初三物理电学综合题较难含答案解析.docx
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初三物理电学综合题较难含答案解析
初三物理电学综合题(较难)含答案解析
一、电磁学综合题
1.(3)水龙头放热水时,R1与R2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且电路的总功率等于各用电器功率之和,电路消耗的总电功率:
P热=P1+P2=
+
=
+
=1100W+200W=1300W。
(2019·河南中考模拟)物理实验室用的电加热器恒温箱工作原理如图甲所示。
控制电路电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成.其中,电磁继电器只有当线圈中电流达到0.05A时,衔铁才吸合,切断工作电路;热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示.解答以下问题:
(1)电磁继电器实质是一个控制工作电路的___________;
(2)求电热丝工作时的功率__________;
(3)如果恒温箱的温度设定为80℃,求电阻箱R0应接入电路的阻值__________.
(4)若要恒温箱的设定温度低于80℃,电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小?
简述理由。
_____
【答案】自动开关1000W110Ω调小详见解析
【解析】
【详解】
(1)电磁继电器的主要部件就是一个电磁铁,它是利用电磁铁磁性的有无来产生作用力,从而控制工作电路的,其实质就是一个电路来控制另一个电路的间接开关;
(2)电热丝工作时的功率:
P=
=
=1000W;
(3)如果恒温箱的温度设定为80℃,由图乙可知,热敏电阻的阻值R1=70Ω,
由题知,此时控制电路的电流I=0.05A,根据电阻的串联和欧姆定律,I=
,即:
0.05A=
,电阻箱R应接入电路的阻值:
R=110Ω;
2.
(2)已知电流表a测量L1的电流,则通过灯L1的电流I1=0.3A,并联电路的干路电流等于各支路电流之和。
则L2的电流I2=I−I1=1.2A−0.3A=0.9A。
(2019·江苏南通田家炳中学中考模拟)阅读短文,回答问题
2018年5月21日,在嫦娥四号升空前,中继星“鹊桥”号成功发射,为即将发射的嫦娥四号的着陆器和月球车提供地月中继通信支持.(如图甲)
2018年12月8日,中国在西昌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,开启了中国月球探测的新旅程.
2018年12月12日,嫦娥四号探测器到达月球附近,成功实施近月制动,被月球捕获,进入了环月轨道.
2018年12月30日,嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制,顺利进入预定的着陆准备轨道.
2019年1月3日,嫦娥四号探测器在月球背面实现人类首次软着陆.
2019年1月11日,嫦娥四号携带的玉兔二号月球车离开探测器,踏上月球土壤.
(1)已知月球上无大气、无磁场、弱重力。
爱动脑筋的小强对这次的嫦娥四号探月提出了以下有关设想,你认为合理的是_____.
A.探测器在月球表面着陆时因摩擦生热,所以必须有隔热材料保护,否则可能烧毁
B.月球土壤非常松软,所以月球车的车轮应比较宽
C.因为月球上引力比地球上要小,玉兔号登月后质量会减小
D.在卫星定位导航失效的情况下,可以采用指南针来给玉兔辨别方向
(2)如图丙所示,由A到B是探测器在地月转移阶段完成近月制动的过程,探测器在飞行过程中通过喷气发动机进行制动减速,此时发动机应向_____喷气.(选填“前”或“后”)
(3)①探测器在与地球控制室互传信息是利用______.(选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”)
②在“嫦娥4号”之前要先发射“鹊桥”中继星的原因是_____.
A.月球背面光线太暗B.月球背面距离地球太远
C.月背着陆,通讯不便D.为“嫦娥4号”提供能源
(4)由于月球上的一天约相当于地球上的28天,其中约14天会被太阳连续暴晒;接下来的约14天又是连续月夜.如果地球上正发生日食,我们的玉兔号正在经历____.(选填字母A或者B)(A烈日暴晒、B寒冷月夜)
(5)月球车采用电动机驱动,若电动机线圈电阻是0.5Ω,电动机两端电压是110V,当电动机正常工作时,通过线圈的电流是10A,5min内电动机所做的机械功是______J.
【答案】B前电磁波CA315000
【解析】
【详解】
(1)A.月球上无空气,因此在月球表面着陆时不会因摩擦而生热,当然也就不必有隔热材料保护,故A错误;
B.月球土壤非常松软,月球车的车轮应比较宽,这样在压力一定的情况下,会减小压强,故B正确;
C.质量不会随位置的变化而变化故C错误;
D.因为月球上无磁场,所以不可以采用指南针来给玉兔辨别方向,故D错误;
(2)根据物体间里的作用是相互的可知,探测器在飞行过程中通过喷气发动机进行制动减速,此时发动机应向前喷气.
(3)①探测器在与地球控制室互传信息是利用电磁波来传递信息的。
②读图及材料可知,“嫦娥4号”是世界上首次于月球背面软着陆,为了维持“嫦娥4号”与地球间的正常通讯,发射了中继卫星“鹊桥”。
故选:
C。
(4)发生日食,月球在地球和太阳之间,太阳照射这地球,所以处于A烈日暴晒;
(5)电流做功W=UIt=110V×10A×5×60s=3.3×105J;
线圈发热消耗的能量Q=I2Rt=(10A)2×0.5Ω×5×60s=1.5×104J,
3.再如:
无线电遥控设备是通过什么来传递信息的?
答:
无线电遥控设备是通过电磁波来传递信息的。
(2019·江苏中考模拟)请阅读《手机里的“指南针”》回答文后问题。
手机里的“指南针”智能手机里面“指南针”可以像真实小磁针一样指示方向(如图1所示),但手机中并不存在真实的小磁针,发挥小磁针作用的是一个能对磁场做出反应的电子罗盘。
有一种电子罗盘是利用“霍尔效应”制成的“磁传感器”。
如图2所示,通电长方体金属导体在磁场B中时,会受到磁场力的作用,而金属导体中的电流是由自由电子定向移动形成的,因此其微观本质上是电子受到了磁场力的作用,于是这些电子就在磁场力的作用下运动到导体的后表面D,从而使后表面D带上负电荷:
而前表面C因缺少了电子,带上了正电荷。
由于C、D表面带有不同种电荷,因此在C、D两表面之间就形成一定的电压,这就是霍尔效应。
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,即霍尔效应越显著。
在电流和磁场一定时,“霍尔效应”的显著程度还与导体在磁场中的方位有关,导体中电流I的走向与磁场方向的夹角越接近垂直,霍尔效应越显著。
手机中的电子罗盘(磁传感器)正是利用这一物理原理制成的。
手机都有GPS定位功能,还有必要装电子罗盘吗?
很有必要!
因为在森林里或者大厦林立的地方,手机很有可能接收不到GPS信号,而有了电子罗盘就可以保障你不会迷失方向,毕竟地球磁场是无处不在的。
手机外部强磁体会不会影响手机内部电子罗盘的功能呢?
答案是肯定的。
靠近手机的强磁体会影响手机中的电子罗盘的正常工作。
更糟糕的是,如果把强磁体紧靠手机放置,手机内部的铁质元器件会被磁化,成为磁体,给校正电子罗盘带来困难。
有些用户可能会认为这无所谓,因为自己不常使用电子罗盘,但这并不意味着手机中其他功能的应用不依赖电子罗盘。
例如有些地图软件就是利用电子罗盘来判断手机朝向的。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)智能手机里的“指南针”能够指示南北,主要是靠_____(选填选项前的字母)。
A.手机里安装的普通小磁针受地磁场的作用
B.GPS系统给手机发送指示方向的信号
C.手机中的电子罗盘
(2)如图2所示,通电长方体金属导体在磁场中发生霍尔效应时,导体C、D两表面间的电压一定_____(选填“为零”或“不为零”)。
如果保持通过导体的电流大小与方向及磁场的方向均不变,那么C、D两表面的电压越大,则表明此时磁场越_____(选填“强”或“弱”)。
【答案】C不为零强
【解析】
【详解】
(1)智能手机里的“指南针”可以像普通小磁针一样指示方向,发挥普通小磁针作用的是一个能对磁场做出反应的电子罗盘,智能手机里的“指南针”能够指示南北,主要是靠手机中的电子罗盘,故选C;
4.(3)水吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(80℃-20℃)=1.008×106J,则至少需要的时间:
t=
=560s。
(2019·河南郑州外国语中学中考模拟)如图甲为小颖同学设计的电热水器的原理图,该电热水器具有加热、保温功能,图甲中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路,当电磁铁线圈中的电流I<10mA时,继电器上方触点和触点c接通;当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点a、b接通,热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA,其电阻R随温度变化的规律如图乙,热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中,
已知R1=33Ω、R2=66Ω、R3=154Ω、U2=220V。
(1)衔铁被吸下时,电热水器处于____(“保温”或“加热”)状态。
(2)已知该热水器的加热效率为80%,则在加热状态下10分钟能将多少千克的水从20℃加热到50℃;____(结果保留一位小数)
(3)为使控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为多大?
_____若R0为该值,衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少?
____
【答案】加热8.4kg200Ω60℃
【解析】
【详解】
(1)由电路图知:
衔铁被吸下时,R1、R2并联,根据并联电阻的总电阻小于其中任一电阻,由P=
,电功率最大,为加热状态;
(2)由电路图知,加热状态下:
R1、R2并联,R并=
=
=22Ω
10min加热电路产生的热量Q=
t=
×600s=1.32×106J,
10分钟内水只收的热量Q′=Q×η=1.32×106J×80%=1.056×106J;
由Q=cm
t得,水的质量:
m=
=
=8.4kg.
(3)由图乙可知,热敏电阻的最小值是R=200Ω,
当R最小,控制电路中的电流不超过最大值时,保护电阻R0阻值最小,
由I0=
得:
保护电阻R0的最小值R0=
−R=
−200Ω=200Ω,
由题意知,衔铁刚好被吸下时,电路电流I=10mA=0.01A,
此时电流总电阻R总=
=
=600Ω,
此时热敏电阻R=R总−R0=600Ω−200Ω=400Ω,
5.(5)太阳能电池板供电时,把太阳能转化为电能。
(2019·山东中考模拟)在中国科技馆二层“探索与发现”A厅中有一件展品名为“静电滚球”,如图所示。
展台左侧是一个透明罩,罩内展台的中央为半球形的中心电极,罩内四周是环形金属板,环形金属板接地,罩内台面上放置着一些金属小球;展台右侧是一个转轮,转轮上有转动手柄。
请将“静电小球”中金属小球的滚动原理补充完整:
金属小球的滚动原理是:
当转动转轮时,中心电极带正电,由于静电感应,每个金属小球内部的电荷会重新排布,小球靠近中心电极一侧带负电荷、远离中心电极的一侧带等量的正电荷。
由于每个小球的负电荷离中心电极距离近、正电荷离中心电极距离远,所以中心电极对负电荷的吸引力大于对正电荷的排斥力,因此,金属小球就会向_____滚动;当金属小球与中心电极碰撞时,金属小球带上正电荷。
由于中心电极与金属小球都带有正电荷,小球受到中心电极_____力的作用而远离。
当金属小球与接地的金属板碰撞时,正电荷被中和,此时金属小球_____(选填“带正电”、“带负电”或“不带电”)。
如此循环往复,小球会在中心电极和环形金属板之间不停地滚来滚去。
【答案】中心电极排斥不带电
【解析】
【详解】
6.R1=
=50Ω;查表得:
F=250N;由杠杆的平衡可得:
GlOB=FlOA,G=
=500N。
(2019·江苏中考模拟)如图甲所示为某初中小组设计了一种测定风力的装置,迎风板与压敏电阻Rx连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向.压敏电阻的阻值随风力变化而变化,其阻值Rx与风对迎风板的作用力F关系如图乙所示.已知电源电压恒定,定值电阻R=5Ω,灯泡L标有“6V6W”的字样(不考虑灯丝电阻的变化),电压表的量程为0~3V.闭合开关S,无风时电压表的示数为2.5V.
(1)灯泡L的电阻为多少?
.
(2)求无风时,压敏电阻Rx消耗的电功率?
(3)求该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力?
(4)若提高该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力,请说出两种改进方法.
【答案】
(1)6
(2)1.75W(3)300N(4)①串联一个定值电阻②减小电源电压
【解析】
【详解】
(1)灯泡L的电阻为:
=
=
=6Ω;
(2)由图甲可知是一个串联电路,电压表测定值电阻R两端的电压,无风时电压表的示数为2.5V,定值电阻R=5Ω,根据串联电路电流特点得,电路中的电流为:
I=
=
=0.5A,由图象乙可知,当无风时,电阻Rx=7Ω,则此时压敏电阻Rx消耗的电功率:
=
=
7Ω=1.75W;电源电压为U=2.5V+0.5A
(6Ω+7Ω)=9V;
(3)由甲电路图可知,R与Rx串联,电压表测R两端的电压,由图乙可知,风力最大时,Rx的阻值最小,电路中的总电阻最小,由U=IR可知,R两端的电压最大,即电压表的示数最大,电压表的量程为0~3V,所以R两端的电压最大为3V,由I=
可知,电路中的电流增大,此时电路中的电流为
=
=0.6A,
=
=
=1A
0.6A,灯安全,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,Rx两端的电压:
Ux=U-UR-
=9V-3V-0.6A
6
=2.4V,因串联电路中各处的电流相等,所以压敏电阻的阻值:
R′x=
=4Ω,由图象可知,该装置所能测量的最大风力为300N;
7.(4)牵引力做的功为fvt,同时储存起来的能量
,燃料燃烧放出的热量mq,混合动力汽车燃油的能量转化效率表达式η=
=
=(fvt+W2-W1)/(mq).(2019·珠海市第四中学中考模拟)读短文,回答问题:
贫民窟中的黑科技单靠重力工作的电灯
当我们在受电灯带来的各种便利时,身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度危险的煤油灯进行照明。
针对发展中国家普遍用不上电的情况,2012年12月,英国伦敦设计师马丁瑞德福和吉姆里弗斯发明了一款实用的“重力灯”(GravityLight),顾名思义,它靠重力发电,在灯身上挂着的一重物,重物下落时,它会拉动灯中心的一根绳子,从而启动一台发电机,发电机把下落重物产生的能量为灯供电。
这和手摇式发电装置的原理一样,只不过重力灯的运动方向更垂直,这种重力灯和苹果手机一起被为21世纪最伟大的发明
现在,重力灯迎来了第三代“重力LED灯GL02”,其亮度相当于一个12瓦的日光灯(如图甲),使用寿命可以达到200年。
“重力LED灯GL02”挂于大约2米高,通过拉几下珠绳把重物吊起,松开后,重物因重力的关系会慢慢下降(每秒大约2mm,如图乙),重力灯的内部结构如图丙所示,以一系列的齿轮带动一个直流发电机,发电时间约为20分钟。
“重力LED灯GL02”采用了全新的保护机制,可以确保超重的物体安全地着陆地面,当沙包落到地面时,只要将沙包再提离至原来位置,又可以继续发电,这样就能拥有绿色、不用电池,无污染、使用“零”成本、源源不断的光线,而且“重力LED灯GL02”机身上有DC插座,还可以为收音机等设备进行供电,其他类似的装置——比如电池充电器也能用同样的方式工作·重力LFD灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,实于1.8米的高度,可以维持约20分钟的照明,当然你实装高度的越高,维持时间越长。
(1)重力灯的主要构件是直流发电机,它的工作原理是__________
(2)重力灯工作过中主要的能量转化形式是:
将______能转化成______能再转化成光能。
(3)如果某一次使用重力灯,将质量为20kg的重物吊起到1.8m的高度释放,重物以2mm/s速度匀速竖直下降,整个过程中可使10只并联的标有3V10mALED灯正常发光。
则整个过程中重物的重力做功_______J(g=10N/kg);重力灯的能量转化效率为______________
(4)重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具,使用“零”成本。
但它也有不足之处,请说出使用重力灯的一点不足:
________
【答案】电磁感应机械电36075%功率小、供电时间短;不能持续供电
【解析】
【详解】
(1)发电机的工作原理是电磁感应现象,即闭合电路中的一部分导体切割磁感线时,电路会产生感应电流;
(2)重力灯工作过程中主要的能量转化形式是:
将机械能转化为电能,电能转化为光能;
(3)重力所做的功:
;利用
知,下落时间:
;10只3V、10mALED灯消耗的电能:
;重力灯的能量转化效率:
;
8.③无线电波信号属电磁波,电磁波可以透过玻璃进行传播,因此,双层真空玻璃不能屏蔽无线电波信号。
(2019·上海中考模拟)如图(a)所示,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1阻值为10欧,电流表A和A1是两个相同的电表。
闭合电键S后,电流表A的示数如图(b)所示。
求:
(1)通过R1的电流I1。
(2)通电10秒钟电流通过R2所做的功。
(3)现用标有“60Ω3A”和“20Ω2A”字样的滑动变阻器,则当选用标有哪种字样的滑动变阻器替换R1,将电流表A1串联接入_____点处时(选填“M”成“N"),在移动变阻器滑片P的过程中能使电流表A1与A示数的比值最小,求电流表A1与A示数的最小比值及此时滑动变阻器消耗的功率P。
【答案】
(1)0.6A;
(2)24J;(3)“60Ω3A”;N;2:
15;15.6W
【解析】
【详解】
(1)由电路图可知,电阻R1和R2并联,电流表A测干路电流;则R1的电流I1=
=
=0.6A;
(2)从图(b)中可知,电流表的量程是0-3A,分度值是0.02A,电流表A的示数为1A,
根据并联电路电流特点可知通过R2的电流:
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A,并联电路中各个支路的电压相等,所以R2两端的电压为6V,电流通过R2所做的功W2=UI2t=6V×0.4A×10s=24J;
(3)由于电阻R1与R2并联,电流表A测干路电流,支路R2的电流不变,则在移动变阻器滑片P的过程中使电流表A1与A示数的比值最小,则应增大A的示数同时减小电流表A1的示数,或只增大A的示数;由于电流表A测干路电流,根据并联电路的电流特点可知:
电流表A的示数会随R1电流的增大而增大;所以,应把电流表接入N点处;
滑动变阻器标有“60Ω3A”字样,通过变阻器的最大电流为3A,图中电流表A的最大量程为0-3A,所以干路中的电流最大为3A,通过变阻器的电流I1最大=3A-0.4A=2.6A,电流表A1与A示数的最小比值
,滑动变阻器的电功率P=UI1最大=6V×2.6A=15.6W;
滑动变阻器标有“20Ω2A”字样,所以I1最大′=2A,电流表A1与A示数的最小比值
;
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