初三物理电学综合题(较难)及答案

初三物理电学综合题(较难)及答案

一、电磁学综合题

1．（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；

2．（3）6天内风力发电机产生的电量相当于燃烧44.810t 煤。（2019·江苏泰兴市实验初级中学中考模拟）如图甲所示，是一款家用电火锅，容量4L ，额定电压220V ，它能实现发热电阻丝R 1在160W —1210W 之间无极调温，图乙是它的电路简化图.

(1)为了保护发热电阻丝，开关刚刚闭合时，电火锅处于保温状态，滑片应位于电阻丝R 2的_____端．(选填“A ”或“B ”)

(2)当滑片从R 2的最右端移到最左端时能够实现R 1电功率从160W —1210W 的无极调温，则

R 1的阻值为多大，R 2的最大阻值为多大？_____ (3)电火锅以最大功率加热时，求电路中的电流．_____ 【答案】B 40Ω；70Ω 5.5A 【解析】 【详解】

（1）由图可知定值电阻R 1和滑动变阻器R 2串联，为了保护发热电阻丝，开关刚刚闭合时，电火锅处于保温状态，即电阻最大，此时滑片应位于R 2的B 端；

（2）当滑片位于R 2最左端时，只有R 1接入电路，R 1消耗的功率最大是1210W ，根据

P =2U R 得R 1=2U P =()2

220V 1210Ω

=40Ω，当滑片位于R 2最右端时，R 2接入阻值最大，此时总电阻最大，R 1功率最小是160W ，根据P =I 2

R 得此时电路电流I

，电路总电阻R 总=

U I =220V

2A

=110Ω，R 2=R 总-R 1=110Ω-40Ω=70Ω；

3．（3）R 2连续工作10min 产生的热量为Q =22

2I R t =

2

0.4A 201060s ?Ω??（）=1920J （2019·安徽中考模拟）如图为某家用电热水器的电路图，R 1为发热板，当热水器处于加热状态时，水迅速被加热；达到预定温度后，S 自动切换到另一挡，处于保温状态。已知R 1＝100Ω，饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍，电热水器正常工作时：

（1）用公式分析，当S 分别接a 和b 时，哪种情况为加热状态？哪种情况为保温状态？ （2）求R 2的阻值。

（3）当S 接b 时，求电阻R 2在6min 内消耗的电能。 【答案】（1）保温状态；（2）100Ω；（3）43560J 。 【解析】 【详解】

（1）由电路图可知，开关S 接a 时电路为R 1的简单电路，开关接b 时电路为R 1、R 2串联，

因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，

所以，开关S 接a 时电路的总电阻最小，电路中的电流最大，由P ＝UI ＝I 2

R 可知，R 1的电

功率最大，电热水器处于加热状态；

同理可知，开关接b 时电路的总电阻最大，电路的电流最小，R 1的电功率最小，电热水器处于保温状态；

（2）开关S 接a 时，电路为R 1的简单电路，热水器处于加热状态，

则电热水器的加热功率：22

1(220V)484W 100U P R ===Ω

加热； 因饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍，所以保温时R 1的功率：

11

484W=121W 44

P P =

=?1加热，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P ＝UI ＝I 2R 可

得，保温时电路中的电流： 1.1A I ===，由U I R

=可得，此时电路的总电阻：220V

2001.1A

U R I ===Ω总，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R 2的阻值：

R 2＝R 总﹣R 1＝200Ω﹣100Ω＝100Ω；

（3）当S 接b 时，电热水器处于保温状态，则电阻R 2在6min 内消耗的电能： W 2＝I 2R 2t ＝（1.1A ）2×100Ω×6×60s ＝43560J 。

答：（1）开关S 接a 时，电路为R 1的简单电路，电路的总电阻最小，电路的电流最大，

由P ＝UI ＝I 2

R 可知，R 1的电功率最大，电热水器处于加入状态；开关接b 时电路的总电阻

最大，电路的电流最小，R 1的电功率最小，电热水器处于保温状态； （2）R 2的阻值为100Ω；

4．（4）节能灯额定功率P =11W=0.011kW ，工作总时间t =3000h ，则节能灯从买回来开始正常工作到寿命结束，消耗的电能为W =Pt =0.011kW×3000h=33kW·h 。（2019·江苏中考模拟）阅读材料，回答问题。

手术时，需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积），其示意图如图所示，使用时，将血管（圆柱形）放置于两磁极之间，两金属电极a 、b 与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度。 某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n 的关系。n 为病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值，测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v 与n 的数值如下表。

研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力f 与血液的流速v 成正比，即f=kv ，k 为常数，血管横截面积越小，血液流速越快，受到的阻力越大，心脏的负担就越重。

（1）某次测量时，仪表显示电流为2mA，电路中的电阻为100Ω，ab间电压为

________V，电磁血流计的原理与_________（选填“电磁铁”、“电动机”、“发电机”）的原理相似，利用电磁流量计_________（选填“可以”或“不可以”）测量某食用油管道中油的流量。

（2）心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化。若当n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n = 0. 25时，心脏推动血液流动的功率P=____________。

【答案】0.2V发电机不可以16P0

【解析】

【详解】

(1)根据I=U

R

可得：

电压U=IR=2×10?3A×100Ω=0.2V；

血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，其原理是电磁感应，故原理与发电机原理相似。

由于电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的，而食用油是绝缘体，因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量；

(2)由f=kv和P=Fv可知,心脏推动血液流动的功率P=kv2，故P与速度的平方成正比，而n 与v成反比，因此P与n的平方成反比；

5．（4）变阻器R在10s产生的热量：Q=W滑=U滑It=2V×0.3A×10s=6J。（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答文后的问题

混合动力汽车

我国自行生产的混合动力汽车已经服务于生活．混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．汽车低速行驶时，内燃机并不工作，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电．汽车具有省油、能量利用率高等特点．测试混合动力汽车燃油能量转化效率可用如下方法: 驾驶汽车在平直公路上匀速直线行驶时间t，测量这段时间内汽车消耗燃油质量m，车速v，蓄电池储存的电能由w1增加到了w2．汽车受到的阻力为f, 燃油的热值为q，由此可计算出转化效率．

（1）汽车低速行驶时，蓄电池是______（选填“电源”或“用电器”）.

（2）汽车高速行驶时，电机的工作与下列哪一实验原理相同（______）

（3）当电机充当电动机时，其额定功率应小于蓄电池额定功率．简单说明判断的理由：____．

（4）混合动力汽车燃油的能量转化效率表达式η=______________．

【答案】电源 B 蓄电池在带动电机工作的同时，还需要带动照明灯等电器工作

（fvt+W2-W1）/ （mq）

【解析】

【详解】

（1）汽车低速行驶时，蓄电池通过电机向车轮输送能量，是化学能转化为电能，所以蓄电池此时是电源；

（2）汽车高速行驶时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电，机械能转化为电能，再转化为化学能储存起来，电机的工作原理是电磁感应现象，故B符合题意；A是电动机的工作原理，故A不符合题意；C是证明电流周围存在磁场的奥斯特实验，故C不符合题意；D是探究影响电磁铁磁性强弱的实验图，故D不符合题意；

（3）汽车上的电机（充当电动机）的额定功率应该小于蓄电池的额定功率，蓄电池在带动电机工作的时，除了转化为机械能外，还要转化为光能用来照明；

6．（3）15℃时，声音在空气中的传播速度是340m/s。（2019·安徽中考模拟）有两个电加热器的电阻分别为R1和R2，现将它们并联起来接在一个电压不变的电源上，它们的功率分别为P1和P2，如果将它们串联起来仍接在该电源上。

（1）请你推导电路此时消耗的总功率：

（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，整个电路消耗的功率是多少？

【答案】（1）见解析（2）480W

【解析】

【详解】

（1）证明：两电阻并联时，因并联电路支路的电压相等，由可得：，

；当两电阻串联时，根据电阻的串联，总电阻：﹣﹣﹣①；此时电路的总功率：﹣﹣﹣②，将①代入②得：﹣﹣﹣③，③式两边同时取倒数，化简可得：﹣﹣﹣③；

7．（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答问题

观光电梯

电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具．电梯的简易结构如图甲所示，电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯半载时，轿厢总重和配重的重力基本相等．满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢．

如图乙所示，为某商业大厦安装的观光电梯，其相关参数如下表．为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图丙所示，控制电路的电源电压U为12V，压力传感器的电阻R与所受压力F的关系图像如图丁所示，电磁继电器阻值可忽略．当电流大于 0.2A 时，会启动警报系统，同时无论如何按压电梯控制器，门电动机均不工作．此外，电梯需经常保养，“运行频次比ω ”是电梯养护的重要指标，ω一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示．

（1）为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的____性，该观光电梯配重的重力约为____N．

（2）下列有关该电梯的说法中，正确的是____ .

A．主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦

B．超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极

C．电梯满载上行时，电动机需顺时针转动

D．报警电铃的工作原理是电磁感应

（3）乙图中，当站在上升的B电梯里的乘客看到 A 电梯在上升，则可推知 A电梯在

______且速度__（大于/小于/等于）B电梯的速度．

（4）控制电路中R0=____Ω ．若使用一段时间，电梯未满载就报警，则说明 R0 的阻值变____（大/小）．

（5）该商业大厦每天营业时间为 12h，设电梯均在额定功率下运行．经测算，该观光电梯平均每天耗电72kW?h，则该观光电梯的“运行频次比”ω=____（结果写成小数形式）.

【答案】透光性 7000 C 上升大于 20 小 3.8

【解析】

【详解】

(1)乘客在随电梯竖直上升的过程中，可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色，

所以为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的透光性。

轿厢的重力：G轿厢=mg=500kg×10N/kg=5000N，

电梯半载时：G半载=1

2

G最大=

1

2

×4000N=2000N，

由题意知，配重的重力：

G配=G轿厢+G半载=5000N+2000N=7000N，

(2)A、主电机与钢丝绳之间的摩擦使钢丝绳上升，该摩擦属于有益摩擦，故A错误；

B. 超载自动报警系统报警时，电流从电磁铁的右端导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的右端为N极，左端为S极，故B错误；

C. 电梯满载上行时，钢丝绳对轿厢由向上的拉力，所以电动机需顺时针转动对其产生向上的摩擦力，故C正确；

D. 报警电铃的工作原理是电的磁效应，故D错误。

(3)当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升，此时B电梯里的乘客以自己的电梯为参照物，

可推知A电梯在上升，且速度大于B电梯的速度。

(4) 当电梯刚好满载时,即压力传感器所受压力F=G最大=4000N.

由图象可知，压力传感器的电阻R=40Ω，

由欧姆定律得，电路总电阻：R总=U

I

=

12V

0.2A

=60Ω，

根据串联电路电阻特点可知,R0的阻值：

R0=R总?R=60Ω?40Ω=20Ω，

当电梯未满载时，压力传感器所受压力变小，由图象可知，压力传感器的电阻变大，

由于电梯报警时的电流和电源电压不变,根据R总=U

I

可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻

值变小。

(5)由P=W

t

得，电梯运行消耗的电能：

W运行=P额t运行=25kW×t运行，电梯待机消耗的电能：

W待机=P待机t待机=1kW×t待机，

则电梯平均每天消耗的电能：

W=W运行+W待机,即：25kW×t运行+1kW×t待机=72kW?h???①t运行+t待机=12h???②

联立①②可解得：t运行=2.5h,t待机=9.5h；

则该观光电梯的“运行频次比”：

8．

33

12

3

1

2.0μg/m0.1μg/m

100%100%95%

2.0μg/m

ββ

η

β

--

=?=?=（2019·福建中考模拟）图

1是一款家用小型烤面包片的电烤炉，其额定功率为800W．它内部的简化电路如图2，发热体由两根完全相同的电热丝组成（不考虑温度对电阻的影响）。

（1）该电烤炉正常工作5min，电热丝放出的总热量是多少？

（2）小华只想让一根电热丝工作，她在图2中的a、b两点间接入一个开关S1．请你通过计算说明，若开关S、S1均闭合时，对电热丝的使用寿命会造成什么影响？

（3）小华最终将电烤炉内部电路改造为图3，其中R3＝R4．当开关S、S1、S2均闭合时，电烤炉的功率仍为800W，则电热丝R3的阻值应为多少？

【答案】（1）2.4×105J（2）a、b两点间接入一个开关S1．若开关S、S1均闭合时，电热丝容易因温度过高而熔断（3）121Ω

【解析】

【详解】

（1）家用电烤炉的额定电压为家庭电路电压：U＝220V；额定功率：P＝800W；工作时间：t＝5min＝300s；

因为电烤炉工作时所消耗的电能全部转化为内能，即Q＝W，

所以电烤炉正常工作5min放出的热量：Q＝W＝Pt＝800W×300s＝2.4×105J；

（2）由P＝UI得：I ＝，电烤炉正常工作时电流：I ＝＝＝3.64A；

正常工作时电阻：R ＝＝＝60.5Ω；

a、b两点间接入一个开关S1，开关S、S1均闭合时，电路中只有R2工作，R1被S1短路，由于R1＝R2，R2＝R ＝×60.5Ω＝30.25Ω；

此时电流：I ′＝＝＝7.27A＝2I；

即此时R2中电流实正常工作时的2倍，由焦耳定律式Q＝I2Rt；

可知相同时间内R2此时的热量是正常工作时的4倍，很容易因温度过高而熔断；

（3）由图3可知，R3、R4并联，且R3＝R4；功率：P′＝800W；