中考物理电学综合计算题汇总及答案解析.docx
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中考物理电学综合计算题汇总及答案解析
中考物理电学综合计算题汇总及答案解析
一、电磁学综合题
1．
（2）已知电流表a测量L1的电流，则通过灯L1的电流I1=0.3A，并联电路的干路电流等于各支路电流之和。
则L2的电流I2=I−I1=1.2A−0.3A=0.9A。
（2019·江苏南通田家炳中学中考模拟）阅读短文，回答问题
2018年5月21日，在嫦娥四号升空前，中继星“鹊桥”号成功发射，为即将发射的嫦娥四号的着陆器和月球车提供地月中继通信支持．（如图甲）
2018年12月8日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了中国月球探测的新旅程．
2018年12月12日，嫦娥四号探测器到达月球附近，成功实施近月制动，被月球捕获，进入了环月轨道．
2018年12月30日，嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入预定的着陆准备轨道．
2019年1月3日，嫦娥四号探测器在月球背面实现人类首次软着陆．
2019年1月11日，嫦娥四号携带的玉兔二号月球车离开探测器，踏上月球土壤．
（1）已知月球上无大气、无磁场、弱重力。
爱动脑筋的小强对这次的嫦娥四号探月提出了以下有关设想，你认为合理的是_____．
A．探测器在月球表面着陆时因摩擦生热，所以必须有隔热材料保护，否则可能烧毁
B．月球土壤非常松软，所以月球车的车轮应比较宽
C．因为月球上引力比地球上要小，玉兔号登月后质量会减小
D．在卫星定位导航失效的情况下，可以采用指南针来给玉兔辨别方向
（2）如图丙所示，由A到B是探测器在地月转移阶段完成近月制动的过程，探测器在飞行过程中通过喷气发动机进行制动减速，此时发动机应向_____喷气．（选填“前”或“后”）
（3）①探测器在与地球控制室互传信息是利用______．（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）
②在“嫦娥4号”之前要先发射“鹊桥”中继星的原因是_____．
A．月球背面光线太暗B．月球背面距离地球太远
C．月背着陆，通讯不便D．为“嫦娥4号”提供能源
（4）由于月球上的一天约相当于地球上的28天，其中约14天会被太阳连续暴晒；接下来的约14天又是连续月夜．如果地球上正发生日食，我们的玉兔号正在经历____．（选填字母A或者B）（A烈日暴晒、B寒冷月夜）
（5）月球车采用电动机驱动，若电动机线圈电阻是0.5Ω，电动机两端电压是110V，当电动机正常工作时，通过线圈的电流是10A，5min内电动机所做的机械功是______J.
【答案】B前电磁波CA315000
【解析】
【详解】
（1）A．月球上无空气，因此在月球表面着陆时不会因摩擦而生热，当然也就不必有隔热材料保护，故A错误；
B．月球土壤非常松软，月球车的车轮应比较宽，这样在压力一定的情况下，会减小压强，故B正确；
C．质量不会随位置的变化而变化故C错误；
D．因为月球上无磁场，所以不可以采用指南针来给玉兔辨别方向，故D错误；
（2）根据物体间里的作用是相互的可知，探测器在飞行过程中通过喷气发动机进行制动减速，此时发动机应向前喷气．
（3）①探测器在与地球控制室互传信息是利用电磁波来传递信息的。
②读图及材料可知，“嫦娥4号”是世界上首次于月球背面软着陆，为了维持“嫦娥4号”与地球间的正常通讯，发射了中继卫星“鹊桥”。
故选：
C。
（4）发生日食，月球在地球和太阳之间，太阳照射这地球，所以处于A烈日暴晒；
（5）电流做功W＝UIt＝110V×10A×5×60s＝3.3×105J；
线圈发热消耗的能量Q＝I2Rt＝（10A）2×0.5Ω×5×60s＝1.5×104J，
2．电动机的机械功W机＝W−Q＝3.3×105J−1.5×104J＝3.15×105J，（2019·天津中考模拟）如图甲所示，设闭合电路中的电流为I，外部电路的等效电阻为R，电源内部电阻为r（r为定值），电源电动势为E，根据串联电路电压特点有E=IR+Ir。
现有如图乙所示的电路，当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数与电流表读数的变化情况，如图丙中AC、BC两直线所示。
（1）电压表V1、V2的示数与电流表A的示数的变化图线分别为（丙）图中的哪一条?
并加以说明。
（2）请你计算出变阻器的总电阻R1的大小。
小贴士
电源两极间存在电压。
实验表明：
不接用电器时，电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的，物理学中用“电动势”表征电源这一特性，即电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，用符号“E”
表示，实际上由于电源内部有电阻，所以当电路中有电流通过时，电源的内阻也分得一定的电压。
【答案】
（1）详见解析
（2）
【解析】
【分析】
根据题中“小贴士”和电路图可知，本题考查闭合电路的欧姆定律。
当滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻R0的电压增大，路端电压减小，结合图丙进行分析判断，确定两电表对应的图线；结合图像，利用欧姆定律求出R1的值；
【详解】
解：
电压表V1测电路中电阻R0及R1两端总电压（或电源输出电压）。
（1）BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线，AC直线为电压表V2的示数随电流表示数变化的图线。
当滑动变阻器滑片从一端滑到另一端时，电流表示数从I1增大到I4，乙图中电压表V2的示数U0=IR0，可知当电流表A的示数增大时，电压表V2的示数也随着增大：
因为E=I（R0+R1）+Ir，已知电源内阻r和电源电压不变，可知当电流I增大时，Ir增大，则I（R0+R1）减小，即电源输出电压减小，所以BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线。
（2）当滑动变阻器取最大值时，电路中电流最小为I1，电压表V1的示数为U5,则
外部电路的等效电阻为
，
当滑动变阻取最小值时，电路中电流最大，电压表V2的示数为U4，电流表示数为I4，则
，
3．由题知。
R1的电功率：
P1=P加热
P文火=500W
则R1的阻值：
R1=
121
，文火萃取阶段时，只有R2连入电路，功率为100W，即P2=
可得R2
484
，额定保温功率：
P保温
80W。
（2019·吉林长春市实验中学中考模拟）小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，用来测量同学们的身高，如图所示，其中定值电阻R1＝5Ω，电源电压恒为4V，R2的长度为100cm、规格为“15Ω0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.5A。
（1）当被测同学的身高越高时，电压表的示数_____，电流表的示数_____。
（选填“越大”、“越小”或“不变”）
（2）若被测量同学的身高为2m时，滑动变阻器的滑片刚好位于最上端，则此时电压表时示数为_____V；当电压表的示数为1.5V时，被测同学的身高应_____1m（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）若被测量同学的身高越高时，测量仪消耗电能越_____（选填“快”或“慢”）。
【答案】变大变小3大于慢
【解析】
【详解】
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图知，当人体身高增高时，滑片上移，R2接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，电源电压不变，由I＝
可知，电路中的电流变小，由U＝IR可知，R1两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压变大，即电压表的示数变大；
（2）滑片在最上端时，R2连入阻值为它的最大值，由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流，I=
，此时R1两端电压：
U1＝IR1＝0.2A×5Ω＝1V，所以电压表的示数：
UV＝U2＝U﹣U1＝4V﹣1V＝3V；当电压表的示数为1.5V时，R1两端电压：
U1′＝U﹣UV′＝4V﹣1.5V＝2.5V，电路中电流：
I′＝I2′＝I1′＝
，此时R2连入阻值：
R2＝
3Ω，R2连入长度：
L＝
20cm，所以未连入长度为：
100cm﹣20cm＝80cm，当身高为2m时，滑动变阻器的滑片刚好位于最上端，所以此时被测人身高为：
2m﹣0.8m＝1.2m。
即身高应大于1m；
4．（4）因为电解铝的密度小，根据公式ρ=
可知，火炬体积一定时，选用电解铝材质会大大减轻火炬质量。
（2019·广东中考模拟）如图甲是某饮水器的原理图。
饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1（是一个定值电阻）和热敏电阻Rx，只要水面到达如图所示的位置，接触开关S1就会导通。
继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。
（1）若分别把电热丝R1和热敏电阻Rx单独接入某电源电路中，它们的电流随电压的变化曲线是图乙中A、B、C中的两条。
可知R1的阻值是_____Ω，饮水器的正常加热功率是_____W。
（2）为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，热敏电阻Rx应选择图乙中的_____（选填图象中的字母）。
在使用过程中，发现饮水器内的水实际加热到90℃就自动切断了加热电路，为了使水能在加热至沸腾后才能自动切断加热电路，可将滑动变阻R2的滑片向_____调节。
（3）已知该饮水器装有10kg水，在实际使用中发现，当只有饮水器接入电路中时，它将水从20℃加热到100℃的过程中，电能表的转盘转了3000转，则该饮水器加热过程中的热效率是_____（保留小数点后一位）。
（电能表参数“2500revs/kW•h”，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃））
【答案】104840C左77.8%
【解析】
【详解】
（1）因为R1是定值电阻，则通过R1的电流与它两端电压成正比，其I﹣U图象为过原点的倾斜直线，所以图像中B为定值电阻R1的电流随电压的变化曲线；结合欧姆定律，取图像中点（10V，1.0A）可得，R1的阻值为R1＝
＝
＝10Ω，其正常工作时的功率为P＝
＝
＝4840W。
（2）为了使饮水器在水加热至沸腾后能自动切断加热电路，则应使继电器开关S2断开，应减弱电磁铁的磁性，根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知应减小控制电路中的电流，由欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值应变大，即热敏电阻Rx的阻值应随温度升高而变大，图乙中C曲线反映了电阻的阻值随温度升高（两端电压越高，电流越大，产生热量越多，温度就越高）而变大的特性，故选C；若要饮水器内的水加热到90℃还能继续加热，即继电器开关S2仍然是闭合的，需要增强电磁铁的磁性，应增大此时控制电路中的电流，由欧姆定律可知应减小控制电路的总电阻，而温度为90℃时热敏电阻的阻值是一定的，所以应减小滑动变阻器R2的阻值，即R2的滑片向左调节。
5．由图2可知，此时水温为60℃。
（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题：
无链条电动自行车
无链条电动自行车，整体外形时尚，没有了链条，外观变得与普通自行车或电动车有些不同，如图所示。
无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。
它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。
骑行者踩脚踏板的动能，可通过车上的发电机转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。
因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。
如图所示这款无链条电动自行车，其锂电池容量为10Ah、电压为36V。
与链条车相比，这种新型自行车具备许多优点。
比如：
省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便，骑行12000km也无须大修。
因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。
（1）无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过_____转化为电能，然后电能又转化为_____能存储在车子的锂电池中，之后再通过_____驱动后轮再次转化成动能，驱动车子前进。
（2）无链条电动自行车的车把龙头是_____（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；
（3）如图所示这款车的锂电池最多所储存的电能约为_____J。
（4）如图所示这款车，若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104m．则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为_____。
【答案】发电机化学电动机省力1.296×1063：
4
【解析】
【详解】
（1）“发电机”实现“自发电”的过程中，可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能，然后电能又转化为化学能存储在车子的锂电池中，之后再通过电动机驱动后轮再次转化成动能，驱动车子前进。
（2）自行车的车把龙头在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
（3）由题知，锂电池容量为10Ah、电压为36V，
则锂电池最多所储存的电能约：
W＝UIt＝36V×10A×3600s＝1.296×106J。
（4）设电动自行车前进时的动力为F，
“混合动力驱动”时所提供的总能量：
W1＝Fs1＝F×3.5×104m，
仅靠锂电池驱动所提供的能量：
W2＝Fs2＝F×2×104m，
“混合动力驱动”时人所提供的能量：
W3＝W1﹣W2＝F×3.5×104m﹣F×2×104m＝F×1.5×104m，
则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比：
6．（3）R2连续工作10min产生的热量为Q=
=
=1920J（2019·安徽中考模拟）如图为某家用电热水器的电路图，R1为发热板，当热水器处于加热状态时，水迅速被加热；达到预定温度后，S自动切换到另一挡，处于保温状态。
已知R1＝100Ω，饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍，电热水器正常工作时：
（1）用公式分析，当S分别接a和b时，哪种情况为加热状态？
哪种情况为保温状态？
（2）求R2的阻值。
（3）当S接b时，求电阻R2在6min内消耗的电能。
【答案】
（1）保温状态；
（2）100Ω；（3）43560J。
【解析】
【详解】
（1）由电路图可知，开关S接a时电路为R1的简单电路，开关接b时电路为R1、R2串联，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，
所以，开关S接a时电路的总电阻最小，电路中的电流最大，由P＝UI＝I2R可知，R1的电功率最大，电热水器处于加热状态；
同理可知，开关接b时电路的总电阻最大，电路的电流最小，R1的电功率最小，电热水器处于保温状态；
（2）开关S接a时，电路为R1的简单电路，热水器处于加热状态，
则电热水器的加热功率：
；
因饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍，所以保温时R1的功率：
，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI＝I2R可得，保温时电路中的电流：
，由
可得，此时电路的总电阻：
，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：
R2＝R总﹣R1＝200Ω﹣100Ω＝100Ω；
（3）当S接b时，电热水器处于保温状态，则电阻R2在6min内消耗的电能：
W2＝I2R2t＝（1.1A）2×100Ω×6×60s＝43560J。
答：
（1）开关S接a时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电路的电流最大，由P＝UI＝I2R可知，R1的电功率最大，电热水器处于加入状态；开关接b时电路的总电阻最大，电路的电流最小，R1的电功率最小，电热水器处于保温状态；
（2）R2的阻值为100Ω；
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。
S1
断开
闭合
S2
闭合
闭合
功率
P1＝22W
P2＝44W
（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
；
只有S2闭合，S1断开时，R1、R2串联，由
可得：
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，
，
②该人造太阳的功率至少为P，工作时间为t，则人造太阳的能量至少为Pt，其能量以该点为中心向四周传播，半径为r的球其表面积为4πr2，故每平方米获能的能量：
，面积为S获得的能量为：
…………….①
故2m2获得的能量：
。
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%，
η＝
........................②
将①代入②有：
，,
该人造太阳的功率至少为：
；
（3）由①式知，
，
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，r要小一些，即在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些靠近。
8．此电路功率的最大值
。
（2019·上海中考模拟）随着现代社会对住宅节能标准的不断提高，办公楼、住宅的玻璃门窗通常采用真空玻璃。
其结构特点是将两块玻璃边部密封在一起，通过抽气口将两层玻璃之间抽成接近真空并用玻璃柱支撑，如图所示。
这种玻璃既不影响采光，又能隔音，还能起到冬天保暖、夏天隔热的作用，为人们营造了一个安静，舒适的环境。
但双层真空玻璃制作和安装成本较高，如果安装或使用不当，容易造成玻璃破裂，影响居住环境的安全。
（1）双层真空玻璃“既不影响采光，又能隔音”的原因是：
_________________。
（2）双层真空玻璃容易破裂的一个重要原因是中空部分接近真空，由于_______的作用会将玻璃板压碎。
（3）请判断：
双层真空玻璃________（选填“能”或“不能”）屏蔽无线电波信号。
【答案】光可以在真空中传播，而声音不能在真空中传播大气压强不能
【解析】
【详解】
①双层真空玻璃“既不影响采光，又能隔音”，其主要是因为光可以在透明物质中传播，声音不能在真空中传播。
②双层真空玻璃容易破裂的一个重要原因是中空部分接近真空，由于大气压强的作用会将玻璃板压碎。
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