2020年初三物理电学综合题(较难)含答案

2020年初三物理电学综合题(较难)含答案

一、电磁学综合题

1．（2019·深圳市龙岗区南

湾街道沙湾中学中考模拟）阅读下面短文，回答以下问题。

感应发光冰块

感应发光冰块产品采用食品级PS材料及电子元件组成的发光冰块，采用先进的触水式开关具有入水即亮的特性（液体感应），外形仿如真实冰块一般。感应发光冰块采用电池供电，无化学变化，无毒无害，可放置于各类饮品中增添浪漫及神秘的气氛感应发光冰块内部电子元件有：液体感应器、纽扣电池和LED灯泡。感应发光冰块的使用方法是将发光冰块清洁干净放入水中，它将自动发亮；使用完毕后，用布擦干后放置于干燥的地方以备下次使用。感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后，再放入饮料内，可以起到降低饮料的温度。需要注意的是，请勿吞食感应发光冰块，避免放置于温度过高的饮品中。

（1）液体感应器是先进的触水式_____（选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”）。

（2）冷冻后的感应发光冰块通过_____的方式改变饮料的内能，饮料的内能_____（选填“增大”或“减小”）。

（3）LED灯泡发光时，将电能主要转化为_____能。

（4）某位同学在研究LED灯的特点时，发现将一只LED灯接在电池两端没有亮，对调电池正负极后亮了，这说明了LED灯具有_____性。

（5）用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于_____状态。

【答案】开关热传递减小光单向导电性开路

【解析】

【详解】

（1）根据基本电路各部的作用可知：液体感应器是起控制电路的作用，所以是先进的触水式开关；

（2）感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后温度比较低，再放入饮料内，通过热传递方式改变饮料的内能，饮料的内能减小，温度降低；

（3）LED灯泡发光时，将电能主要转化为光能；

（4）LED 灯也叫发光二极管，它具有单向导电性；

2．（3）不锈钢餐具吸收的热量：Q 吸=cm （t ′-t 0）=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 =62.024101840s 1100W

J

R R W Q P P ?===。（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90m 、风叶半径60m 、单机容量3000kW ，总装机容量6210?kW 的风电场。

（1）风力发电是将_______________能转化为电能。

（2）总装机容量6210?kW 的风力发电机组同时工作，若每天平均发电10h ，6天向电网输送的能量是多少kW h ?？这些电能可供功率为6000kW 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7

310q =?J/kg ）

【答案】（1）风；（2）1.2×108； 4210h ?；（3）44.810? 【解析】 【详解】

（1）风力发电是将风能转化为电能；

（2）总装机容量6210?kW 的风力发电机组同时工作，若每天平均发电10h ，6天向电网

输送的能量是：W =Pt =6210?kW ×10h ×6=1.2×108

kW ?h ，

这些电能可供功率为6000kW 的动车组运行：'

4'81.210kW 210h 6000kW

h

W t P =???==；

（3）由Q =mq 可得：

83747 4.810kg=4.810t

30%310J/1.21010W 3600k s g

W

Q W m q q q ηη?=====??????。 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4210h ?时间；

3．（2）5Ω或25Ω；当电阻为5Ω时，电路中的最小电流为0.2A ；当电阻为25Ω时，电路中的最小电流为0.52A 。（2019·江苏中考模拟）某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图甲所示。迎风板与一个压敏电阻R x 连接，工作时迎风板总是正对风吹来

的方向，压敏电阻随风力的变化而变化，已知电源电压恒定，定值电阻2R =Ω，无风时电压表示的数为1V ，电压表量程为0~3V ，压敏电阻R x 与迎风板承受风力F 的关系如图乙所示。

（1）电压表示数随风力的增大而________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）求无风时电路的总电功率______。 （3）求该装置所能测量的最大风力______。 【答案】增大 4.5W 720N 【解析】 【详解】

(1)由甲电路图可知,R 与R x 串联，电压表测R 两端的电压，由图乙可知,风力增大时,R x 的阻

值减小，电路中的总电阻减小，由U

I R

=

可知，电路中的电流增大，由U =IR 可知，R 两端的电压增大，即电压表的示数增大；

(2)由图象可知当无风时，定值电阻2R =Ω，电压表示的数为1V ，此时干路中的电流为：

R 1V

0.5A 2U I R =

==Ω

，观察图乙中图像可知无风时电阻R x =16Ω，则电阻R x 两端电压为U x =IR x =0.5A ×16Ω=8V ，所以电源电压：U =U R +U x =9V ； 所以电路消耗的总功率为： P 总=UI =9V ×0.5A=4.5W 。

(3)当所测风力最大时，Rx 的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数U R =3V 最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R x 两端的电压：U x=U ?U R =9V?3V=6V ，因串联

电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：R 3V

1.5A 2U I R ===Ω

′

， 则压敏电阻的阻值：x x 6V

41.5A

U R I '=

==Ω'

4．要使报警器在更低温度时报警,就是温度稍低时, R t 处阻值稍大,R 分担的电压较大，所以要调大阻值。（2019·广东广雅中学中考模拟）小星在超市看见白炽灯和节能灯后，想到一个问题：白炽灯和节能灯谁的寿命更长，使用时哪个更经济？为此他查阅了资料，摘出部分信息如下.资料一：白炽灯在白炽状态下发光时，有微粒不断地从灯丝上跑出来，温度越高，微粒跑得越厉害，使灯丝逐渐变细.资料二：60W 白炽灯灯与某种11W 的节能灯正常工作时照明效果相同（数据如表一）.资料三：白炽灯和节能灯都不宜频繁开关。

表一

表二

（1）以上资料蕴藏着一些物理知识.请写出一点：____________

（2）已知“220V 60W”的白炽灯，在常温下灯丝的电阻约80Ω，请通过计算将该白炽灯的有关数据填在表二的空格中。_______，________。（要保留计算过程）

（3）根据以上的数据分析，可知白炽灯不宜频繁开关的原因是________________________.（4）根据资料，若使节能灯从买回来开始正常工作到寿命结束，消耗的电能为多少

k W·h？__________________________。

【答案】灯丝变细属于升华现象P=

2

U

R

=

2

220V

80

（）

=605W 60W 频繁开关导致开灯的瞬

间灯丝在强电流下工作，由于热效应，使灯丝易断W=Pt=0.011k W×3000h=33k W·h 【解析】

【详解】

（1）资料中“白炽灯在白炽状态下发光时，有微粒不断地从灯丝上跑出来，温度越高，微粒跑得越厉害，使灯丝逐渐变细”，这是灯丝发生升华现象。

（2）白炽灯刚工作时，灯丝的温度与常温下相同，电阻为R=80Ω，则此时电功率为

P=

2

U

R

=

2

220V

80

（）

=605W；“220V 60W”表示白炽灯的额定电压为220V，额定功率为

60W。即白炽灯在正常工作时的电功率为60W。

（3）因在开灯的一瞬间，灯丝电阻比较小，通过灯丝的电流很大，容易将灯丝烧断。

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）磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置

在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。当电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过磁场对通电导体作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。（2019·江苏中考模拟）某兴趣小组模拟冬季温房自动化加热和保温的电路，如图所示光控开关S因光照改变会自动通断，该电路具有白天保温、晚上加热的特点。R1、R2为电热丝，a、b间电压U＝24V，R1＝72Ω，晚上电路的发热功率为12W。

（1）保温时S应处于_____（选填“闭合”或“断开”）状态；

（2）求R2的阻值；______

（3）求S断开时R1、R2所产生的热量之比。________

【答案】断开；48Ω3：2

【解析】

【详解】

（1）由电路图可知，开关S断开时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，

电源的电压一定，由P＝

2

U

R

可知，电路的总功率最小，电路处于保温状态；

（2）由电路图可知，开关S闭合时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态，

由P＝

2

U

R

得电路中R2的阻值：

R2＝

2

U

P

加热

=

()2

24V

12W

＝48Ω；

（3）开关S断开时，R1与R2串联，

由串联电路的电流特点知，I＝I1＝I2，

在串联电路中两电阻的工作时间相同，

由焦耳定律可得，R1、R2所产生的热量：

7．（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；

8．（5）为增大小型无人机的巡航时间，可以减轻无人机的质量，减小工作功率，增大电能储备等。（2019·广西柳铁一中中考模拟）如图甲是小希家厨房用的电热水龙头，能够即开即热、冷热兼用，非常方便。图乙是它的原理电路图。R1、R2为电热丝，其中R2＝

242Ω．通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：

（1）电热丝是利用电流的_____效应工作的，分析电路图，开关与_____（填“1、2”或“2、3”）接触时，水龙头放出的是热水。

（2）水龙头放温水时，正常工作功率为1100W，求：R1的电阻是多大______？

（3）水龙头放热水时，电路消耗的总电功率是多少W______？

【答案】热 2、3 44Ω 1300W

【解析】

【详解】

（1）电热丝工作时，消耗电能，产生内能，利用电流的热效应工作的，水龙头放出热水时

电路的总功率最大，电源电压一定，由

2

U

P

R

可知，此时电路的总电阻最小，由图可

知，开关与2、3接触时，R1、R2并联，总电阻最小，此时水龙头放出的是热水；

（2）由电路图可知，开关与1、2接触时，电路为R1的简单电路，水龙头放出的是温水，

R1的电阻：R1=

2

U

P

温

=

2

(220V)

1100W

=44Ω；