中考物理模拟题分类汇编 专题分类电磁学及答案.docx
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中考物理模拟题分类汇编专题分类电磁学及答案
2020年中考物理模拟题分类汇编专题分类∶电磁学及答案
一、电磁学综合题
1.(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:
。
2.
。
(2019·广东中考模拟)如题1图所示电路,电源电压恒定。
闭合开关,当滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,R1的I﹣U关系图象如图所示,求:
(1)R2的最大阻值;
(2)滑动变阻器的滑片位于中点时,V2的示数;
(3)在图2中画出滑片从最右端滑到最左端过程中A与V2示数的I﹣U关系图象。
【答案】
(1)40Ω;
(2)9V;(3)见解答。
【解析】
【详解】
由电路图可知,R1、R2串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,电流表测电路中的电流,已知R1的I﹣U关系图象如图2所示。
(1)当滑片P位于最左端时,只有R1工作,电路中的电流最大,由图象可知最大电流I1=0.9A,此时R1的电压为18V,则电源电压:
U=U1=18V,R1的阻值:
;由图知,当滑片P位于最右端时,R1与R2的最大阻值串联,电路中电流最小为I2=0.3A,此时R1的电压为6V,则R2两端电压为:
U2=U﹣U1′=18V﹣6V=12V,由欧姆定律可得,R2的最大阻值:
;
(2)当滑片处于中点时,滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω,则串联电路的总电阻:
R串=R1+R2′=20Ω+20Ω=40Ω,此时电路中的电流为:
,此时R2两端的电压:
=0.45A×20Ω=9V,即V2表的示数为9V;
(3)当滑片在最左端时V2的示数为0,此时电流最大0.9A,根据题
(1)中的计算可知,滑片在最右端时V2的示数为12V,此时电流是0.3A,当滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流减小,电流表示数减小,由
可知,定值电阻R1两端电压减小,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器的电压U2减小,因U1线性变化,则U2也是线性变化的,在坐标系中描出(0V,0.9A)、(12V,0.3A)两个点,用直线连接即可,则滑片从最右端滑到最左端过程中A与V2示数的I﹣U关系图象如下:
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.由图象可知,该装置所能测量的最大风力为720N。
(2019·湖北中考模拟)饮水机是一种常用的家用电器,图甲为饮水机结构剖面图,其加热水槽部分工作原理电路图如图乙所示,其中S是温控开关,R1是加热电阻,R2是定值电阻。
当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,S自动切换到另处于保温状态.请回答下列问题:
(1)当开关S与________接触时,此时饮水机处于保温状态。
(2)若饮水机加热时加热管的功率为550W,而保温时加热管的功率为88W,求电阻R2的阻值____(不考虑温度对阻值的影响,且不计指示灯的阻值)。
(3)如图甲控水槽内浮体A与阀门C固定相连,当A恰好浸没时阀门C关闭,A未浸没时C略有下降,桶内水流入控水槽中。
己知浮体A的体积为55cm3,阀门C的横截面积为1cm2;浮体A与阀门C共重0.15N,(不计大气压强)。
求:
①浮体A浸没时所受浮力为多大?
______
②桶内水位的最大高度是多少?
__________
【答案】b132Ω0.55N0.4m
【解析】
【详解】
(1)由图乙知,S接a时,R1与红灯串联;S接b时,R1、R2、绿灯串联。
不计指示灯的阻值,所以S接b时,电路中电阻大,电压一定时,由P=
可知此时电路消耗功率较小,此时为保温状态;则S接a时为加热状态;
(2)S接a时为加热状态,加热时加热管的功率为550W,R1的阻值:
R1=
=88Ω,S接b时为保温状态,R1和R2串联,此时加热管的功率为88W(即R1的功率为88W),电路中电流:
I=I1=
=1A,
由欧姆定律可得:
R1+R2=
=220Ω,
所以R2=220Ω-88Ω=132Ω;
(3)①浮体A完全浸没时受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×55×10-6m3×10N/kg=0.55N;
5.图丁是RV的阻值与车速成正比,当车速为75km/h时,
,RV3=40Ω,通过电路的电流I3=
=0.24A,电压表的示数U1=I3RV3=0.24A×40Ω=9.6V。
(2019·扬州市江都区第三中学中考模拟)4月15日起,《电动自行车安全技术规范》(也就是市民通称的电动车“新国标”)开始实施。
电动自行车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱。
下表是某型号电动自行车(如图甲)的相关数据。
质量m/kg
40
行驶过程中轮胎与地面接触的总面积S/m2
8×10-3
电能转化为机械能的效率η
75%
工作电压U/V
48
规定最大行驶速度v/km•h-1
≤36
(1)电动车中改变车速的控制器类似于实验室中______(填物理实验器材名称)。
(2)如果该电动自行车采用400W•h(瓦时)的大容量电池供电,则其最多能输出的机械能为________J.若这么多的机械能由效率为30%的汽油机提供,则需要燃烧汽油_____kg.(已知本地汽油的热值为4.5×106J/kg)
(3)电动车车速过快,目前已经是引发交通事故的重要原因之一,图乙中所示的图线分别为A、B两不同品牌电动车在同一路面上紧急刹车过程中的实际刹车距离s与刹车前的车速v的关系图象。
图中_____(A/B)车的刹车性能较好,你判断的依据是______;
(4)小明骑该车以最大规定速度在水平路面匀速行驶10km.已知小明的质量是40kg,且该电动自行车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图像如图丙所示。
则上述骑行过程中克服摩擦力做功的功率为_________W,通过电动自行车的电流为_________A.(g取10N/kg)
【答案】变阻器1.08×1060.8A相同速度A的刹车距离更短2005.56
【解析】
【详解】
(1)电动车中改变车速的控制器相当于实验室中的滑动变阻器,它和电动机应该串联在一起使用,从而起到调节电流的作用。
(2)知道电动机的最大容量W电=400W⋅h=0.4kW⋅h=0.4×3.6×106J=1.44×106J
电能转化为的机械能:
W机械能=W电×75%=1.44×106J×75%=1.08×106J;
由η=
和Q放=mq可得:
需要汽油m=
=
=
=0.8kg,
(3)由图可知,车速相同时,A实际刹车距离s比B的短,说明其刹车性能较好;
(4)小明骑该车以最大规定速度在水平路面匀速行驶,运动的路程是水平方向的,重力方向是竖直向下,所以在竖直方向没有通过的距离,则重力没有做功,也就是重力做的功为0;
小明和车总质量:
m=40kg+40kg=80kg,
根据图象可知总质量为80kg时的摩擦阻力f=20N,
根据表格可知最大车速v=36k/h=10m/s,
则最大功率P=fv=20N×10m/s=200W;
消耗电功率:
P电=
=
,
由P=UI可得:
6.
=
=
=
=
。
(2019·广东执信中学中考模拟)如图甲所示是华为mate20手机.如图乙所示为电磁波谱的示意图。
(1)用手机通话时,它与最近的基站之间相距500米,那通话中的信息大约需要_______s能传递到该基站,由图中的信息可知,红外线的波长比手机wifi信号的波长要_________。
请在图乙波形图中标出任意一个波长的距离
(____________).
(2)mate20手机电池电压为4V,待机时电流约10mA,则它待机时的电功率为______W.它用原装10V4A的充电器充电,1h即可充满,则该电池板充满电时耗电_______度.
(3声音在空气中的传播速度是_______m/s。
【答案】0.00000016s短
0.040.04340
【解析】
【详解】
(1)电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s;根据v=
可知,通话中的信息大约需要时间:
t=
=
0.00000016s,
由图中的信息可知,红外线的波长比手机wifi信号的波长要短,如图两个波峰(或波谷)之间的距离表示一个波长:
(2)手机电池电压为4V,待机时电流约10mA,则它待机时的电功率为:
P=UI=4V
10
10-3A=0.04W;
该电池板充满电时耗电:
W=UIt=10V
4A
3600s=14400J=0.04度;
7.R3所消耗的功率:
P3=U3I3=U×
I=
×800W=400W;故R3的电阻:
R3=
=
=121Ω。
(2019·广东中考模拟)阅读短文,回答问题。
电动平衡车
电动平衡车,又称体感车(如图甲),是一种时尚代步工具,它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器,来检测车体姿态的变化,并利用伺服控制系统,精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整,以保持系统的平衡。
电动平衡车采用站立式驾驶方式,通过身体重心和操控杆控制车体运行,采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
(1)当人驾驶电动平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法中错误的是_____
A.平衡车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
B.平衡车刹车时由于具有惯性不能立即停止下来
C.平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力
(2)已知平衡车自重12kg,最大载重90kg.质量48kg的小明驾驶电动平衡车时,若每只轮胎着地面积约25cm2,此时对水平地面的压强是_________Pa。
(g取10N/kg)
(3)如题图乙所示,科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路。
电路中电源电压恒为6V,指示灯L1、L2的规格均为“6V6W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计,不考虑指示灯电阻随温度的变化,当单刀双掷开关S与“1”接通后,左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。
在上述过程中,左转指示灯L1两端实际电压UL随时间t变化规律如题图丙所示。
①当单刀双掷开关S与“2”接通时,电磁铁中有电流通过,右转指示灯L2发光_____(选填“较亮”或“较暗”);接着,衔铁被吸下,触点A与B接通,电磁铁和电阻R0被短路,右转指示灯L2发光_____(选填“较亮”或“较暗”)。
此时,由于电磁铁中没有电流通过,衔铁被弹簧拉上去,触点A与B分离,电磁铁中又有电流通过,随后电磁铁又将衔铁吸下,如此循环,右转指示灯L2会亮暗交替闪烁。
②单刀双掷开关S与“1”接通,触点A与B分离时,电磁铁上端是_____极,值电阻R0的阻值为_____Ω。
③在单刀双掷开关S与“l”接通情况下,左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min,则整个电路消耗的电能为__J。
【答案】C1.2×105较暗较亮N241680
【解析】
【详解】
(1)A、轮胎上的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
故A正确;
B.平衡车刹车时由于具有惯性继续向原来的方向运动,所以不能立即停止下来。
故B正确;
C.平衡车的重力小于地面对平衡车的支持力,不符合二力平衡的条件。
故C错误;
D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上,是一对相互作用力。
故D正确。
(2)车对水平地面的压力:
F=G总=(m车+m人)g=(12kg+48kg)×10N/kg=600N,
车对水平地面的压强:
p=
=
=1.2×105Pa.
(3)①开关S与“1”接触时,电磁铁中电流通过,灯L1与R0串联,
由串联电路的电压特点知,此时L1两端电压小于电源电压6V,即小于其额定电压6V,所以L1不能正常工作,发光较暗;
衔铁被吸下后,R0被短路,电路中只有L1连入电路,L1两端电压等于电源电压6V,L1正常工作,发光较亮;
②由图知,电流从电磁铁下端流入,由安培定则可知,电磁铁上端是北极;
由P=
求指示灯L1的阻值:
RL=
=
=6Ω,
S与“1”接通,触电A与B分离时,L1与R0串联,由图象知灯泡两端电压UL=1.2V,
则R0两端的电压:
U0=U−UL=6V−1.2V=4.8V;
由串联电路特点和欧姆定律有:
IL=IR,即:
=
即:
=
,
解得:
R0=24Ω;
③0∼1s电路中电流I=
=
=0.2A,
电路消耗的电能:
W1=ULIt=6V×0.2A×1s=1.2J;
当触点A与B接通时,电磁铁和电阻R0被短路,指示灯发光较亮,
根据图象可知,此时指示灯两端电压为6V,此时电路中的电流:
I′=
=
=1A;
1s∼1.5s电路消耗的电能:
W2=UI′t=6V×1A×0.5s=3J;
8.
(2)从图中和表中数据可知,2021年地磁S极的经度在160°E-170°E之间,大约166°E,2007年纬度在84°N,2021年地磁S极的纬度高于84°N,从图中可知大约在87°N。
故B符合题意。
(2019·西安行知中学中考模拟)市场上有一种电热水机,如图所示是饮水机的简化电路图,S是温控开关,R1是调节电阻,其阻值为176Ω,R2是供热的电阻丝,它有高低两个挡位。
饮水机的铭牌参数如图所示。
求:
(1)电热水机工作时,将_____能转化为_____能。
(2)R2的阻值是多少________?
(3)某次用低挡位工作时,需要将质量为1kg,初温12℃的水在一标准大气压下烧开,需要加热多长时间?
(不计热损失,c水=4.2×103J/(kg℃)________
(4)由(3)中计算可知,用低温挡把水烧开时,时间太长,想要缩短时间,那么在保证高温挡功率不变的情况下,如何对原电路进行改造?
(只说明改变电阻的做法,不用计算)_________
【答案】电内44Ω840s给R1并联一个电阻R3即可
【解析】
【详解】
(1)电热水机工作时,是将电能转化为内能,主要利用了电流的热效应。
(2)当温控开关S闭合时,电阻R1被短路,只有加热电阻R2接入电路,饮水机处于加热状态,由
得R2的阻值:
,
(3)当S断开时,R1与R2串联,电路中的总电阻最大,总功率最小,饮水机处于保温状态(低挡位),因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电路中的电流:
,
则电热饮水机的保温功率(即加热电阻R2消耗的功率):
。
一标准大气压下,水的沸点t=100℃,把水烧开,水吸收的热量:
。
不计热损失,饮水机消耗的电能:
,
由
知,饮水机需要加热的时间:
;
(4)用低温挡把水烧开时,时间太长,想要缩短时间,在保证高温挡功率不变的情况下,需要增大R2的功率,需增大电流,需减小总电阻,则应给R1并联一个电阻R3即可。