最新中考物理电学综合习题含答案.docx
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最新中考物理电学综合习题含答案
最新中考物理电学综合习题含答案
一、电磁学综合题
1.电动机的机械功W机=W−Q=3.3×105J−1.5×104J=3.15×105J,(2019·天津中考模拟)如图甲所示,设闭合电路中的电流为I,外部电路的等效电阻为R,电源内部电阻为r(r为定值),电源电动势为E,根据串联电路电压特点有E=IR+Ir。
现有如图乙所示的电路,当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数与电流表读数的变化情况,如图丙中AC、BC两直线所示。
(1)电压表V1、V2的示数与电流表A的示数的变化图线分别为(丙)图中的哪一条?
并加以说明。
(2)请你计算出变阻器的总电阻R1的大小。
小贴士
电源两极间存在电压。
实验表明:
不接用电器时,电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的,物理学中用“电动势”表征电源这一特性,即电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,用符号“E”
表示,实际上由于电源内部有电阻,所以当电路中有电流通过时,电源的内阻也分得一定的电压。
【答案】
(1)详见解析
(2)
【解析】
【分析】
根据题中“小贴士”和电路图可知,本题考查闭合电路的欧姆定律。
当滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流增大,定值电阻R0的电压增大,路端电压减小,结合图丙进行分析判断,确定两电表对应的图线;结合图像,利用欧姆定律求出R1的值;
【详解】
解:
电压表V1测电路中电阻R0及R1两端总电压(或电源输出电压)。
(1)BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线,AC直线为电压表V2的示数随电流表示数变化的图线。
当滑动变阻器滑片从一端滑到另一端时,电流表示数从I1增大到I4,乙图中电压表V2的示数U0=IR0,可知当电流表A的示数增大时,电压表V2的示数也随着增大:
因为E=I(R0+R1)+Ir,已知电源内阻r和电源电压不变,可知当电流I增大时,Ir增大,则I(R0+R1)减小,即电源输出电压减小,所以BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线。
(2)当滑动变阻器取最大值时,电路中电流最小为I1,电压表V1的示数为U5,则
外部电路的等效电阻为
,
当滑动变阻取最小值时,电路中电流最大,电压表V2的示数为U4,电流表示数为I4,则
,
2.(3)不锈钢餐具吸收的热量:
Q吸=cm(t′-t0)=0.46×103J/(kg•℃)×100kg×(70℃-26℃)=2.024×106J,不计热量损失,则加热管消耗的电能:
W=Q吸=2.024×106J,则正常工作需要的加热时间:
t=
。
(2019·河南师大附中实验学校中考模拟)为了改善能源结构,减少污染物排放,大力发展清洁能源,我省西部山区大力发展风电产业,如图所示在闲置的山地、丘陵地带,耸立起高约
、风叶半径
、单机容量
kW,总装机容量
kW的风电场。
(1)风力发电是将_______________能转化为电能。
(2)总装机容量
kW的风力发电机组同时工作,若每天平均发电
,6天向电网输送的能量是多少
?
这些电能可供功率为
kW的动车组运行多长时间?
(3)火电站燃煤发电的效率是30%,6天内风力发电机产生的电量相当于燃烧多少吨煤?
(煤的热值
J/kg)
【答案】
(1)风;
(2)1.2×108;
;(3)
【解析】
【详解】
(1)风力发电是将风能转化为电能;
(2)总装机容量
kW的风力发电机组同时工作,若每天平均发电
,6天向电网输送的能量是:
W=Pt=
kW×10h×6=1.2×108kW∙h,
这些电能可供功率为
kW的动车组运行:
;
(3)由Q=mq可得:
。
答:
(1)风;
(2)向电网输送的能量是1.2×108kW∙h;这些电能可供动车组运行
时间;
3.(3)照明灯使用6小时所消耗的电能是:
。
(2019·浙江中考模拟)如图甲是空调温控装置原理的简化电路,线圈电阻不计,电源电压为6V,R1为电阻箱,R2是热敏电阻,其阻值随温度变化图线如图乙。
当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,接通右边的受控电路,使空调工作。
若电阻R1调到150Ω,室温升至t时恰能接通受控电路
(1)若空调工作时功率为2kW,则连续工作3小时需消耗电能____________度
(2)若要在较高温度下接通受控电路,应将R1的阻值适当__________________(选填“增大”或“减小”)。
(3)通过计算说明,接通受控电路时的温度t为多少℃_______?
【答案】6增大30
【解析】
【详解】
(1)空调消耗的电能:
W=Pt=2kW×3h=6kW•h=6度;
(2)由电路图可知,R1和R2串联,电路总电阻等于各个电阻之和,R2阻值随温度的升高而减小,那么要想在较高温度下接通受控电路,应将R1的阻值适当增大;
4.
(2019·江苏中考模拟)阅读短文,回答问题。
远距离输电
输电要用导线,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。
导线有电阻,电流通过时就要发热,如何减少输电线上电功率的损耗呢?
发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力。
根据P=UI,若提高输电电压U,那么线路中的电流一定会减小。
输电线上损失的电功率为ΔP=I2R,所以减小输电线的电阻和减小输电电流就可以大大降低电能的损失。
从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说,远距离输送电能要采用高电压或超高电压。
但也不能盲目提高输电电压,因为输电电压越高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求就越严格,线路的造价就越高。
绝缘子(如图)是应用在输电线路上的一种特殊的绝缘控件,它主要起到支持和固定导线的作用,通常由玻璃或陶瓷制成。
从发电站输出的电能,一般都要通过升压变压器提升电压,根据输送距离的远近,常采用10千伏、35千伏、110千伏、220千伏的高压输电,甚至1000千伏以上的特高压输电。
到达用户处再用降压变压器逐级降低电压。
(1)减小输电线上电能损失的方法有__________。
A.增大输电线的横截面积
B.减小输电线的长度
C.提高输电电压
D.缩短供电的时间
(2)绝缘子无需具备的特性是___________
A.机械强度高B.耐低温C.耐腐蚀D.透光性好
(3)若输电电压提高2倍,则线路上的功率损耗将降为原来的_______。
(4)用电高峰时期,家庭电路的电压会_______(选填“升高”、“不变”或“降低”)。
(5)若发电厂输出功率为2×107W,输电线的电阻为5Ω,若控制线路损失功率为输出功率的4%,则应将输电电压提高到_______。
【答案】A、CD
降低50kV或5×104V
【解析】
【详解】
(1)在输电电流I输一定的情况下,由于增大输电线横截面积,导致输电导线电阻R变小,由公式P输=I输2R知道,可以输电功率损失越小,故A能减少输电电能损失;输电电流I输=
,在输电功率P输一定的情况下,U输越大,输电电流I输越小,导线电阻R一定,由P输=I输2R知道,提高输电电压能有效减少输电电能损失;减小输电线的长度,缩短供电的时间,都不能解决用电的实际问题,故不可行;
(2)根据短文知道,“绝缘子是应用在输电线路上的一种特殊的绝缘控件,它主要起到支持和固定导线的作用,通常由玻璃或陶瓷制成”,所以不需要具备的特性透光性好。
(3)由P=UI知道,输电电流I=
,所以,输送电压变为原来的2倍,则输电电流变为原来的
,又因为
,所以损失的功率变为原来的
;
(4)用电高峰时期,负载增加,电阻减小,由串联分压知道,家庭电路的电压会降低;
5.由图象可知,该装置所能测量的最大风力为720N。
(2019·湖北中考模拟)饮水机是一种常用的家用电器,图甲为饮水机结构剖面图,其加热水槽部分工作原理电路图如图乙所示,其中S是温控开关,R1是加热电阻,R2是定值电阻。
当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,S自动切换到另处于保温状态.请回答下列问题:
(1)当开关S与________接触时,此时饮水机处于保温状态。
(2)若饮水机加热时加热管的功率为550W,而保温时加热管的功率为88W,求电阻R2的阻值____(不考虑温度对阻值的影响,且不计指示灯的阻值)。
(3)如图甲控水槽内浮体A与阀门C固定相连,当A恰好浸没时阀门C关闭,A未浸没时C略有下降,桶内水流入控水槽中。
己知浮体A的体积为55cm3,阀门C的横截面积为1cm2;浮体A与阀门C共重0.15N,(不计大气压强)。
求:
①浮体A浸没时所受浮力为多大?
______
②桶内水位的最大高度是多少?
__________
【答案】b132Ω0.55N0.4m
【解析】
【详解】
(1)由图乙知,S接a时,R1与红灯串联;S接b时,R1、R2、绿灯串联。
不计指示灯的阻值,所以S接b时,电路中电阻大,电压一定时,由P=
可知此时电路消耗功率较小,此时为保温状态;则S接a时为加热状态;
(2)S接a时为加热状态,加热时加热管的功率为550W,R1的阻值:
R1=
=88Ω,S接b时为保温状态,R1和R2串联,此时加热管的功率为88W(即R1的功率为88W),电路中电流:
I=I1=
=1A,
由欧姆定律可得:
R1+R2=
=220Ω,
所以R2=220Ω-88Ω=132Ω;
(3)①浮体A完全浸没时受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×55×10-6m3×10N/kg=0.55N;
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.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;
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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