2020年中考物理电学基础综合题及答案

2020年中考物理电学基础综合题及答案一、电磁学综合题1．（3）水龙头放热水时，R 1与R 2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，电路消耗的总电功率：P 热=P 1+P 2=21U R +22U R =()2220V 44Ω+()2220V 242Ω=1100W+200W=1300W 。

（2019·河南中考模拟）物理实验室用的电加热器恒温箱工作原理如图甲所示。

控制电路电压为U 1=9V 的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R 0和热敏电阻R 1组成；工作电路由电压为U 2=220V 的电源和电阻为R 2=48.4Ω的电热丝组成．其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到0.05A 时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R 1的阻值随温度变化关系如图乙所示．解答以下问题：（1）电磁继电器实质是一个控制工作电路的___________； （2）求电热丝工作时的功率__________；（3）如果恒温箱的温度设定为80℃，求电阻箱R 0应接入电路的阻值__________． （4）若要恒温箱的设定温度低于80℃，电阻箱R 0接入电路的阻值应调大还是调小？简述理由。

_____【答案】自动开关 1000W 110Ω 调小 详见解析 【解析】 【详解】（1）电磁继电器的主要部件就是一个电磁铁，它是利用电磁铁磁性的有无来产生作用力，从而控制工作电路的，其实质就是一个电路来控制另一个电路的间接开关；（2）电热丝工作时的功率：P =22U R =2(220V)48.4Ω=1000W ； （3）如果恒温箱的温度设定为80℃，由图乙可知，热敏电阻的阻值R 1＝70Ω， 由题知，此时控制电路的电流I ＝0.05A ，根据电阻的串联和欧姆定律，I =11U R R +，即：0.05A=9V70R +Ω，电阻箱R 应接入电路的阻值：R ＝110Ω；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＝2UR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0.015m3/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/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 ＝st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 ＝2s 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 ＝Qt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＝mV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 4.56ΩU 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 2.2518ΩU 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 =12m m ， 达到最大最大集尘量时的摩擦力f 2为：216N f =441kgkg 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 ，3．答：（1）红色指示灯L 的电阻比发热体R 的电阻要大得多；（2）电热水袋的加热效率是70%；（2019·江门市第二中学中考模拟）现代生活中，人类对于能源的需求越来越大。

如图是我国西部某地区风力发电的外景,风力发电机主要是由风机叶片和发电机组完成。

已知该地区空气密度平均为1.3kg/m 3，年平均风速为10m/s ，该风力发电区里一台风力发电机在不同风速下获得的风能如下表所示：（1）100台这样的风力发电机在一年里（总工作时间按4000h 计算）获得的风能是____J ，这相当于______kg 焦炭完全燃烧所释放出来的能量（已知焦炭的热值是3×107J/kg ）。

（2）在风力作用下，风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机利用____的原理，把_____能转化为电能。

（3）如果一台风力发电机把风能转化为电能的效率为80%，那么该地区一台风力发电机的电功率为___kW.（4）请你写出风能的一个优点：_____________________。

【答案】1.728×1014 5.76×106电磁感应 机械 96 清洁无污染【解析】 【详解】（1）由表格数据知道，风速为10m/s 时，一台风力发电机，1min 获得的能量是7.2×106J ，所以，100台这样的风力发电机在一年里（总工作时间按4000h 计算）获得的风能是：6100400067.2010J Q ⨯=⨯⨯⨯=1.728×1014J ；如果这些能量是由完全燃烧焦炭来获得，则焦炭的质量是：1471.72810J 310J/kgQ m q ⨯⨯== =5.76×106kg ； （2）在风力作用下，风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，是把机械能转化为电能，这是电磁感应现象；（3）一台风力发电机，1min 获得的能量是7.2×106J ，由QQ η=风知道，可以转化得到的电能是： 67.2108%==J 0Q Q η⨯⨯风电 =5.76×106J ，所以一台风力发电机的电功率是：65.76060610JsQ P ⨯==电s =96 kW ；4．（3）)由I =U R 可得，电路启动时的总电阻：R 总=U I =6V0.015A=400Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时热敏电阻的阻值：R 2=R 总−R 1=400Ω−150Ω=250Ω，对照图乙数据可知，此时的启动温度是30℃。

（2019·辽宁中考模拟）电饭锅中的磁钢限温器电饭锅是生活中常见的用电器，它是利用感温磁钢（软磁体）的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的，这样可以限制煮饭过程中的最高温度。

感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化，其特性曲线如图甲所示。

磁钢限温器结构如图乙所示，它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成。

感温磁钢及其外套、內锅由弹簧支撑。

感温磁钢与受热面固定在一起，受热面直接把热量传递给锅底。

煮饭时用手按按钮开关，通过杠杄AOC 使永磁体和感温磁钢吸合，在吸力作用下永磁体不会落下，金属触点闭合，电路接通，加热元件开始发热。

当饭煮熟后，温度继续上升，当升高到某一温度时，永磁体落下，通过杠杆CBO 使触点分开，加热元件停止发热，同时按钮开关跳起。

（1）与铜导线相比，制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是_____（选填字母）。

A ．电阻较大，熔点较低 B ．电阻较大，熔点较高 C ．电阻较小，熔点较低 D ．电阻较小，熔点较高（2）设想一下，如果“常温超导”实现，为了节能，常温超导材料_____（填“可以”或“不可以”）替代现有的加热元件。