2022年沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车专项测评试题(含答案解析)

沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车专项测评
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，能正确反映磁体周围的磁感线分布的是（）
A．B．
C．D．
2、关于磁场，下列说法中正确的是（）
A．磁场是由无数条磁感线组成的
B．任何物质在磁场中都能被磁化并保持磁性
C．磁极间的相互作用是通过磁感线发生的
D．磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
3、通过光线来描述光的传播。

下列研究问题的方法与此相同的是（）
A．制作滑动变阻器时，发现导线太长而采取缠绕的方式
B．研究串联电路电阻时引入总电阻
C．用磁感线来描述磁场
D．在比热容建构实验中通过对物体的加热时间长短来判断吸收热量的多少
4、如图所示的“吸引现象”由分子间作用力引起的是（）
A．磁铁吸引铁器B．吸盘吸在墙上
C．摩擦后的气球吸引头发D．压紧的铅块互相吸引
5、如图所示，原来开关断开时，铁块、弹簧在图中位置保持静止状态。

当闭合开关，并将滑动变阻器的滑片向右移动，下列说法正确的是（）
A．电流表示数变大，弹簧长度变短
B．电流表示数变小，小磁针的N极顺时针转动
C．电磁铁磁性增强，弹簧长度变长
D．电磁铁磁性减弱，小磁针的N极逆时针转动
6、利用图实验所揭示的原理可制成（）
A．电动机B．电磁铁
C．通电螺线管D．电磁继电器
7、小利学习磁现象后，画出了如图所示的四幅磁体周围磁感线分布的示意图，其中正确的是
（）
A．B．
C．D．
8、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南然常微偏东，不全南也。

”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。

关于地磁场，下列说法正确的是（）
A．可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向
B．地磁场的S极在地理的南极附近
C．地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合
D．地球周围真实存在着很多条疏密不同的磁感线
9、通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实，这是物理学中常用的研究方法，小明针对下列观察到的现象做了以下推测，其中不符合
．．．事实的是（）
A．现象：用手很难将固体压缩——推测：固体内分子之间存在斥力
B．现象：酒精和水混后体积变小——推测：分子间有间隙
C．现象：将小磁针靠近某物体时，小磁针发生偏转——推测：该物体一定是磁体
D．现象：刚洗完澡感觉凉爽——推测：水蒸发可以吸收热量
10、下列有关电与磁的说法正确的是（）
A．磁感线是用来形象描述磁场的，是真实存在的
B．奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
C．磁体周围的磁感线都是从磁体的南极出来回到磁体的北极
D．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、图甲的司南是我国古代的指南针，司南静止时长柄指向南方，则长柄相当于小磁针的 _______ 极；图乙是我国古代发明的火箭，它利用火药燃烧产生的燃气推动火箭发射，这个过程中的能量转化和现代四冲程汽油机的 _______ 冲程相同。

2、如图是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻受到压力时其阻值会变小。

当红灯亮后，且车辆压到压敏电阻上时，电磁铁的磁性因电路中电流的______（填“增大”或“减小”）而变______（填“强”或“弱”），吸引衔铁与触点______
（填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。

3、1820年丹麦物理学家_________发现了通电导体周围存在磁场。

利用通电导体在磁场中受到力的作用原理制成了_________（选填“电磁铁”或“电动机”）。

4、如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。

当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 ______（选填“向左”“向右”或“左右往复”）运动。

音圈之所以运动，是由于磁场对 ______有力的作用，此现象中能量转化情况是 _________。

5、写出下列能量的转化：电动机通电后高速转动，是______能转化为______能。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图甲所示的恒温箱，由工作电路和控制电路组成，其简化电路如图乙所示，其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻R、滑动变阻器R'串联组成，电源两端电压恒为6V，线圈的阻值为150Ω，热敏电阻的R t-图像如图丙所示；R'的阻值为100Ω时，恒温箱可以实现100℃的恒温控制；当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合；其中加热器的额定电压为220V，额定功率为500W。

（1）请简述恒温箱的工作原理；
（2）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率是多少？
（3）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，那么可变电阻R 的阻值范围为多少？
（4）由于输电导线上有电阻，当某次加热器的实际功率为405W时，工作电路的实际电压为多少？
2、有一种电加热恒温箱，工作原理如图a所示．控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为
R2=48.4Ω的电热丝组成．当控制电路中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作．热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示．
(1) 工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的电热是多少？
(2) 通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，如果恒温箱的温度设定为50℃，求滑动变阻器R0应接入电路的阻值．
(3) 若要提高恒温箱的设定温度，滑动变阻器R0接入电路的阻值应调大还是调小？
3、图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路，继电器线圈的电阻为130欧，当线圈中电流大于或等于30毫安时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
（1）从图甲中可得热敏电阻的阻值随温度升高而________．
（2）恒温箱的加热器应接在AB端还是CD端？
（3）根据题中给出的数据，请通过计算分析出恒温箱内的最高温度为多少度？
（4）若要能比较方便调节恒温箱内的最高温度，可以对控制电路做怎样的改进？
4、物体被照明的程度可用照度表示，单位是lx．某光敏电阻的阻值随照度变化的关系如图所示，如图是一种灯光和电铃的控制电路图，要求当开关S闭合时，光敏电阻上的照度小于0.9lx只有灯L1亮，照度大于等于0.91x时，灯L2亮、电铃响．已知控制电路的电源电压是220V，电磁继电器的线圈电阻可以忽略不计，其中电流达到20mA时才能把金属片吸下．试通过计算说明在虚线框内并联接入一个多大的电阻才能使控制电路正常工作．
5、在新能源时代，市场推出了一系列的电动汽车，如图是其中一款电动汽车的相关参数。

求：
(1)这款车重量是多少？与一般汽车相比，电动汽车有什么优点？
(2)这款车电机以额定功率以最大运行速度行驶时，最大可以提供多大的牵引力？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
（1）在图甲中，小磁针的作用是判断通电螺线管周围某一点的（______）
A．磁场的有无和方向B．磁场的有无和强弱
C．只是磁场的方向D．只是磁场强弱
（2）若发现小磁针的偏转角度太小，要排查其原因，可以尝试______。

（3）在图乙中，将电池的正负极对调，当小磁针静止时，与对调前相比，N极指向______。

（填“改变”或“不变”）
（4）根据实验现象可以推测：通电螺线管周围的磁场与______磁体周围的磁场相似。

2、小新进行“探究通电螺线管外部磁场方向与通电螺线管线圈中电流方向关系”的实验。

他操作的主要实验过程如下：
①开关断开，连接如图所示的电路。

在螺线管周围的不同位置对称地摆放8个小磁针。

观察小磁针静止时N极指向，记录实验现象。

②闭合开关，观察小磁针静止时N极指向，记录实验现象。

断开开关。

③调换电源正负极的同时对调导线夹所接螺线管的接线柱。

闭合开关，观察小磁针静止时N极指向，记录实验现象。

断开开关。

小新发现两次闭合开关后，小磁针静止时N极指向相同，于是他认为“通电螺线管外部磁场方向与通过螺线管线圈中电流方向无关”。

请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小新实验过程中存在的问题是：_______。

（2）针对小新实验过程中存在的问题，写出改进措施：_______。

3、为了探究磁场，小华做了如下实验。

（1）探究磁体周围的磁场：
①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体上方，然后______玻璃板，观察铁屑的分
布情况。

铁屑在磁场中被______成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来，如图甲所示；
②再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时的情况如图乙所示，黑色一端表示磁体的N极，某点小磁针______极所指的方向就是该点的______方向；
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作______。

（2）探究通电螺线管周围的磁场：
①把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟______磁体的磁场相似，图中_____（选填“左”成“右”）端是螺线管的N极；
②对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟______有关，断开开关后，小磁针静止时______极指向南方。

-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
磁体外部磁感线从N极流向S极，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

2、D
【详解】
A．磁感线是为研究磁场的性质而引入的一种理想化的物理模型，不是真实存在的，故A 错误；B．只有铁磁性物质在磁场中才能被磁化，故B错误；
C．磁极间的相互作用是通过磁场发生的，故C错误；
D．磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针在磁场中受力而偏转感知它的存在，故D正确。

故选D。

3、C
【详解】
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
A．制作滑动变阻器时，发现导线太长，采取缠绕的方式，可以缩短导线所占的距离空间，采用的是缺点列举法，故A不合题意；
B．研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法，故B不合题意；
C．用磁感线来描述磁场，采用的是模型法，故C符合题意；
D．通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，故D不合题意。

故选C。

4、D
【详解】
A．磁铁能够吸引铁钉，是由于磁体具有吸引铁钴镍等物质的性质，属于磁体对物体的作用力，故A 不符合题意；
B．吸盘要固定在墙壁上，需要先用力挤压塑料吸盘，把盘内的空气挤出，然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上，故B不符合题意；
C．摩擦后的气球带上了电荷，能吸引不带电的头发，是由静电引起的，故C不符合题意；
D．两个压紧的铅块互相吸引，是由于分子间存在相互作用的引力而使两铅块粘在一起，不易分开，故D符合题意。

故选D。

5、C
【详解】
若将变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，故对铁块的吸引力增大，所以弹簧长度应变长；根据右手螺旋定则可知，通电螺线管上端为N极，螺线管外部磁感线从N极出发回到S极，所以小磁针的N极将顺时针转动，故ABD错误，C正确。

故选C。

6、A
【详解】
图中装置中有电源，并且把通电导体放入了磁场中，通电导体会受力而运动，因此由图中原理可制成电动机，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

7、B
【详解】
由于磁场看不见摸不着，人们为了形象地描述磁场引入了磁感线，在磁体外部磁感线从N极出发回到S极，故B正确，ACD错误。

故选B。

【点睛】
8、A
【详解】
A．小磁针静止时，N极的指向即为该处磁场的方向，故可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁针方向，故A正确；
B．由图中可知，地磁场的S极在地理的北极附近，故B错误；
C．由图中可知，地磁场的南、北极与地理南、北极之间存在一个夹角，不是完全重合，故C错误；
D．磁感线是为了便于描述磁场分布而构造的假想曲线，实际并不存在，故D错误。

故选A。

9、C
【详解】
A．分子间存在斥力，所以固体很难被压缩，故A不符合题意；
B．分子间有间隙，所以酒精和水混合后，总体积比各体积的和小，故B不符合题意；
C．小磁针具有磁性，能吸引磁性物质，当小磁针靠近不带磁性的磁性物质时，也会偏转，所以不能说明所靠近的物体是磁体，故C符合题意；
D．因为蒸发可以吸热，刚洗完澡，身上的水蒸发吸热，所以感觉凉爽，故D不符合题意。

故选C。

10、B
【详解】
A．磁感线是用来形象描述磁场的，但不是真实存在的，是我们假象出来的，故A错误；
B．丹麦物理学家奥斯特于1820年通过实验首先发现电流的周围存在着磁场，故B正确；
C．磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来回到磁体的南极，故C错误；
D．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故D错误。

故选B。

二、填空题
1、S#南做功
【详解】
[1]司南静止时长柄指向南方，则长柄相当于小磁针，长柄指南，指南的称为南极。

[2]它利用火药燃烧产生的燃气推动火箭发射，燃料将内能转化为机械能，与做功冲程相同，汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能。

2、增大强 2
【详解】
[1]只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，当此时车辆违规闯红灯行驶时，会压上压敏电阻，从而使压敏电阻的阻值减小，则控制电路中总电阻减小，在电源电压一定的情况下，电流增大。

[2]电磁铁的磁性与电流有关，并且电流越大磁性越强，所以电磁铁的磁性会增强。

[3]当电流增大到一定程度时，电磁铁会将衔铁向下吸引，使其与触点2接触，导致了电控照相机所在的电路接通，照相机会对违规车辆进行拍照。

3、奥斯特电动机
【详解】
[1]1820年丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，称为电流的磁效应。

[2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。

4、左右往复通电导体电能转化为机械能
【详解】
[1][2][3]当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜左右往复运动，因为电流方向改变，音圈受力方向改变。

音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用，改变了线圈的运动状态。

此现象中，消耗电能，产生机械能，电能转化为机械能。

5、电机械
【详解】
[1][2]电动机通电后高速转动，电流做功，电能转化为机械能。

三、计算题
1、 (1)详见解析；(2)0.02W；(3)60~120Ω；(4)198V。

【分析】
【详解】
(1)衔铁未吸合时，加热器电阻丝工作，恒温箱温度升高，热敏电阻R 阻值减小；当线圈电流达到0.02A 时，衔铁被吸合，加热停止；(2)恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻两端电压：
()006V 0.02A (150Ω100Ω)1V R U U U U U I R R ''=--=-+=-⨯+=， 热敏电阻消耗的功率：
1V 0.02A 0.02W R R P U I ==⨯=；
(3)根据题意可知，控制电路电源电压恒为6V ，当电路中的电流达到0.02A 时，衔铁被吸合，故无论怎样设定温度，电路中的总电阻都不变，100℃的恒温控制时
50R =Ω
电路中的总电阻
0150Ω50Ω100Ω300ΩR R R R '=++=++=总，
当恒温箱设置50℃时，由图丙可知
90ΩR =
变阻器接入电路中的电阻
0'300Ω150Ω90Ω60ΩR R R R =--=--=总，
当恒温箱设置150℃时，由图丙可知
30ΩR =，
变阻器接入电路中的电阻
0'300Ω150Ω30Ω120ΩR R R R =--=--=总，
要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可变电阻R '的阻值调节范围应该在60~120Ω；
(4)加热器的电阻：
2
2(220V)96.8Ω500W U R P =
==额额， 由2U P R =实实得
2405W 96.8ΩU P R ==⨯实
实， 198V U =实。

【点睛】
多以生活中的电热型家用电器为背景命题，涉及多挡位原理图、铭牌参数、图像等.考查的知识点有电功率、电能、电流、电阻、热量等相关计算，会涉及简答小问，涉及的公式有P UI =、W Pt =、
U R l =、Q cm Δt =、Q W
η=等。

2、 (1) 6×104J (2)4 0Ω (3)调大
【详解】
（1）电热丝正常工作1分钟，产生的热量：22
42(220)6061048.4U V Q t s J R ==⨯=⨯Ω
； （2）当温度为50℃时，R 1=80Ω，在控制电路中，6=
1200.05U V R I A ==Ω总 ， R 2=R 总﹣R 1=120Ω﹣80Ω=40Ω；
（3）若提高恒温箱的温度，则R 1的电阻减小，因为工作电路正常工作时，控制电流不变，因此控制电路的总电阻不变，R 1电阻减小，因此变阻器接入电路的电阻应调大．
3、降低 AB 75℃ 串联一个可变电阻
【分析】
（1）从图甲中得到热敏电阻的阻值和温度的关系；
（2）当温度低的时候，电路与AB相连，此时加热器要工作，从而得到恒温箱应该接在哪端；
（3）当线圈中电流最大等于30毫安时，电阻最小，恒温箱内的温度最高，根据欧姆定律得到总电阻，用总电阻减去继电器线圈的电阻即为热敏电阻的阻值，根据甲图判断出恒温箱内的最高温度；
（4）根据题目中“当线圈中电流大于或等于30毫安时，继电器的衔铁被吸合”分析改进的方法．
【详解】
（1）由图甲可知，当温度升高时，热敏电阻R的阻值会变小，热敏电阻阻值随温度升高而减小；
（2）当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端；
（3）当线圈中电流大于等于30毫安时，继电器的衔铁被吸合，恒温箱停止工作，此时内的最高，此
时的总电阻为：
6
200
0.03
U V
R
I A
===Ω
总
，
热敏电阻R的阻值为：R=R总-R线圈=200Ω-130Ω=70Ω；
由甲图知，当热敏电阻的阻值为70Ω时，温度为75℃；
（4）“当线圈中电流大于或等于30毫安时，继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会停止工作，故可知，若在控制电路中串联一个可变电阻后，电路中电阻变化，同样情况下，使得电路电流变化，故控制电路达到30mA时所用的时间会变化，故可知，保温箱的加热时间会变化，故保温箱内的温度会变化，可以比较方便调节恒温箱内的最高温度．
故答案为（1）降低；（2）AB；（3）75℃；（4）串联一个可变电阻．
【点睛】
本题考查欧姆定律和电磁继电器的应用，在解答本题的时候要分析清楚，控制电路和加热电路是两个不同的电路，只有当温度较低，需要加热的时候，加热电路才会工作．
4、在虚线框内并联接入一个24.4kΩ的电阻才能使控制电路正常工作．
【解析】由图1知道，当照度等于0.91x时，电阻为20kΩ，则通过光敏电阻的电流是：I光 =U/R光=220V/20×103Ω=0.011A；
根据并联电路电流的特点知道，通过并联电阻的电流是：I R =I-I 光=0.02A-0.011A=0.009A ； 所以，虚线框内需要并联的电阻的阻值是：R=U/I R =220V/0.009A≈24400Ω=24.4kΩ。

点睛：本题考查的是电磁继电器的组成、原理和特点，解题的关键是分析清楚电路结构、由图象获取所需信息、应用并联电路特点与欧姆定律解题
5、 (1)5000N ，优点是没有废气污染；(2)540N
【详解】
解：(1)这款车的重力
G =mg =500kg×10N/kg=5000N
与一般汽车相比，电动汽车的优点是没有废气污染，噪音小。

(2)电动汽车的最大行驶速度v =100km/h ，电机额定功率P =15kW ，汽车的牵引力
15000W 540N 100m/s 3.6
P F v === 答：(1)这款车重量是5000N ，电动汽车有没有废气污染，噪音小的优点；
(2)这款车电机以额定功率以最大运行速度行驶时，最大可以提供牵引力为540N 。

四、实验探究
1、A 增加电源电压（合理即可） 改变 条形
【详解】
（1）[1] 小磁针静止时，N 极所致的方向即为磁场的方向，既然能指明磁场的方向，就说明受磁场力，能够证明磁场的有无，故A 正确；
（2）[2] 若发现小磁针的偏转角度太小，说明磁场太弱，可以通过增大电流的方式增大螺线管的磁性，故增大电源电压。

（3）[3] 将电池的正负极对调，电流的方向发生了改变，磁场的方向也发生了改变，故小磁针静止时N 极所指的方向也发生了变化。

（4）[4]通电螺线管周围的磁场与条形磁铁相似。

2、见解析
见解析
【详解】
（1）[1]小新在进行步骤③操作时，既调换电源正负极又对调导线夹所接螺线管的接线柱，实际上通电螺线管中的电流方向并没有改变，那么通电螺线管的磁极也没有改变，小磁针的静止时N极指向自然与原来相同。

（2）[2]要改变通电螺线管中的电流方向，要么只调换电源正负极、要么只对调导线夹所接螺线管的接线柱，二者只能改变其一。

3、轻敲磁化 N 磁场磁感线条形右电流方向 S
【详解】
（1）[1]轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响。

[2]铁屑在磁场中会被磁体磁化，成为一个个小磁针，具有了磁性，从而在磁场中有序地排列起来。

[3][4]物理学规定，磁场中某点小磁针N极方向即为该点的磁场方向。

[5]为了形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱，这样的曲线叫做磁感线，磁感线不是实际存在的。

（2）[6][7]由图丙从铁屑的排列情况可以看出，通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；电流左进右出，根据安培定则，右边为N极。

[8][9]对调电源的正负极重复上述实验，电流方向相反，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟电流方向有关；小磁针相当于指南针，静止时S极指地理南方。