《第十四章 磁现象》试卷及答案-初中物理九年级全一册-北师大版-2024-2025学年

《第十四章磁现象》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题3分，共30分）1、下列哪种物质不能被磁铁吸引？A.铁钉B.铜片C.钢尺D.木块2、在磁场中，以下哪个现象是错误的？A.小磁针静止时，北极指向地理北极B.通电线圈周围存在磁场C.磁场的方向可以用小磁针的北极来确定D.电流的方向与磁场的方向总是垂直的3、下列关于磁场的描述中，正确的是（）A.磁场的方向与磁铁的北极指向相同B.磁场线是闭合曲线，从磁铁的北极出发，进入南极C.磁场强度越大，磁性越弱D.磁场强度是磁场中某点磁力与该点电流的比值4、一束光线从空气射入水中，如果入射角为30°，折射角为（）A.30°B.45°C.60°D.90°5、一个通电螺线管，当电流方向改变时，以下哪种情况会发生变化？A.螺线管的磁性强度B.螺线管两端的磁极C.螺线管的形状D.螺线管的长度6、在磁铁附近放置一根导体，导体中是否有感应电流产生，取决于以下哪个因素？A.导体的长度B.导体与磁铁的相对运动速度C.导体的材料D.磁铁的磁性强度7、一个通电直导线放在水平面内，电流方向自西向东，此时在其正北方向放置一个N极磁铁，下列说法正确的是：A.磁铁的N极会指向南方B.磁铁的N极会指向东方C.磁铁的N极会指向西方D.磁铁的N极会指向北方8、一个闭合线圈放置在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，下列说法正确的是：A.线圈中不会产生感应电流B.线圈中会产生感应电流，且电流方向与磁场方向相同C.线圈中会产生感应电流，且电流方向与磁场方向垂直D.线圈中会产生感应电流，但电流方向无法确定9、在下列哪个实验中，不能观察到磁铁的磁极？A.将磁铁靠近铁钉，铁钉被吸引B.将磁铁放入小磁针上方，小磁针发生偏转C.将磁铁的某一部分放在指南针的北极附近，指南针的指针不发生偏转D.将磁铁放入线圈中，线圈中产生电流10、一个条形磁铁在水平面内自由转动后静止，下列关于其静止位置的描述中，正确的是：A.磁铁的两端总是指向地理的南北方向B.磁铁的南极总是指向地理的北极C.磁铁的北极总是指向地理的北极D.磁铁的南极总是指向地理的南极二、多项选择题（本大题有2小题，每小题3分，共6分）1、在磁场中，以下哪种情况下小磁针的N极会指向磁场线的方向？（）A.小磁针的N极放置在磁场线方向的反方向B.小磁针的N极放置在磁场线的切线方向C.小磁针的N极放置在磁场线的垂直方向D.小磁针的N极放置在磁场线的方向上2、以下关于磁感应强度的描述，正确的是：（）A.磁感应强度与电流的大小成正比B.磁感应强度与电流的方向无关C.磁感应强度的大小可以用电流产生的磁场力来衡量D.磁感应强度的单位是特斯拉（T）三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分）第一题：试述磁场的概念及其基本性质。如何利用磁感线描述磁场？第二题：简述磁场的性质及其表现形式。第三题：在磁场中，放置一根直导线，当导线中有电流通过时，导线会受到磁力的作用。请解释为什么直导线会受到磁力的作用，并说明磁力作用的方向如何确定？第四题：为什么磁铁靠近铁钉时，铁钉会被磁化？请从磁现象的基本原理角度进行分析。四、计算题（本大题有2小题，每小题7分，共14分）第一题：一物体在水平方向上受到两个相互垂直的力F1和F2的作用，F1的大小为5N，F2的大小为8N。求：（1）这两个力的合力大小；（2）这两个力的合力方向与F1的夹角θ。第二题：一个长直导线通有电流I，在导线附近放置一个平面镜，镜面垂直于导线。导线电流方向为从左向右。在导线正上方距离d处有一小磁针，小磁针静止时北极指向南方。求：（1）小磁针北极受到的磁力大小；（2）若将小磁针移动到导线下方距离为2d处，小磁针北极受到的磁力大小是多少？五、综合题（本大题有3小题，每小题10分，共30分）第一题：一个学生用条形磁铁进行实验，发现将磁铁的一端靠近一个静止的小铁块，小铁块被吸引并迅速向磁铁靠近。请回答以下问题：（1）条形磁铁靠近小铁块时，哪一端是N极？（2）为什么小铁块会被磁铁吸引？（3）如果将条形磁铁翻转过来，即N极朝下，小铁块还会被吸引吗？为什么？第二题：一个闭合电路中有一个方向不变的电流，当将一个条形磁铁插入电路时，电流表的指针发生了偏转。请回答以下问题：（1）条形磁铁插入电路时，电流表指针偏转的方向是______（向右或向左）。（2）分析条形磁铁插入电路时，电路中产生的电磁现象，并解释指针偏转的原因。第三题：一个通电螺线管，其内部磁场方向从左向右。现将一小磁针放在螺线管的中心位置，小磁针静止时，其N极指向的方向是：A.向左B.向右C.向上D.向下《第十四章磁现象》试卷及答案一、单项选择题（本大题有10小题，每小题3分，共30分）1、下列哪种物质不能被磁铁吸引？A.铁钉B.铜片C.钢尺D.木块答案：B解析：磁铁能够吸引铁、钢等铁磁性物质，但不能吸引铜、木块等非铁磁性物质。因此，铜片不能被磁铁吸引。2、在磁场中，以下哪个现象是错误的？A.小磁针静止时，北极指向地理北极B.通电线圈周围存在磁场C.磁场的方向可以用小磁针的北极来确定D.电流的方向与磁场的方向总是垂直的答案：D解析：在磁场中，电流的方向与磁场的方向并不总是垂直的。实际上，根据右手螺旋定则，电流的方向与磁场方向是相互垂直的，但题目中的表述“总是垂直的”过于绝对，因此这个选项是错误的。正确的是，电流的方向与磁场方向相互垂直，但不是所有情况下都是垂直的。3、下列关于磁场的描述中，正确的是（）A.磁场的方向与磁铁的北极指向相同B.磁场线是闭合曲线，从磁铁的北极出发，进入南极C.磁场强度越大，磁性越弱D.磁场强度是磁场中某点磁力与该点电流的比值答案：B解析：磁场是磁铁或电流周围存在的一种特殊物质，其方向由磁场线表示。磁场线的方向从磁铁的北极出发，进入南极，形成闭合曲线。A选项错误，因为磁场方向与磁铁的北极指向相反；C选项错误，磁场强度越大，磁性越强；D选项描述的是磁感应强度的定义，而不是磁场强度。4、一束光线从空气射入水中，如果入射角为30°，折射角为（）A.30°B.45°C.60°D.90°答案：B解析：根据光的折射定律，光线从空气射入水中时，入射角和折射角之间的关系可以表示为：n1sin(θ1)=n2sin(θ2)，其中n1和n2分别是空气和水的折射率，θ1是入射角，θ2是折射角。空气的折射率大约为1，水的折射率大约为1.33。将入射角θ1=30°代入公式，可以解得折射角θ2约为45°。因此，正确答案是B。5、一个通电螺线管，当电流方向改变时，以下哪种情况会发生变化？A.螺线管的磁性强度B.螺线管两端的磁极C.螺线管的形状D.螺线管的长度答案：B解析：通电螺线管的磁性方向与电流方向有关。当电流方向改变时，根据安培定则，螺线管两端的磁极也会相应地发生改变。磁性强度、形状和长度与电流方向改变无关。因此，正确答案是B。6、在磁铁附近放置一根导体，导体中是否有感应电流产生，取决于以下哪个因素？A.导体的长度B.导体与磁铁的相对运动速度C.导体的材料D.磁铁的磁性强度答案：B解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电流的产生条件是导体在磁场中做切割磁感线的运动。导体中是否有感应电流产生，主要取决于导体与磁铁的相对运动速度。导体的长度、材料和磁铁的磁性强度虽然会影响感应电流的大小，但不是决定是否有感应电流产生的关键因素。因此，正确答案是B。7、一个通电直导线放在水平面内，电流方向自西向东，此时在其正北方向放置一个N极磁铁，下列说法正确的是：A.磁铁的N极会指向南方B.磁铁的N极会指向东方C.磁铁的N极会指向西方D.磁铁的N极会指向北方答案：A解析：根据安培定则，通电直导线周围的磁场方向垂直于导线，且按照右手螺旋定则确定。由于电流方向自西向东，因此导线周围的磁场方向在正北方向是垂直向上的。而磁铁的N极会被吸引到导线周围的磁场方向相反的一侧，即向下，因此磁铁的N极会指向南方。8、一个闭合线圈放置在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，下列说法正确的是：A.线圈中不会产生感应电流B.线圈中会产生感应电流，且电流方向与磁场方向相同C.线圈中会产生感应电流，且电流方向与磁场方向垂直D.线圈中会产生感应电流，但电流方向无法确定答案：C解析：根据法拉第电磁感应定律，当闭合线圈放置在匀强磁场中且磁场方向垂直于线圈平面时，线圈中会产生感应电流。感应电流的方向由楞次定律确定，即感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。因此，感应电流的方向与磁场方向垂直。选项C正确。9、在下列哪个实验中，不能观察到磁铁的磁极？A.将磁铁靠近铁钉，铁钉被吸引B.将磁铁放入小磁针上方，小磁针发生偏转C.将磁铁的某一部分放在指南针的北极附近，指南针的指针不发生偏转D.将磁铁放入线圈中，线圈中产生电流答案：C解析：选项A中，磁铁吸引铁钉说明磁铁具有磁性；选项B中，小磁针偏转说明磁铁对磁针产生了作用；选项D中，线圈中产生电流说明磁铁与线圈之间发生了电磁感应。而选项C中，指南针的指针不发生偏转并不能说明磁铁没有磁性，因为指南针的指针可能已经指向了地球的磁北极，所以无法通过这个实验判断磁铁的磁极。因此，正确答案是C。10、一个条形磁铁在水平面内自由转动后静止，下列关于其静止位置的描述中，正确的是：A.磁铁的两端总是指向地理的南北方向B.磁铁的南极总是指向地理的北极C.磁铁的北极总是指向地理的北极D.磁铁的南极总是指向地理的南极答案：C解析：地球本身是一个巨大的磁体，其地理北极实际上是地磁的南极，而地理南极是地磁的北极。磁铁的北极会被地磁的南极吸引，磁铁的南极会被地磁的北极吸引。因此，当条形磁铁在水平面内自由转动后静止时，其北极会指向地理的北极，即选项C正确。选项A和B的描述不完全准确，因为磁铁静止后，两端指向的方向是相对的；选项D错误，因为磁铁的南极不会指向地理的南极。二、多项选择题（本大题有2小题，每小题3分，共6分）1、在磁场中，以下哪种情况下小磁针的N极会指向磁场线的方向？（）A.小磁针的N极放置在磁场线方向的反方向B.小磁针的N极放置在磁场线的切线方向C.小磁针的N极放置在磁场线的垂直方向D.小磁针的N极放置在磁场线的方向上答案：B、D解析：在磁场中，小磁针的N极会沿着磁场线的方向指向。因此，选项B和D是正确的。选项A和C都是错误的，因为它们描述的位置不会使小磁针的N极指向磁场线的方向。2、以下关于磁感应强度的描述，正确的是：（）A.磁感应强度与电流的大小成正比B.磁感应强度与电流的方向无关C.磁感应强度的大小可以用电流产生的磁场力来衡量D.磁感应强度的单位是特斯拉（T）答案：C、D解析：磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，它的大小可以通过电流产生的磁场力来衡量，因此选项C是正确的。磁感应强度与电流的方向有关，因为磁场力的方向取决于电流的方向，所以选项B是错误的。选项A也是错误的，因为磁感应强度与电流的大小并不成正比。特斯拉（T）是磁感应强度的单位，因此选项D也是正确的。三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分）第一题：试述磁场的概念及其基本性质。如何利用磁感线描述磁场？答案：磁场是指空间中存在的磁力作用的区域。其基本性质如下：磁场对放入其中的磁体产生磁力作用；磁场对运动电荷产生洛伦兹力作用；磁场具有方向性，规定磁感线从N极出发，回到S极。磁感线是描述磁场分布的一种方法，具有以下特点：磁感线是闭合曲线，从N极出发，回到S极；磁感线不相交，磁感线的切线方向表示磁场的方向；磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密集，磁场越强。解析：磁场是看不见、摸不着的，但我们可以通过磁感线来形象地描述磁场的分布和性质。通过学习磁场的概念和性质，可以更好地理解磁体间的相互作用以及磁场的应用。磁感线作为一种描述磁场的方法，能够帮助我们直观地认识磁场的分布情况。第二题：简述磁场的性质及其表现形式。答案：磁场的性质：磁场是一种特殊的物质存在形式，看不见摸不着，但可以通过其作用效果表现出来。磁场具有方向性，磁场中任意一点的磁场方向与该点的磁感应强度方向相同。磁场具有大小，磁场中某点的磁感应强度大小表示该点的磁场强弱。磁场的表现形式：磁场可以通过磁感线来形象地描述，磁感线是从磁体的北极指向南极的曲线，磁感线的疏密程度表示磁场的大小。磁场可以通过磁铁、磁针等物体在磁场中的运动来表现，如磁铁在磁场中会受到力的作用而转动。磁场还可以通过电流在磁场中的受力情况来表现，如安培力、洛伦兹力等。解析：本题主要考察学生对磁场性质和表现形式的掌握。磁场作为一种特殊的物质存在形式，具有方向性和大小，可以通过磁感线、磁铁、磁针、电流等来形象地描述和表现。在解答过程中，要准确描述磁场的性质，并举例说明磁场的表现形式。第三题：在磁场中，放置一根直导线，当导线中有电流通过时，导线会受到磁力的作用。请解释为什么直导线会受到磁力的作用，并说明磁力作用的方向如何确定？答案：当导线中有电流通过时，根据安培定律，导线周围会产生磁场。根据右手螺旋定则，用右手握住导线，大拇指指向电流方向，其余四指环绕导线，四指指向的方向即为磁场线的环绕方向。此时，导线会受到磁力的作用，该磁力是导线内部的电荷在磁场中受到洛伦兹力的结果。磁力作用的方向可以通过以下步骤确定：确定电流方向：通过观察导线中电流的方向，可以用右手大拇指指向该方向。确定磁场方向：根据右手螺旋定则，四指指向磁场线的环绕方向。确定洛伦兹力方向：根据左手定则，将左手放在磁场中，让磁场线垂直穿过手心，四指指向电流方向，大拇指指向导线受力方向，即洛伦兹力的方向。解析：直导线受到磁力的作用是因为电流通过导线时，导线周围产生了磁场。磁场对导线中的电荷产生洛伦兹力，从而使得导线受到磁力。磁力的方向可以通过右手螺旋定则和左手定则来确定。右手螺旋定则用于确定磁场的方向，左手定则用于确定导线受到的磁力方向。第四题：为什么磁铁靠近铁钉时，铁钉会被磁化？请从磁现象的基本原理角度进行分析。答案：当磁铁靠近铁钉时，磁铁产生的磁场会对铁钉中的原子施加作用力。磁铁的磁场会使得铁钉中原子的磁矩发生重新排列，形成与磁铁磁场方向一致的磁畴。当铁钉中的磁畴排列方向一致时，铁钉整体会表现出磁性，即被磁化。解析：磁现象的基本原理表明，磁性物体周围存在磁场。磁铁靠近铁钉时，铁钉中的原子受到磁铁磁场的作用，原子磁矩发生重新排列，形成与磁铁磁场方向一致的磁畴。当磁畴排列方向一致时，铁钉整体表现出磁性，即被磁化。这一过程体现了磁场对磁性物质的作用，以及磁性物质在外磁场中的磁化现象。四、计算题（本大题有2小题，每小题7分，共14分）第一题：一物体在水平方向上受到两个相互垂直的力F1和F2的作用，F1的大小为5N，F2的大小为8N。求：（1）这两个力的合力大小；（2）这两个力的合力方向与F1的夹角θ。答案：（1）合力大小为F合=√(F1²+F2²)=√(5²+8²)=√(25+64)=√89≈9.43N（2）合力方向与F1的夹角θ可以用余弦定理来求解，即：cosθ=F1/F合=5/√89≈0.553θ≈arccos(0.553)≈57°解析：（1）由于两个力相互垂直，我们可以利用勾股定理来求解合力的大小。根据勾股定理，合力的大小等于两个分力的平方和的平方根。（2）为了求解合力方向与F1的夹角θ，我们可以使用余弦定理。余弦定理表示为：cosθ=相邻边/斜边，其中相邻边为F1的大小，斜边为合力的大小。通过计算余弦值，我们可以得到夹角θ。第二题：一个长直导线通有电流I，在导线附近放置一个平面镜，镜面垂直于导线。导线电流方向为从左向右。在导线正上方距离d处有一小磁针，小磁针静止时北极指向南方。求：（1）小磁针北极受到的磁力大小；（2）若将小磁针移动到导线下方距离为2d处，小磁针北极受到的磁力大小是多少？答案：（1）小磁针北极受到的磁力大小为F=BIL，其中B是导线产生的磁场在小磁针位置的大小，I是导线中的电流，L是小磁针北极到导线的垂直距离。（2）根据安培定则，导线下方的磁场方向与导线上方的磁场方向相反。因此，当小磁针移动到导线下方距离为2d处时，磁场强度变为B’=B/2（假设距离远大于导线长度，磁场强度近似线性减小）。所以，小磁针北极受到的磁力大小为F’=B’/2*I*L=B*I*L/4。解析：（1）根据右手螺旋定则，导线周围的磁场方向是围绕导线的，即导线上方的磁场方向是垂直于导线指向纸面内，导线下方的磁场方向是垂直于导线指向纸面外。小磁针在磁场中静止时，北极受到的磁力会使磁针的北极指向磁场方向，即南方。根据磁感应强度的定义，小磁针北极受到的磁力可以用公式F=BIL计算，其中B是磁场强度，I是电流，L是磁针北极到导线的距离。（2）当小磁针移动到导线下方距离为2d处时，由于距离增加到原来的两倍，根据磁场强度随距离平方反比的规律，磁场强度变为原来的一半。因此，小磁针北极受到的磁力也减小到原来的一半，即F’=B*I*L/4。五、综合题（本大题有3小题，每小题10分，共30分）第一题：一个学生用条形磁铁进行实验，发现将磁铁的一端靠近一个静止的小铁块，小铁块被吸引并迅速向磁铁靠近。请回答以下问题：（1）条形磁铁靠近小铁块时，哪一端是N极？（2）为什么小铁块会被磁铁吸引？（3）如果将条形磁铁翻转过来，即N极朝下，小铁块还会被吸引吗？为什么？答案：（1）条形磁铁靠近小铁块时，吸引小铁块的那一端是N极。（2）小铁块会被磁铁吸引是因为磁铁的N极和S极之间存在相互吸引的磁力。磁铁的N极会吸引铁、钴、镍等磁性材料，因为它们内部有微小的磁畴，当外部磁场作用于这些材料时，磁畴会排列成与外部磁场相同的方向，从而产生吸引力。（3）即使将条形磁铁翻转过来，N极