中考物理模拟题分类汇编 专题分类∶电磁学及答案解析

中考物理模拟题分类汇编专题分类∶电磁学及答案解析
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．（3）水吸收的热量为Q 吸＝c 水m △t ＝4.2×103
J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣20℃）＝
3.36×106J 。

电能表转盘转3000r 饮水器消耗的电能为W ＝
2500r /3000r
kW h
⋅＝1.2kW•h ＝
1.2×3.6×106J＝4.32×106J。

则饮水器的热效率为η＝Q
W
吸＝
6
6
3.3610J
4.3210J
⨯
⨯
=77.8%。

（2019·湖
南中考模拟）在2018年BIRTV“无人机系统与电视传媒应用峰会”上，中国航空工业发展研究中心副总工程师吴强发表了以“新闻报道中无人机的使用和趋势”的演讲，从应用和技术两个角度详细阐述了无人机的使用情况和发展趋势。

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。

地面或母机遥控站人员通过雷达等设备对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。

可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。

回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。

与载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，备受世界各国军队的青睐。

它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道，成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色，对未来的军事斗争造成较为深远的影响。

有专家预言：“未来的空战，将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。

”但是，由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物，实战经验少，各项技术不够完善，使其作战应用还只局限于高空电子照相侦察等有限技术，并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。

根据实战的检验和未来作战的需要，无人驾驶飞机将在更多方面得到更快的发展。

（1）无人机螺旋桨一旋转，便能上升，其工作原理是： _______；使它上升的力的施力物体是___。

（2）无人机照相时，拍到大海的局部调整为拍全景，应_______（选填“增大”或“减小”）物距。

（3）根据文中的介绍，请提出一个与物理知识相关的问题，并作出正确的回答。

提问： ______？回答：__________。

【答案】无人机螺旋桨在旋转的同时受到空气给它的反作用力空气增大无人机在加速升空的过程中，机械能如何变化无人机在加速升空过程中质量不变，速度增大，高度增加，机械能增大
【解析】
【详解】
（1）无人机螺旋桨一旋转，便能上升，是因为物体间力的作用是相互的，无人机螺旋桨在旋转的同时受到空气给它的反作用力；因此，使它上升的力的施力物体是空气。

（2）无人机照相时，拍到大海的局部调整为拍全景，说明像变小了，由凸透镜成像规律可知，应增大物距，这样像距变小，像变小，才能拍到全景。

（3）文中涉及的物理知识相关的问题有：无人机在加速升空的过程中，机械能如何变化？答：无人机在加速升空过程中质量不变，速度增大，高度增加，机械能增大。

3．（4）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。

三个物体再水平方向由于惯性与飞机具有相同的速度，在
相同时间内与飞机通过相同的路程；在竖直方向上通过相同的时间落会到地面，因此在水平方向通过相同的路程。

由于是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，因此在地面上间隔相同时间，通过相同路程以此是①②③顺序排列。

选A正确、（2019·陕西中考模拟）如图，图1是一款多挡位电炒锅，图2是其内部简化工作电路图．R1、R2、R3是加热电阻，其中R3的电阻值为60.5Ω．接通电源，只闭合开关S1时电炒锅的功率为600W，再闭合S2，电炒锅的功率为1000W．求：
（1）电炒锅是一种具有金属外壳的大功率用电器，应使用_______（选填“两脚插头”或“三脚插头”）将其接入家庭电路．
（2）电炒锅消耗的最大电功率和加热电阻R2的阻值；______
（3）若使用该电炒锅最大功率，将4kg、20℃的水加热至80℃，至少需要多少秒? ______ [c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】三脚插头1800W；121Ω 560s
【解析】
【详解】
（1）电炒锅是具有金属外壳的大功率用电器，为了防止因漏电而发生触电事故，它的外壳要接地，因此应使用三脚插头；
（2）R3的电功率：P3=
()2
2
3
220V
60.5Ω
U
R
==800W，
电炒锅的最大电功率：P最大=1000W+800W=1800W，R2的功率：P2=1000W-600W=400W，
加热电阻R2的阻值：R2=
()2
2
2
220V
400W
U
P
==121Ω；
4．。

（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：
5．(3) 照明灯使用6小时所消耗的电能是：6100W 63600s=2.1610J W Pt ==⨯⨯⨯。

（2019·浙江中考模拟）如图甲是空调温控装置原理的简化电路,线圈电阻不计,电源电压为 6V,R 1为电阻箱,R 2 是热敏电阻,其阻值随温度变化图线如图乙。

当继电器线圈中的电流大于或等于 15mA 时,继电器的衔铁被吸合,接通右边的受控电路,使空调工作。

若电阻 R 1 调到150Ω,室温升至t 时恰能接通受控电路
（1）若空调工作时功率为 2kW,则连续工作3 小时需消耗电能____________度
（2）若要在较高温度下接通受控电路,应将 R 1 的阻值适当__________________（选填“增大”或“减小”）。

（3）通过计算说明,接通受控电路时的温度t 为多少℃_______? 【答案】6 增大 30 【解析】 【详解】
（1）空调消耗的电能：W =Pt =2kW ×3h=6kW •h=6度；
（2）由电路图可知，R 1和R 2串联，电路总电阻等于各个电阻之和，R 2阻值随温度的升高而减小，那么要想在较高温度下接通受控电路，应将R 1的阻值适当增大；
6．（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；
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“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；
8．（2019·西安行知中学中考模拟）随着人民生活水平的不断提高汽车经走进我们的家庭小明的爸爸最近也购买了车请完成下面两个与汽车有关的问题：
（1）请在图中用笔到线代替导线将汽车的启动原理图钥匙孔连接完整（说明：当钥匙插入仪表板土的钉匙孔并转动（相当于闭合开关），电动机（M）工作，启动轿车：电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压）
（_____）
（2）电路接通后，电磁铁的上端是_____（选填“N或“S“）极
（3）若轿车在公路上以108km/h的速度匀速直线行驶2小时，已知该汽车行驶时每公里消耗0.1L，知汽油的热值为3×107J/L，轿车行驶过程中，汽油完全燃烧产生的内能有30%轿车前进时克服摩擦阻力所需要的能量求
①行驶2小时轿车通过的路程______？
②这2小时消耗汽油多少升_______？
③在上述行驶过程中受到的牵引力是多大__________？
【答案】 N 216km 21.6L 900N
【解析】
【详解】
（1）根据题意分析可知，钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路，如下图：
（2）由图知，电流由电磁铁的下方流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N 极，下端为S 极；
（3）①由s v t
= 得，行驶2小时轿车通过的路程：108km/h 2h 216km s vt ⨯＝＝＝； ②根据题意可知，这2小时消耗的汽油：0.1L/km 216km 21.6L V ⨯＝＝ ； ③汽油完全燃烧产生的热量：78310J/L 21.6L 6.4810J Q Vq ＝＝＝⨯⨯⨯ ， 根据W Q
η=可知，轿车前进时克服摩擦阻力做的功：8830% 6.4810J 1.94410J W Q η⨯⨯⨯＝＝＝，
汽车匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是平衡力，由W Fs ＝ 得，汽车受到的牵引力：
81.94410J 900N 2161000m
W F s ⨯==⨯＝ 。