第七、八章综合素质评价
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．下列装置与扬声器原理相同的是( )
A．电动机 B．发电机 C．电磁铁 D．电磁继电器
2．[2023·常州一模]人们将带有磁条的信用卡在刷卡机指定位置刷一下，刷卡机的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列与刷卡机读信息原理相同的是( )
A．动圈式话筒 B．电磁起重机 C．扬声器 D．灵敏电流计
3．[2023·天津模拟]物理研究中常常用到“控制变量法”“等效替代法”“模型法”“类比法”等方法，下面是初中物理中的几个研究实例：①研究电压时与水压相比；②用光线表示光的传播方向； ③利用磁感线来描述磁场；④用吸引铁屑的多少表示磁性的强弱。这些实例中，采用了相同研究方法的是( )
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
4．下列四幅磁现象的示意图中，磁感线方向或小磁针静止时南北极的指向正确的是( )
5．直流电动机的开关闭合后，线圈顺时针转动，现要使线圈逆时针转动，下列方法可行的是( )
A．对调电源正、负极 B．增大电源电压
C．换用磁性更强的磁体 D．对换磁极同时改变电流方向
6．[2023·苏州二模]如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线。利用此实验装置进行实验，下列说法正确的是( )
A．在a、b间接入电源，可以探究电磁感应现象
B．在a、b间接入电源，可以探究电动机的工作原理
C．在a、b间接入电流表，可以探究磁场对电流的作用
D．在a、b间接入电流表，只要使导线运动，电流表指针就会发生偏转
7.小华同学在教室里擦黑板时，发现板擦靠近黑板时会被吸附在黑板上。为了探究是黑板具有磁性还是板擦具有磁性，他设计了下列实验，能得出正确结论的是( )
A．用小磁针分别靠近板擦和黑板，小磁针都发生了偏转，说明板擦和黑板都具有磁性
B．将板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上，说明板擦一定具有磁性
C．将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦静止时某侧边始终指向东方，说明板擦一定具有磁性
D．将板擦用细线悬挂起来，发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向，说明黑板具有磁性
8．如图所示，一块条形磁体A放置在水平桌面上，把另一块条形磁体B沿竖直方向向上缓慢移动，直到B的S极与A的S极相平，A始终保持静止。则关于A受到的摩擦力，下列说法正确的是( )
A．A受到向左的摩擦力，逐渐变大
B．A受到向左的摩擦力，逐渐变小
C．A受到向左的摩擦力，先变小后变大
D．A受到的摩擦力先向左再向右，先变小后变大
9．[2022·广元]小张学习了“电与磁”知识后，设计了如图所示的装置：用导线将磁场中的金属杆ab、cd和光滑金属导轨连接成闭合回路。下列说法正确的是( )
A．当左右移动cd时，ab不会运动
B．当左右移动ab时，cd会运动
C．当上下移动右侧磁体时，ab会运动
D．当左右移动cd时，右侧装置工作原理与电动机原理相同
10．[2023·眉山二模]如图所示，条形磁体置于水平桌面上，电磁铁在条形磁体正左方水平放置，且左端固定在墙壁上。在开关S闭合、电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动的过程中，条形磁体始终静止。下列判断正确的是( )
A．电磁铁与条形磁体间的排斥力逐渐减小
B．条形磁体受到的摩擦力方向向右，且逐渐减小
C．电磁铁对墙壁的压力逐渐增大
D．条形磁体受到的重力和桌面对它的支持力是一对相互作用力
11．[2022·广州期末]已知通电螺线管的外部磁场与条形磁体的周围磁场相似，如图甲所示，螺线管实际上是由多个单匝圆形线圈组成的。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，有一单匝圆形通电线圈的电流如图乙所示，有一小磁针放在其下方静止。如图丙所示的地球，上方为地理北极，地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是地球的带电体随地球自转形成的圆形电流引起的。物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向，下列说法正确的是( )
A．图乙中B端为N极
B．图丙中地球上方为地磁N极
C．图甲中A端为S极
D．随地球自转的带电体所带电荷为正电荷
12．[2023·湖北模拟]物理实践活动中，小明同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方，当探测温度正常时，指示灯亮；当探测温度升高到某一值时，警铃响。已知控制电路两端的电压U保持不变，电磁铁线圈的电阻忽略不计，下列说法正确的是( )
A．图中电磁铁下端的磁极为N极
B．当探测温度升高时，电磁铁的磁性减弱
C．热敏电阻的阻值随探测温度的升高而增大
D．当探测温度升高时，控制电路的总功率增大
二、填空题(每空2分，共24分)
13．如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向________方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象是由丹麦物理学家________首先发现的。
14．磁体间力的作用是通过________发生的。如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，a点和b点磁场更强的是______点。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S极指向______(填“P”或“Q”)处。
15．[2023·鞍山] 在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中，小聪连接了如图所示的电路，电磁铁A端放有一小磁针，闭合开关，小磁针______(填“顺”或“逆”)时针转动，向右移动滑片P，电磁铁的磁性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。电磁铁磁性的强弱还与__________有关。
16．[2023·无锡二模]小明的妈妈买了个带调温功能的养生壶，其内部电路如图所示，R1、R2为加热电阻，电磁铁控制电路中的R3为热敏电阻，R4为定值电阻。若养生壶高温挡功率为880 W，低温挡为88 W，则R1的阻值为______Ω，R2的阻值为______Ω。当设置50 ℃煲汤时，养生壶先使用加热挡工作，此时动触点D与________(填“上”或“下”)方两个触点相接触。将水加热至100 ℃后切换到保温挡，水温逐渐降低到50 ℃时，再次切换到加热挡将水温提高，如此往复。若控制电路的电源电压为6 V，R3的阻值与温度成反比，继电器线圈电阻忽略不计，当线圈电流大于等于 0.03 A时继电器吸合，则电阻R4的阻值为________Ω。
三、作图题(每小题3分，共6分)
17．[2023·乐山模拟]在图中标出通电螺线管和小磁针的N、S极以及磁感线的方向。
18．[2023·内江一模]如图所示，开关S闭合，发现弹簧缩短，小磁针旋转到如图所示位置静止，请在图中括号内标出电源的正、负极和小磁针的N极。(电源正、负极用“＋”“－”表示)
四、实验与探究题(每空3分，共24分)
19．利用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。
(1)图甲中，通过观察________________________来判断电路中是否产生感应电流。
(2)图甲中，闭合开关后，磁体不动，导体ab水平向左运动，电流表指针向右偏转；导体ab不动，磁体水平向左运动，电流表指针向________(填“左”或“右”)偏转。
(3)图甲中，将灵敏电流表换成电源，可以用来研究________(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。
(4)图乙是发电机的原理图，图丙中的“〇”表示图乙中导线ab的横截面(沿导线由b往a看)，导线ab在磁场中从位置①转动到位置④的过程中，会产生感应电流的是________(填字母序号)。
A．①③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③④
20．如图所示，在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P的距离不变。
实验次数 1 2 3
I/A 0.34 0.40 0.44
F0/N 0.9 0.9 0.9
F/N 0.84 0.82 0.81
(1)以下是他的部分实验步骤：
①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最________(填“左”或“右”)端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对测力计的压力F0，并记录在表格中。
②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数I和电子测力计的示数F，并将I、F的数据记录在表格中。
③仿照步骤②再进行两次实验。
(2)由表中数据可以得出实验结论：对于同一电磁铁，________________________________________________________________________。
(3)闭合开关S后，电磁铁上端为______(填“N”或“S”)极。
(4)在本实验中，滑动变阻器除了有保护电路的作用外，还起到____________________的作用。
五、综合题(前两空每空2分，后两空每空3分，共10分)
21．[2023·成都二诊]图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R为电阻箱，RF为置于储水箱底部的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化。已知U＝6 V，闭合开关S，当电磁铁线圈中的电流I≤0.02 A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足；当I＞0.02 A时，K被吸起。电磁铁线圈电阻不计。
(1)图乙为RF的阻值与压力关系的图像，RF的阻值随压力变化的图像可能是______(填“①”或“②”)。
(2)若将电阻箱接入电路的阻值调至100 Ω，则指示灯L刚亮起时RF的阻值为______Ω。
(3)如图丙所示，水泵使水箱内的水以v＝0.1 m/s 的恒定速度流过粗细均匀的管道，管道的横截面积S＝1 cm2；虚线框内是长L＝0.1 m的加热区，阻值R＝44 Ω 的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为220 V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部被水吸收。若某次从出水口持续接热水3.6 L，则消耗的电能为________kW·h。
(4)为提高经过加热区后热水的温度，请提出一种符合实际的解决办法：____________________________。
答案
1．A 2.A
3．B 【点拨】①电压和水压都客观存在，但电压不能直接观察，用能够直接观察的水压说明电压的作用，采用的是类比法；②光客观存在，光线是假想出来的，用光线描述光的传播方向，采用的是模型法；③磁场客观存在，但不能直接感受，磁感线是假想出来的，用磁感线描述磁场的规律，采用的是模型法；④磁体磁性强弱不能直接观察，用吸引铁屑的多少表示磁性的强弱，采用的是转换法。可见，采用了相同研究方法的是②③。
4．A
5．A 【点拨】闭合开关线圈顺时针转动，要使线圈逆时针转动，就要改变线圈的受力方向，即改变电流方向或改变磁场方向。
6．B 【点拨】在a、b间接入电源，通电导体在磁场中受到力的作用时，可以探究磁场对电流的作用，与电动机的原理相同，故A错误，B正确。在a、b间接入电流表，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同，故C、D错误。
7．C 【点拨】用小磁针分别靠近板擦和黑板，小磁针都发生了偏转，说明板擦和黑板可能有磁性；由于磁体可以吸引铁、钴、镍等物质，板擦和黑板也可能没有磁性，故A错误。板擦和黑板中有一个有磁性时，板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上，故B错误。将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦静止时某侧边始终指向东方，说明板擦受到了磁力的作用，则板擦一定具有磁性，故C正确。当板擦和黑板中有一个有磁性时，将板擦用细线悬挂起来靠近黑板，细线都会偏离竖直方向，故D错误。
8．D 【点拨】条形磁体B沿竖直方向向上缓慢移动的过程中，根据磁极间的相互作用可知，刚开始的时候，条形磁体A受到条形磁体B向右的吸引力，而且在条形磁体B上移的过程中，吸引力逐渐减小，条形磁体A始终保持静止，由二力平衡条件可知，条形磁体A受到水平桌面向左的摩擦力，而且摩擦力逐渐减小；当条形磁体B的S极上移到靠近条形磁体A的S极时，根据同名磁极相互排斥可知，条形磁体A受到条形磁体B向左的推力，而且在条形磁体B上移的过程中，推力越来越大，条形磁体A始终保持静止，由二力平衡条件可知，条形磁体A受到水平桌面向右的摩擦力，而且摩擦力逐渐增大。故A受到的摩擦力先向左再向右，先变小后变大。
9．B 【点拨】当左右移动cd时，导体cd在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，此时导体ab中有电流通过，则导体ab在磁场中会受到力的作用而运动，故A错误；当左右移动ab时，导体ab在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，此时导体cd中有电流通过，则导体cd在磁场中会受到力的作用而运动，故B正确；当上下移动右侧磁体时，导体cd没有切割磁感线，不能产生感应电流，故ab中没有电流通过，ab不会运动，故C错误；当左右移动cd时，导体cd在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这是电磁感应现象，所以右侧装置工作原理与发电机原理相同，故D错误。
10．B 【点拨】由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁右端，则电磁铁右端为N极，则与条形磁体的异名磁极相互吸引，条形磁体受到电磁铁向左的吸引力，因条形磁体始终保持静止，它受到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以条形磁体受到的摩擦力的方向是向右的；当滑片逐渐向下移动时，连入电路的电阻逐渐增大，由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变小，则磁场逐渐变弱，条形磁体受到电磁铁的吸引力逐渐变小，因条形磁体受到的是平衡力，故摩擦力的大小也会逐渐减小，故A错误，B正确。电磁铁固定在墙壁上，对墙壁的拉力受磁力变化影响，当滑片逐渐向下移动时，磁场逐渐变弱，则电磁铁对墙壁的拉力逐渐变小，没有压力，故C错误。静止在水平桌面上的条形磁体受到的重力和桌面给它的支持力的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上，所以这两个力是一对平衡力，故D错误。
11．C 【点拨】由题图乙可知，小磁针N极向上，根据异名磁极相互吸引可知，B端为S极，故A错误；地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，所以题图丙中地球上方为地磁S极，故B错误；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，所以随地球自转的带电体带负电，故D错误；由题图甲可知，电流从下端流入，上端流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指弯向电流的方向，大拇指指向螺线管的上端，则上端为N极，下端即A端为S极，故C正确。
12．D 【点拨】根据安培定则，题图中电磁铁上端的磁极为N极，故A错误；当探测温度升高到某一值时，警铃响，说明衔铁被吸下，电磁铁磁性变强，电路中的电流变大，由欧姆定律可知电路的总电阻变小，即热敏电阻的阻值随探测温度的升高而减小，故B、C错误；当探测温度升高时，电路中的电流变大，根据P＝UI，控制电路的总功率增大，故D正确。
13．北；奥斯特
14．磁场；b；P 【点拨】根据题图中的磁感线方向可知，b点的磁场方向指向Q处，也就是小磁针静止在b点时N极指向Q处，则小磁针的S极指向P处。
15．顺；减弱；线圈匝数 【点拨】由题图可知，螺线管中电流由左侧流入，则由安培定则可知，螺线管A端为N极，B端为S极，因异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则小磁针顺时针转动；滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，线圈中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。电磁铁磁性的强弱还与线圈匝数有关。
16．55；495；上；400 【点拨】当S1闭合，动触点D与上方两个触点相接触时，R2短路，工作电路为R1的简单电路，此时电路总电阻最小，总功率最大，养生壶处于加热状态，由P＝可知，R1＝＝＝55 Ω。当S1闭合，动触点D与下方两个触点相接触时，R1和R2串联，此时工作电路总电阻最大，总功率最小，养生壶处于保温状态，由P＝可知，R1、R2串联的总电阻R总＝＝＝550 Ω，根据串联电路的电阻特点可知，R2＝R总－R1＝550 Ω－55 Ω＝495 Ω。当设置50 ℃煲汤时，养生壶先使用加热挡工作，由以上分析可知，此时动触点D应与上方两个触点相接触，控制电路只有热敏电阻R3接入电路，当水加热至100 ℃后切换到保温挡，衔铁被吸下，线圈中的电流等于0.03 A，此时R3的阻值R3＝＝＝200 Ω；水温逐渐降低到50 ℃时，由于R3的阻值与温度成反比，则有＝，即＝，解得R3′＝ 400 Ω，此时控制电路R3与R4并联，要再次切换到加热挡，线圈中的电流应不超过0.03 A，即控制电路的总电阻应大于等于200 Ω，根据并联电路的电阻关系，电阻R4的阻值为 400 Ω。
17．解：如图所示。
18．解：如图所示。
19．(1)灵敏电流表指针是否偏转 (2)左 (3)电动机 (4)B
【点拨】(2)感应电流方向与导体运动方向有关，当磁场方向不变时，导体运动方向发生变化，电流方向也会发生变化。当导体ab不动，磁体水平向左运动时，相当于导体ab水平向右运动，则电流表指针向左偏转。(3)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，发电机的工作原理是电磁感应，所以将灵敏电流表换成电源，可以用来研究电动机的工作原理。(4)产生感应电流的条件是闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，导线ab在位置①的运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，不产生感应电流；导线ab在位置②③④都切割磁感线，会产生感应电流，故选B。
20．(1)右 (2)通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强 (3)N
(4)改变电路中电流大小
【点拨】(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处，即最右端，此时滑动变阻器起保护电路的作用。(2)根据题表数据可知，当电流增大时，电子测力计的示数减小，说明电磁铁的磁性增强，所以对于同一电磁铁，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越强。(3)闭合开关S后，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极。(4)本实验中，滑动变阻器除了有保护电路的作用外，还起到改变电流大小的作用。
21．(1)① (2)200 (3)0.11 (4)降低水的流速(或减小电阻丝的阻值)
【点拨】(1)当电磁铁线圈中的电流I≤0.02 A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足，说明水箱内水量越少，电路中的电流越小。根据欧姆定律知，电源电压不变，电路中的电流越小，总电阻越大。所以随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力减小，RF的阻值增大，故RF的阻值随压力的减小而增大，图像可能是①。(2)由题图甲知，闭合开关S，RF、R串联，指示灯L刚亮起时，根据串联电路的电压、电流规律和欧姆定律得，RF＝＝＝＝＝200 Ω。(3)由题意可知，管道的横截面积S＝1 cm2＝1×10－4m2，水通过管道的时间t＝＝＝1 s，管道中1 s通过水的质量m0＝ρ水V＝ρ水SL＝1.0×103 kg/m3×1×10－4m2×0.1 m＝0.01 kg，3.6 L水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×3.6×10－3m3＝3.6 kg，则加热时间t总＝×1 s＝360 s，根据电热计算公式知，电阻丝产生的热量Q电＝t总＝×360 s＝3.96×105 J，则消耗的电能W＝Q电＝3.96×105 J＝0.11 kW·h。(4)为提高经过加热区后热水的温度，可以延长加热时间或提高加热功率，故可以降低水的流速或减小电阻丝的阻值。
