第16章 电和磁 拔尖测评-【拔尖特训】2025-2026学年九年级下册物理(苏科版·新教材)

拔尖特训·物理（苏科版）九年级下 第十六章拔尖测评 ◎满分：100分◎时间：45分钟姓名： 得分： 一、选择题（每小题3分，共24分） 1.三个相同的磁环a、b、c(质量均为m)套在有木质底座的光滑木杆 上，由于磁极间的相互作用，上面两个磁环都悬在空中，如图所示。 下列说法中，正确的是 A.a对b的磁力和a的重力是一对平衡力 B.b对c的磁力小于c对b的磁力 C.c受到b的磁力大小为2mg D.c对底座的压力大小为mg (第1题) 2.我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法中，正确的是 ( A.“磁石召铁，或引之也”说明磁石没有磁性 B.罗盘周围的磁感线真实存在且可见 C.司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用 D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极 3.放在条形磁体周围的小磁针静止时如图 >乙 甲 所示，三个小磁针的N极和一个小磁针 条形磁体 >丁 的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁 (第3题) 针是 () A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 4,.某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所 示，闭合开关，小磁针的转动方向如图乙中箭头所示；只改变电流方 向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结 论中，不合理的是 上<N (第4题) A.由甲、乙两图可得电流可以产生磁场 B.由乙、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关 C.由乙、丙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关 D.由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应 5.在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节 滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示 (磁铁固定在活塞上)。闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片P, 使小瓶子悬停在图示位置。下列分析中，正确的是 A.电磁铁的右端为S极 B.若将滑动变阻器的滑片P向右移，则小瓶子将会上浮 C.小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小 D.小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变 衔铁 电磁铁 D 磁铁 门R工作电路 K. P 活塞 小瓶子 气敏电阻 (第5题) (第6题) 6.如图所示为汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某 一设定值时，电铃发出报警声。图中气敏电阻R,的阻值随CO浓 度的增大而减小。下列说法中，正确的是 () A.电铃应接在A和C之间 B.当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C.若适当提高电源电压U,,则该检测电路CO报警浓度低于设定值 D.若不小心将R2的滑片向下移动少许，则该检测电路CO报警浓 度低于设定值 7.小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开 关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方 向，则下列做法中，无效的是 () A,只对调电源的正、负极 B.只对调磁体的N、S极 C.同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极 D.导线①改接G、F点，导线②改接C、E点 ② (第7题) (第8题) 8.如图所示为发电机模型，下列说法中，正确的是 A.线圈在图中位置时不能产生感应电流 B.图中线圈转过90°瞬间，线圈中没有电流 C.线圈从图示位置转过180°后电流方向不变 D.图中线圈受外力转动，转动中不受磁场力作用 二、填空题（每空2分，共28分） 9.明朝郑和下西洋时，航行中使用罗盘和星象来辨别方向，其中罗盘 小磁针的北极指向地磁场的 极，地磁场的北极在地理的 极附近。 3 10.高速磁悬浮列车上电磁铁始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，线 圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图所 示，图中列车在磁力作用下正在向 (左/右)行驶。要保证 列车一直向前行驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线 圈中应通 (直流/交变电流)。 轨道S N S N S 轨道NSN SN B (第10题) (第11题) 11.某校刚刷完油漆的地下室内，弥漫着刺鼻的油漆味。为加快排出 易燃、有毒气体，兴趣小组设计了如图所示的可调直流排气扇。直 流电动机的工作原理是 。讨论时， 物理老师指出该方案的不足：每当线圈平面转过与磁感线相 (平行/垂直)的位置时，换向器自动改变线圈中电流的方 向，电路处于“通路→断路→通路”快速切换状态，极易引发电火 花，成为火灾隐患。 12.如图所示为动圈式麦克风结构图，当对着麦克风说话时，膜片由于 振动带动线圈在磁场中做 运动，线圈中会产生 从而把声音信号变成 信号。 永磁体 膜片 线圈 (第12题) (第13题) 13.如图所示，ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，处于 蹄形磁体磁场中的金属杆p▣放在导轨上，在外力作用下沿导轨运 动。若ad之间断开，则电路中 (有/无)感应电流；若add之 间接入灵敏电流计，g杆向右运动时，指针向右偏，pg杆向左运 动时，指针将向 偏；若ad之间安装一个直流电源，pg杆 通电后由静止开始沿导轨向右运动，同时交换电源的正负极和磁 体的南北极，q杆通电后由静止开始沿导轨向 运动。 14.以下是“电与磁”的相关知识结构图，请你补充完整。 奥斯特 安培 法拉第 电流的 磁场对电流 电磁感应 ① 有力的作用 现象 时间轴 电磁铁 电动机 ② (第14题) ① ;② 三、解答题（共48分） 15.(4分)闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通 电螺线管的极性，并在A点标出电流方向。 A 电源 (第15题) 16.(4分)学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、 开关和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部， 开关S断开，小磁针静止后如图(a)所示。闭合开关S,小磁针转 动，静止后如图(b)所示。接着小华改变电池的接法，再闭合开关S, 小磁针静止后如图(c)所示。请根据现象及相关条件归纳得出初 步结论。 (1)比较图(a)和(b)可知： (2)比较图(b)和(c)可知： 的中 力 的和 L§J L§ 4§] (a)开关断开(b)开关闭合(c)开关闭合 (第16题) (第17题) 17.(6分)如图所示，悬挂在金属丝上的金属棒AB处在磁场中。 (1)当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时，AB棒保持 静止不动；而一旦使C、D两个线头接触到电池组的正、负极，AB 棒就立即摆动起来，这一现象说明了 (2)有些同学还会注意到，当两个线头如图所示那样分别接触C、 D两极时，金属棒相对蹄形磁体向里摆动：而将两个线头对调一下 再接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁体向外摆动，这一现象说 明了 (3)若两个线头像图示那样接触C、D,并把蹄形磁体上下翻转一 下(S极在上)，则金属棒相对蹄形磁体向外摆动，这一现象说明了 18.(8分)如图所示，小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导 体AB和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。闭合开 关，他们完成操作，将观察到的现象记入表格： 实验 导体AB的 有无感应 次序 运动情况 电流 ① 左右运动 有 ② 上下运动 无 前 (第18题) ③ 前后运动 无 ④ 斜向上、斜向下运动 有 (1)分析①②两次实验现象，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁 场中的运动方向与磁场方向垂直时，电路中就会产生感应电流。” 小刚认为他的说法不准确，因为导体AB 运动时，其运动 方向也与磁场方向垂直，但无感应电流。 (2)采纳小刚的意见后，小明又说：“闭合电路的一部分导体在磁场 中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流。”小刚认为这种 说法不全面，因为导体AB 运动时，也有感应 电流。 (3)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将 能转 化为电能；如果将图中的灵敏电流计换成 ,那么可以探究 磁场对电流的作用。 19.(8分)采摘机器人在智慧农业中广泛使用，兴趣小组设计的某采摘 机器人部分工作原理如图所示，可以“前进”“后退”“照明”；开关 S、S2用绝缘柄相连，可同时连接触点“1”或“2”，电动机均正常工 作。部分元件参数：电动机(24V96W),灯泡L(18V5.4W), 滑动变阻器R(5021A),电流表(0~0.6A)。 (1)通过控制开关S、S2,可实现前进、后退，原因是什么？ (2)电动机（线圈电阻为22）正常工作5min消耗的电能和产生的 热量分别为多少？ (3)闭合S,调节灯泡亮度时，为保证各元件安全，R连入电路的 最小阻值为多少？（灯丝电阻随温度的变化忽略不计）》 ④ 2 ① 绝缘柄 ☒L 2 R (第19题) 20.(18分)小华制作的蓄水池水位报警 口衔铁 4 R 蜂鸣器h 模拟装置如图所示，浮子由铜片E、 线 ® U 空心杆F和木块Q构成。在低水位 时，触点C、D位于E的正上方距离 R 固定支架 h。处，Q的下表面距池底的高度为 e h。当水位上升到使E与C、D接触 蓄水池五 后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警 (第20题) 音，报警音的强弱取决于其两端电压的大小。电源电压U=6V, 定值电阻R。=32,R可视为9Ω的定值电阻，不计其他电阻 (1)当E与C、D接触时，电路接通，衔铁被吸下而与触点 (A/B)接触，线圈和R。被 (短路/断路)。 (2)在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为 0.5s和1.5s,不考虑衔铁在A、B之间切换的时间。在未解除报 警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能。 (3)木块Q为棱长10cm的正方体，密度为0.5×103kg/m3,h,= 12cm,h=20cm,g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间 的摩擦。 ①求刚开始报警时水面距池底的高度H。 ②下列措施中，可使①中H值增大的有 （多选)。 A,将池中水换为密度更大的液体 B.仅适当减小Q的棱长 C仅在空心杆F中装入适量沙子 D.仅适当减小Q的密度U 路中的电流分别为I,=R,十R, I,一R,十R,滑动变阻器的电功率均 为P2,则P2=I1R1=I2R2,即 (R)R=()广R整理 可得(R1-R2)(R1-R1R2)=0,由 R1≠R2可知，R1R2=R2 (102)2=1002。由串联分压可知， 滑动变阻器接人电路的阻值越大，电 压表示数越大，电压表的量程为0一 15V,电源电压为9V,所以滑动变阻 器可接入电路的最大阻值为402：小 灯泡正常发光时，电路中电流最大，则 此时滑动变阻器接人电路的阻值最 小，则滑动变阻器接人电路的最小阻 值为 -R -102=82,所 以滑动变阻器接入电路的阻值范围是 8~402。若Rnmx=402,则对应的 10022 =2.52,不在上述阻值 402 范围内；若R1mm'=82,则对应的 R3m'=1002 8 =12.52,在上述阻值 范围内。综上所述，R,的最大阻值为 12.52 一方法归纳 分类讨论法在电学计算中的应用 本题的第(3)问需用分类讨论 法求解。分类讨论的思想能把复 杂的问题进行分解，是解决物理问 题的一种重要方法 20.(1)如图所示(2)①串联 ②原发热电阻电功率P= R (220V)2 =968W,串联后新I日电阻总阻 502 LU2(220V)2 值Ra=P=242W =2002:根据串 4 联电路的总电阻等于各用电器的电阻 之和可得，需要购买的发热电阻的阻值 R1=R总一R=2002-502=1502 220V (第20题) 第十六章拔尖测评 一、1.C解析：木杆光滑，则磁环都 不受摩擦力。a对b的磁力与a受到 的重力不是作用在同一物体上的，不 是一对平衡力，故A错误；b对c的磁 力与c对b的磁力是一对相互作用 力，大小相等，故B错误；a静止，则b 对a的磁力与a受到的重力是一对平 衡力，大小相等，则b对a的磁力大小 为mg,方向竖直向上：b对a的磁力 与a对b的磁力是一对相互作用力， 大小相等，方向相反，则a对b的磁力 大小也为mg,方向竖直向下；b静止， 则c对b的磁力等于a对b的磁力与 b受到的重力之和，故c对b的磁力大 小等于2mg,所以b对c的磁力大小 等于2mg,故C正确：同理可得，底座 对c的支持力等于3mg,c对底座的 压力与底座对c的支持力是一对相互 作用力，大小相等，故c对底座的压力 大小为3g,故D错误。 2.C解析：磁石是磁体的一种，具有 磁性，A错误：磁感线是假想的分布在 磁体周围的曲线，不是真实存在的，B 错误：地球本身是一个巨大的磁体，司 南静止时指南北，是因为受到地磁场 的作用，C正确：鱼形铁被磁化后制成 的指南鱼也是磁体的一种，任何磁体 都有两个磁极，D错误 3.A解析：根据对磁场方向的规定， 小磁针静止时N极所指的方向为该 处磁场的方向。假设条形磁体的左侧 是N极，则磁感线由左侧出发，回到 右侧，由图知道，甲、丙的左侧是N 极，乙、丁的右侧是N极，假设不符合 题意；假设条形磁体的右侧是N极， 则磁感线由右侧出发，回到左侧，由图 可知，甲、丙的右侧是N极，乙、丁的 左侧是N极，假设符合题意，且S极 被涂黑的小磁针是甲，故A符合题意。 4.C解析：当小磁针受到地磁场的 作用时，一端指南一端指北，如图甲所 示。当导线中电流向左时，小磁针的 N极向纸外偏转，如图乙所示，所以， 48 甲、乙两图可说明电流周围存在磁场， 故A合理；乙、丙两图只是改变了电 流方向，没有改变电流大小，不能说明 磁场强弱跟电流大小有关，故B合 理，C不合理；由甲、乙、丙三图可知， 导线中有电流时，小磁针的方向发生 偏转，这说明电流的周围存在磁场，即 电流具有磁效应，故D合理。 5.B解析：据电路中的电流方向和 安培定则可知，电磁铁的右端为N 极，A错：若将滑片P向右移，则滑动 变阻器连人电路中的阻值增大，电路 中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，电 磁铁对磁铁的斥力减小，活塞向左移， 活塞简和大瓶子中密闭气体的体积增 大，压强减小，小瓶子中的水会被挤出 来，小瓶子与瓶内水的重力变小，重力 小于浮力，小瓶子将上浮：小瓶子上浮 时，小瓶子瓶口处水的深度减小，受到 水的压强减小，B对、D错；小瓶子下 沉时，水的压强变大，水被压入小瓶子 内，即小瓶子内水的重力变大，则小瓶 子内气体的体积会变小，质量不变，密 度变大，C错。 6.C解析：图中气敏电阻R,的阻 值随CO浓度的增大而减小，由欧姆 定律可知，控制电路的电流增大，电磁 铁磁性增强，衔铁被吸下，因CO浓度 高于某一设定值时，电铃发出报警声， 故电铃应接在B、D之间，故A、B错 误：提高电源电压U,由欧姆定律可 知，只有当R,的阻值变大时，控制电 路才能达到衔铁被吸下的最小电流， 即CO报警浓度比设定值低，故C正 确：若不小心将R2的滑片向下移动 少许，滑动变阻器接人电路的电阻变 大，由于控制电路衔铁被吸下的最小 电流不变，由欧姆定律可知，此时气敏 电阻R,的阻值变小，浓度变大，检测 电路CO报警浓度高于设定值，故D 错误。 7.C 8.B解析：由题图可知，线圈在该位 置时，线圈平面和磁感线平行，左右两 边导线ab、cd的运动方向与磁场方问 垂直，做切割磁感线运动，线圈中有感 应电流产生，故A错误；图中线圈转 过90°瞬间，线圈平面和磁场方向垂 直，上下两边导线的运动方向与磁场 方向平行，线圈没有做切割磁感线运 动，线圈中无电流产生，故B正确：线 圈从图示位置转过180°后，导体切割 磁感线的方向发生了变化，电流方向 也发生改变，故C错误：图中线圈转动 时有感应电流产生，通电线圈在磁场 中会受到磁场力的作用，故D错误。 二、9.南南 10.右交变电流解析：列车所受 磁力如题图所示，由异名磁极相吸、同 名磁极相斥可知列车受到的合力方向 向右，故列车在磁力作用下正在向右 移动。要保证列车一直向前行驶，线 圈的N极和S极就要不断变换，改变 电流方向可改变磁极，则铁轨上线圈 中应通交变电流。 11.通电线圈在磁场中受力转动垂 直解析：直流电动机的工作原理是通 电线圈在磁场中受力转动：换向器是在 线圈转过平衡位置的一瞬间改变线圈 中的电流方向，从而改变线圈的受力方 向，使得线圈能够持续转动，平衡位置 即为线圈平面与磁感线垂直的位置。 12.切割磁感线感应电流电 解析：动圈式麦克风是利用电磁感应 原理制成的，人说话时，声带振动产生 声音，声音通过空气传播到膜片，使膜 片振动，带动与膜片相连的线圈在磁 场中做切割磁感线运动，故能产生感 应电流，从而把声音信号变成电信号。 13.无左右解析：由产生感应 电流的条件可知，若ad之间断开，不 能形成闭合电路，则电路中无感应电 流：若ad之间接人灵敏电流计，pg杆 向右运动时，指针向右偏，g杆向左 运动时，磁场方向不变，切割磁感线的 方向改变，感应电流的方向改变，所以 指针将向左偏；若ad之间安装一个 直流电源，pq杆通电后由静止开始沿 导轨向右运动，同时交换电源的正负 极和磁体的南北极，g杆通电后的受 力方向不变，所以9杆通电后由静 止开始沿导轨向右运动。 14.①磁效应②发电机 三、15.如图所示 (S) N A 电源 (第15题) 16.(1)通电螺线管内部存在磁场 (2)通电螺线管内部磁场的方向跟电 流方向有关 17.(1)磁场对通电导体有力的作用 (2)磁场对通电导体作用力的方向与 电流方向有关(3)磁场对通电导体 作用力的方向与磁场方向有关 18.(1)前后(2)斜向上、斜向下 (3)机械电源解析：(1)分析①② 两次实验现象，小明说：“闭合电路的 一部分导体在磁场中的运动方向与磁 场方向垂直时，电路中就会产生感应 电流。”小刚认为不准确，因为导体 AB前后运动时，其运动方向也与磁 场方向垂直，但无感应电流。(2)采 纳小刚的意见后，小明又说：“闭合电 路的一部分导体在磁场中垂直切割磁 感线时，电路中才会产生感应电流。” 小刚认为不全面，因为导体AB斜向 上、斜向下运动时，也有感应电流。 (3)从能量的角度来分析，感应电流 的产生过程是将机械能转化为电能： 如果将图中的灵敏电流计换成电源， 那么可以探究磁场对电流的作用。 19.(1)改变了通过电动机的电流方 向(2)电动机额定电压U=24V, 额定功率P=96W,线圈电阻R线国 22,工作时间t=5min=300s。消耗 的电能W=Pt=96W×300s= P 2.88×10J,电路中的电流1=元 24V=4A,则产生的热量Q= 96W IR线周t=(4A)2×22×300s=9600J (3)灯泡的颜定电流1= P 8V=0.3A<0.6A<1A,因此电 5.4W 路允许的最大电流为0.3A。灯泡的 49 U2(18V)2 电阻R.=P元=5.4W =602,电 U- 路总电阻的最小值Rm一 0.3A=800,电阻R连人电路的最 24V 小阻值Rmm=R总mn一R.=802 602=202 20.(1)B短路(2)完成一个工 作周期消耗的电能为WA十WB, U (6V)2 WA=R+R。A-92+30 X0.5s= U,=6VX1.58= 1.5J,Wn=尺B=90 6J,1min内电路消耗的电能W总= (WA+WB)X30=225J(3)①因 为p木=0.5×103kg/m3<p*,所以刚 开始报警时木块漂浮，F浮=G木= P*Vg,木块在水中浸人的体积V排= F浮= 0V超=0V木= g0水 80水 P水 0.5x103kg/m3×(0.1m=5× 1×103kg/m 10一4m3,木块在水中浸入的深度 h排= V摧= 5×104m =5X S (0.1m)2 102m=5cm。刚开始报警时水面距 池底的高度H=h。十h十h排= 12 cm+20 cm+5 cm=37 cm 2 BC 期中拔尖测评 一、1.D解析：由图甲可知，定值电 阻R。与电阻箱R串联，电流表测电 路中的电流。当电阻箱阻值R为零 时，电路中的电流最大，由图乙可知， 此时电流表示数的倒数子为2A, 即电路中的电流为0.5A,故B错误； 当Immx=0.5A时，电源电压U= ImxR。=0.5AXR。①：由图乙可 知，当电阻箱阻值为R1=182时，电 流表示数的倒数二为5A',即电路 中的电流为0.2A,电源电压U I1(R1+R)=0.2AX(182+Ra)② 联立①②可得U=6V、R。=122,故 A错误：调节电阻箱R的阻值，电路 J 中的电流I=R。十R,则R的功率