2020年全国各地中考物理试题汇编电学综合及详细答案解析

2020年全国各地中考物理试题汇编电学综合及详细答案解析
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＝
2
U
R
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。

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：
（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0.015m 3/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/m 3）
（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U 0恒定（U 0＜12V ），R G 为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R 0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R 0＝_____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 17 2.5 48 33 11.7 6 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 ＝s t
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 ＝2
s 总=0.342m ＝0.17m ＝17cm ， （2）由P ＝UI 得，机器人正常工作时的电流：
I ＝P U ＝3012W V
＝2.5A ， 充满电后的电池容量Q 1＝2500mAh ，下一次自动充电前的电池容量：
Q 2＝ηQ 1＝20%×2500mAh ＝500mAh ，
消耗的电池容量：
Q ＝Q 1﹣Q 2＝2500mAh ﹣500mAh ＝2000mAh ，
正常工作时的电流：
I ＝2.5A ＝2500mA ，
由I ＝Q t
得，连续正常工作的最长时间：
t ＝Q I ＝2000mAh 2500mA
＝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0.015m 3/s 时，吸尘电机吸入功率：
P 吸入＝550Pa×0.015m 3/s ＝8.25W ，
电动机的效率：
η电机＝P P 吸入输入×100%＝8.25W 25W
×100%＝33%， 当风量为0.015m 3/s 时，t ＝10min ＝600s ，
通过吸尘电机提出的空气体积：
V ＝0.015m 3/s×600s ＝9m 3，
由ρ＝
m V
得，通过吸尘电机提出的空气质量： m ＝ρ空气V ＝1.3kg/m 3×9m 3＝11.7kg ； （4）由电路图可知，光敏电阻R G 和定值电阻R 0串联，电压表测定值电阻R 0两端的电压，
当光敏电阻R G1＝6Ω时，电压表的示数U 1＝4.5V ，光敏电阻两端的电压U ＝U 0﹣U 1， 此时电路中的电流：
I 1＝10U R =011G U U R -，即04.5V R =0 4.56Ω
U V -…① 当光敏电阻R G2＝18Ω时，电压表的示数U 1＝3V ，光敏电阻两端的电压U′＝U 0﹣U 2， 此时电路中的电流：
I 2＝20U R =022G U U R -，即02.25V R =0 2.2518Ω
U V -…② 联立①②可解得：U 0＝9V ，R 0＝6Ω，
（5）吸尘器压力等于其重力。

由题，摩擦力与压力成正比。

12f f =12G G =12
m m ， 达到最大最大集尘量时的摩擦力f 2为：
216N f =441kg kg kg
+， 解得：f 2＝20N ，
消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。

所以40%P ＝Fv ＝f 2v ，
2．（4）风能属于可再生能源，风力发电其主要特点是取之不尽用之不竭，并且环保无污染；（2019·江门市第二中学中考模拟）阅读短文
微波炉
微波炉是厨房电器之一，微波有三个主要特性：一是反射性，微波碰到金属会被反射回来。

二是穿透性，微波对一般的陶瓷、玻璃、耐热塑胶、木器等具有穿透作用，故用这些材料制成的器皿盛放食物加热时，能快速煮熟，而容器不发热。

三是吸收性，微波容易被含有水份的食品吸收而转变成热。

微波穿透食物的深度一般为2～4cm，且随着深度的增加而减弱，直径大于5cm的食物，可采取刺洞的方法增加微波的触及表面或切成小于4cm厚度的薄片，微波炉独特快速的加热方式是直接在食物内部加热，几乎没有热散失，具有很高的热效率，因此它具有加热快、高效节能等优点。

（1）用微波炉加热饭菜时，应选用________（选填“不锈钢”或“陶瓷”）容器来加热。

为防止微波泄漏对人体造成危害，微波炉的外壳内壁应选用________（选填“不锈钢”或“玻璃”）。

（2）为了用电安全，微波炉应该使用___________（两脚/三脚）插头。

（3）小明想知道微波炉的实际功率，他用电能表（表面如图所示）、钟表等工具进行了实验：他将家中其它用电器关闭，只让微波炉工作，测得该电能表的脉冲灯在1min内闪了64次，则微波炉在1min内消耗了___________J的电能，微波炉的功率为_________W。

【答案】陶瓷不锈钢三脚 72000 1200
【解析】
【详解】
（1）根据短文知道，微波炉内不能使用金属容器，因为微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射，使微波能在金属中产生强大的电流，损坏微波炉；又因为微波对一般的陶瓷、玻璃、耐热塑胶、木器等具有穿透作用，使用这些材料制成的器皿盛放食物加热时，能快速煮熟，而容器不发热，所以，加热饭菜时，应选用陶瓷容器；微波炉的电磁波，过量的照射对人体有害，金属物质对电磁波有屏蔽作用，能阻挡电磁波的传播，微波炉的外壳内壁应选用不锈钢；
（2）由于微波炉有金属外壳，且是大功率用电器，所以，为了用电安全，微波炉应该使用三脚插头；
3．（4）因为电解铝的密度小，根据公式ρ=m
V
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R x，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R 1和热敏电阻R x 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R 1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S 2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R x 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R 2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】10 4840 C 左 77.8%
【解析】
【详解】
（1）因为R 1是定值电阻，则通过R 1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R 1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，R 1的阻值为R 1＝
U I ＝10V 1A
＝10Ω，其正常工作时的功率为P ＝2U R ＝2220V 10Ω（）＝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S 2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R x 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S 2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R 2的阻值，即R 2的滑片向左调节。

4．（3）6天内风力发电机产生的电量相当于燃烧44.810t ⨯煤。

（2019·江苏泰兴市实验初级中学中考模拟）如图甲所示，是一款家用电火锅，容量4L ，额定电压220V ，它能实现发
热电阻丝R1在160W—1210W之间无极调温，图乙是它的电路简化图.
(1)为了保护发热电阻丝，开关刚刚闭合时，电火锅处于保温状态，滑片应位于电阻丝R2的_____端．(选填“A”或“B”)
(2)当滑片从R2的最右端移到最左端时能够实现R1电功率从160W—1210W的无极调温，则R1的阻值为多大，R2的最大阻值为多大？_____
(3)电火锅以最大功率加热时，求电路中的电流．_____
【答案】B 40Ω；70Ω 5.5A
【解析】
【详解】
（1）由图可知定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，为了保护发热电阻丝，开关刚刚闭合时，电火锅处于保温状态，即电阻最大，此时滑片应位于R2的B端；
（2）当滑片位于R2最左端时，只有R1接入电路，R1消耗的功率最大是1210W，根据
P=
2
U
R
得R1=
2
U
P
=
()2
220V
1210Ω
=40Ω，当滑片位于R2最右端时，R2接入阻值最大，此时总电
阻最大，R1功率最小是160W，根据P=I2R得此时电路电流I
，电路
总电阻R总=U
I
=
220V
2A
=110Ω，R2=R总-R1=110Ω-40Ω=70Ω；
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）R 2的最大阻值；
（2）滑动变阻器的滑片位于中点时，V 2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V 2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，R 1、R 2串联，电压表V 1测R 1的电压，电压表V 2测R 2的电压，电流表测电路中的电流，已知R 1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R 1工作，电路中的电流最大，由图象可知最大电流I 1＝0.9A ，此时R 1的电压为18V ，则电源电压：U ＝U 1＝18V ，R 1的阻值：
11118V =20Ω0.9A
U R I == ；由图知，当滑片P 位于最右端时，R 1与R 2的最大阻值串联，电路中电流最小为I 2＝0.3A ，此时R 1的电压为6V ，则R 2两端电压为：U 2＝U ﹣U 1′＝18V ﹣6V ＝12V ，由欧姆定律可得，R 2的最大阻值：22212V =40Ω0.3
I R U ==； （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＝R 1+R 2′＝20Ω+20Ω＝40Ω，此时电路中的电流为：串18V ==0.45A 40Ω
U I R =，此时R 2两端的电压：22U IR '=' ＝0.45A×20Ω＝9V ，即V 2表的示数为9V ；
（3）当滑片在最左端时V 2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V 2的示数为12V ，此时电流是0.3A ，当滑动变阻器R 2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11=U IR 可知，定值电阻R 1两端电压减小，由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器的电压U 2减小，因U 1线性变化，则U 2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V 2示数的I ﹣U 关系图象如下：
6．（5）输电线路损失功率是：
=8×105W ，则知道，输电电流是： ，由P=UI 知道，输电电压是：
= 50kV 。

（2019·江西中考模拟）如图所示，电流表的量程为
0～0.6A ，电压表的量程为0﹣15V ，R 1的电阻为20Ω，电源电压为18V ，变阻器R 3的阻值范围为0﹣200Ω。

（1）只闭合开关S 3时，电流表示数为0.3A ，求R 2的电阻；
（2）只闭合开关S 2、S 4，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器的阻值变化范围；
（3）请画出只闭合开关S 1、S 3和S 4时的等效电路图。

【答案】（1）40Ω；（2）10Ω﹣100Ω；（3）
【解析】
【详解】
（1）只闭合开关S 3时，灯与R 2串联，电流表测电路中的电流，因电流表示数为0.3A ， 由欧姆定律可得，电路的总电阻： 18V 600.3A
U R I ===Ω串联 根据电阻的串联，则R 2的电阻： R 2＝R 串联﹣R 1＝60Ω﹣20Ω＝40Ω；
（2）只闭合开关S 2、S 4，R 1和R 3串联，电压表测R 3的电压，电流表测电路中的电流，由串联分压的规律可知，当电压表示数为15V 时，变阻器连入电路的电阻最大，根据串联电路电压的规律，此时R 1的电压为：U 1＝18V ﹣15V ＝3V ，
根据分压原理，变阻器连入电路中的最大电阻为：R 滑=15V 20Ω100Ω3V
⨯= 电流表的量程为0～0.6A ，故电路中的最大电流为0.6A ，此时变阻器接入电路的电阻最小，由欧姆定律和电阻的串联可得，变阻器连入电路中的最小电阻：
R 滑小=118V 20Ω10Ω0.6A
U R I -=-=大 故在不损坏电流表、电压表的情况下，滑动变阻器的阻值变化范围为10Ω﹣100Ω； （3）只闭合开关S 1、S 3和S 4时，R 1短路，R 2、R 3并联，电流表测干路电流，等效电路图如下所示：
7．（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·河北中考模拟）阅读短文并回答下列问题。

磁悬浮列车
磁悬浮列车（如图所示）利用磁极间的相互作用使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约lcm 处行驶。

它行驶时和电动机的工作原理完全相同。

只是把电动机的“转子”安装在列车上，将电动机的“定子”安装在轨道上，当向轨道这个“定子”输电时，通过通电线圈受到磁场力的作用，使列车就像电动机的“转子”一样被推动着向前运动。

当列车运行在曲线或坡道上时，控制系统通过改变电磁铁中的电流达到控制运行的目的。

（1）磁悬浮列车开动时能够悬浮在轨道上是因为______________。

车体完全脱离轨道，可以大大减小车体与铁轨之间的____________力。

（2）当磁悬浮列车运行路线是曲线时，通过改变_______中的电流来达到控制运行的目的。

（3）磁悬浮列车在铁轨上行驶的工作原理是___________。

【答案】磁极之间的相互作用 摩擦 电磁铁 通电线圈（或导体）在磁场中受到力的作用
【解析】
【详解】
（1）根据短文知道，磁悬浮列车利用磁极之间的相互作用，即“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的原理，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，这样可以大大减小车体与铁轨之间的摩擦力；
（2）根据短文知道，当磁悬浮列车运行在曲线上时，控制系统通过改变电磁铁中的电流达到控制运行的目的；
8．R 3所消耗的功率：P 3＝U 3I 3＝U ×I ＝×800W ＝400W ；故R 3的电阻：R 3＝＝＝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“6V 6W”，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U L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】C 1.2×105较暗较亮 N 24 1680
【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：R L===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U L=1.2V，
则R0两端的电压：U0=U−U L=6V−1.2V=4.8V；
由串联电路特点和欧姆定律有：I L=I R,即：=
即： =，
解得：R0=24Ω；
③0∼1s电路中电流I===0.2A，
电路消耗的电能：W1=U L It=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；。