全国各地中考物理试题汇编电学综合及答案.docx

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全国各地中考物理试题汇编电学综合及答案

2020年全国各地中考物理试题汇编电学综合及答案

一、电磁学综合题

1．（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，

2．（4）高温超导材料具有零电阻特性，即超导电性，可以应用于大电流应用：

超导发电、输电和储能。

（2019·山东中考模拟）问题解决——油量报警装置：

小雨想要利用电磁继电器制作一个油量自动报警装置。

要求：

油箱内油量充足时绿灯亮、红灯灭，显示正常；储油过少时绿灯灭、红灯亮，报警提醒油量过少。

请利用下图器材，再添加一个电源，将电路设计填画完整。

（________）

并简述此装置的工作过程____。

（提示：

电磁继电器所用弹簧拉力较大，电磁铁磁性必须大到一定程度才能把衔铁吸引下来，否则弹会把衔铁抬起来。

）

【答案】

详见解析

【解析】

【详解】

用导线将电源、变阻器、定值电阻R0和电磁铁顺次连接起来；使电磁继电器的静触点与电源相连，动触点A和B分别与红灯和绿灯的一个接线柱相连，红灯和绿灯另外一个接线柱分别与电源相连。

如图所示：

3．（3）水吸收的热量为Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×106J。

电能表转盘转3000r饮水器消耗的电能为W＝

＝1.2kW•h＝1.2×3.6×106J＝4.32×106J。

则饮水器的热效率为η＝

＝

=77.8%。

（2019·湖南中考模拟）在2018年

“无人机系统与电视传媒应用峰会”上，中国航空工业发展研究中心副总工程师吴强发表了以“新闻报道中无人机的使用和趋势”的演讲，从应用和技术两个角度详细阐述了无人机的使用情况和发展趋势。

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。

地面或母机遥控站人员通过雷达等设备对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。

可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。

回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。

与载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，备受世界各国军队的青睐。

它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道，成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色，对未来的军事斗争造成较为深远的影响。

有专家预言：

“未来的空战，将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。

”但是，由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物，实战经验少，各项技术不够完善，使其作战应用还只局限于高空电子照相侦察等有限技术，并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。

根据实战的检验和未来作战的需要，无人驾驶飞机将在更多方面得到更快的发展。

（1）无人机螺旋桨一旋转，便能上升，其工作原理是：

_______；使它上升的力的施力物体是___。

（2）无人机照相时，拍到大海的局部调整为拍全景，应_______（选填“增大”或“减小”）物距。

（3）根据文中的介绍，请提出一个与物理知识相关的问题，并作出正确的回答。

提问：

______？

回答：

__________。

【答案】无人机螺旋桨在旋转的同时受到空气给它的反作用力空气增大无人机在加速升空的过程中，机械能如何变化无人机在加速升空过程中质量不变，速度增大，高度增加，机械能增大

【解析】

【详解】

（1）无人机螺旋桨一旋转，便能上升，是因为物体间力的作用是相互的，无人机螺旋桨在旋转的同时受到空气给它的反作用力；因此，使它上升的力的施力物体是空气。

（2）无人机照相时，拍到大海的局部调整为拍全景，说明像变小了，由凸透镜成像规律可知，应增大物距，这样像距变小，像变小，才能拍到全景。

（3）文中涉及的物理知识相关的问题有：

无人机在加速升空的过程中，机械能如何变化？

答：

无人机在加速升空过程中质量不变，速度增大，高度增加，机械能增大。

4．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；

5．

（2）如图乙所示，通电长方体金属导体在磁场中发生霍尔效应时，由于C、D表面带有不同种电荷，因此在C、D的表面之间就形成一定电压，导体C、D两表面间的电压一定不为零；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，霍尔效应越显著，保持通过导体的电流大小与方向及磁场的方向均不变，C、D两表面间的电压越大，说明此时磁场越强。

（2019·河南中考模拟）某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示。

电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2＝30Ω，L是标有“220V160W”的照明灯泡。

白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时R1与R2的电功率之比为1：

3；晚上温度较低的时候，需同时开启加热和照明功能，此时灯泡正常发光，此状态下系统需连续工作12h、请解答下列问题

（1）白天该系统应断开关_____（选填“S1”、“S2”或“S1和S2“），开启保温功能。

（2）R1的阻值是多大_____？

（3）晚上同时开启加热和照明功能时，电路的总功率是多大______？

（4）该系统每天消耗的电能是多少kW•h_______？

【答案】S1和S210Ω5000W72.1kW•h

【解析】

【详解】

（1）由题意可知，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能，此时灯泡不发光，总功率最小，由P＝

可知，电路的总电阻应最大，即R1与R2应串联，所以，由图可知开关S1、S2都应断开；

（2）当开关S1、S2都断开时，系统处于保温状态，此时R1与R2串联，由于串联电路中电流处处相等，则根据P＝I2R可得R1与R2的电功率之比：

＝

＝

＝

；所以，R1＝

R2＝

×30Ω＝10Ω；

（3）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，灯泡正常发光，所以，电路的总功率：

P＝PL+PR1＝PL+

＝160W+

＝5000W＝5kW；

6．（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R1=100Ω，此时控制电路的电流I=30mA=0.03A，I=

，0.03A=

，R0=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

额定电压/V

6

额定功率/W

42

电池容量/mAh

1500

工作噪音/dB

<50

遥控距离/m

200

整机质量/g

500

充电时间/min

200

电机转化效率/％

90

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

风叶转速/（

）

1

1.2

1.4

升力/N

4

动率/（

）

1

（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

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

时，无人机的动率为________

。

上述转速下，若风叶的转圈时扫过的面积为

，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__________%。

（

）

（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，

为光敏电阻，

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5.767

5.665.5271.8%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

，代入上式可知k=4，F升=4r转2①，所以当风叶转速为

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

；充满电后电量为1500mAh=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

，耗时能够提供无人机工作的机械能为（电机转化率为90%）：

。

（4）根据F升=4r转2，由表二数据可知，当转速为

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

;上述转速下，若风叶的转圈时扫过的面积为

，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

，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．（4）电热管与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，因为导线的电阻远小于电热管的电阻，由焦耳定律Q=I2Rt可知导线上产生的热量少；由题可知，加热与打浆的时间之比为3：

1，设打浆时间为t打浆=t，则加热时间为t加热=3t，总的工作时间为t总=4t，豆浆机正常打好一次豆浆的消耗的总电能为0.17kW•h，0.17kW•h=P加热t加热+P打浆t打浆=1.1kW×3t+0.1kW×t，解得：

t＝0.05h，则打好一次豆浆需要的时间：

t总=4t=4×0.05h=0.2h。

（2019·陕西中考模拟）如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙所示，S1为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管（阻值不变）.消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W.求：

（1）消毒柜使用三角插头，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与_________________相连.

（2）石英加热管R的阻值多大？

关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能多大_____？

（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间______？

[c钢=0.46×103J/（kg•℃]

【答案】地线44Ω；9.0×104J1840s

【解析】

【详解】

（1）消毒柜属于金属外壳用电器，使用三角插头，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与地线相连，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止触电事故的发生；

（2）因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以，石英加热管R的功率：

PR=P总-P发生器=1250W-150W=1100W，石英加热管R的阻值R=

=44Ω；

臭氧发生器工作10min所消耗的电能W1=P发生器t1=150W×10×60s=9.0×104J；

8．（2019·广东中考模拟）无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点。

下表是某小型无人机的部分参数：

参数名称

最大飞行半径/km

最大巡航速度km/h

电池电压/V

电池容量/mAh

电动机额定功率/W

拍摄速度/帧/秒

数据

5

50

24

2500

20

11000

（电池容量＝放电电流×放电时间，例如，1mAh是指以1mA的电流能连续工作lh。

帧/秒是指每秒拍摄的画面数）。

（1）人们是利用遥控器通过_____传输信息操控无人机的，其有效操控距离至少为_____km。

（2）小轿车在高速公路上限速120km/h。

如图甲所示，交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。

一辆小轿车在通行0.5m的过程中，高速摄像机拍摄帧数为110帧，据此判断小轿车是否超速？

_____（是/否）。

（3）如图乙，是无人机竖直向上运动的v﹣t图象，由图象可知，在0～5s内，无人机受到的升力_____（＞/＝/＜）重力。

（4）电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备，当它正常工作时，12s内消耗的电能是_____J．已知电动机消耗的功率是电源总功率的50%，则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过_____h。

（5）为增大小型无人机的巡航时间，请从研制方面，提出一条合理化建议：

_____。

【答案】电磁波5是＞2401.5减轻无人机的质量

【解析】

【详解】

（1）人们是利用遥控器通过电磁波传输信息来操控无人机的；由图表中数据可知，最大飞行半径为5km，故有效操控距离至少为5km；

（2）高速摄像机拍摄1帧画面需要的时间

高速摄像机拍摄帧数为110帧所需的时间：

t＝110×

＝0.01s，

小轿车的速度：

小轿车已经超速。

（3）分析图乙可知，由图象可知，在0～5s内，无人机做加速运动，则无人机处于非平衡状态，升力大于重力；

（4）无人机飞行状态正常工作时，12s内消耗的电能：

W＝Pt＝20W×12s＝240J；

无人机电源的总能量：

W总＝UIt＝24V×2.5A×1×3600s＝216000J；

电动机消耗的能量是电源总能量的50%：

W′＝50%W总＝50%×216000J＝108000J，

由

可得，无人机在空中以额定功率飞行的时间：