中考物理电学专项复习综合训练题及答案解析.docx
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中考物理电学专项复习综合训练题及答案解析
2020年中考物理电学专项复习综合训练题及答案解析
一、电磁学综合题
1．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
，
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．
=
＝
。
（2019·海南中考模拟）如图是某型号电热水器的电路原理图。
R1、R2为电热丝，电热水器共有断电、保温加热三种状态，如图所示为断电状态。
已知该电热水器的保温功率为1.1kW，R2＝8.8Ω．各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如表：
导线规格
导线横截面积S/mm2
2.5
4
6
10
安全载流量I/A
28
37
47
68
求：
（1）电热水器处于加热状态时，应将开关S置于什么位置？
（2）求电热丝R1的阻值；
（3）从用电安全角度考虑，安装该电热水器时，至少应选择表中横截面积为多大的铜芯导线，请通过计算说明；
（4）在加热状态下，电热水器正常工作10min所产生的热量。
【答案】
（1）c、d位置；
（2）44Ω；（3）4mm2；（4）3.96×106J。
【解析】
【详解】
（1）如图所示为断电状态；
当开关与c接触时，为R1的简单电路；
当开关与c、d接触时，两电阻并联，根据并联电阻小于其中任一电阻，由
可知，总功率最大，故当开关与c、d接触时，电热水器处于加热状态；
（2）由前面分析可知，当开关与c接触时，只有R1工作，此时处于保温状态，
该电热水器的保温功率为1.1kW，根据
可得R1的阻值：
；
（3）电热水器加热时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过两电热丝的电流分别为：
，
，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路中的电流：
I＝I1+I2＝5A+25A＝30A＜37A，
所以应选择表中横截面积为4mm2的铜芯导线；
（4）在加热状态下，电热水器正常工作10min所产生的热量：
4．（5）如图乙所示，
为光敏电阻与
为定值电阻串联，根据串联分压原理以及实际拍摄时为了保持清晰，当外界环境光线较强时，无人机的航拍镜头中将电子镜应减小透光能力（即减小受控电压，此时所并联的电阻应减小），当外界环境光线较弱时，无人机的航拍镜头中将电子镜应增大透光能力（即增大受控电压，此时所并联的电阻应增大），又因为光敏电阻的阻值随受光强度的增加而减少，而无人机的航拍镜头透光能力随着受控电压的增加而增加，所以电子镜头电路应该与光敏电阻相并联。
（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题
豆浆机
某型号豆浆机，净重为2kg，底面面积为4cm2，豆浆机工作时，
额定电压
220V
电机功率
100W
加热功率
1100W
电热管加热与电动机打浆过程交替进行，都是通过MCU有关脚控制，相应三极管驱动，再由多个继电器组成继电器组实施电路转换来完成，其部分参数如表
（1）空豆浆机放在水平桌面上，对水平桌面的压强为_____Pa（g取10N/kg）。
（2）加热和打浆是交替进行，由此可知，豆浆机中的电动机和电热管的连接方式是_____（填“串联”或“并联”）；三极管是属于_____（填“导体”、“半导体”或“超导”）材料。
（3）不计热量的损失，加热管正常工作80s，可使1kg豆浆的温度升高_____℃[c豆浆＝4×103J/（kg•℃）]：
豆浆飘出阵阵香味说明分子在_____。
（4）电热管通电一段时间后变得很烫，而与豆浆机连接的导线却不怎么热，主要是因_________产量的热量少。
若豆浆机正常打好一次豆浆消耗的总电能为0.17kW•h，加热与打浆的时间之比为3：
1，则打好一次豆浆需_________h。
【答案】5×104并联半导体22不停地做无规则运动导线电阻小0.2
【解析】
【详解】
（1）因水平面上物体的压力和自身的重力大小相等，所以，空豆浆机放在水平桌面上，对桌面的压强：
p=
=5×104Pa；
（2）加热和打浆是交替进行，说明豆浆机中的电动机和电热管可以独立工作、互不影响即为并联；三极管是属于半导体材料；
（3）加热管正常工作80s，消耗的电能：
W=Pt=1100W×80s=8.8×104J，
不计热量损失，水吸收的热量：
Q吸=W=8.8×104J，由Q吸=cmΔt可得，豆浆升高的温度：
Δt=
=22℃；
豆浆飘出阵阵香味说明分子在不停地做无规则运动；
5．
。
（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：
6．（4）A与滑动变阻器串联，因为滑动变阻器功率和A灯功率相等，且电流相等，根据P=UI得到灯A与滑动变阻器两端电压也相等，UA′=UR=
×6V=3V，由图象得到此时电路中电流为0.7A，所以此时滑动变阻器功率为：
PR=URI=3V×0.7A=2.1W。
（2019·江苏中考模拟）如图1是美的电器生产的一款饮水机，其加热水箱部分工作原理电路图可简化成如下图2所示，其中S是一个自动温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热；达到设定温度时，S自动切换到另一处于保温状态．请回答下列问题：
（1）A、B是两种不同颜色的指示灯．如果用红色表示正在对水加热，绿色表示保温，则电路图中可标明________为红色指示灯．
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大_____？
电阻R2的阻值是多大_____？
（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）．
（3）饮水机正常工作时，加热管放出的热量90％被水吸收，将加热水箱中的水从初温20℃加热到92℃，试计算出需要多少加热时间_______？
（c水=4.2×103J/（kg•℃））
【答案】A4A825Ω420s
【解析】
【详解】
（1）当S接左面时电路中只有电阻R1，总电阻最小，电流路中电流最大，发热管功率就会最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯，B为绿色；
（2）加热时加热管的电功率P1=880W，电阻
，保温时，电功率P2=55W，根据公式
可知，在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流
；保温状态下，电路的总电阻
，R2=R−R1=880Ω−55Ω=825Ω；
7．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：
8．（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；
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