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第十六章测试卷
物 理
本试卷满分90分，考试时间80分钟
一、填空题(每空2分，共26分；将答案直接写在横线上，不必写出解题过程)
1．一个可自由伸缩的螺线管，当通电时其总长度将缩短(选填“伸长”“缩短”或“不变”)。
2．指南针是我国四大发明之一。指南针能够指南北，是因为其本身具有磁性的指南针受到了地磁场的作用。
3．电工师傅常将螺丝刀在磁铁上反复摩擦几下，再去靠近一个无磁性的螺丝，发现互相吸引，这是由于螺丝刀被磁化的缘故。
4．电磁继电器实际上是一个用电磁铁控制的开关。
5．如图所示，闭合开关使螺线管通电，可以观察到左边弹簧伸长，右边弹簧缩短。(均选填“伸长”“缩短”或“不变”)
6．如图所示，甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上，可以自由移动，当开关S闭合时，两线圈将分开(选填“靠近”或“分开”)。
7．如图所示是电磁选矿的示意图。当电磁选矿机工作时，铁砂将落入B(选填“A”或“B”)箱。
8．爱因斯坦曾说过：“磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在。”磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过对小磁针的作用证明其存在。在物理学中，还有其他一些现象也是这样，如用电灯发光可证明电路中电流的存在(或托里拆利实验大气压的存在)。
9．如图所示， 开关闭合时，螺线管旁的小磁针按图中所示方向偏转：由此可判断此通电螺线管的a端为S极，电源的c端为负极。
10．请正确画出如图中通电螺线管上导线的绕法，并标出通电螺线管的N、S极。
解：如图所示。
二、选择题(每小题3分，共21分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的，请将该选项的标号填在题后的括号内)
11．磁感线不能相交是因为( A )
A．磁场中任何一点只有一个磁场方向，因此磁感线不能相交
B．磁感线是铁屑在磁场中排列形成的，所以不能相交
C．磁感线是封闭的曲线，所以不能相交
D．磁感线密的地方磁场强，磁感线疏的地方磁场较弱，所以不能相交
12．下列装置中，没有用到电磁铁的是( C )
A．电铃 B．电话
C．电热毯 D．电磁起重机
13．下列办法中能改变电磁铁极性的是( C )
A．改变通过线圈中电流的强弱 B．改变线圈的匝数
C．改变通过线圈的电流方向 D．在通电螺丝管中插入铁芯
14．根据通电螺线管周围存在磁场(如图所示)的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。图中符合他假说的模型是( A )
15．在图中，小磁针N极指向相同的是( C )
A．①②③ B．①④
C．②③④ D．①②③④
16．如图所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P向右移动时，图中电磁铁( D )
A．a端是S极，磁性增强 B．a端是N极，磁性增强
C．b端是S极，磁性减弱 D．b端是N极，磁性减弱
17．如图所示是用电磁继电器控制的电路。如果电动机甲工作，则开关S应当( A )
A．断开 B．闭合
C．断开和闭合都可以 D．无法判断
三、实验题(第18小题6分，第19小题8分，第20小题6分，共20分)
18．如图所示，A是螺线管内的铁芯，B是悬挂在弹簧下的铁块，S是转换开关(此时S接2)。不直接接触铁块和弹簧。要使弹簧的长度改变可采用的办法有：(至少写出测试三种不同长度方法)
(1)S接3；
(2)滑动变阻器滑片P向右移；
(3)将螺线管内的铁芯抽去。
19．如图所示，是某学习小组同学设计的研究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验电路图。
(1)增大通电螺线管的电流，滑动变阻器的滑片应向左(选填“左”或“右”)移动。
(2)下表是该组同学所做实验的记录：
通电螺线管中有无铁芯
无铁芯
有铁芯
线圈匝数
50匝
50匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引大头针的最多数目/枚
0
0
0
3
5
8
同学们发现无铁芯组实验中没有吸引起大头针，那么通电螺线管到底有没有磁性呢？他们通过其他方法验证了几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是大头针换成小磁针(或者用细铁屑，其他答案合理也可)。(写出一种即可)
(3)在与同学们交流讨论时，另一组的同学提出一个新问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，通电螺线管的磁性强弱是否还与线圈内的铁芯大小(粗细)有关？”现有大小不同的两根铁芯，请根据你的猜想并利用本题电路，写出你验证猜想的简要操作方案：按本题电路图连接好电路，调节滑动变阻器的滑片于一定的位置，首先放入大的铁芯，观察被吸引的大头针数目，记录数据；再放入小的铁芯，观察被吸引的大头针的数目，记录数据，两者进行比较。
20．小明和同学们在参观某水库时，对水库的水位自动报警器(如图所示)很感兴趣，进行热烈讨论，请参与他们的讨论，回答下列问题：
(1)当水位较低时，绿灯发光，若灯两端电压为220V，通过灯的电流为0.4A，则灯丝的阻值为550Ω。
(2)图中A为碳棒，当水位由图示位置升高时，碳棒A受到水的浮力，将如何变化？不变(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)当水位上升到一定位置时，电磁铁B通电，产生磁性，吸下衔铁C，此时红灯发光，发出警示。
四、计算与简答题(第21小题7分，第22小题8分，第23小题8分，共23分；解答和论证要有必要的公式、步骤、解答过程，包括必要的文字说明，只有最后答案的不能得分)
21．如图所示， 烧杯中水面上漂浮着一个空心小铁球，闭合开关S后，将滑片P向右移动。空心小球所受浮力大小如何变化？为什么？
解：当滑片P向右移动时，电阻减小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，小铁球受到的引力增大，浸入水中体积增大，据F浮＝ρgV知所受浮力增大。
22．现有一蓄电池仍能对外供电，但正负极标识不清，手边没有电压表和电流表，请利用所学电磁知识设计出两种方法，辨别它的正、负极。
解：方法一：把一导线平行地放在静止的小磁针上方，用蓄电池供电，观察小磁针偏转方向，从而根据右手螺旋定则，确定蓄电池正、负极。 方法二：用导线将螺线管和蓄电池连起来，在螺线管周围放一静止小磁针，通电时，观察小磁针偏转方向，从而根据右手螺旋定则，确定蓄电池正、负极。
23．医生对病人进行脑部手术时，需要将体温降至合适的温度。准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代。
(1)心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏搏动，推动血液循环。如图所示，将线圈ab缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，使血液定向流动；阀门K1、K2都只能单向开启，反向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为N极，活塞将向右运动，“动力泵”处于送血(选填“抽血”或“送血”)状态。
(2)心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换，通过血液循环调节体温。经监测，病人体温由17℃上升至正常体温37℃历时1h。在这段时间内，假设人体所需热量完全由热交换器提供，且不计人体散热，试求热交换器所做的有用功。[设病人质量为60kg，人体比热容与水相当，为4.2×103J/(kg·℃)]
解：W＝Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×(37℃－17℃)×60kg＝5.04×106J。
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