高中物理选修3-1：第3章第1节时同步训练及解析

高中物理选修3-1：第3章第1节时同步训练及解析

高中物理选修3-1 同步训练 ‎ 图3－1－4‎ 如图3－1－4所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．发现这个实验现象的物理学家是(　　)‎ 图3－1－5‎ 答案：C 磁场的基本性质是(　　)‎ A．能使小磁针发生偏转 B．能够吸引铁、钴、镍等物质 C．能够产生磁感线 D．能对放在其中的磁体产生力的作用 解析：选D.磁场的基本性质是能对放在其中的磁极或电流产生力的作用，选项D正确．‎ 关于各磁体间的作用，下列说法正确的是(　　)‎ A．在奥斯特实验中，通电直导线对小磁针产生磁场力作用，但此时小磁针对通电直导线一定不产生磁场力作用 B．在通电直导线对小磁针产生作用力的同时，小磁针对通电直导线可能会产生作用力 C．大磁铁的磁性较强，但小磁针对大磁铁的磁场力较小 D．任何两个磁体之间产生的磁场力总是大小相等、方向相反 解析：选D.磁体之间的作用是相互的，甲磁体产生的磁场对乙磁体产生作用力的同时，乙磁体产生的磁场必定对甲磁体产生力的作用．因此，磁体之间的相互作用遵循牛顿第三定律．故选项D正确．‎ (2012·合肥六中高二检测)关于地磁场，下列说法中正确的是(　　)‎ A．地磁场的北极在地球的南极附近 B．北京地区的地磁场方向由北向南 C．地球周围的磁场是从地球南极附近的地磁北极出发，回到地球北极附近的地磁南极 D．在地球南极处，可以自由转动的小磁针N极竖直指向天空 解析：选ACD.地磁场在地球外部的磁感线是从地球南极附近的地磁北极出发，‎ 5‎ 回到地球北极附近的地磁南极．故选项A、C、D正确．‎ 如果你看CCTV－5的围棋讲座，就会发现棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉下来是因为(　　)‎ A．质量小，重力可以忽略不计 B．受到棋盘对它向上的摩擦力 C．棋盘对它的吸引力与重力平衡 D．它一方面受到棋盘的吸引力，另一方面还受到空气的浮力 解析：选B.棋子受力如图所示，磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有弹力，重力使棋子有向下滑动的趋势，因此棋子受到棋盘对它向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使棋子不会掉下来(由于空气浮力远小于重力，故可以忽略不计)．‎ 一、单项选择题 (2012·广州第六中学高二检测)物理实验都需要有一定的控制条件．奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该实验必须在地球赤道上进行 B．通电直导线应该竖直放置 C．通电直导线应该水平东西方向放置 D．通电直导线应该水平南北方向放置 解析：选D.小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选项D正确．‎ 图3－1－6‎ 如图3－1－6所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将(　　)‎ A．指北 B．指南 C．竖直向上 D．竖直向下 解析：选D.地球的北极点是地磁场的S极附近，此处的磁感线竖直向下，故此处小磁针的N极竖直向下，D正确．‎ 磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体．当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是(　　)‎ 5‎ A．磁体的吸铁性 B．磁极间的相互作用规律 C．电荷间的相互作用规律 D．磁场对电流的作用原理 解析：选B.在地磁场的作用下，军舰被磁化成了一个大的浮动磁体，当军舰接近磁性水雷时磁极间的相互作用会引起小磁针的转动，从而接通电路，引起爆炸．这是利用了同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理，故B正确．‎ (2012·江门二中高二检测)某同学在做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动，由此可知，通电直导线产生的磁场方向是(　　)‎ A．自东向西　　　　　　　　B．自南向北 C．自西向东 D．自北向南 解析：选D.通电前小磁针指向南北方向，通电后小磁针不动，说明通电直导线产生的磁场方向沿南北方向；稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动，说明通电直导线产生的磁场与地磁场方向相反．故选项D正确．‎ 图3－1－7‎ .如图3－1－7所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，当电磁铁通电时，在铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为(　　)‎ A．F＝Mg B．mg＜F＜(M＋m)g C．F＝(M＋m)g D．F＞(M＋m)g 解析：选D.在铁片B上升的过程中，轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F引′的和．在铁片B上升的过程中，对B有F引－mg＝ma，所以F引＝mg＋ma.由牛顿第三定律可知B对A的引力F引′与A对B的引力F引大小相等、方向相反．所以F＝Mg＋mg＋ma.故选项D正确．‎ 二、双项选择题 关于磁场，下列说法正确的是(　　)‎ A．其基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用 B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质 C．磁场是客观存在的一种特殊物质形态 D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无 解析：选AC.磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用，A正确．磁场虽然看不见摸不着，但是它是客观存在的，B、D错误．C正确．‎ 以下说法中正确的是(　　)‎ A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的 B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的 C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的 5‎ D．磁场和电场是两种不同的物质 解析：选AD.电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间，还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力．磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点．正确选项为AD.‎ 地球是一个大磁体，关于地磁场的下列描述正确的是(　　)‎ A．地磁场的北极在地理南极附近 B．赤道附近地磁场的方向和地面平行 C．北半球地磁场方向相对地面是斜向上的 D．地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的 答案：AB (2012·杭州二中高二检测)铁棒a能吸引小磁针，铁棒b能排斥小磁针，若将铁棒a靠近铁棒b，则(　　)‎ A．a、b一定互相吸引 B．a、b一定互相排斥 C．a、b间一定有磁场力作用 D．a、b可能互相吸引，也可能互相排斥 解析：选CD.a吸引小磁针，a可能有磁性也可能没有磁性，b排斥小磁针，b一定有磁性，故a、b之间可能吸引，也可能排斥．‎ 为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针．下列给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是(　　)‎ A．若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性 B．若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性 C．若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否有磁性 D．若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性 解析：选AC.若发生排斥现象，只有一种可能，小磁针靠近锯条的同名磁极．若发生吸引现象，则锯条可能有磁性，也可能无磁性，故选A、C.‎ 三、非选择题 关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：‎ ‎(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场．‎ ‎(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极．‎ 你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有，请改进或改正．‎ 答案：有需改进或改正的地方．(1)应做多次实验，观察小磁针N极是否总是指向某一个方向．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极．‎ 图3－1－8‎ 5‎ 两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图3－1－8所示，开始时平板和磁铁均处于水平位置，且静止不动．a.若将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起；b.若将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起．‎ 回答以下问题：‎ ‎(1)开始时两磁铁静止不动的原因是____________________________；左侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________．‎ ‎(2)在a过程中，磁铁开始滑动时，平板在向上做________(填“加速”或“减速”)运动．‎ ‎(3)在b过程中，磁铁开始滑动时，平板在向下做________(填“加速”或“减速”)运动．‎ ‎(4)若平板AB突然向右加速，则左侧的磁铁将会做什么运动？‎ 解析：(1)两磁铁间相互作用的磁力小于磁铁与平板间的最大静摩擦力，所以两磁铁都静止不动，此时对左侧的磁铁来说，吸引力向右，故静摩擦力的方向向左．‎ ‎(2)平板向上运动时，两磁铁吸在了一起，说明磁铁受到的摩擦力减小，支持力减小，磁铁处于失重状态，故平板向上做减速运动，加速度方向向下．‎ ‎(3)平板向下运动时，两磁铁也吸在了一起，说明磁铁仍处于失重状态，故平板向下做加速运动．‎ ‎(4)若平板AB运动的加速度较小，左侧磁铁相对于平板AB静止不动，但受到的静摩擦力向左减小或向右增大；若平板AB运动的加速度较大，左侧磁铁将会相对于平板AB向左滑动．‎ 答案：(1)两磁铁间作用的磁力小于磁铁与平板间的最大静摩擦力　左 ‎(2)减速　(3)加速　(4)相对于平板AB静止或相对于平板AB向左滑动 。‎ 5‎