2020年中考物理电学基础综合题及详细答案解析

2020年中考物理电学基础综合题及详细答案解析
一、电磁学综合题
1．所以变阻器的总电阻：5541101411
U U U U R R R I I I I =-=-=-串。

（2019·山东中考模拟）家庭电路示意图及原理图如图所示，用电压表测得进入某用户的电压为U 2＝220V ，如果该用户在某日18：00～19：00这个时间段有三个用电器同时工作，其中白炽灯标有
“220V100W ”、电烙铁标有“220V800W ”，家中的电能表记录了这1h 的用电情况（见图）。

请解答以下问题：
（1）该用户在这1h 内消耗的电能有多少？该电能表能否正常工作？（友情提示：要读出小数部分）
（2）空调器消耗的电功率有多大？
（3）通过用户保险丝的电流有多大？
（4）如果输电线路的总电阻（配电室到进户处）约为1.5Ω，假设配电室仅向该用户供电，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，配电室向线路输出的电压U 1约为多少伏？
（5）若要求减少输电线损失的功率，用学过的知识分析说明可以采取的方法。

【答案】（1）4.4kW •h （2）能（3）3.5kW （4）20A （5）250V （6）见解析
【解析】
【详解】
（1）由如图18：00时，电能表示数为132.1kW•h ，19：00电能表示数为136.5kW•h ， 所以该用户在这1h 内消耗的电能：W=136.5kW•h ﹣132.1kW•h=4.4kW•h ； 三个用电器的总功率为：44kW h 4400W 1h
W P t ===； 该电能表允许接的用电器的总功率是 P=UI=220V×20A=4400W
因为4400W=4400W ，所以电能表能正常工作；
（2）由题电源电压220V ，家庭电路各用电器并联，所以三种用电器都正常工作， 所以空调的电功率：P 空调=4.4kW -0.1kW-0.8kW=3.5kW ；
（3）此时用电器的总功率：P=4400W ，
由P=UI 可得通过保险丝的电流：
4400W 20A 220V
P I U ===；
（4）输电导线与用电器是串联的，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，则用电器两端电压为220V ；
根据U IR =得，导线电压：U 线=IR 线=20A×1.5Ω=30V ，
根据串联电路的电压特点，所以配电室向线路输出的电压：
U 1=U 额+U 线=220V+30V=250V ；
2．（4）当开关都S 1、S 2都断开时，系统处于保温状态，此时R 1与R 2串联，系统连续工作10h ，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，白天系统消耗的电能：W 白＝
212U R R +t ＝()2220V 10Ω30Ω
+×10×3600s ＝4.356×107J ＝12.1kW •h ；晚上温度较低的时候，S 1、S 2均闭合，开启加热和照明功能，此时L 与R 1并联，晚上系统消耗的电能：W 晚＝Pt ′＝5kW ×12h ＝60kW •h ，该系统每天消耗的电能：W 总＝W 白+W 晚＝12.1kW •h+60kW •h ＝72.1kW •h 。

（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题
伟大的发明---单靠重力工作的电灯
英国伦敦设计师马丁•瑞德福和吉姆•里弗斯发明了一款实用的“重力灯”。

它靠重力发电。

在灯身上挂着一个重物，重物下落时，它会拉动灯中心的一根绳子，从而启动一台发电机。

发电机把下落重物产生的能量为灯供电。

这和手描式发电装置的原理一样现在，重力灯迎来了第二代﹣“重力LED 灯GL02”，其亮度相当于一个12瓦的日光灯（如图1），使用寿命可以达到200年。

“重力LED 灯G02”挂大约2米高，通过拉几下珠绳把重物吊起，松开后，重物因重力的关系会慢慢下降（每秒大约2mm ，如图2）。

以一系列的齿轮带保超重的物体安全地着陆地面。

当沙包落到地面时，只要将沙包再提高至原来位置，又可以继续发电。

这样就能拥有绿色、不用电池、无污染、使用“零成本、源源不断的光能。

重力LED 灯的照明时间取决于安装的高度，正常情况下，安置于18米的高度，可以维持约20分钟的照明，当然你安装高度的越高。

维持时间越长。

（1）重力灯的主要构件是直流发电机，它的工作原理是_____现象。

（2）重力灯的内部结构如图3所示，使用了滑轮系统，通过向下拉珠绳把重物吊起。

重力灯利用滑轮系统的目的是_____。

（3）如果某一次使用重力灯，将质量为20kg 的重物吊起到1.8m 的高度释放，重物以2mm/s 速度匀速竖直下降，整个过程中可使10只并联的标有“3V 、10mA ”LED 灯正常发光。

则整个过程中重物的重力做功_____J （g =10Nkg ）；重力灯的能量转化效率为_____。

（4）重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具，使用“零”成本。

但它也有不足之处，请说
出使用重力灯的一点不足：_____。

【答案】电磁感应 省力且改变拉力的方向 360 75% 悬挂的高度有一定的局限性。

【解析】
【详解】
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路中的一部分导体切割磁感线时，电路会产生感应电流；
（2）由图可知，该滑轮系统是有一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，既可以省力，又可以改变拉力的方向；
（3）重力所做的功：W =Gh =mgh =20kg×10N/kg×1.8m=360J ；
下落时间：t =1800mm 2mm/s
s t ==900s ； 10只“3V 、10mA”LED 灯消耗的电能：W 电=10×UIt =10×3V×0.01A×900s=270J ； 重力灯的能量转化效率：η=
270J 360J W W =电×100%＝75%；
3．（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R 1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R 2的_____端．(选填“A ”或“B ”)
(2)当滑片从R 2的最右端移到最左端时能够实现R 1电功率从160W —1210W 的无极调温，则R 1的阻值为多大，R 2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R 1和滑动变阻器R 2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R 2的B 端；
（2）当滑片位于R 2最左端时，只有R 1接入电路，R 1消耗的功率最大是1210W ，根据P =2U R 得R 1=2U P =()2
220V 1210Ω=40Ω，当滑片位于R 2最右端时，R 2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；
4．（4）蒸蛋器在工作时将电能转化为水的内能，使水的温度升高汽化为水蒸气，水蒸气上升遇到鸡蛋，一方面通过热传递使蛋的温度升高，另一方面水蒸气遇冷的鸡蛋液化成小水珠，液化放热，鸡蛋有两个途径得到热量，鸡蛋更容易蒸熟。

（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答问题
嫦娥四号探测器
嫦娥四号探测器由着陆器与巡视器组成，巡视器被命名为“玉兔二号”。

作为世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器，其主要任务是着陆月球表面，继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息，完善月球的档案资料。

为什么我们总看不到月球背面呢？月球围绕地球公转的同时也在自转，地球和月球之间存在相互作用的引力，并且月球背向地球的半球离地球远，受到地球的引力小。

如果月球自转周期与绕地球公转周期不相等，那么月球上同一部分与地球距离会发生变化，使其所受地球引力发生变化。

这导致月球不同岩石之间产生摩擦，逐渐减慢自转的速度，最终使得月球自转与绕地球公转的周期相同，即月球被地球引力“潮汐锁定”。

由于“潮汐锁定”，使得月球自转的周期等于它绕地球公转的周期，因此总是同一面朝向地球。

为了解决探测器到达月球背面后没有信号的问题，2018年5月21日，科学家把一颗叫“鹊桥”的中继卫星放在了地球和月球连线外侧的“拉格朗日点”（L2）上，在这个点上，中继卫星在地球和月球共同的引力作用下围绕地球运动，且始终悬停在月球背面的上空。

这颗卫星负责地球与着陆器、月球车的通讯，为我们传回嫦娥四号的观测数据，有了这颗卫星做通讯保障，探测器才敢在月球背面着陆，这也是人类首次。

2018年12月8日，嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射入轨，之后经过地月转移、近月制动、环月飞行、降轨，最后着陆月球。

2019年1月3日，10时15分，嫦娥四号迎来制动时刻，7500牛发动机开机，动力下降开始；10时21分，降落相机开机，开始抓拍落月全过程；10时25分，嫦娥四号转入悬停模式，随着现场工作人员一声令下，嫦娥四号探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降，探测器的速度逐步从相对月球1.7公里每秒降为零。

经历了近700秒的落月过程，嫦娥四号探测器成功在月球背面南极﹣艾特肯盆地冯•卡门撞击坑的预选区着陆。

2019年1月11日，嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器完成两器互拍，达到工程既定目标，标志着嫦娥四号任务圆满成功。

嫦娥四号采取新的能源供给方式﹣﹣同位素温差发电与热电综合利用技术结合，也就是两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给。

据科学家介绍，“嫦娥四号”主要还是太阳能板供电，使用的核电源功率还比较小，仅2瓦，与电脑上的USB接口供电能力差不多，仅在月夜采集温度的时候采用。

（1）为了更直观地说明为什么我们总看不到月球的背面，可以构建月球绕地球运行过程的动态模型，构建这个模型应抓住的关键是_____。

“鹊桥”卫星是靠_____传递信息的。

（2）绕月运动时的嫦娥四号探测器受到的是_____（选填平衡力作用，非平衡力作用），其运动状态_____（选填变化着，不变）。

（3）月球上没有空气，不能使用降落伞降落，只能使用反推力火箭产生的阻力实现探测器软着陆，这说明力能改变物体的_____，从悬停经700秒落月过程中，嫦娥四号探测器作_____（选填加速，减速，匀速）运动。

（4）嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器上装有摄像机和照相机，摄像机和照相机的镜头相当于_____（选填凸透镜，凹透镜，平面镜），能成倒立、缩小的_____（选填实像，虚像）。

（5）嫦娥四号探测器到达月球表面后，展开太阳能电池帆板，对着太阳方向，太阳能帆板供电时，将_____能转换为_____能。

【答案】月球自转的周期等于它绕地球公转的周期电磁波非平衡力作用变化着运动状态减速凸透镜实像太阳能电
【解析】
【详解】
（1）月球绕地球一周的过程中，其正面始终正对地球，据此可知，月球公转一周的时间内恰好自转一周，故构建这个模型应抓住的关键是月球自转的周期等于它绕地球公转的周期；卫星导航靠电磁波传递信息；
（2）嫦娥四号绕月转动不是直线运动，运动方向不断变化，也就是状态不断变化，所以受非平衡力的作用；
（3）使用反推力火箭产生的阻力实现探测器软着陆，火箭在反推力的作用下速度减小，说明力能改变物体的运动状态；探测器从悬停经700秒落月过程中，速度逐渐减小，最后安全着陆；
（4）照相机和摄像机的镜头相当于凸透镜，能成倒立、缩小、实像；
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．（2）5Ω或25Ω；当电阻为5Ω时，电路中的最小电流为0.2A ；当电阻为25Ω时，电路中的最小电流为0.52A 。

（2019·江苏中考模拟）某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图甲所示。

迎风板与一个压敏电阻R x 连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向，压敏电阻随风力的变化而变化，已知电源电压恒定，定值电阻2R =Ω，无风时电压表示的数为1V ，电压表量程为0~3V ，压敏电阻R x 与迎风板承受风力F 的关系如图乙所示。

（1）电压表示数随风力的增大而________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）求无风时电路的总电功率______。

（3）求该装置所能测量的最大风力______。

【答案】增大 4.5W 720N
【解析】
【详解】
(1)由甲电路图可知,R 与R x 串联，电压表测R 两端的电压，由图乙可知,风力增大时,R x 的阻值减小，电路中的总电阻减小，由U I R
=
可知，电路中的电流增大，由U =IR 可知，R 两端的电压增大，即电压表的示数增大； (2)由图象可知当无风时，定值电阻2R =Ω，电压表示的数为1V ，此时干路中的电流为：
R 1V 0.5A 2U I R =
==Ω
，观察图乙中图像可知无风时电阻R x =16Ω，则电阻R x 两端电压为U x =IR x =0.5A ×16Ω=8V ，所以电源电压：U =U R +U x =9V ；
所以电路消耗的总功率为： P 总=UI =9V ×0.5A=4.5W 。

(3)当所测风力最大时，Rx 的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数U R =3V 最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R x 两端的电压：U x=U −U R =9V−3V=6V ，因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：R 3V 1.5A 2U I R ===Ω
′，
则压敏电阻的阻值：x x 6V 41.5A
U R I '===Ω'
7．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：
8．（2）当一个电加热器消耗的功率是800W，另一个电加热器消耗的功率是1200W时，将已知量代入得整个电路消耗的功率：。

（2019·辽宁中考模拟）如图甲所示，2018年12月8日，我国在西吕卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器（它由着陆器与巡视器组成，巡视器命名为“玉兔二号”），于2019年1月3日成功着陆在月球背面，开展月球背面探测及巡视探测。

月球重力是地球的六分之一，月球表面土壤非常松软，凹凸不平，有石块、有陨石坑，还有陡峭的高坡。

在这种环境中，月球车既不能打滑，更不能翻车。

为了克服这些困难，“玉兔二号”上有全景相机和导航相机，底部有6个带齿纹的轮子着地。

（1）长运三号火箭携带着嫦娥四号竖直发射加速升空时，下列说法正确的是_____。

A．以长运三号火箭为参照物，此时嫦娥四号是运动的
B．长运三号火箭刚离开地面向上飞行过程中只受空气阻力和推力作用
C．长运三号火箭加速升空时，重力势能增大，动能增大
D．长运三号火箭在大气层时候与大气剧烈摩擦，此时内能转化为机械能
（2）玉兔二号巡视器（图乙）在月球表面行走时，当前方一定范围内有高于20cm的障碍物时，玉免二号上的测器会发出预警，从而及时修正路线，此探测器是利用_____（选项“超声波”或“电波”）的反射来工作的。

（3）图甲和图乙是嫦四号玉免二号互拍照片，为了使对方五红旗标志看的更清晰更大一些，此时应让玉免二号_____（选填“靠近”成“远离”）嫦娥四号。

（4）玉免二号设计质量140kg，底部有6个带齿纹的轮子着地，带齿轮的目的是_____；若每个轮子触地面积100cm2，则玉免二号对月球地面的压强为_____Pa.
（5）当玉兔二号需要采集月球表面岩石样本时，会从物部伸出如图丙所示机械臂，机械臂简化图如图了所示。

请在图中画出：
①加在A点的最小动力F1②画山阻力F2的力臂。

（__________）
【答案】C电磁波靠近增大接触面的粗糙程度，增大摩擦3883
【解析】
【详解】
（1）A、火箭在加速升空过程中，以火箭为参照物，嫦娥四号探测器相对于火箭的位置没有发生变化，所以是静止的，故错误；
B、长运三号火箭刚离开地面向上飞行过程中受重力、空气阻力和推力作用，故错误；
C、火箭加速升空的过程中，火箭的质量不变，速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增大，故正确；
D、长运三号火箭在大气层时候与大气剧烈摩擦，此时机械能转化为内能，故错误。

（2）月球上没有空气，声音不能在真空中传播，因此不能用超声波来探测障碍物，障碍物探测器是利用电磁波的反射来工作；
（3）用照相机来拍照，为了使对方五红旗标志看的更清晰更大一些，由凸透镜成实像规
律，物距越小，成的像越大，像距也越大，可知此时应让玉免二号靠近嫦娥四号；
（4）玉兔号底部有6个带齿纹的轮子的目的是通过增加接触面的粗糙程度的方法来增大摩擦力；玉兔号月球车在地球上所受重力为：，因为月
球引力只是地球引力的六分之一，故，月球车对月球地面的压强
为：；
（5）过O点作阻力F2的垂线，即为阻力F2对支点O的力臂L2，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使动力最小，动力臂需要最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向上，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，如下图所示：。