2020年初三物理电学综合题(较难)含答案解析

一、电磁学综合题

1．（4）若要使恒温箱的设定温度低于80℃，由图乙知道，热敏电阻的阻值R 1将增大，衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A ，即要求控制电路中的总电阻不变，所以R 0的阻值必须调小。（2019·江苏中考模拟）某同学设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U ＝6V ，R t 为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。电磁铁线圈电阻不计，当线中的电流I ＞＝10mA 时，铁吸下与下触点A 接触；当I ＜10mA 时，衔铁松开与B 触点接触，U 2＝220V ，R 1＝48.4Ω

（1）衔铁刚被吸下时，求R t 的阻值；

（2）仅需在线框内加一根导线，即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线

（3）求该电加热器处于加热挡时的电功率

（4）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R 2的阻值

【答案】（1）600Ω（2）（3）1000W （4）435.6Ω

【解析】【详解】

(1) 当线中的电流I >=10mA 时, 衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时，R t 的阻值为： R t =

1U I =36V

1010A

-?=600Ω; (2) 在线框内加一根导线，如图所示，衔铁吸下与下触点A 接触，电路中只有R 1，加热器处于加热状态，衔铁上触点B 接触，电路中R 1和R 2串联，加热器处于保温状态。

(3)该电加热器处于加热挡时的电功率:

P 加热=221U R =()2

22048.4Ω

V =1000W

(4) 若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%, 则电加热器的保温时功率为： P 保温= P 加热?10%=1000W ?10%=100W,

由P =2

U R

得，电加热器的保温时电路的总电阻为：

R 总=2U P 保温

=()2

220100W

V =484Ω,

则R 2的阻值为：

2．（5）因为入水即亮，用布擦干后停止工作，所以用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于开路状态。（2019·深圳市龙岗区南湾街道沙湾中学中考模拟）如图甲电路，当开关S 闭合后，两电流表对应的指针偏转情况如图乙所示：求：

（1）a 表的量程是_____b 表的读数是_____ （2）通过L 1和L 2的电流分别是多少___,____？【答案】0～0.6A 0～3A 0.3A 0.9A 【解析】【详解】

（1）由电路图可知此电路为并联电路，电流表a 与在L 1串联，因此电流表a 测量L 1的电流；电流表b 串联在干路中，电流表b 测量干路中的电流；因为并联电路的干路电流要大于支路电流，所以电流表a 的使用量程应是0～0.6A ，分度值是0.02A ，读数为0.3A ；电流表b 的使用量程应是0～3A ，分度值是0.1A ，读数I =1.2A 。

3．（3）如果恒温箱的温度设定为50℃，由图乙可知，热敏电阻的阻值R 1=100Ω，此时控

制电路的电流I =30mA=0.03A ，I =101

U R R +，0.03A=09V 100ΩR +，R 0=200Ω。（2019·江苏中

考模拟）阅读短文，回答问题

无人航拍机

无人驾驶飞机简称“无人机”是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。如图甲所示是目前较为流行的某型号无人航拍机，当剩余电量减为电池容量的10%时，无人航拍机会自动下降并停留地面等待充电。表一为某型号无人航拍机的部分参数，其中的电池容量是指放电电流与放电总时间的乘积。

表一

无人机有竖直方向的三档风力和水平方向的两档风力，其中竖直方向的升力与风叶转速的平方成正比，对应关系如表二。产生的升力与风叶转速之比叫做动率，升力与每秒钟通过风叶空气重力之比为转力效率。

表二

（1）无人航拍机在空中悬停、飞行、降落、航拍、降落过程中，下列说法中正确的是

________。

A．利用超声波对无人机进行遥控的

B．底座做得比较宽大，是为了减小无人机对地面的压力

C．工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤

D．用镜头的焦距要尽量长一点

（2）起飞时，增大风叶的转速，使吹向下方的风量增加，增大了无人机向上的升力。这是

利用______，当风叶转速为31.210r/min ?时，获得的向上的升力为_________N 。（3）该无人机正常工作时的电流为________A ；充满电后至下一次自动充电，能够提供无人机工作的机械能为___________J 。

（4）由表二数据可知，当转速为31.410r/min ?时，无人机的动率为

________3N?min/10r 。上述转速下，若风叶的转圈时扫过的面积为20.28m ，空气被吹动的速度为3m/s ，则1min 内通过风叶的空气总质量为_____kg ，转力效率为__________%。（3

1.3kg/m ρ=空气）

（5）光敏电阻是制作感光器材的常用元件，其阻值随受光强度的增加而减少。在无人机的航拍镜头中，加入光敏电阻电路可自动控制进入镜头的光强度，电子镜头的透光能力随着受控电压的增加而增加。如图乙所示，G R 为光敏电阻，0R 为定值电阻，无人机的航拍镜头中将电子镜头电路与__________（光敏/定值）电阻相并联。

【答案】C 力的作用是相互的 5.76 7 42.6210? 5.6 65.52 71.8% 光敏【解析】【详解】

（1）A. 无人机利用无线电进行遥控的，而不是超声波，故A 错误；

B.底座做得比较宽大，是为了无人机更容易平稳着陆，保证稳定性，故B 错误；

C.工作时发出的声音小于50dB ，所以不会对人的听力造成损伤，故C 正确；

D.摄像机的镜头相当于一个凸透镜，其成像的原理是：当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小的实像；当物距增大时，像距减小，也就是当无人机高度上升时增大了物距，这时需减小镜头与感光晶片的距离，所以焦距并非越长越好，才能拍摄到清晰的画面，故D 错误。

（2）起飞时，增大风叶的转速，使吹向下方的风量增加，风给直升机一个反作用力进而增大了无人机向上的升力，这是利用力的作用是相互的原理；其中竖直方向的升力与风叶转

速的平方成正比，所以可列：F 升=kr 转2

，对应关系如表二，当升力为4N 时，转速为3110r/min ?，代入上式可知k =4，F 升=4r 转2

①，所以当风叶转速为31.210r/min ?时，代

入公式①可知，获得的向上的升力为5.76N 。

（3）该无人机正常工作时额定电压6V ，额定功率为42W ，根据P =UI 可知该无人机正常工作时的电流为42W =7A 6V

P I U =

=；充满电后电量为1500 mAh=1.5Ah ，当剩余电量减为电池容量的10%时，无人航拍机会自动下降并停留地面等待充电，所以至下一次自动充电用时为

1.5Ah?90%

，耗时能够提供无人机工作的机械能为（电机转化率为90%）：

41.5A?3600s?90%

6V?7A?

×90% 2.62107A

W UIt ==≈?。

（4）根据F 升=4r 转2

，由表二数据可知，当转速为31.4?10r/min 时，无人机的升力为

7.84N ，又因为产生的升力与风叶转速之比叫做动率，所以动率为

7.84 5.6N min/101.4?10r/min

N =?;上述转速下，若风叶的转圈时扫过的面积为20.28m ，空

气被吹动的速度为3m/s ，则1min 内通过风叶的空气总质量为

321.3kg/m ?0.23m/s?60s 65.×58m 2kg m Svt ρ===空气，因为升力与每秒钟通过风叶空

气重力之比为转力效率，每秒钟通过风叶空气重力为所以转力效率：

7.84N

100%71.8%

65.52kg ×10N/kg

=?≈飞机的升力每秒通过的空气质量。

4．（2019·福建中考模拟）医生对病人进行脑部手术

时，需要将体温降至合适的温度。准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代。

（1）心肺机的一个功能是用“电动泵”替代心脏博动，推动血液循环，原理如图所示。将线圈ab 缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，使血液定向流动；阀门K 1、K 2都只能单向开启，反向则封闭管路。当线圈中的电流从a 流向b 时，线圈的左端为_____（选填“N ”或“S ”）极，活塞将向右运动，“动力泵”处于_____（选填“抽血”或“送血”）状态。

（2）心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换，通过血液循环调节体温。经监测，病人体温由17℃上升至正常体温37℃历时1h 。在这段时间内，假设人体所需热量完全由热交换器提供，且不计人体散热，试求人体需从“热交换器”吸收的热量_______。

（设病人质量为60kg ，人体比热容与水相当为c ＝4.2×103

J/（kg ?℃））

（3）正常人在静息状态下，每分钟人体心脏能以1.6×105

Pa 的平均压强将体积6000mL 的

血液压出心脏，送往人体各部位。求此状态下“电动泵”替代心脏推动血液循环的输出功率________。

【答案】N 送血 5.04×106

J 16W

【解析】【详解】

（1）当线圈中的电流从a 流向b 时，由安培定则可知，线圈的左端为N 极，与磁铁N 极相排斥，活塞在排斥力的作用下将向右运动；此时阀门K 1打开，K 2关闭，“动力泵”处于送血状态。

（2）人体吸收的热量：

Q ＝cm （t ﹣t 0）＝4.2×103J/（kg?℃）×60kg×（37℃﹣17℃）＝5.04×106J ，（3）心脏每分钟做的功：

W ＝FL ＝pSL ＝pV ＝1.6×105Pa×6000×10﹣6m 3＝960J ，

5．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 q η机械能

汽油 =661.0810J

4.510J /kg 30%

???=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 ；消耗电功率： P 电=

200W

75%

，由P=UI 可得：

6．12Q Q ＝2122I R t I R t ＝12R R =72Ω48Ω＝32

。（2019·广东执信中学中考模拟）如图甲所示是华为

mate20手机.如图乙所示为电磁波谱的示意图。

（1）用手机通话时，它与最近的基站之间相距500米，那通话中的信息大约需要_______s 能传递到该基站，由图中的信息可知，红外线的波长比手机wifi 信号的波长要_________。请在图乙波形图中标出任意一个波长的距离

（____________）.

（2）mate20手机电池电压为4V，待机时电流约10mA，则它待机时的电功率为______W.它用原装10V4A的充电器充电，1h即可充满，则该电池板充满电时耗电_______度.

（3声音在空气中的传播速度是_______m/s。

【答案】0.00000016s短0.040.04340

【解析】

【详解】

（1）电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s；根据v=s

可知，通话中的信息大约需要时

间：t=s

500m

310m/s

≈

0.00000016s,

由图中的信息可知，红外线的波长比手机wifi信号的波长要短, 如图两个波峰（或波谷）之间的距离表示一个波长：

（2）手机电池电压为4V，待机时电流约10mA，则它待机时的电功率为：

P=UI=4V1010-3A=0.04W;

该电池板充满电时耗电:W=UIt=10V4A3600s=14400J=0.04度；

7．因为t＝t0+△t＝20℃+39.6℃＝59.6℃＜100℃，即水不能被烧开。（2019·甘肃省白银市靖远县第四中学中考模拟）人造太阳是指像太阳一样通过核聚变，源源不断地产生巨大的能量。2017年7月4日晚中国科学院合肥物质科学研究院等离子物理研究所宣布，如图1，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置（俗称“人造太阳”）在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。若人造太阳成为现实，某城市构想将来在高空设置一个人造太阳（近似认为是一个点，其能量以该点为中心向四周传播），在夜晚利用人造太阳为城市提供能量。在地面距人造太阳500m处一用户利用一面积为2m2的接收装置垂直获取能量，为家中某加热器供电，其内部简化电路如图2所示、其正常工作时的功率如表所示。

（1）求R2的阻值；

（2）在实际使用中，该用户接收装置获得能量并转化为电能，在使用高温档时给某材料加热，材料温度升高4℃加热时间为40s。[设电热丝发热全部被材料吸收，材料的质量m＝500g，材料的比热容c＝0.66×103J/（kg?℃），已知半径为r的球其表面积为4πr2．不计传播过程中能量损耗，该接收装置能量转换为电能的效率为15%]

①该加热器的实际功率为多大？

②该人造太阳的功率至少为多少？

（3）利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时应该适当的靠近还是远离地球一些？

【答案】（1）1100Ω；（2）①33W；②3.454×108W；（3）利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些。

【解析】

【详解】

（1）由图可知，S2、S1都闭合时，电路中只有电阻R1；

只有S2闭合，S1断开时，R1、R2串联，根据串联电阻大于其中任一电阻，

由

=可知，S2、S1都闭合时，功率较大，由表中数据可知，此时功率P2＝44W，

则

220V

1100Ω

44W

===

（）

；

只有S2闭合，S1断开时，R1、R2串联，由

=可得：

220V

2200Ω

22W

===

总

（）

R2＝R总﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω；

（2）①该用户接收装置获得能量并转化为电能，即W＝Pt＝Q，即P实t＝cm△t，