中考物理电学基础综合题含答案.docx

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中考物理电学基础综合题含答案

2020年中考物理电学基础综合题含答案

一、电磁学综合题

1．（4）使用时把悬挂在绳子末端的重物提至灯的顶端，因此悬挂的高度有一定的局限性。

同时，功率小；供电时间短；不能持续供电。

（2019·广东中考模拟）阅读材料，回答问题

“翼龙”无人机“翼龙”无人机是由中航工业成都飞机设计研究所研制的多用途无人机，是中国无人机制造领域

“当家明星”。

上表为其部分技术参数。

该无人机具备全自主平台，可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。

最大飞行速度km/h

280

正常巡航速度km/h

180

最大续航时间h

20

发动机额定功率kW

75

最大载荷量kg

200

最大载油量kg

300

机身质量t

1.1

机身长度m

9.0

（1）无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变，说明该材料的_____较大；无人机将灾情监视、军事活动等信息通过_____（选填“超声波”或“电磁波”）及时传达到指挥中心。

（2）翼龙无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04m2．则无人机对水平跑道的压强为_____Pa，当无人机起飞后在额定功率下沿水平方向正常巡航时，所受的阻力为_____N．（g取10N/kg）

（3）活塞式发动机是无人机的核心部件，为了确保无人机的飞行速度不超过最大值，工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如图乙所示，其中R的阻值随飞行速度的变化如图丙所示。

若电源电压为12V，R0的阻值为20Ω，当无人机达到最大飞行速度时，R0的电功率是_____W。

（电磁铁电阻不计）

（4）某次军事演习时，无人机水平向右做匀速直线运动的过程中，间隔相同时间从飞机上依次自由释放编号为①②③的三个相同物体。

不计空气阻力，则以下四图中能正确表示物体着地位置的是_____。

【答案】硬度电磁波4×1051.5×1033.2A

【解析】

【详解】

（1）无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变，说明该材料的硬度较大，无人机将灾情监视、军事活动等信息通过电磁波及时传达到指挥中心。

（2）无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上时：

F＝G总＝G+G载+G油＝（1.1×103kg+200kg+300kg）×10N/kg＝1.6×104N；

水平跑道的压强：

p＝

＝

=

=4

105Pa；

当无人机起飞后在额定功率下沿水平方向正常巡航时，180km/h＝50m/s，

由P＝Fv得：

所受阻力

f=F＝

＝

＝1.5×103N；

（3）当无人机达到最大飞行速度时，知R＝10Ω，R、R0串联，

I＝

＝

＝0.4A

P＝UI＝I2R＝（0.4A）2×20Ω＝3.2W；

2．（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：

。

3．

（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K1、K2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＝4.2×103J/（kg•℃））

（3）正常人在静息状态下，每分钟人体心脏能以1.6×105Pa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5.04×106J16W

【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K1打开，K2关闭，“动力泵”处于送血状态。

（2）人体吸收的热量：

Q＝cm（t﹣t0）＝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×6000×10﹣6m3＝960J，

4．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：

5．（4）节能灯额定功率P=11W=0.011kW，工作总时间t=3000h，则节能灯从买回来开始正常工作到寿命结束，消耗的电能为W=Pt=0.011kW×3000h=33kW·h。

（2019·江苏中考模拟）阅读材料，回答问题。

手术时，需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积），其示意图如图所示，使用时，将血管（圆柱形）放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度。

某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n的关系。

n为病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值，测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表。

n

1.00

0.90

0.80

0.75

0.60

v/ms–1

0.180

0.200

0.225

0.240

0.300

研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv，k为常数，血管横截面积越小，血液流速越快，受到的阻力越大，心脏的负担就越重。

（1）某次测量时，仪表显示电流为2mA，电路中的电阻为100Ω，ab间电压为________V，电磁血流计的原理与_________（选填“电磁铁”、“电动机”、“发电机”）的原理相似，利用电磁流量计_________（选填“可以”或“不可以”）测量某食用油管道中油的流量。

（2）心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化。

若当n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.25时，心脏推动血液流动的功率P=____________。

【答案】0.2V发电机不可以16P0

【解析】

【详解】

（1）根据I=

可得：

电压U=IR=2×10−3A×100Ω=0.2V；

血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，其原理是电磁感应，故原理与发电机原理相似。

由于电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的，而食用油是绝缘体，因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量；

（2）由f=kv和P=Fv可知,心脏推动血液流动的功率P=kv2，故P与速度的平方成正比，而n与v成反比，因此P与n的平方成反比；

6．（4）牵引力做的功为fvt，同时储存起来的能量

，燃料燃烧放出的热量mq，混合动力汽车燃油的能量转化效率表达式η=

=

=（fvt+W2-W1）/（mq）.（2019·珠海市第四中学中考模拟）读短文,回答问题：

贫民窟中的黑科技单靠重力工作的电灯

当我们在受电灯带来的各种便利时,身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度危险的煤油灯进行照明。

针对发展中国家普遍用不上电的情况,2012年12月,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”（GravityLight）,顾名思义,它靠重力发电,在灯身上挂着的一重物,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。

这和手摇式发电装置的原理一样,只不过重力灯的运动方向更垂直,这种重力灯和苹果手机一起被为21世纪最伟大的发明

现在，重力灯迎来了第三代“重力LED灯GL02”,其亮度相当于一个12瓦的日光灯（如图甲）,使用寿命可以达到200年。

“重力LED灯GL02”挂于大约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,如图乙）,重力灯的内部结构如图丙所示,以一系列的齿轮带动一个直流发电机,发电时间约为20分钟。

“重力LED灯GL02”采用了全新的保护机制,可以确保超重的物体安全地着陆地面,当沙包落到地面时,只要将沙包再提离至原来位置,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、源源不断的光线,而且“重力LED灯GL02”机身上有DC插座,还可以为收音机等设备进行供电,其他类似的装置——比如电池充电器也能用同样的方式工作·重力LFD灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,实于1.8米的高度,可以维持约20分钟的照明,当然你实装高度的越高,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__________

（2）重力灯工作过中主要的能量转化形式是：

将______能转化成______能再转化成光能。

（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3V10mALED灯正常发光。

则整个过程中重物的重力做功_______J（g=10N/kg）;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】电磁感应机械电36075%功率小、供电时间短；不能持续供电

【解析】

【详解】

（1）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）重力灯工作过程中主要的能量转化形式是：

将机械能转化为电能，电能转化为光能；

（3）重力所做的功：

；利用

知，下落时间：

；10只3V、10mALED灯消耗的电能：

；重力灯的能量转化效率：

；

7．（3）15

时，声音在空气中的传播速度是340m/s。

（2019·安徽中考模拟）有两个电加热器的电阻分别为R1和R2，现将它们并联起来接在一个电压不变的电源上，它们的功率分别为P1和P2，如果将它们串联起来仍接在该电源上。

（1）请你推导电路此时消耗的总功率：

（2）当一个电加热器消耗的功率是800W，另一个电加热器消耗的功率是1200W时，整个电路消耗的功率是多少？

【答案】

（1）见解析

（2）480W

【解析】

【详解】

（1）证明：

两电阻并联时，因并联电路支路的电压相等，由

可得：

，

；当两电阻串联时，根据电阻的串联，总电阻：

﹣﹣﹣①；此时电路的总功率：

﹣﹣﹣②，将①代入②得：

﹣﹣﹣③，③式两边同时取倒数，化简可得：

﹣﹣﹣③；

8．ω=

=

=3.8.（2019·河北中考模拟）小明家新添了一台变频空调，都分参数如下表所示，当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度；当室温达到设定温度后，空调的制冷（热）功率随之减小，以维持室温基本不变。

该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。

型号

XXX

功能

冷暖（辅助电加热）

制冷功率P冷/W

变化范围180~1600

制热功率P热/W

变化范围200~1900

电辅热功率P辅热/W

1000

电源电压/V

220

（1）空调接入家庭电路后，与其他用电器___________联。

（2）假设该空调开面后以最大制冷功率工作0.5h，使室温降至设定温度。

然后，空调又以某一恒定的功率工作了2.5h，该过程空调消耗的电能为1.9kW·h。

求：

①前0.5h空调消耗的电能_____

②后2.5h通过空调的电流_____。

【答案】并联

；2A

【解析】

【详解】

（1）并联电路中各用电器直接互不影响，所以空调接入家庭电路后，与其他用电器是并联的；

（2）①前0.5h空调消耗的电能为：

W前=P大t1=1600

；

②因为后2.5h空调消耗的电能为：

：

W后=1.9

，

所以后2.5h空调的功率为：

P后=

=

=0.44kW=440W，