杭州1中考物理电学综合计算题.docx
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杭州1中考物理电学综合计算题
杭州1中考物理电学综合计算题
一、电磁学综合题
1．（5）由P损=I2R知，P损和I、R有关，为保证用户的电器正常工作，I不能改变，只能减小R，两地输电线的电阻R和输电线的长度、粗细、材料有关，因两地的距离不变，只有通过改变输电线的材料，即用电阻率更小的导体材料，或者换用较粗导线来减小R达到减小输电线的损失。
（2019·江苏省锡山高级中学实验学校中考模拟）药壶主要用于煎煮药草，炖煮补品、汤料、咖啡等，其有不同档位设置，适合炖煮煎药文武火之需。
如图为一款陶瓷电煎药壶，其工作电路简化为如图所示，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程，已知正常工作时，电源电压为220V，高火加热功率为500W，文火萃取功率为100W，若壶中药液的总质量为1kg，且在额定电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图所示。
（1）观察图像中高火加热过程可知：
电煎药壶在后半段时间的加热效率比前半段的加热效率____________。
上述高火加热过程中，1kg药液所吸收的热量是多少_______？
（
）
（2）分析电路可知：
当
接2，同时
断开时，电路处于文火萃取阶段，则电煎药壶在保温状态时
应接____________，同时
____________（填“闭合”或“断开”），此时电煎药壶的额定保温功率是多少瓦_________？
【答案】高3.36
J1断开80W
【解析】
【详解】
（1）在高火加热的前、后半段时间内，功率不变、时间相同，由W=Pt可知消耗的电能相同；由图3可知前半段药液温度升高的温度值小、后半段温度升高的温度值大，而药液的质量不变、比热容不变，由Q=cm
可知前半段药液吸收的热量少，由
可知，后前半段的加热效率比前半段的加热效率高；
1kg药液所吸收的热量：
Q=c药液m
4.2
J/（kg
）
1kg
（98
）=3.36
J.
当接1，同时断开时，电路中、串联，电路中电阻最大，由可知此时电功率较小，处于小功率保温状态；
（2）当
接1，同时
断开时，电路中R1、R2串联，电路中电阻最大，由P=
可知此时电功率较小，处于小功率保温状态；
2．（3）根据
（1）知当人体身高越高时，R2接入电路中的电阻越大，电路中的总电阻越大，根据P＝
知电路的总功率越小，测量仪消耗电能越慢。
（2019·江苏中考模拟）如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人。
机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。
当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。
表一为某扫地机器人的部分参数。
电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。
额定工作电压
12V
额定功率
30W
电池容量
2500mAh
工作噪音
＜50dB
净重
4kg
最大集尘量
1kg
表一：
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二。
真空度指主机内部气压与外界的气压差。
风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。
吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。
表二：
真空度（Pa）
400
450
500
550
600
风量（m3/s）
0.025
0.02
0.017
0.015
0.013
吸入功率（W）
10
9
8.5
7.8
（1）机器人工作时，主机内部的气压_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力。
若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离为_____cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（2）该机器人正常工作时的电流为_____A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为_____min。
（3）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为_____%；上述风量下，10min内通过吸尘电机排出的空气质量为_____kg．（取ρ空气＝1.3kg/m3）
（4）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。
图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路，两端总电压U0恒定（U0＜12V），RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻。
当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为4.5V和2.25V，则R0＝_____Ω。
（5）若机器人1秒钟消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。
已知集尘盒空置时，机器人匀速运动时受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人运动的速度为多少？
（写出必要计算步骤）（____）
【答案】小于172.5483311.76达到最大集尘量时机器人运动的速度为0.6m/s。
【解析】
【详解】
（1）由流体压强与流速的关系：
流速越大的位置压强越小可知，
机器人在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒，
故主机内部的气压小于大气压而产生吸力；
由v＝
得，
超声波从发射到收到回波所通过的总路程：
s总＝vt＝340m/s×0.001s＝0.34m，
则其发射超声波时与障碍物间的距离：
s＝
=
＝0.17m＝17cm，
（2）由P＝UI得，机器人正常工作时的电流：
I＝
＝
＝2.5A，
充满电后的电池容量Q1＝2500mAh，下一次自动充电前的电池容量：
Q2＝ηQ1＝20%×2500mAh＝500mAh，
消耗的电池容量：
Q＝Q1﹣Q2＝2500mAh﹣500mAh＝2000mAh，
正常工作时的电流：
I＝2.5A＝2500mA，
由I＝
得，连续正常工作的最长时间：
t＝
＝
＝0.8h＝48min；
（3）由表格中数据可知，吸入功率等于真空度与风量的乘积，
当风量为0.015m3/s时，吸尘电机吸入功率：
P吸入＝550Pa×0.015m3/s＝8.25W，
电动机的效率：
η电机＝
×100%＝
×100%＝33%，
当风量为0.015m3/s时，t＝10min＝600s，
通过吸尘电机提出的空气体积：
V＝0.015m3/s×600s＝9m3，
由ρ＝
得，通过吸尘电机提出的空气质量：
m＝ρ空气V＝1.3kg/m3×9m3＝11.7kg；
（4）由电路图可知，光敏电阻RG和定值电阻R0串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，
当光敏电阻RG1＝6Ω时，电压表的示数U1＝4.5V，光敏电阻两端的电压U＝U0﹣U1，
此时电路中的电流：
I1＝
=
，即
=
…①
当光敏电阻RG2＝18Ω时，电压表的示数U1＝3V，光敏电阻两端的电压U′＝U0﹣U2，
此时电路中的电流：
I2＝
=
，即
=
…②
联立①②可解得：
U0＝9V，R0＝6Ω，
（5）吸尘器压力等于其重力。
由题，摩擦力与压力成正比。
=
=
，
达到最大最大集尘量时的摩擦力f2为：
=
，
解得：
f2＝20N，
消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。
所以40%P＝Fv＝f2v，
3．再如：
无线电遥控设备是通过什么来传递信息的？
答：
无线电遥控设备是通过电磁波来传递信息的。
（2019·江苏中考模拟）请阅读《手机里的“指南针”》回答文后问题。
手机里的“指南针”智能手机里面“指南针”可以像真实小磁针一样指示方向（如图1所示），但手机中并不存在真实的小磁针，发挥小磁针作用的是一个能对磁场做出反应的电子罗盘。
有一种电子罗盘是利用“霍尔效应”制成的“磁传感器”。
如图2所示，通电长方体金属导体在磁场B中时，会受到磁场力的作用，而金属导体中的电流是由自由电子定向移动形成的，因此其微观本质上是电子受到了磁场力的作用，于是这些电子就在磁场力的作用下运动到导体的后表面D，从而使后表面D带上负电荷：
而前表面C因缺少了电子，带上了正电荷。
由于C、D表面带有不同种电荷，因此在C、D两表面之间就形成一定的电压，这就是霍尔效应。
通过实验可知，电流越大、磁场越强，C、D两表面间的电压就越大，即霍尔效应越显著。
在电流和磁场一定时，“霍尔效应”的显著程度还与导体在磁场中的方位有关，导体中电流I的走向与磁场方向的夹角越接近垂直，霍尔效应越显著。
手机中的电子罗盘（磁传感器）正是利用这一物理原理制成的。
手机都有GPS定位功能，还有必要装电子罗盘吗？
很有必要!
因为在森林里或者大厦林立的地方，手机很有可能接收不到GPS信号，而有了电子罗盘就可以保障你不会迷失方向，毕竟地球磁场是无处不在的。
手机外部强磁体会不会影响手机内部电子罗盘的功能呢？
答案是肯定的。
靠近手机的强磁体会影响手机中的电子罗盘的正常工作。
更糟糕的是，如果把强磁体紧靠手机放置，手机内部的铁质元器件会被磁化，成为磁体，给校正电子罗盘带来困难。
有些用户可能会认为这无所谓，因为自己不常使用电子罗盘，但这并不意味着手机中其他功能的应用不依赖电子罗盘。
例如有些地图软件就是利用电子罗盘来判断手机朝向的。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）智能手机里的“指南针”能够指示南北，主要是靠_____（选填选项前的字母）。
A．手机里安装的普通小磁针受地磁场的作用
B．GPS系统给手机发送指示方向的信号
C．手机中的电子罗盘
（2）如图2所示，通电长方体金属导体在磁场中发生霍尔效应时，导体C、D两表面间的电压一定_____（选填“为零”或“不为零”）。
如果保持通过导体的电流大小与方向及磁场的方向均不变，那么C、D两表面的电压越大，则表明此时磁场越_____（选填“强”或“弱”）。
【答案】C不为零强
【解析】
【详解】
（1）智能手机里的“指南针”可以像普通小磁针一样指示方向，发挥普通小磁针作用的是一个能对磁场做出反应的电子罗盘，智能手机里的“指南针”能够指示南北，主要是靠手机中的电子罗盘，故选C；
4．（4）当开关都S1、S2都断开时，系统处于保温状态，此时R1与R2串联，系统连续工作10h，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，白天系统消耗的电能：
W白＝
t＝
×10×3600s＝4.356×107J＝12.1kW•h；晚上温度较低的时候，S1、S2均闭合，开启加热和照明功能，此时L与R1并联，晚上系统消耗的电能：
W晚＝Pt′＝5kW×12h＝60kW•h，该系统每天消耗的电能：
W总＝W白+W晚＝12.1kW•h+60kW•h＝72.1kW•h。
（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题
伟大的发明---单靠重力工作的电灯
英国伦敦设计师马丁•瑞德福和吉姆•里弗斯发明了一款实用的“重力灯”。
它靠重力发电。
在灯身上挂着一个重物，重物下落时，它会拉动灯中心的一根绳子，从而启动一台发电机。
发电机把下落重物产生的能量为灯供电。
这和手描式发电装置的原理一样现在，重力灯迎来了第二代﹣“重力LED灯GL02”，其亮度相当于一个12瓦的日光灯（如图1），使用寿命可以达到200年。
“重力LED灯G02”挂大约2米高，通过拉几下珠绳把重物吊起，松开后，重物因重力的关系会慢慢下降（每秒大约2mm，如图2）。
以一系列的齿轮带保超重的物体安全地着陆地面。
当沙包落到地面时，只要将沙包再提高至原来位置，又可以继续发电。
这样就能拥有绿色、不用电池、无污染、使用“零成本、源源不断的光能。
重力LED灯的照明时间取决于安装的高度，正常情况下，安置于18米的高度，可以维持约20分钟的照明，当然你安装高度的越高。
维持时间越长。
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，它的工作原理是_____现象。
（2）重力灯的内部结构如图3所示，使用了滑轮系统，通过向下拉珠绳把重物吊起。
重力灯利用滑轮系统的目的是_____。
（3）如果某一次使用重力灯，将质量为20kg的重物吊起到1.8m的高度释放，重物以2mm/s速度匀速竖直下降，整个过程中可使10只并联的标有“3V、10mA”LED灯正常发光。
则整个过程中重物的重力做功_____J（g=10Nkg）；重力灯的能量转化效率为_____。
（4）重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具，使用“零”成本。
但它也有不足之处，请说出使用重力灯的一点不足：
_____。
【答案】电磁感应省力且改变拉力的方向36075%悬挂的高度有一定的局限性。
【解析】
【详解】
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路中的一部分导体切割磁感线时，电路会产生感应电流；
（2）由图可知，该滑轮系统是有一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，既可以省力，又可以改变拉力的方向；
（3）重力所做的功：
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×1.8m=360J；
下落时间：
t=
=900s；
10只“3V、10mA”LED灯消耗的电能：
W电=10×UIt=10×3V×0.01A×900s=270J；
重力灯的能量转化效率：
η=
×100%＝75%；
5．（5）电动汽车和与以燃烧汽油为动力的汽车相比，不使用化石燃料，节省了石油能源，清洁无污染,电动机噪音比汽油机小。
（2019·云南中考模拟）小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体，OBA是可绕O点转动的杠杆，R1是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R0为定值电阻，V为显示重力大小的仪表（实质是一个量程为0﹣3V的电压表）．已知OB：
OA＝1：
2，R0＝100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
电阻R1/Ω
300
250
200
150
100
50
0
（1）托盘上没放物体时，压力传感器R1的电阻值是_____Ω。
（2）当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图所示，则此时压力传感器R1上的电压是多少_____？
（3）第
（2）题中被测物体的重力是多少_____？
【答案】3001V500N
【解析】
【详解】
（1）由表格可知，当压力为0时，压力传感器的电阻为300；
（2）电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，则示数U0＝2V；由串联电路的电压规律可得压力传感器R1上的电压：
U1＝U﹣U0＝3V﹣2V＝1V；
（3）由串联电路电流的特点可得通过电路的电流I1=I0=
=0.02A；
6．②浮体A受力平衡，即水对C的压力、A和C总重力以及浮力平衡，所以有：
F压+G=F浮，则F压=F浮-G=0.55N-0.15N=0.4N，所以阀门C受到水的压强：
p=
=4×103Pa，水的深度：
h=
=0.4m。
（2019·甘肃中考模拟）两只灯泡，A灯“6V6W”、B灯“6V3W”，A和B中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示．
（1）若灯泡A．B两灯泡串联在同一个电路中（两灯泡都不会被烧坏）,则______灯泡发光较亮.（选填“甲”或“乙”）
（2）将A、B两灯泡并联接在6V电源两端，求1min内电路消耗的电能__________；
（3）将A、B两灯泡串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求此时A灯电阻______
（4）将A灯泡与一个滑动变阻器（50Ω2A）串联接在6V电源两端，如图乙所示．调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率和A灯泡功率相等时，求滑动变阻器的功率________．
【答案】B540J4Ω2.1W
【解析】
【详解】
（1）A、B两灯的电阻RA=
=6Ω，RB=
=12Ω，如果两灯是串联在同一电路上，通过的电流是相同的，RA＜RB，根据P=I2R可知，PA实＜PB实，B灯泡实际功率大，亮度较大；
（2）将A、B并联接在6V电源两端时，因为并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，所以两灯泡的总功率：
P=PA1+PB1=6W+3W=9W，1min内电路消耗的电能：
W=Pt=9W×60s=540J；
（3）通过两个灯泡的额定电流IA=
=1A，IB=
=0.5A，将A、B两灯串联接在某电源两端，串联电路中各处的电流相等，由于IA＞IB，B灯恰好正常发光，电路中的电流IA1=IB=0.5A，由图甲可知，A灯泡两端的电压UA1=2V，A灯泡的电阻RA1=
=4Ω；
7．（3）由于潜水艇时封闭的环境，看不到外部的光线，不能根据外部的亮度来判定白天和黑夜，而潜艇用的钟表是24小时的刻度，能方便判断白天和黑夜。
（2019·江苏南京一中中考模拟）某兴趣小组在阅读了半导体材料相关信息后，设计了如图甲所示的电路，现想将电流表（选用0-0.6A的量程）改为温度表盘，其中R2为多种半导体材料混合制成的电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示。
现将R2置于25℃的某温箱中，电流表示数恰为0.2A；若设计的此电路所能测量的最高温为75℃。
（1）求出该兴趣小组选用的电源电压大小和定值电阻R1的阻值_____________.
（2）当R2的温度为28℃时，电阻R2的电功率为多少______________。
（3）写出通过R2的电流I2与其两端电压U2变化关系的函数表达式：
____________
（4）改装成的温度表盘的刻度_______（选填“均匀”或“不均匀”）
（5）若在R1两端并联一个电压表，随着温箱温度的改变，电流表与电压表的示数________（选填“成”或“不成”）正比。
【答案】4.5V5Ω0.9WI2=
不均匀成
【解析】
【详解】
（1）如图甲所示,R1和R2串联，电流表测电路中的电流，由图乙知，25℃时：
R2的阻值为17.5Ω，此时，电路中的电流为0.2A，环境温度越高，R2阻值越小，电路电流越小，据题意此电路所能测量的最高温为75℃，由图乙知，75℃时：
R2的阻值为2.5Ω，电流表选用0-0.6A的量程，即当R2=2.5Ω时，电路中的电流为0.6A，
根据欧姆定律，电源电压等于：
U=I（R1
R2）=0.2A×（R1+17.5Ω）=0.6A（R1
2.5Ω），解得：
R1=5Ω,
电源电压U=0.2A×（5Ω+17.5Ω）=4.5V;
（2）当温度为28℃时,R′2=10Ω,电路中电流为I′=
=
=0.3A，
电阻R2的电功率为：
P2=（I′）2R2=（0.3A）2×10Ω=0.9W。
（3）根据串联电路的电流规律和欧姆定律，通过R2的电流I2=I1=
=
=
：
（4）由题知，当电流表示数为0.2A，对应的温度为25℃，当电流表示数为0.3A，对应的温度为28℃，当电流表示数为0.6A，对应的温度为75℃，因此改装成的温度表盘的刻度不均匀；
8．指示灯交替工作10min整个电路消耗的电能：
W=（W1+W2）×
=（1.2J+3J）×400=1680J.（2019·江苏中考模拟）有一种测量体重的电子秤，原理如图所示，其中有踏板、压力杠杆ABO、压力传感器R（电阻值与所受压力的关系如下表所示）、显示体重大小的仪表A（实质是小量程电流表）。
若AO：
BO＝4：
1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa。
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V。
（1）踏板空载时，电流表示数是_____A；
（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10﹣4m2，该秤的最大称量值是_____N。
（3）人的体重G＝720N时，电流表的示数为_____A。
【答案】0.01616000.025
【解析】
【详解】
（1）由图知道，该电路为压力传感器R的简单电路，已知压力传感器两端的电压恒为4.8V，
踏板空载时，压力传感器的电阻为300欧，则此时电流表的读数：
I＝
＝0.016A；
（2）由p＝
知道，压力传感器R表面能承受的最大压力是：
F＝pS＝2×106Pa×2×10﹣4m2＝400N，
由杠杆平衡条件知道，F×AO＝G×BO，
所以，该秤的最大称量值是：
G最大＝F×
＝400N×
＝1600N；
（3）由于人的体重是：
G＝720N时，
由杠杆平衡条件知道，此时压力传感器受到的压力是：
F′＝
＝720N×
＝180N，
由表格数据知道，压力每增加50N，电阻减小30Ω，即
N/Ω，
所以，传感器受到的压力为180N时，其电阻是：
R′＝300Ω﹣
＝192Ω，
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