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3.如图所示，四根相同的橡皮筋下挂着等质量的小条形磁铁（橡皮筋在弹性范围内，磁铁间不会吸在一起），被拉得最长的橡皮筋是（
A.a
B.b
C.c
D.d
D
）A.a
B.b
C.c
D.d
答案
3.D
解析
【分析】要解决该问题，需依据磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。首先明确小磁铁的受力情况：每个小磁铁受向下的重力、橡皮筋向上的拉力，以及下方大磁铁对它的磁极间作用力。若磁极间为排斥力，拉力等于重力减去排斥力，拉力越小橡皮筋越短；若为吸引力，拉力等于重力加上吸引力，拉力越大橡皮筋越长。接下来分析四个小磁铁的位置对应的磁极作用：a在大磁铁N极上方，小磁铁下端为N，同名磁极排斥，拉力小；b在N极右侧，排斥力比a处小，拉力略大；c靠近S极，磁极间为吸引力但较弱；d在大磁铁S极正上方，小磁铁下端N与大磁铁S极异名，吸引力最大，拉力最大，橡皮筋最长。
【解析】根据磁极间的相互作用规律，对每个小磁铁受力分析：设小磁铁重力为$ G $，橡皮筋拉力为$ T $，磁极间作用力为$ F $：
1. 位置a：小磁铁下端为N，下方大磁铁左端为N，同名磁极排斥，$ F $向上，平衡时$ T_a = G - F_a $，拉力小，橡皮筋短；
2. 位置b：小磁铁在大磁铁N极右侧，仍为排斥力，$ F_b ＜ F_a $，故$ T_b = G - F_b $，拉力比a大但仍较小；
3. 位置c：小磁铁靠近大磁铁S极，磁极间为吸引力，$ F_c $向下，平衡时$ T_c = G + F_c $，拉力比b大；
4. 位置d：小磁铁在大磁铁S极正上方，小磁铁下端N与大磁铁S极异名，吸引力最大，$ F_d $最大，故$ T_d = G + F_d $，拉力最大，橡皮筋最长。
【答案】D
【知识点】磁极间的相互作用、弹力
【点评】本题考查磁极间相互作用规律的实际应用，核心是分析小磁铁的受力，结合磁极作用判断拉力大小，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】0.3
【解析】根据磁极间的相互作用规律，对每个小磁铁受力分析：设小磁铁重力为$ G $，橡皮筋拉力为$ T $，磁极间作用力为$ F $：
1. 位置a：小磁铁下端为N，下方大磁铁左端为N，同名磁极排斥，$ F $向上，平衡时$ T_a = G - F_a $，拉力小，橡皮筋短；
2. 位置b：小磁铁在大磁铁N极右侧，仍为排斥力，$ F_b ＜ F_a $，故$ T_b = G - F_b $，拉力比a大但仍较小；
3. 位置c：小磁铁靠近大磁铁S极，磁极间为吸引力，$ F_c $向下，平衡时$ T_c = G + F_c $，拉力比b大；
4. 位置d：小磁铁在大磁铁S极正上方，小磁铁下端N与大磁铁S极异名，吸引力最大，$ F_d $最大，故$ T_d = G + F_d $，拉力最大，橡皮筋最长。
【答案】D
【知识点】磁极间的相互作用、弹力
【点评】本题考查磁极间相互作用规律的实际应用，核心是分析小磁铁的受力，结合磁极作用判断拉力大小，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】0.3
4.“悬空的磁环”实验中，所用的磁环都一样，中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时，它们之间的距离为$h_1$，如右图所示。再往乙的正上方套入丙磁环，当丙悬空并静止后，甲、乙之间的距离变为$h_2$，乙、丙之间的距离为$h_3$。已知磁环间的斥力随它们之间距离的减小而增大，则$h_1$、$h_2$、$h_3$之间的大小关系满足（
A.$h_1＞h_2$ $h_2＞h_3$
B.$h_1＞h_2$ $h_2＜h_3$
C.$h_1＜h_2$ $h_2=h_3$
D.$h_1＜h_2$ $h_2＜h_3$
B
）A.$h_1＞h_2$ $h_2＞h_3$
B.$h_1＞h_2$ $h_2＜h_3$
C.$h_1＜h_2$ $h_2=h_3$
D.$h_1＜h_2$ $h_2＜h_3$
答案
4.B
解析
【分析】
本题需通过对静止磁环的受力分析，结合“磁环间斥力随距离减小而增大”的规律，比较各段距离的大小。首先分析仅甲、乙时乙的受力，再分析加入丙后乙、丙的受力，得出不同情况下磁环间斥力的大小，最后根据斥力与距离的关系判断距离的大小关系。
【解析】
1. 当只有甲、乙磁环静止时，对乙受力分析：乙受向下的重力$ G $，以及甲对乙向上的斥力$ F_1 $，根据二力平衡得$ F_1 = G $，此时甲、乙间斥力为$ G $。
2. 加入丙后，丙悬空静止，对丙受力分析：丙受向下的重力$ G $，乙对丙向上的斥力$ F_3 $，平衡时$ F_3 = G $；再对乙受力分析：乙受向下的重力$ G $、丙对乙向下的斥力$ F_3' = F_3 = G $，以及甲对乙向上的斥力$ F_2 $，平衡时$ F_2 = G + F_3' = 2G $。
3. 比较斥力与距离：斥力越大，磁环间距离越小。因为$ F_2 = 2G ＞ F_1 = G $，所以甲、乙间距离$ h_2 ＜ h_1 $（即$ h_1 ＞ h_2 $）；又因为$ F_2 = 2G ＞ F_3 = G $，所以乙、丙间距离$ h_3 ＞ h_2 $（即$ h_2 ＜ h_3 $）。综上，$ h_1 ＞ h_2 $且$ h_2 ＜ h_3 $，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
二力平衡、力与距离的关系
【点评】
本题结合受力平衡和斥力与距离的规律，考查学生的受力分析与逻辑推理能力，需明确不同状态下磁环的斥力大小，再推导距离关系，是初中物理力学的典型应用题型。
【难度系数】
0.4
本题需通过对静止磁环的受力分析，结合“磁环间斥力随距离减小而增大”的规律，比较各段距离的大小。首先分析仅甲、乙时乙的受力，再分析加入丙后乙、丙的受力，得出不同情况下磁环间斥力的大小，最后根据斥力与距离的关系判断距离的大小关系。
【解析】
1. 当只有甲、乙磁环静止时，对乙受力分析：乙受向下的重力$ G $，以及甲对乙向上的斥力$ F_1 $，根据二力平衡得$ F_1 = G $，此时甲、乙间斥力为$ G $。
2. 加入丙后，丙悬空静止，对丙受力分析：丙受向下的重力$ G $，乙对丙向上的斥力$ F_3 $，平衡时$ F_3 = G $；再对乙受力分析：乙受向下的重力$ G $、丙对乙向下的斥力$ F_3' = F_3 = G $，以及甲对乙向上的斥力$ F_2 $，平衡时$ F_2 = G + F_3' = 2G $。
3. 比较斥力与距离：斥力越大，磁环间距离越小。因为$ F_2 = 2G ＞ F_1 = G $，所以甲、乙间距离$ h_2 ＜ h_1 $（即$ h_1 ＞ h_2 $）；又因为$ F_2 = 2G ＞ F_3 = G $，所以乙、丙间距离$ h_3 ＞ h_2 $（即$ h_2 ＜ h_3 $）。综上，$ h_1 ＞ h_2 $且$ h_2 ＜ h_3 $，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
二力平衡、力与距离的关系
【点评】
本题结合受力平衡和斥力与距离的规律，考查学生的受力分析与逻辑推理能力，需明确不同状态下磁环的斥力大小，再推导距离关系，是初中物理力学的典型应用题型。
【难度系数】
0.4
5.右图是“追风者”磁悬浮列车的悬浮原理示意图。该列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，以提高运行速度，这里的相互作用是指（
A.异名磁极相互吸引
B.同名磁极相互吸引
C.异名磁极相互排斥
D.同名磁极相互排斥
A
）A.异名磁极相互吸引
B.同名磁极相互吸引
C.异名磁极相互排斥
D.同名磁极相互排斥
答案
5.A
解析
【分析】首先回忆磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。本题中列车悬浮需要受到向上的力，结合示意图中电磁铁的磁极，判断电磁铁与车厢间的相互作用类型，进而分析选项得出答案。
【解析】根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。要使列车悬浮在轨道上方，需要电磁铁对车厢产生向上的吸引力。从图中可知，电磁铁下端为S极，与车厢对应的磁体部分为异名磁极，二者相互吸引，从而实现列车悬浮。因此该相互作用是异名磁极相互吸引，对应选项A。
【答案】A
【知识点】磁极间的相互作用
【点评】本题考查磁极间的相互作用规律，属于初中物理基础知识点，难度较低，准确掌握磁极间的作用规律即可解答。
【难度系数】0.7
【解析】根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。要使列车悬浮在轨道上方，需要电磁铁对车厢产生向上的吸引力。从图中可知，电磁铁下端为S极，与车厢对应的磁体部分为异名磁极，二者相互吸引，从而实现列车悬浮。因此该相互作用是异名磁极相互吸引，对应选项A。
【答案】A
【知识点】磁极间的相互作用
【点评】本题考查磁极间的相互作用规律，属于初中物理基础知识点，难度较低，准确掌握磁极间的作用规律即可解答。
【难度系数】0.7
