中考物理电学综合习题含答案解析.docx
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中考物理电学综合习题含答案解析
中考物理电学综合习题含答案解析
一、电磁学综合题
1.答:
水吸收的热量为3.696×105J,烧开一壶水需要的时间为420s。
(2019·翁牛特旗乌丹第一中学中考模拟)阅读短文,并回答问题.
第四代电光源——LED光源
如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源.LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同,是直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源,将逐步取代传统光源.图乙是LED的元件实物及符号.
由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态.利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:
把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路,闭合开关S,LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如丁所示.
(1)LED灯主要由半导体材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯__________(高/低);
(2)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED___________(能/不能)发光
(3)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED不能发光;此时两电表的示数为__________。
A.4.5V20mAB.3V20mAC.4.5V0mAD.3V0mA
【答案】低不能C
【解析】
【详解】
(1)根据题意知,LED灯直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,转移为内能的部分少,即电热转换损耗的能量较白炽灯低;
(2)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光,由于二极管具有单向导电性,断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED不会有电流通过,故不能发光。
(3)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED不能发光,即LED没有电流通过,所以电流表示数为0mA,此时电压表通过滑动变阻器能够测量电源电压,所以电压表示数为1.5V。
故选C。
2.(3)水吸收的热量为Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(100℃﹣20℃)=3.36×106J。
电能表转盘转3000r饮水器消耗的电能为W=
=1.2kW•h=1.2×3.6×106J=4.32×106J。
则饮水器的热效率为η=
=
=77.8%。
(2019·湖南中考模拟)在2018年
“无人机系统与电视传媒应用峰会”上,中国航空工业发展研究中心副总工程师吴强发表了以“新闻报道中无人机的使用和趋势”的演讲,从应用和技术两个角度详细阐述了无人机的使用情况和发展趋势。
无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。
地面或母机遥控站人员通过雷达等设备对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。
可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空,也可由母机带到空中投放飞行。
回收时,可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆,也可通过遥控用降落伞或拦网回收。
与载人飞机相比,无人机具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点,备受世界各国军队的青睐。
它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道,成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色,对未来的军事斗争造成较为深远的影响。
有专家预言:
“未来的空战,将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。
”但是,由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物,实战经验少,各项技术不够完善,使其作战应用还只局限于高空电子照相侦察等有限技术,并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。
根据实战的检验和未来作战的需要,无人驾驶飞机将在更多方面得到更快的发展。
(1)无人机螺旋桨一旋转,便能上升,其工作原理是:
_______;使它上升的力的施力物体是___。
(2)无人机照相时,拍到大海的局部调整为拍全景,应_______(选填“增大”或“减小”)物距。
(3)根据文中的介绍,请提出一个与物理知识相关的问题,并作出正确的回答。
提问:
______?
回答:
__________。
【答案】无人机螺旋桨在旋转的同时受到空气给它的反作用力空气增大无人机在加速升空的过程中,机械能如何变化无人机在加速升空过程中质量不变,速度增大,高度增加,机械能增大
【解析】
【详解】
(1)无人机螺旋桨一旋转,便能上升,是因为物体间力的作用是相互的,无人机螺旋桨在旋转的同时受到空气给它的反作用力;因此,使它上升的力的施力物体是空气。
(2)无人机照相时,拍到大海的局部调整为拍全景,说明像变小了,由凸透镜成像规律可知,应增大物距,这样像距变小,像变小,才能拍到全景。
(3)文中涉及的物理知识相关的问题有:
无人机在加速升空的过程中,机械能如何变化?
答:
无人机在加速升空过程中质量不变,速度增大,高度增加,机械能增大。
3.
(2)如图乙所示,通电长方体金属导体在磁场中发生霍尔效应时,由于C、D表面带有不同种电荷,因此在C、D的表面之间就形成一定电压,导体C、D两表面间的电压一定不为零;通过实验可知,电流越大、磁场越强,C、D两表面间的电压就越大,霍尔效应越显著,保持通过导体的电流大小与方向及磁场的方向均不变,C、D两表面间的电压越大,说明此时磁场越强。
(2019·河南中考模拟)某生态园设计了模拟日光和自动调温系统,实现照明、保温和加热的功能,其原理如图所示。
电源电压恒为220V,R1和R2是两个电热丝(不考虑温度对电阻的影响),R2=30Ω,L是标有“220V160W”的照明灯泡。
白天有日光的时候,只开启该系统的保温功能并连续工作10h,此时R1与R2的电功率之比为1:
3;晚上温度较低的时候,需同时开启加热和照明功能,此时灯泡正常发光,此状态下系统需连续工作12h、请解答下列问题
(1)白天该系统应断开关_____(选填“S1”、“S2”或“S1和S2“),开启保温功能。
(2)R1的阻值是多大_____?
(3)晚上同时开启加热和照明功能时,电路的总功率是多大______?
(4)该系统每天消耗的电能是多少kW•h_______?
【答案】S1和S210Ω5000W72.1kW•h
【解析】
【详解】
(1)由题意可知,白天有日光的时候,只开启该系统的保温功能,此时灯泡不发光,总功率最小,由P=
可知,电路的总电阻应最大,即R1与R2应串联,所以,由图可知开关S1、S2都应断开;
(2)当开关S1、S2都断开时,系统处于保温状态,此时R1与R2串联,由于串联电路中电流处处相等,则根据P=I2R可得R1与R2的电功率之比:
=
=
=
;所以,R1=
R2=
×30Ω=10Ω;
(3)晚上温度较低的时候,S1、S2均闭合,开启加热和照明功能,此时L与R1并联,灯泡正常发光,所以,电路的总功率:
P=PL+PR1=PL+
=160W+
=5000W=5kW;
4.(3))由I=
可得,电路启动时的总电阻:
R总=
=
=400Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时热敏电阻的阻值:
R2=R总−R1=400Ω−150Ω=250Ω,对照图乙数据可知,此时的启动温度是30℃。
(2019·辽宁中考模拟)电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器,它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的,这样可以限制煮饭过程中的最高温度。
感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化,其特性曲线如图甲所示。
磁钢限温器结构如图乙所示,它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成。
感温磁钢及其外套、內锅由弹簧支撑。
感温磁钢与受热面固定在一起,受热面直接把热量传递给锅底。
煮饭时用手按按钮开关,通过杠杄AOC使永磁体和感温磁钢吸合,在吸力作用下永磁体不会落下,金属触点闭合,电路接通,加热元件开始发热。
当饭煮熟后,温度继续上升,当升高到某一温度时,永磁体落下,通过杠杆CBO使触点分开,加热元件停止发热,同时按钮开关跳起。
(1)与铜导线相比,制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是_____(选填字母)。
A.电阻较大,熔点较低
B.电阻较大,熔点较高
C.电阻较小,熔点较低
D.电阻较小,熔点较高
(2)设想一下,如果“常温超导”实现,为了节能,常温超导材料_____(填“可以”或“不可以”)替代现有的加热元件。
(3)煮饭时用手按按钮开关,杠杆AOC可以省_____;饭煮熟后,永磁体落下,通过杠杆CBO使触点分开,杠杆CBO属于_____(填“省力”,“费力”或“等臂”)杠杆。
(4)电饭锅煮饭时,电能主要转化为_____能:
标准大气压下,用此电饭锅烧水,水沸腾后按钮开关_____(填“会”或“不会”)自动跳起。
【答案】B不可以距离省力内不会
【解析】
【详解】
(1)电饭锅加热元件,需要在高温下,并且需要放出较多的热量,根据焦耳定律可知需要较大的电阻,不容易熔断,熔点高一些,所以必须是电阻较大、熔点较高的材料,故选B;
(2)加热元件的工作原理是电流的热效应,根据焦耳定律可知,用电器必须有电阻才能产生热量,故常温超导材料不可以替代现有的加热元件;
(3)煮饭时用手按按钮开关,动力作用在A处、阻力作用在C处,支点在O,所以动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,能够省距离;
饭煮熟后,永磁体落下,动力作用在C处、阻力作用在B处,支点在O,所以动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;
5.(3)加热水箱中水的质量
=1.0×103kg/m3×1.1×10−3m3=1.1kg,水吸收的热量:
=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.1kg×(92℃−20℃)=3.3264×105J,加热管的热效率为90%,根据
,则电热管需要放出的热量是:
,饮水机加热时加热管的功率为880W,则加热的是时间为:
.(2019·扬州市竹西中学中考模拟)动车快速、安全、舒适,广受出行乘客的喜欢,动车采用多种新材料、新工艺。
(1)如图甲,前挡风玻璃倾斜度较大,其目的是_______________.
(2)高速行驶时,为了防止外力导致挡风玻璃破碎飞溅,设计了挡风玻璃由两层钢化玻璃中间夹一层PVB胶片制成的结构,这样做的好处_____________.
(3)为检验玻璃是否达到每m2面积能承受5×105N撞击力的要求,科研小组设计如图乙电路。
测试时,将样品平放在压力传感器上,闭合开关S,释放重物撞击,样品完好无损.传感器阻值RN随压力F变化图象如图丙,撞击力最大时玻璃与重物的接触面积为1×10-3m2;电源电压为27V,定值电阻R0=10Ω.(样品质量不计)
①由图可知,压力传感器的阻值随压力增大而_______________.
②测试时,电流表示数随时间的变化图象是__________,其理由是_____________________.
③电流最大时为0.9A,则每m2面积最大撞击力为__________N,这种玻璃________合格品.(是/不是)
【答案】减小阻力外力使玻璃破碎时,碎片仍然粘在胶片上减小C见解析4×105N不是
【解析】
【详解】
(1)是因为动车的整个车身设计采用的是空气动力学原理,前挡风玻璃是有一定的倾斜角度,这样可以减轻空气的阻力;
(2)这种玻璃受外力损坏时,玻璃碎片仍然粘在胶片上,而不会飞出给车上乘员造成二次伤害。
(3)①如图丙所示,当压力增大时,传感器的电阻值会变小;
②由图丙可知,当重物对传感器产生的压力在0−200N时,传感器的电阻不变,根据I=
可知,此过程中电流表的示数不改变,当传感器受到的压力大于200N时,其阻值会逐渐减小,当被压至最低点是产生的压力最大,此时电路中的电阻最小,电流表的示数为最大,当压力传感器从最低点向上弹起时,其所受的压力会逐渐变小,电阻变大,电路中的电流也会变小。
因此可知C图象符合题意;
③电流最大为I大=0.9A,电路中的总电阻:
R串=
=
=30Ω,
压力传感器RN阻值:
RN=R串−R0=30Ω−10Ω=20Ω,
由图丙可知,压力传感器受到的压力为400N
6.
(2)当一个电加热器消耗的功率是800W,另一个电加热器消耗的功率是1200W时,将已知量代入
得整个电路消耗的功率:
。
(2019·辽宁中考模拟)如图甲所示,2018年12月8日,我国在西吕卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器(它由着陆器与巡视器组成,巡视器命名为“玉兔二号”),于2019年1月3日成功着陆在月球背面,开展月球背面探测及巡视探测。
月球重力是地球的六分之一,月球表面土壤非常松软,凹凸不平,有石块、有陨石坑,还有陡峭的高坡。
在这种环境中,月球车既不能打滑,更不能翻车。
为了克服这些困难,“玉兔二号”上有全景相机和导航相机,底部有6个带齿纹的轮子着地。
(1)长运三号火箭携带着嫦娥四号竖直发射加速升空时,下列说法正确的是_____。
A.以长运三号火箭为参照物,此时嫦娥四号是运动的
B.长运三号火箭刚离开地面向上飞行过程中只受空气阻力和推力作用
C.长运三号火箭加速升空时,重力势能增大,动能增大
D.长运三号火箭在大气层时候与大气剧烈摩擦,此时内能转化为机械能
(2)玉兔二号巡视器(图乙)在月球表面行走时,当前方一定范围内有高于20cm的障碍物时,玉免二号上的测器会发出预警,从而及时修正路线,此探测器是利用_____(选项“超声波”或“电波”)的反射来工作的。
(3)图甲和图乙是嫦四号玉免二号互拍照片,为了使对方五红旗标志看的更清晰更大一些,此时应让玉免二号_____(选填“靠近”成“远离”)嫦娥四号。
(4)玉免二号设计质量140kg,底部有6个带齿纹的轮子着地,带齿轮的目的是_____;若每个轮子触地面积100cm2,则玉免二号对月球地面的压强为_____Pa.
(5)当玉兔二号需要采集月球表面岩石样本时,会从物部伸出如图丙所示机械臂,机械臂简化图如图了所示。
请在图中画出:
①加在A点的最小动力F1②画山阻力F2的力臂。
(__________)
【答案】C电磁波靠近增大接触面的粗糙程度,增大摩擦3883
【解析】
【详解】
(1)A、火箭在加速升空过程中,以火箭为参照物,嫦娥四号探测器相对于火箭的位置没有发生变化,所以是静止的,故错误;
B、长运三号火箭刚离开地面向上飞行过程中受重力、空气阻力和推力作用,故错误;
C、火箭加速升空的过程中,火箭的质量不变,速度增大,动能增大;高度增加,重力势能增大,故正确;
D、长运三号火箭在大气层时候与大气剧烈摩擦,此时机械能转化为内能,故错误。
(2)月球上没有空气,声音不能在真空中传播,因此不能用超声波来探测障碍物,障碍物探测器是利用电磁波的反射来工作;
(3)用照相机来拍照,为了使对方五红旗标志看的更清晰更大一些,由凸透镜成实像规律,物距越小,成的像越大,像距也越大,可知此时应让玉免二号靠近嫦娥四号;
(4)玉兔号底部有6个带齿纹的轮子的目的是通过增加接触面的粗糙程度的方法来增大摩擦力;玉兔号月球车在地球上所受重力为:
,因为月球引力只是地球引力的六分之一,故
,月球车对月球地面的压强为:
;
(5)过O点作阻力F2的垂线,即为阻力F2对支点O的力臂L2,在阻力、阻力臂一定的情况下,要使动力最小,动力臂需要最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向上,过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,如下图所示:
7.所以后2.5h通过空调的电流为:
I=
=
=2A(2019·江苏中考模拟)如图所示是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置,R是阻值均匀的变阻器,它的滑片连在杠杆的一端,当油箱内油面发生变化时,浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动,引起油量表的指针偏转。
油量表实际上是一个量程为“0~0.6A”的电流表,电源电压恒为12V,R0=10Ω.当油箱中有55升汽油时,油量表的指针满偏;当油箱中的汽油还有5升时,滑片P刚好在R的中点,油量表的示数为0.1A,此时报警电路(图中未画出)开始自动报警,提醒司机尽快加油。
问:
(1)油箱装满汽油时R0消耗的电功率是多少?
(2)变阻器R的总电阻是多少?
(3)油箱中汽油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系为V=60﹣0.5R(式中V的单位为升,R的单位为欧姆)。
当油量表示数为0.4A时,油箱里还有多少升汽油?
(4)若要报警时的油量比5升多一些,请说出两种改进方法。
【答案】
(1)3.6W;
(2)220Ω;(3)50L;(4)方法一:
换R0,增大R0的阻值;方法二:
换电源,减小电源电压。
【解析】
【详解】
(1)由题意可知,油箱装满汽油时,油量表的指针满偏,其示数为I0=0.6A,
此时R0消耗的电功率:
P0=I02R0=(0.6A)2×10Ω=3.6W;
(2)当滑片P刚好在R的中点时,油量表的示数为0.1A,由I=
可得,电路的总电阻:
R总=
=
=120Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路的阻值:
R=R总﹣R0=120Ω﹣10Ω=110Ω,则变阻器R的总电阻:
R=220Ω;
(3)当油量表示数为0.4A时,电路的总电阻:
R总′=
=
=30Ω,此时变阻器接入电路的电阻:
R′=R总′﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω,将R′=20Ω代入V=60﹣0.5R得:
V=50L;
8.R3所消耗的功率:
P3=U3I3=U×
I=
×800W=400W;故R3的电阻:
R3=
=
=121Ω。
(2019·广东中考模拟)阅读短文,回答问题。
电动平衡车
电动平衡车,又称体感车(如图甲),是一种时尚代步工具,它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器,来检测车体姿态的变化,并利用伺服控制系统,精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整,以保持系统的平衡。
电动平衡车采用站立式驾驶方式,通过身体重心和操控杆控制车体运行,采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
(1)当人驾驶电动平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法中错误的是_____
A.平衡车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
B.平衡车刹车时由于具有惯性不能立即停止下来
C.平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力
(2)已知平衡车自重12kg,最大载重90kg.质量48kg的小明驾驶电动平衡车时,若每只轮胎着地面积约25cm2,此时对水平地面的压强是_________Pa。
(g取10N/kg)
(3)如题图乙所示,科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路。
电路中电源电压恒为6V,指示灯L1、L2的规格均为“6V6W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计,不考虑指示灯电阻随温度的变化,当单刀双掷开关S与“1”接通后,左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。
在上述过程中,左转指示灯L1两端实际电压UL随时间t变化规律如题图丙所示。
①当单刀双掷开关S与“2”接通时,电磁铁中有电流通过,右转指示灯L2发光_____(选填“较亮”或“较暗”);接着,衔铁被吸下,触点A与B接通,电磁铁和电阻R0被短路,右转指示灯L2发光_____(选填“较亮”或“较暗”)。
此时,由于电磁铁中没有电流通过,衔铁被弹簧拉上去,触点A与B分离,电磁铁中又有电流通过,随后电磁铁又将衔铁吸下,如此循环,右转指示灯L2会亮暗交替闪烁。
②单刀双掷开关S与“1”接通,触点A与B分离时,电磁铁上端是_____极,值电阻R0的阻值为_____Ω。
③在单刀双掷开关S与“l”接通情况下,左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min,则整个电路消耗的电能为__J。
【答案】C1.2×105较暗较亮N241680
【解析】
【详解】
(1)A、轮胎上的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
故A正确;
B.平衡车刹车时由于具有惯性继续向原来的方向运动,所以不能立即停止下来。
故B正确;
C.平衡车的重力小于地面对平衡车的支持力,不符合二力平衡的条件。
故C错误;
D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上,是一对相互作用力。
故D正确。
(2)车对水平地面的压力:
F=G总=(m车+m人)g=(12kg+48kg)×10N/kg=600N,
车对水平地面的压强:
p=
=
=1.2×105Pa.
(3)①开关S与“1”接触时,电磁铁中电流通过,灯L1与R0串联,
由串联电路的电压特点知,此时L1两端电压小于电源电压6V,即小于其额定电压6V,所以L1不能正常工作,发光较暗;
衔铁被吸下后,R0被短路,电路中只有L1连入电路,L1两端电压等于电源电压6V,L1正常工作,发光较亮;
②由图知,电流从电磁铁下端流入,由安培定则可知,电磁铁上端是北极;
由P=
求指示灯L1的阻值:
RL=
=
=6Ω,
S与“1”接通,触电A与B分离时,L1与R0串联,由图象知灯泡两端电压UL=1.2V,
则R0两端的电压:
U0=U−UL=6V−1.2V=4.8V;
由串联电路特点和欧姆定律有:
IL=IR,即:
=
即:
=
,
解得:
R0=24Ω;
③0∼1s电路中电流I=
=
=0.2A,
电路消耗的电能:
W1=ULIt=6V×0.2A×1s=1.2J;
当触点A与B接通时,电磁铁和电阻R0被短路,指示灯发光较亮,
根据图象可知,此时指示灯两端电压为6V,此时电路中的电流:
I′=
=
=1A;
1s∼1.5s电路消耗的电能:
W2=UI′t=6V×1A×0.5s=3J;
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