中考物理电学综合习题及详细答案解析

中考物理电学综合习题及详细答案解析

一、电磁学综合题

1．所以变阻器的总电阻：5541

101411

U U U U R R R I I I I =-=

-=-串。（2019·山东中考模拟）家庭电路示意图及原理图如图所示，用电压表测得进入某用户的电压为U 2＝220V ，如果该用户在某日18：00～19：00这个时间段有三个用电器同时工作，其中白炽灯标有“220V100W ”、电烙铁标有“220V800W ”，家中的电能表记录了这1h 的用电情况（见图）。请解答以下问题：

（1）该用户在这1h 内消耗的电能有多少？该电能表能否正常工作？（友情提示：要读出小数部分）

（2）空调器消耗的电功率有多大？ （3）通过用户保险丝的电流有多大？

（4）如果输电线路的总电阻（配电室到进户处）约为1.5Ω，假设配电室仅向该用户供电，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，配电室向线路输出的电压U 1约为多少伏？

（5）若要求减少输电线损失的功率，用学过的知识分析说明可以采取的方法。 【答案】（1）4.4kW ?h （2）能（3）3.5kW （4）20A （5）250V （6）见解析 【解析】 【详解】

（1）由如图18：00时，电能表示数为132.1kW?h ，19：00电能表示数为136.5kW?h ， 所以该用户在这1h 内消耗的电能：W=136.5kW?h ﹣132.1kW?h=4.4kW?h ； 三个用电器的总功率为：44kW h

4400W 1h

W P t =

==； 该电能表允许接的用电器的总功率是 P=UI=220V×20A=4400W 因为4400W=4400W ，所以电能表能正常工作；

（2）由题电源电压220V ，家庭电路各用电器并联，所以三种用电器都正常工作， 所以空调的电功率：P 空调=4.4kW -0.1kW-0.8kW=3.5kW ； （3）此时用电器的总功率：P=4400W ， 由P=UI 可得通过保险丝的电流：

4400W

20A 220V

P I U =

==；

（4）输电导线与用电器是串联的，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，则用电器两端电压为220V；

得，导线电压：U线=IR线=20A×1.5Ω=30V，

根据U IR

根据串联电路的电压特点，所以配电室向线路输出的电压：

U1=U额+U线=220V+30V=250V；

2．（4）高温超导材料具有零电阻特性，即超导电性，可以应用于大电流应用：超导发电、输电和储能。（2019·山东中考模拟）问题解决——油量报警装置：

小雨想要利用电磁继电器制作一个油量自动报警装置。要求：油箱内油量充足时绿灯亮、红灯灭，显示正常；储油过少时绿灯灭、红灯亮，报警提醒油量过少。请利用下图器材，再添加一个电源，将电路设计填画完整。

（________）

并简述此装置的工作过程____。（提示：电磁继电器所用弹簧拉力较大，电磁铁磁性必须大到一定程度才能把衔铁吸引下来，否则弹会把衔铁抬起来。）

【答案】详见解析

【解析】

【详解】

用导线将电源、变阻器、定值电阻R0和电磁铁顺次连接起来；使电磁继电器的静触点与电源相连，动触点A和B分别与红灯和绿灯的一个接线柱相连，红灯和绿灯另外一个接线柱分别与电源相连。如图所示：

3．（2）由物体运动的距离与物体质量、水平拉力和速度的关系得到：s =22

2mv Mv F F 磁

，F

磁= BIL ，得到s =

2

2Mv BIL

，v 2019·山西中考模拟）阅读短文，回答问题： 开天辟地薪火相传

180万年前，黄河中游的早期猿人点燃了人类文明的第一把圣火；180万年后的今天，我们站在同样的地方﹣﹣山西省运城市西侯度遗址，采集万众瞩目的“第二届全国青年运动会”圣火，正式开启了二青会火炬传递征程!

圣火采集：2019年3月28日上午，一缕阳光透过遗址洞穴顶部的条缝隙射进采火洞，照射在凹面镜上，会聚到采火器中，火苗渐起引燃采火棒，如图甲，其原理图如图乙。之后顺利点燃采火盆，圣火采集圆满成功。

火炬传递：二青会火炬名为“山河”，如图丙，选用电解铝材质，其质量仅为1.2kg ，设计上融合了山西的历史、地理、文化等元素。二青会网络火炬传递采用最前沿的AR 技术，首创微信小程序传递方式，任何人通过微信账号即可登录5月4日，途经33个省级站点传递后，二青会圣火再次抵达山西运城，与实体火炬传递同步，直到8月18日开幕式传递结束，是史上历时最长的一次网络火炬传递AR 技术是利用计算机生成一种逼真的虚拟环境，通过传感设备使人“身临其境”，用户通过AR 拍照、AR 扫一扫、限时跑步、趣味游戏和答题等方式进行网络火炬传递，其中最受欢迎的AR 拍照，可以实现“人+传递站点背景图+吉祥物”的合影，如图丁从古朴大气的圣火采集，到网络火炬传递方式的创新，都体现了传承与创新的完美结合。开天辟地，薪火相传，青春不息激发时代新人开启奋斗新征程!

（1）电视机前的观众通过卫星转播收看圣火采集仪式直播，这是通过_____（选填“超声波”或“电磁波”）传递信号的；

（2）如图乙，一束射向O 点的光线经凹面镜反射后，射入采火器B 点，请在图中画出反射光线，并通过作图确定镜面的位置（研究单条光线时可将凹面镜的一小段近似看成平面镜）； （________）

（3）如图丁中的合影背景是计算机生成的一种_____环境，首创微信小程序网络传递的好处是_____（写出一条）；

（4）如图丙的火炬选用电解铝材质，大大减轻了它的质量请你用所学的物理知识解释其中的道理。_____

【答案】电磁波 虚拟 人人都可以参与 详见解

析 【解析】 【详解】

（1）世界各地的观众通过卫星的实况转播欣赏了比赛直播，卫星通信是通过电磁波来传递信号的；

（2）连接OB ，OB 光线为反射光线，由光反射定律可知，反射角等于入射角，所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线，过入射点作这个角平分线的垂线，可以得到平面镜的位置，如下图所示：

（3）合影背景是计算机生成的一种虚拟环境，微信小程序网络传递可以让人人都可以参与；

4．（5）如图乙所示，G R 为光敏电阻与0R 为定值电阻串联，根据串联分压原理以及实际拍摄时为了保持清晰，当外界环境光线较强时，无人机的航拍镜头中将电子镜应减小透光能力（即减小受控电压，此时所并联的电阻应减小），当外界环境光线较弱时，无人机的航拍镜头中将电子镜应增大透光能力（即增大受控电压，此时所并联的电阻应增大），又因为光敏电阻的阻值随受光强度的增加而减少，而无人机的航拍镜头透光能力随着受控电压的增加而增加，所以电子镜头电路应该与光敏电阻相并联。（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题

豆浆机

某型号豆浆机，净重为2kg ，底面面积为4cm 2

，豆浆机工作时，

电热管加热与电动机打浆过程交替进行，都是通过MCU 有关脚控制，相应三极管驱动，再由多个继电器组成继电器组实施电路转换来完成，其部分参数如表

（1）空豆浆机放在水平桌面上，对水平桌面的压强为_____Pa （g 取10N/kg ）。 （2）加热和打浆是交替进行，由此可知，豆浆机中的电动机和电热管的连接方式是_____（填“串联”或“并联”）；三极管是属于_____（填“导体”、“半导体”或“超导”）材料。 （3）不计热量的损失，加热管正常工作80s ，可使1kg 豆浆的温度升高_____℃[c 豆浆＝4×103J/（kg?℃）]：豆浆飘出阵阵香味说明分子在_____。

（4）电热管通电一段时间后变得很烫，而与豆浆机连接的导线却不怎么热，主要是因_________产量的热量少。若豆浆机正常打好一次豆浆消耗的总电能为0.17kW?h ，加热与打浆的时间之比为3：1，则打好一次豆浆需_________h 。

【答案】5×104

并联 半导体 22 不停地做无规则运动 导线电阻小 0.2

【解析】 【详解】

（1）因水平面上物体的压力和自身的重力大小相等，所以，空豆浆机放在水平桌面上，对桌面的压强：p =

-422kg 10N/kg 410m

F G mg S S S ?===?=5×104Pa ； （2）加热和打浆是交替进行，说明豆浆机中的电动机和电热管可以独立工作、互不影响即为并联；三极管是属于半导体材料；

（3）加热管正常工作80s ，消耗的电能：W =Pt =1100W×80s=8.8×104

J ，

不计热量损失，水吸收的热量：Q 吸=W =8.8×104

J ，由Q 吸=cm Δt 可得，豆浆升高的温度：

Δt =43

8.810J

=410J/(kg )

Q c m ??吸豆浆豆浆℃=22℃； 豆浆飘出阵阵香味说明分子在不停地做无规则运动；

5．(3)吹冷风5min 消耗的电能是0.01kW ?h ；电吹风吹冷风时的功率是120W 。（2019·广东执信中学中考模拟）将缝衣针磁化后，与其它器材组成下图1的小指南针，当它静止下来后，针尖指北，如图2，则针尖是____极，请在图2中标出地磁两极和磁感线方向. （______）

【答案】N

【解析】

【详解】

缝衣针磁化后可以看作为小磁针，静止时，N极应指向地磁南极(即地理北极)，所以针尖是小磁针的N极；

磁感线从地磁北极出发，指向地磁南极，且小磁针静止时N极的指向与经过该点的磁感线方向一致，故作图如下：

6．（5）由P=fv得f=P

v

=

225W

10m/s

=22.5N，由图像求出总质量为m总=

22.5N

5

N/kg

20

=90kg，m

人=m总-m车=90kg-40kg=50kg。（2019·江苏扬州教育学院附中中考模拟）阅读短文，回答问题

电动汽车

电动汽车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，电动汽车的主要部分参数如表所示，如图甲所示，在测试过程中，司机和一名陪同人员上车．司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为58kW?h，陪同人员负责记录测试数据，已知司机和陪同人员的质量均为70kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6％，g取10N/kg。

（1）为了节能，车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法：在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内，此时电机的工作原理是______________

（2）汽车刹车原理图如图乙所示，连着刹车踏板的金属杆可视为一根能绕O点转动的

______________（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆．

（3）在测试前，人未上车，此时电动汽车对水平地面的压强为_______________Pa．在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，牵引力做的功为______________J．该电动汽车将电能转化为机械能的效率为______________%.

（4）如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，R V的阻值随车速的变化而改变．当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速．图丁是R V的阻值与车速关系的图像．图戊是车速从0加速到100km/h过程中，R V消耗的电功率随电流变化的图像．则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值是______________Ω．当车速达到75km/h 时，此时电压表的示数为______________V.

【答案】电磁感应省力 3.4×105 2. 7×107 75 10 9.6

【解析】

【详解】

（1）汽车行驶带动电机逆向发电，机械能转为电能，电机是利用电磁感应原理进行发电的；

（2）由图可知，O点为支点，活塞对金属杆的力是阻力，脚对刹车踏板的力是动力，且动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆；

（3）人未上车，电动汽车对水平地面的压力为：F压=G=m g=1360kg×10N/kg=1.36×104N；

电动汽车对地面的压强为：p=

4

-42

1.3610N

40010m

F

S

?

=

?

压=3.4×105Pa；

电动汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力平衡，则电动汽车受到的牵引力为：F=f=6%G总=0.06×（70kg+70kg+1360kg）×10N/kg=900N；则电动车行驶30km，牵引力做的功为：W=Fs=900N×30×103 m=2.7×107J；

由表格数据可知电池容量为68kW?h，行驶30km时电池剩余容量为58kW?h，则此过程中电动汽车消耗的电能为：W总=68kW?h-58kW?h=10kW?h=3.6×107J，则电动汽车电能转化为

机械能的转化效率：η=

772.710J =3.610J

W W ??总=75%； （4）由电路图可知，两个电阻串联，电压表测量R v 两端的电压，电流表测量电路中的电流，由图丁可知车速越大，R v 的阻值越大，由U

I R

=

可知通过电路的电流越小，由串联分压可知R v 两端的电压变大，电压表的示数变大，由图戊可知，车速为100km/h 时，R v 的阻值最大，通过电路的电流最小为0.2A ，R V 消耗的电功率为2W ，R V 的阻值R V1=

1

22

12W (0.2A)P I ==50Ω；电源电压U =I 1（R V1+R ）=0.2A×（50Ω+R ）① 通过电路的电流为0.3A ，R V 消耗的电功率为2.7W ，R V 的阻值R V2=222

2 2.7W (0.3A)P I ==30Ω， 电源电压U =I 2（R V2+R ）=0.3A×（30Ω+R ）② 由①和②得到R =10Ω，U =12V ，

当车速为零时，R V 的电阻最小，通过电路的电流最大为0.6A ，电路的总电阻R 总=

12V

0.6A

U I ==20Ω，R V 的电阻R V 小=R 总-R =20Ω-10Ω=10Ω；

7．图丁是R V 的阻值与车速成正比，当车速为75km/h 时，V3-10Ω50Ω-10Ω

=75km/h 100km/h

R ，

R V3=40Ω，通过电路的电流I 3=

V312V

40Ω+10Ω

U R R =+=0.24A ，电压表的示数U 1=I 3R

V3=0.24A×40Ω=9.6V 。（2019·

扬州市江都区第三中学中考模拟）4月15日起，《电动自行

车安全技术规范》（也就是市民通称的电动车“新国标”）开始实施。电动自行车因为具

有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱。 下表是某型号电动自行车（如图甲）的相关数据。

（1）电动车中改变车速的控制器类似于实验室中______（填物理实验器材名称）。

（2）如果该电动自行车采用400W?h（瓦时）的大容量电池供电，则其最多能输出的机械能为________J．若这么多的机械能由效率为30%的汽油机提供，则需要燃烧汽油

_____kg．（已知本地汽油的热值为4.5×106J/kg）

（3）电动车车速过快，目前已经是引发交通事故的重要原因之一，图乙中所示的图线分别为A、B两不同品牌电动车在同一路面上紧急刹车过程中的实际刹车距离s与刹车前的车速v的关系图象。图中_____（A/B）车的刹车性能较好，你判断的依据是______；

（4）小明骑该车以最大规定速度在水平路面匀速行驶10km．已知小明的质量是40kg，且该电动自行车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图像如图丙所示。则上述骑行过程中克服摩擦力做功的功率为_________W，通过电动自行车的电流为_________A．（g取10N/kg）

【答案】变阻器 1.08×106 0.8 A相同速度A的刹车距离更短 200 5.56

【解析】

【详解】

(1)电动车中改变车速的控制器相当于实验室中的滑动变阻器，它和电动机应该串联在一起使用，从而起到调节电流的作用。

(2)知道电动机的最大容量W电=400W?h=0.4kW?h=0.4×3.6×106J=1.44×106J

电能转化为的机械能：

W机械能=W电×75%=1.44×106J×75%=1.08×106J；

由η=W

Q

机械能

放

和Q放=mq可得：

需要汽油m=Q

q

放

汽油

=

W

qη

机械能

汽油

=

6

6

1.0810J

4.510J/kg30%

?

??

=0.8kg，

(3)由图可知，车速相同时，A实际刹车距离s比B的短，说明其刹车性能较好；

(4)小明骑该车以最大规定速度在水平路面匀速行驶，运动的路程是水平方向的，重力方向是竖直向下，所以在竖直方向没有通过的距离，则重力没有做功，也就是重力做的功为0；

小明和车总质量：

m=40kg+40kg=80kg，

根据图象可知总质量为80kg时的摩擦阻力f=20N，

根据表格可知最大车速v=36k/h=10m/s，

则最大功率P=fv=20N×10m/s=200W；