1212第一部分物質(zhì)科學(xué)第19講電和磁（試題分值：70分測試時間：50分鐘）一．選擇題（共12小題，每小題3分，共36分）1．（2023?麗水）哈爾濱、杭州等地將打造低真空超高速磁浮飛行巴士，時速可達(dá)1000公里以上。磁浮飛行巴士采用能量回收制動方式，巴士到站前停止動力供應(yīng)，繼續(xù)向前運(yùn)行，內(nèi)部線圈切割磁感線產(chǎn)生電流，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行回收。下列四幅圖中能反映能量回收原理的是（）A． B． C． D．【解答】解：線圈隨車輪轉(zhuǎn)動并在磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；A、該裝置是電磁鐵，電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)工作的，故A不符合題意；B、閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)就是利用該原理來工作的，故B符合題意；C、這是奧斯特實驗，奧斯特實驗說明通電導(dǎo)體的周圍存在磁場，故C不符合題意；D、通電導(dǎo)體在磁場中要受到力的作用，電動機(jī)是利用該原理來工作的，故D不符合題意。故選：B。2．（2023?溫州）如圖為某款玻璃清潔器，由兩塊各含磁鐵的清潔片構(gòu)成。使用時，兩塊清潔片總是隔著玻璃合在一起移動，這是因為（）A．異名磁極相互排斥 B．異名磁極相互吸引 C．同名磁極相互排斥 D．同名磁極相互吸引【解答】解：兩塊清潔器內(nèi)部均裝有磁鐵，它們能合在一起的原理是異名磁極相互吸引，故ACD錯誤，B正確。故選：B。3．（2023?臺州）模型可以幫助人們認(rèn)識和理解一些不能直接觀察到的事物。下列磁感線模型正確的是（）A． B． C． D．【解答】解：對于磁體來說，磁感線從N極出發(fā)指向S極，故A正確，BCD錯誤。故選：A。4．（2024?寧波模擬）2023年8月，杭州錢塘江邊出現(xiàn)高科技公共座椅，手機(jī)放到座椅一定區(qū)域上即可無線充電。無線充電原理是：變化的電流流過充電底座的送電線圈時產(chǎn)生變化的磁場，手機(jī)中的受電線圈靠近該磁場就會產(chǎn)生電流。不考慮電流的變化，下列裝置的工作原理與送電線圈原理相似的是（）A． B． C． D．【解答】解：從題意中知道，手機(jī)背面的線圈，能將底座產(chǎn)生的變化的磁場轉(zhuǎn)化為電流給手機(jī)電池充電，是利用電磁感應(yīng)原理工作的；A、圖中探究磁極間相互作用規(guī)律的實驗，故A錯誤；B、圖中是奧斯特實驗，說明通電直導(dǎo)線周圍存在磁場，是電流的磁效應(yīng)，故B錯誤；C、圖中給導(dǎo)體通電，導(dǎo)體會運(yùn)動，說明通電導(dǎo)體受到磁場力的作用，故C錯誤；D、圖中是閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D正確。故選：D。5．（2024?鹿城區(qū)二模）如圖為某家用窗簾磁扣，繩子兩端的珍珠球中各含有磁鐵。將兩個珍珠球靠近便吸合在一起，此時兩磁鐵磁極的分布情況可能是（）A． B． C． D．【解答】解：磁極間的相互作用規(guī)律是：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，由圖可知D符合題意、ABC不合題意。故選：D。6．（2024?麗水一模）如圖是小科探究通電螺線管磁場特點時，得到的小磁針（黑色一端為N極）靜止時指向情況和鐵屑分布規(guī)律。下列選項中能正確用磁感線描述實驗現(xiàn)象的是（）A． B． C． D．【解答】解：根據(jù)異名磁極相互吸引可知，螺線管的左端為N極，右端為S極；通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似；在通電螺線管的外部，磁感線是從N極出來回到S極的，在螺線管的內(nèi)部，磁感線是從S極到N極，磁感線是一條封閉的曲線，故D正確。故選：D。7．（2024?蓮都區(qū)二模）回旋飛球是一種新型玩具，如圖所示，球體是金屬外殼，內(nèi)置電機(jī)和扇葉，可以利用遙控器進(jìn)行控制，能使飛球在空中原地懸浮，也可以在丟出去后回旋到手中，下列分析正確的是（）A．飛球在空中懸浮時不受重力 B．飛球懸浮時說明豎直方向受到平衡力的作用 C．電機(jī)啟動后帶動扇葉轉(zhuǎn)動是利用電磁感應(yīng)原理 D．有時飛球快速丟出去會很難回旋到手中原因是速度越大，慣性越大【解答】解：A、飛球在空中懸浮時仍受重力，故A錯誤；B、飛球懸浮時，處于平衡狀態(tài)，則飛球在豎直方向受到平衡力的作用，故B正確；C、電機(jī)啟動后帶動扇葉轉(zhuǎn)動是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動，故C錯誤；D、飛球快速丟出去會很難回旋到手中，是因為飛球具有慣性；慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體速度的大小無關(guān)，故D錯誤。故選：B。8．（2023?婺城區(qū)模擬）一條形磁鐵放在水平桌面上，并受到水平向右的拉力F，電磁鐵置于條形磁鐵附近并正對（如圖所示）。若條形磁鐵始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列敘述中，正確的是（）A．閉合開關(guān)前，電磁鐵與條形磁鐵間沒有力的作用 B．閉合開關(guān)前，條形磁鐵受到桌面向左的摩擦力，且大小與拉力F相等 C．閉合開關(guān)后，滑片P向a移動時條形磁鐵一定受到桌面向左的摩擦力 D．閉合開關(guān)后，滑片P向a移動時電磁鐵與條形磁鐵間的作用力增大【解答】解：A、閉合開關(guān)前，雖然電磁鐵沒有磁性，但是條形磁鐵對電磁鐵內(nèi)置的鐵芯也有吸引力，故A錯誤；B、閉合開關(guān)前，條形磁鐵處于平衡狀態(tài)，水平方向上受力平衡，受到電磁鐵的吸引力、拉力與摩擦力的共同作用，摩擦力與拉力不相等，故B錯誤；C、閉合開關(guān)后，電磁鐵有磁性，根據(jù)圖中的電流方向結(jié)合安培定則可知，電磁鐵的左端是N極、右端是S極，因異名磁極相互吸引，由于不知道吸引力與F的大小關(guān)系，無法判定摩擦力的方向，故C錯誤；D、閉合開關(guān)后，滑片P向a移動過程中，變阻器接入電路的阻值變小，根據(jù)歐姆定律可知，通過電磁鐵的電流變大，磁性增強(qiáng)，對條形磁鐵的吸引力變大，故D正確。故選：D。9．（2023?玉環(huán)市二模）高鐵列車是由電力驅(qū)動的，列車通過受電弓從電網(wǎng)獲得電能，再利用電能驅(qū)動大功率電動機(jī)提供動力。列車到站前停止供電，電動機(jī)線圈隨車輪轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，這個過程車速從200千米/時降到90千米/時，之后再進(jìn)行機(jī)械剎車。下列說法正確的是（）A．列車的受電弓滑板相當(dāng)于電路中的電源 B．停止供電后列車的機(jī)械能將全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．減速過程中發(fā)電應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理 D．停止供電后列車仍能繼續(xù)前行，是因為列車受到了慣性力【解答】解：A、列車的受電弓滑板相當(dāng)于電路中的導(dǎo)線，故A錯誤；B、停止供電后列車的機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能，故B錯誤；C、減速過程中發(fā)電應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理，故C正確；D、停止供電后列車仍能繼續(xù)前行，是由于列車具有慣性，慣性是物體本身的一種性質(zhì)，不是一種力，故D錯誤。故選：C。10．（2024秋?溫州月考）有人發(fā)明了一種“發(fā)電地板”，發(fā)電地板的主要部件由永磁體和線圈組成，行人或車輛通過時，擠壓地板使永磁體和線圈發(fā)生相對運(yùn)動，使其發(fā)電。該發(fā)電地板的工作原理與下列哪個選項的實驗原理相同（）A． B． C． D．【解答】解：行人或車輛通過時，擠壓地板使永磁體和線圈發(fā)生相對運(yùn)動，使其發(fā)電，這是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來發(fā)電的；A、在該實驗中，閉合回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動，能產(chǎn)生電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A正確；B、該圖是電磁繼電器，利用了電流的磁效應(yīng)，故B錯誤；C、該圖是奧斯特實驗，說明了通電導(dǎo)體周圍存在磁場，故C錯誤；D、該圖是電動機(jī)的原理圖，即通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動，故D錯誤。故選：A。11．（2024秋?臨海市校級月考）圖甲為干簧管開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，其中磁簧片是一種有彈性、易被磁化的軟鐵材料，被固定于玻璃管內(nèi)。將條形磁體靠近并與干簧管平行放置時，干簧管的磁簧片觸點就會閉合，電路接通如圖乙所示；當(dāng)條形磁體遠(yuǎn)離干簧管時，觸點就會斷開。則下列說法正確的是（）A．根據(jù)需要軟鐵簧片可以用塑料片替換 B．觸點相互接觸利用的是同名磁極相互吸引的原理 C．利用條形磁體使軟鐵簧片被磁化，觸點相互吸引使電路處于導(dǎo)通狀態(tài) D．條形磁體遠(yuǎn)離干簧管時，觸點相互排斥使電路處于斷路狀態(tài)【解答】解：A、塑料不能被磁化，故不可以把軟磁鐵換成塑料，故A錯誤；B、觸點相互接觸利用的是異名磁極相互吸引的原理，故B錯誤；C、利用條形磁體使軟鐵簧片被磁化，觸點相互吸引使電路處于導(dǎo)通狀態(tài)，故C正確；D、條形磁體遠(yuǎn)離干簧管時，觸點間沒有作用力使電路處于斷路狀態(tài)，故D錯誤。故選：C。12．（2024春?浦江縣期末）如圖所示，小浦同學(xué)將一條形磁體放在小車上，并靠近固定好的螺線管。開關(guān)閉合，電流表指針偏轉(zhuǎn)，但小車仍保持靜止。下列說法正確的是（）A．當(dāng)把滑動變阻器滑片向右滑動時，小車一定會運(yùn)動起來 B．條形磁鐵左端一定為N極 C．a(chǎn)處的磁場方向是向右，b處的磁場方向是向左 D．若將通電螺線管中鐵芯移出，則小車受到的摩擦力一定變小【解答】解：開關(guān)閉合，電流表指針偏轉(zhuǎn)，但小車仍保持靜止，這說明小車受到了摩擦力的作用，要使小車運(yùn)動，需要增大對磁體的排斥力或吸引力；A、向右移動滑動變阻器的滑片，滑動變阻器接入電路的電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流增大，則電磁鐵磁性變強(qiáng)，力會變大，但不一定會使得小車運(yùn)動，故A錯誤；B、由于不知道是吸引還是排斥，無法確定磁體的磁極，故B錯誤；C、根據(jù)電流從左側(cè)流入，電磁鐵的右側(cè)為N極，根據(jù)磁體周圍磁感線從N極出發(fā)進(jìn)入S極，a、b處的磁場方向都是向左的，故C錯誤；D、將通電螺線管中的鐵芯移出，電磁鐵磁性變?nèi)?，作用力會變小，小車受力平衡，摩擦力變小，故D正確。故選：D。二．填空題（共2小題，每空2分，共12分）13．（2024?浙江）某興趣小組設(shè)計了一款自帶風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一體式路燈，其模型及縱截面示意圖如圖所示。任意方向吹來的風(fēng)經(jīng)過燈罩的上、下表面時都會產(chǎn)生上升氣流，帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動而發(fā)電。（1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是（填字母）。A.電磁感應(yīng)B.電流周圍存在磁場C.通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動（2）燈罩上方空氣流速大，壓強(qiáng)。（3）若路燈額定功率為100瓦，風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生1千瓦時的電能，能使該路燈正常工作小時?！窘獯稹拷猓海?）電磁感應(yīng)是指閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中切割磁感線，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故選：A；（2）流體的流速越大、壓強(qiáng)越??；（3）已知額定功率P＝100W＝0.1kW，電能W＝1kW?h，根據(jù)W＝Pt得，t=WP故答案為：（1）A；（2）??；（3）10。14．（2023?寧波）如圖所示是小寧設(shè)計的水位自動控制電路，其中工作電路由指示燈L、電動機(jī)M等元件組成，由家庭電路供電；控制電路中，金屬板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是導(dǎo)體。（1）我國家庭電路電壓為V。（2）當(dāng)水箱內(nèi)水面處于金屬板A以下時，工作電路中的處于工作狀態(tài)。（3）測試時，小寧發(fā)現(xiàn)由于電磁鐵磁性太弱，電磁繼電器無法正常工作。適當(dāng)（填“增加”或“減少”）電磁鐵的線圈匝數(shù)，可以解決上述問題?！窘獯稹拷猓海?）我國家庭電路的電壓是220V；（2）當(dāng)水箱內(nèi)水面處于金屬板A以下時，控制電路斷路，電磁鐵中沒有電流，電磁鐵沒有磁性，銜鐵在彈簧的作用下與上方觸點接觸，因而電動機(jī)接入電路工作；（3）電磁鐵磁性與電流大小和線圈匝數(shù)有關(guān)，適當(dāng)增加線圈匝數(shù)可以增強(qiáng)磁性。故答案為：（1）220；（2）電動機(jī)；（3）增加。三．實驗探究題（共2小題，每空2分，共16分）15．（2023?臨安區(qū)一模）氣溫逐漸回升，我們注意到在菜場海鮮產(chǎn)品處，魚兒總在水面上層游動或者探頭到水面。為了確保魚的正常生命活動，賣家通常在魚池內(nèi)使用增氧泵或增氧劑CaO2（過氧化鈣）。查閱資料：1、下圖是某類似打點計時器的增氧泵的原理圖。原理是將空氣壓入水中，讓空氣中的氧氣與水體充分接觸，使氧氣溶入水中從而增加水體的溶解氧。2、增氧劑CaO2與水反應(yīng)：試管中先放入CaO2，再加入水，有少量細(xì)小氣泡冒出。第二天振蕩試管仍有少量細(xì)小氣泡緩慢冒出。根據(jù)資料回答下列問題：（1）為確保增氧泵正常使用，必須使用（選填“交流電”或“直流電”）。（2）當(dāng)小磁鐵被吸引下來后，橡皮碗被壓縮，空氣被壓入水中；當(dāng)小磁鐵彈起后，橡皮帽恢復(fù)原來形狀，空氣被吸進(jìn)氣室。跟氣室相連的有兩根空氣導(dǎo)管，分別為a和b，請根據(jù)閥門K1和K2的朝向，分析與外界聯(lián)通的空氣導(dǎo)管為（選填“a”或“b”）。當(dāng)小磁鐵被吸引時，碗內(nèi)外氣壓的大小關(guān)系：P1P0（選填“大于”、“等于”或“小于”）（3）CaO2與水反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣總量并不多，試解釋賣家仍使用它的原因。【解答】解：（1）由右手螺旋定則可知電磁鐵上方是S極，根據(jù)異名磁極相互吸引，小磁鐵被吸引時下端為N極。增氧泵正常使用時，小磁鐵需要時上時下，磁極方向需要改變，所以必須使用交流電。（2）由圖可知，當(dāng)小磁鐵被吸引下來后，橡皮碗被壓縮，閥門K2被壓開以便將空氣壓入水中；當(dāng)小磁鐵彈起后，橡皮帽恢復(fù)原來形狀，碗內(nèi)氣壓變小，外界氣壓壓開閥門K1以便空氣被吸進(jìn)氣室。所以與外界聯(lián)通的空氣導(dǎo)管為a，當(dāng)小磁鐵被吸引時，橡皮碗被壓縮，碗內(nèi)外氣壓大小關(guān)系：p1大于p0；（3）CaO2與水反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣總量并不多，但賣家仍使用它的原因是：增氧劑要能持續(xù)供氧，且反應(yīng)生成物Ca（OH）2微溶于水，對魚的生命活動影響小。故答案為：（1）交流電；（2）a；大于；（3）增氧劑要能持續(xù)供氧，且反應(yīng)生成物Ca（OH）2微溶于水，對魚的生命活動影響小。16．（2021?鹿城區(qū)模擬）磁鐵具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)，小昌同學(xué)想探究磁體對回形針的吸引力的大小與放入它們之間物體的哪些因素有關(guān)，請你參與探究并解決一些問題。（1）如圖甲，保持磁體和紙片間的距離一定，在紙片上放入不同的物體時，通過比較紙片下面能吸附的回形針數(shù)量，顯示磁體對回形針吸引力的大小?；匦吾樀姆胖糜幸?、丙兩種方法，依據(jù)二力平衡的原理，回形針在磁場中某點受到的吸引力等于它的重力，應(yīng)選擇圖中（填“乙”或“丙”）所示的方法。（2）選擇正確的方法后，他們在紙片上分別放入形狀、面積和厚度相同，材料不同的鐵板、鋁板等，觀察能吸引的回形針個數(shù)，多次實驗后將數(shù)據(jù)記錄在下表中。磁體與紙片間放入的物體吸引回形針數(shù)量/個不放物體4鐵板1鎳板1鋁板3陶瓷板3玻璃板3塑料板3分析數(shù)據(jù)，可以得出，在其他條件相同時，放入鐵板或鎳板，吸引回形針的數(shù)量明顯減少，說明鐵板和鎳板對吸引力的影響（選填“較小”或“較大”），即對磁性屏蔽效果明顯。（3）鐵、鎳、鋁都是導(dǎo)體，而鋁對磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是。（4）日常生活中，磁卡常受外界磁場影響出現(xiàn)消磁現(xiàn)象。請你根據(jù)含有鐵、鎳的物體對磁性屏蔽效果明顯的性質(zhì)，寫出一種保護(hù)磁卡磁性的方法?！窘獯稹拷猓海?）回形針受到兩個力的作用，即重力和磁體的吸引力。乙圖中，回形針受到的磁力和重力不在一條直線上，所以不是平衡力，因此選擇丙圖；（2）分析數(shù)據(jù)可以得出，在其它條件相同時，放入鐵板或鎳板，吸引回形針的數(shù)量較少，說明鐵板和鎳板對吸引力的影響較大，即對磁性屏蔽效果明顯；（3）鐵、鎳、鋁都是導(dǎo)體，而鋁對磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是鋁不是磁性物質(zhì)，不能被磁化；（4）由于含有鐵、鎳的物體對磁性屏蔽效果明顯，所以可以將磁卡放在鐵盒中，磁性就能長時間保持了。四．解答題（共1小題，6分）17．（2024