中考物理电学基础综合题含答案解析.docx
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中考物理电学基础综合题含答案解析
中考物理电学基础综合题含答案解析
一、电磁学综合题
1．答：
水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。
（2019·翁牛特旗乌丹第一中学中考模拟）阅读短文，并回答问题．
第四代电光源——LED光源
如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它的主要部分是高亮度白色发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源，是极具发展前途的新光源．LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源．图乙是LED的元件实物及符号．
由于二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态．利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：
把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组电压、电流数据，可以得到电压表与电流表示数关系，如丁所示．
（1）LED灯主要由半导体材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯__________（高/低）；
（2）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED___________（能/不能）发光
（3）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED不能发光；此时两电表的示数为__________。
A．4.5V20mAB．3V20mAC．4.5V0mAD．3V0mA
【答案】低不能C
【解析】
【详解】
（1）根据题意知，LED灯直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，转移为内能的部分少，即电热转换损耗的能量较白炽灯低；
（2）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光，由于二极管具有单向导电性，断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED不会有电流通过，故不能发光。
（3）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED不能发光，即LED没有电流通过，所以电流表示数为0mA，此时电压表通过滑动变阻器能够测量电源电压，所以电压表示数为1.5V。
故选C。
2．用快加热比用慢加热节约的时间：
∆t=t’-t=8264s-4132s=4132s。
（2019·北京中考模拟）阅读《超导材料》
超导材料
1911年，荷兰科学家昂内斯（Onnes）用液氦冷却水银时发现，当温度下降到4.2K（-268.98℃时）时，水银的电阻完全消失。
1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:
低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在4.2K进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态。
后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。
1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。
根据临界温度的不同，超导材料可以被分为:
高温超导材料和低温超导材料。
但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点0℃，对常温来说应是极低的温度。
20世纪80年代是超导电性探索与研究的黄金年代。
1981年合成了有机超导体，1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡（Ba）,镧（La）、铜（Cu）,氧（0）的陶瓷性金属氧化物，其临界温度提高到了35K。
由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质，因此这个发现的意义非常重大，缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。
后来包括中国在内的世界上部分国家又陆续发现临界温度100K以上的高温超导材料。
高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类:
大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。
大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。
请根据上述材料回答下列问题:
（1）许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为_____温度。
（2）超导体_____（选填“适合”或“不适合”）用来制作电饭锅的发热装置。
（3）如图所示，在甲、乙两图中能表示“迈斯纳效应”的是_____图。
（4）高温超导材料的超导电性可以应用于_____。
【答案】临界不适合乙大电流应用：
超导发电、输电和储能
【解析】
【详解】
（1）许多金属和合金，当温度下降到某一值时，其电阻完全消失。
这一温度称为临界温度。
（2）超导体没有电阻。
根据焦耳定律，导体没有电阻，通电时就不会发热，所以超导体不适合用来制作电饭锅的发热装置。
（3）文中提到：
“如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为‘迈斯纳效应’。
”故能表示“迈斯纳效应”的是乙图。
3．（5）如图乙所示，
为光敏电阻与
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4cm2，豆浆机工作时，
额定电压
220V
电机功率
100W
加热功率
1100W
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=
=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=8.8×104J，
不计热量损失，水吸收的热量：
Q吸=W=8.8×104J，由Q吸=cmΔt可得，豆浆升高的温度：
Δt=
=22℃；
豆浆飘出阵阵香味说明分子在不停地做无规则运动；
4．由于每个小球的负电荷离中心电极距离近、正电荷离中心电极距离远，所以中心电极对负电荷的吸引力大于对正电荷的排斥力，因此，金属小球就会向中心电极滚动。
由于中心电极与金属小球都带有正电荷，小球与中心电极相互排斥，即小球受到中心电极排斥力作用。
当金属小球与接地的金属板碰撞时，正电荷被中和，此时金属小球不带电。
（2019·常熟市第一中学中考模拟）如图所示的电路中，电源电压为8V，R2是阻值为20Ω的定值电阻，R1为压敏电阻。
当开关S闭合后，问：
（1）当压敏电阻R1受到的压力从0增加到3N的过程中，电流表示数的变化是_____（填“增大”、“减少”或“不变”）？
（2）当电流表示数为0.6A时，压敏电阻受到的压力为多少_____？
（3）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为多少_______？
【答案】增大2N1920J
【解析】
【详解】
（1）由甲图可知，R1与R2并联，电流表测干路总电路。
由乙图可知，当R1受到的压力从0N增加到3N的过程中，R1的阻值在减小，则通过R1的电流会增大；R2是定值电阻，则通过R2的电流不变。
所以干路电流等于两支路电流之和也在增大，即电流表示数增大。
（2）通过R2的电流为I2=
=
=0.4A，当电流表示数为I=0.6A时，通过R1的电流为I1=I-I2=0.6A-0.4A=0.2A，此时压敏电阻的阻值为R1=
=
=40Ω，对照乙图可知，此时压敏电阻R1受到的压力为2N。
5．（4）A与滑动变阻器串联，因为滑动变阻器功率和A灯功率相等，且电流相等，根据P=UI得到灯A与滑动变阻器两端电压也相等，UA′=UR=
×6V=3V，由图象得到此时电路中电流为0.7A，所以此时滑动变阻器功率为：
PR=URI=3V×0.7A=2.1W。
（2019·江苏中考模拟）如图1是美的电器生产的一款饮水机，其加热水箱部分工作原理电路图可简化成如下图2所示，其中S是一个自动温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热；达到设定温度时，S自动切换到另一处于保温状态．请回答下列问题：
（1）A、B是两种不同颜色的指示灯．如果用红色表示正在对水加热，绿色表示保温，则电路图中可标明________为红色指示灯．
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大_____？
电阻R2的阻值是多大_____？
（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）．
（3）饮水机正常工作时，加热管放出的热量90％被水吸收，将加热水箱中的水从初温20℃加热到92℃，试计算出需要多少加热时间_______？
（c水=4.2×103J/（kg•℃））
【答案】A4A825Ω420s
【解析】
【详解】
（1）当S接左面时电路中只有电阻R1，总电阻最小，电流路中电流最大，发热管功率就会最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯，B为绿色；
（2）加热时加热管的电功率P1=880W，电阻
，保温时，电功率P2=55W，根据公式
可知，在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流
；保温状态下，电路的总电阻
，R2=R−R1=880Ω−55Ω=825Ω；
6．每m2面积最大撞击力：
F=
=4×105N
5×105N.因此不符合要求。
（2019·天津中考模拟）小明同学自行设计了一个电子秤，其原理如图所示，他试图用电压表（图中没有画出）的示数来反映物体质量的大小。
电源的电压恒定为U，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器的总电阻为R，总长度为L，滑动触头安放在托盘下方的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起滑动，已知对托盘每施加1N的压力时，弹簧的长度就会缩短a。
当托盘中不放物体时，滑动触头指在R的最上端，此时电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，电压表就指示出相应的示数。
（1）请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表；
（2）若在托盘上放一质量为m的物体，则滑动触头向下移动多大的距离？
（3）求出电压表的示数U表与待测物体质量m之间的关系式（用已知量的符号表示）。
【答案】
（1）
（2）mga
（3）
【解析】
【详解】
（1）电压表在使用时必须并联到被测元件上，且滑动触头指在最上端时，电压表的示数为零；所以符合要求的电压表位置如图：
（2）物体所受的重力为G＝mg，
物体放在托盘上，对托盘的压力F＝G＝mg，
由对托盘每施加1N的压力，弹簧的长度就会缩短a，可知弹簧的弹力与伸长量成正比。
所以滑动触头向下移动的距离△L＝mga。
（3）由题意可知，电路中的电流为：
当在托盘中放质量为m的物体时，与电压表并联部分的电阻为：
7．（4）当油箱中的汽油还有5升时，滑片P刚好在R的中点，油量表的示数为0.1A，此时报警电路开始自动报警，若要报警时的油量比5升多一些，由V＝60﹣0.5R可知，此时滑动变阻器接入电路中的电阻较小，小于
R，电路中电流较大，即大于0.1A；要使电路中的电流减小到0.1A（即达到该电流值时报警），由I＝
可知，应增大R0的阻值或减小电源的电压，即方法一：
换R0，增大R0的阻值；方法二：
换电源，减小电源电压。
（2019·扬州中学教育集团树人学校中考模拟）阅读短文，回答问题
主动式空气净化器
图甲为某型号空气净化器，在不同档位工作时的参数如下表所示．洁净空气量是指1h净化空气的体积；能效比是空气净化器洁净空气量与输入功率之比，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比．
工作档位
待机
1档
2档
3档
4档
5档
6档
功率（W）
0.9
23
45
75
103
121
148
净化空气量（m3/h）
-
120
240
360
500
610
760
噪音（dB）/声强级
-
23
32
39
47
49
55
（1）颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为____．
（2）该净化器接在家庭电路中，在5档正常工作时的电流为____A，如果室内面积为50m2，房间的高度为2.5m，请你计算该空气净化器工作档位为4档时，理论上1h可以净化房间内空气____次．
（3）单独使用该净化器20min，规格为2400imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁36次，则该空气净化器在____档位工作，此时该空气净化器的能效比为____m3/（h•W）．
（4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻
，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线．现用此电路检测该型号净化器的净化效率：
净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是____μg/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为____%．
【答案】带电体具有吸引轻小物体的性质0.2425.32.095
【解析】
【详解】
（1）[1]颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网时受到强烈的吸引力，这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质；
（2）[2]由表格数据可知，净化器接在家庭电路中，在2挡时的功率
，由
得，在2挡正常工作时的电流：
[3]该空气净化器工作档位为4档时，净化空气量为500m3/h，即每小时净化空气500m3，该房间内空气的体积：
则理论上1h可以净化房间内空气的次数：
即理论上1h可以净化房间内空气的次数是4次；
（3）[4]电能表指示灯闪烁36次，净化器消耗的电能：
工作时间：
则净化器消耗的电功率：
查表可知，功率为45W时，该空气净化器在2档位工作。
[5]由净化器能效比的定义可得，此时该空气净化器的能效比：
（4）[6]由电路图可知，
、R串联，检测电路中电流表的示数为：
由
得，电路的总电阻：
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值：
由图丙可知，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度是：
[7]当检测电路的电流变为：
此时电路总电阻：
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值：
由图丙可知，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度是：
由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比；则该空气净化器的实际净化效率：
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、344Ω1300W
【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
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=
=
=44Ω；
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