利用半导体材料制成的，二极管具有单向导电性，故B错误；C．摩擦起电的实质是电荷电子的转移，是电子从一个物体转移到了另一个物体，故C正确；D．磁感线是为了描述磁场而引入的，它并不客观存在，故D错误。故选C。5．关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（）A．铁和铝都能够被磁体吸引 B．磁感线从磁体的S极出来，回到磁体的N极C．磁感线是磁场中真实存在的曲线 D．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的【答案】D【解析】A．磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引铝，故A错误；B．在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，故B错误；C．根据课本中的相关基础知识可知，为了描述看不见但又客观存在的磁场，人们利用建立模型的方法引入了磁感线，故C错误；D．磁体周围存在磁场，磁体对处于其磁场内的磁性物质有磁力的作用，磁体之间的相互作用就是通过磁场实现，故D正确。故选D。6．指南针是我国的四大发明之一，“指南鱼”是它的一种形态。将一块形状像鱼的薄铁片磁化后，浮在水面上，它静止时的指向如图所示。下列判断正确的是（）A．指南鱼能指南北是因为其受到地磁场的作用B．指南鱼鱼尾所指的方向为该点的地磁场方向C．指南鱼周围存在磁感线D．指南鱼的腹部磁性最强【答案】A【解析】A．地球本身就是一个巨大的磁体，指南针能指南北，是因为受到地磁场的作用，故A正确；B．“指南鱼”静止时鱼头指向南方，是地磁的北极，故指南鱼鱼头所指的方向为该点的地磁场方向，故B错误；C．磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，故C错误；D．磁铁两端磁性最强，指南鱼的腹部磁性最弱，故D错误。故选A。二、填空题7．《论衡》中有关于用布摩擦过的琥珀吸引轻小的干草和天然磁石吸引铁针的记载。这是因为用布摩擦过的琥珀带了，天然的磁石具有。【答案】电磁性【解析】[1]带电体具有吸引轻小物体的性质，用布摩擦过的琥珀吸引轻小的干草，是因为布摩擦过的琥珀带了电。[2]磁体具有吸引铁、钴、镍等金属的性质，天然磁石吸引铁针，说明天然的磁石属于磁铁，磁铁具有磁性。8．我国古代四大发明之一司南能辨别方向，是因为受到了的作用；如图是一款磁悬浮音箱，它能悬在空中是因为同名磁极相互。

【答案】地磁场排斥【解析】[1]地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近；指南针之所以能够指方向就是因为受到了地磁场的作用。[2]因为磁悬浮地球仪静止在空中，它受到竖直向下的重力与竖直向上的底座对它的斥力是一对平衡力，磁悬浮地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理制成的。9．南宋民族英雄文天祥，在《扬子江》一诗中著有“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句，这里磁针石的北极指向地理的（选填“南”或“北”）方，磁针石之所以能指南北，是因为受到的作用。【答案】北地磁场【解析】[1]磁针石具有指南北的作用，磁针石的南极指向地理的南方，磁针石的北极指向地理的北方。[2]磁针石之所以能指南北，是因为地球是个大磁体，有地磁场，所以磁针石受到地磁场的作用，能指南北。10．如图所示，甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，根据图中小磁针静止时的指向，甲是，乙是（均选填“N极”或“S极”）。

【答案】S极S极【解析】[1][2]图中小磁针的N极指向上方，由于同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此甲、乙均为S极。11．一磁铁置于水平桌面上，将两枚硬币竖放在磁铁上，用手使硬币相互靠近，如图所示。松手后，两枚硬币的上端会分开，这是由于磁化后的硬币上端为同名磁极而相互的缘故。

【答案】排斥【解析】当两硬币都放在磁体的N极上时，会被磁体磁化，具有相同的磁极。由于同名磁极相互排斥，因此它们会相互分开。12．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。地磁场的北极在地球的（选填“北极”或“南极”）附近。【答案】S异名南极【解析】[1][2]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。[3]地磁场的南极在地球的北极附近，地磁场的北极在地球的南极附近。三、作图题13．小磁针静止时的指向如图所示，请在图中标出小磁针的N极及磁感线的方向。【答案】【解析】由图可知电流从螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指所指的右端为通电螺线管为N极，其左端为S极。因异名磁极相互吸引，所以小磁针静止时其右端为N极；因为磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，所以图中磁感线的方向向左，如图所示：。14．如图所示为两个磁极间的磁感线分布图，小磁针静止在A点。请在图中标出磁极的名称以及小磁针的N极。【答案】【解析】小磁针静止时N极的指向为A点磁场的方向，所以小磁针右端是小磁针的N极；根据磁极间的相互作用规律可知，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以图中左侧为N极，右侧为S极，如图所示：四、实验题15．小强用实验探究“磁体间相互作用规律”，当甲磁体不动，乙磁体逐渐靠近甲磁体时，他观察到悬挂乙磁体的细线与竖直方向的夹角也随之变化，如图所示。请你根据实验现象，提出一个值得探究的科学问题；对于该问题，你的猜想是。【答案】见解析见解析【解析】[1][2]联想到磁体间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故研究甲、乙两块磁铁相互吸引时，磁体间作用力与距离的关系；由图中实验现象，可得到即：磁体间的距离越近，作用力越大。16．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的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，通过比较纸片下面能吸附的铁钉数量，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，依据的原理，铁钉在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中的方法；（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