中考物理 电学专项复习综合训练题及详细答案解析(1)

中考物理电学专项复习综合训练题及详细答案解析(1)
一、电磁学综合题
1．答：水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。

（2019·翁牛特旗乌丹第一中学中考模拟）阅读短文，并回答问题．
第四代电光源——LED光源
如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它的主要部分是高亮度白色发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源，是极具发展前途的新光源．LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源．图乙是LED的元件实物及符号．
由于二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态．利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组电压、电流数据，可以得到电压表与电流表示数关系，如丁所示．
（1）LED灯主要由半导体材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯__________（高/低）；
（2）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED___________（能/不能）发光
（3）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED不能发光；此时两电表的示数为__________。

A．4.5V 20mA B．3V 20mA C．4.5V 0mA D．3V 0mA
【答案】低不能 C
【解析】
【详解】
（1）根据题意知，LED灯直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，转移为内能的部分少，即电热转换损耗的能量较白炽灯低；
（2）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光，由于二极管具有单向导电性，断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED不会有电流通过，故不能发光。

（3）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED不能发光，即LED没有电流通过，所以电流表示数为0mA，此时电压表通过滑动变阻器能够测量电源电压，所以电压表示数为1.5V。

故选C。

2．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/m3，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7.2×106 J，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：
6
100400067.2
010J
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：
14
7
1.72810J
310J/kg
Q
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7.2×106
J ，由Q
Q η=
风
知道，可以转化得到的电能是： 67.2108%==J 0Q Q η⨯⨯风电 =5.76×106
J ，所以一台风力发电机的电功率是：
65.76060610J
s
Q P ⨯==
电s =96 kW ；
3．储油过少，滑片向上移动，接入电阻变大，电流变小，电磁铁磁性减弱，衔铁向上，接A 触点，红灯亮。

储油过多，滑片向下移动，接入电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，接B 触点，绿灯亮。

（2019·山东中考模拟）物理学中，磁场的强弱用磁感应强度表示，符号是B ，单位是T 。

磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场。

（1）如图甲，相距为L 的两光滑水平放置的平行导轨，整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B 。

当通过金属棒ab 的电流为I 时，金属棒受到水平向右的磁场力F 磁，F 磁的大小与磁感应强度B 、导轨间距L 、电流I 的乘积成正比，且比例系数为1。

则F
磁
=_____。

（2）根据磁场对电流产生力的作用人们研制出一种武器——电磁炮，它的基本原理是：把待发射的炮弹放置在图乙中的金属棒ab 上，如图乙所示。

若炮弹的质量为M （金属棒的质量忽略不计），在磁场力的作用下炮弹沿轨道向前运动。

试证明当炮弹在磁场中滑行的
距离为s 时炮弹的速度v =
_____。

（物体运动的距离与物体质量、水平拉力和速度的关系为：s =2
2mv F ）
【答案】BIL 详见解析 【解析】 【详解】
（1）由F 磁的大小与磁感应强度B 、导轨间距L 、电流I 的乘积成正比，且比例系数为1得到，F 磁= BIL ；
4．（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．R 1、R 2、R 3是加热电阻，其中R 3的电阻值为60.5Ω．接通电源，只闭合开关S 1时电炒锅的功率为600W ，再闭合S 2，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R 2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）R 3的电功率：P 3=()2
23220V 60.5Ω
U R =
=800W ， 电炒锅的最大电功率：P 最大=1000W+800W=1800W ， R 2的功率：P 2=1000W-600W=400W ，
加热电阻R 2的阻值：R 2=()2
22220V 400W
U P ==121Ω；
5．（3）不锈钢餐具吸收的热量：Q 吸=cm （t ′-t 0）=0.46×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃-26℃）=2.024×106J ，不计热量损失，则加热管消耗的电能：W =Q 吸=2.024×106J ，则正常工
作需要的加热时间：t =62.024101840s 1100W
J R R W Q P P ⨯===。

（2019·河南师大附中实验学校中考模拟）为了改善能源结构，减少污染物排放，大力发展清洁能源，我省西部山区大力发展风电产业，如图所示在闲置的山地、丘陵地带，耸立起高约90m 、风叶半径60m 、单机容量3000kW ，总装机容量6210⨯kW 的风电场。

（1）风力发电是将_______________能转化为电能。

（2）总装机容量6210⨯kW 的风力发电机组同时工作，若每天平均发电10h ，6天向电网输送的能量是多少kW h ⋅？这些电能可供功率为6000kW 的动车组运行多长时间？ （3）火电站燃煤发电的效率是30%，6天内风力发电机产生的电量相当于燃烧多少吨煤？
（煤的热值7
310q =⨯J/kg ）
【答案】（1）风；（2）1.2×108； 4210h ⨯；（3）44.810⨯ 【解析】 【详解】
（1）风力发电是将风能转化为电能；
（2）总装机容量6210⨯kW 的风力发电机组同时工作，若每天平均发电10h ，6天向电网
输送的能量是：W =Pt =6210⨯kW ×10h ×6=1.2×108
kW ∙h ，
这些电能可供功率为6000kW 的动车组运行：'
4'81.210kW 210h 6000kW
h
W t P =⨯⨯⋅==；
（3）由Q =mq 可得：
83747
4.810kg=4.810t 30%310J/1.21010W 3600k s g
W
Q W m q q q ηη⨯=====⨯⨯⨯⨯⨯⨯。

答：（1）风；
（2）向电网输送的能量是1.2×
108kW∙h ；这些电能可供动车组运行4210h ⨯时间；
6．图丁是R V 的阻值与车速成正比，当车速为75km/h 时，
V3-10Ω50Ω-10Ω
=75km/h 100km/h
R ，
R V3=40Ω，通过电路的电流I 3=V312V
40Ω+10Ω
U R R =+=0.24A ，电压表的示数U 1=I 3R
V3=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。

（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 1.08×106 0.8 A相同速度A的刹车距离更短 200 5.56
【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=W
Q
机械能
放
和Q放=mq可得：
需要汽油m=Q
q
放
汽油
=
W
qη
机械能
汽油
=
6
6
1.0810J
4.510J/kg30%
⨯
⨯⨯
=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=
P
η
=
200W
75%
， 由P=UI 可得：
7．I =P
U
电=200W 75%48V
=5.56A 。

（2019·扬州市江都区第三中学中考模拟）如图所示是小明在
科技创新大赛中设计的一个火警报警装置的简易电路图。

R 为可变电阻，过压报警器检测到AB 间电压高于警戒值时，会触发蜂鸣器报警．R t 为热敏电阻，当R t 阻值_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）时，A 、B 之间电压升高，报警器响起。

热敏电阻一般有两种：阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。

要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起，则 R t 必须是_______（选填“正”或“负”）温度系数热敏电阻,为了提高它的灵敏度即在更低的温度报警器报警，应适当_______（选填“减小”或“增大”）可变电阻R 的阻值。

【答案】减小 负 增大 【解析】 【详解】
由图可知，R 与R t 串联, 过压报警器检测到AB 间电压,即检测R 两端的电压，当R t 阻值减小时，分压减小，则R 两端的电压升高，即A 、B 之间电压升高，报警器响起。

要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起，即高温时R t 阻值减小，分压减小，则R t 必须是负温度系数热敏电阻,
8．
6
112233800W 1260s 800W 1060s 300W 560s 1.14610J
W Pt P t Pt =++=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯。

（2019·上海中考模拟）如图（a ）所示电路，电源电压为12伏且不变，R 1的阻值为20欧，滑动变阻器R 2是规格为“20欧 3安”和“60欧 2安”中的一个，闭合开关S 后。

①求通过R 1的电流I 1。

____
②求10秒内电流通过R 1做的功W 1。

____
③若将一个表盘如图（b ）所示的完好的电流表接入电路某处，在电路安全工作的情况下，移动变阻器的滑片P ，使电路消耗的最大功率与最小功率的比值最大。

（a ）请判断符合上述要求所用变阻器的规格是______；电流表连接在______(选填“a”、“b”、“a 或b”)处。

（b ）求此功率的最大值P 最大。

______
【答案】0.6安 72焦 60欧 2安 a 或b 31.2瓦 【解析】 【详解】
①由电路图可知，电阻R 1、R 2并联，根据欧姆定律U
I R
=可得， 通过R 1的电流1112V 0.6A 20Ω
U I R =
==。

②10秒内电流通过R 1做的功1112V 0.6A 10s 72J W UI t ==⨯⨯=。

③闭合开关S ，电阻R 1、R 2并联，由并联电路的特点可知，移动变阻器的滑片P 时，通过R 1的电流保持0.6A 不变。

在电路安全工作的情况下，要使电路消耗的最大功率与最小功率的比值最大，则电路中的最大电流与最小电流的比值最大。

若将“20Ω 3A”的变阻器接入电路中，通过R 2的电流最大为3A ，如果电流表接在（a ）处，在电路安全工作的情况下，电流不能超过电流表的量程，则电路中最大电流I 大=3A ；通过R 2的电流最小为2212V 0.6A 20Ω
U I R =
==，电路中最小电流I 小=0.6A+0.6A=1.2A ；因此电路中的最大电流与最小电流的比值为
3A?
2.51.2A
I I =
=大小。

若将“60Ω 2A”的变阻器接入电路中，通过R 2’
的电流最大为2A ，则电路中最大电流I 大
’
=2A+0.6A=2.6A ；通过
R 2’的电流最小为'
2
'212V 0.2A 60Ω
U I R =
==，电路中最小电流I 小’
=0.2A+0.6A=0.8A ；因此电路中的最大电流与最小电流的比值为''
2.6A?
3.250.8A
I I ==大小。

因此，符合上述要求所用变阻器的规格是“60Ω 2A”；因为图（b ）电流表的最大量程为0~3A ，题中干路电流和支路电流均小于3A ，所以电流表连接在a 或b 处。