最新中考物理电学专项复习综合训练题含答案解析

最新中考物理电学专项复习综合训练题含答案解析
一、电磁学综合题
1．由图2可知，此时水温为60℃。

（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题：
无链条电动自行车
无链条电动自行车，整体外形时尚，没有了链条，外观变得与普通自行车或电动车有些不同，如图所示。

无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。

它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。

骑行者踩脚踏板的动能，可通过车上的发电机转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。

因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。

如图所示这款无链条电动自行车，其锂电池容量为10Ah、电压为36V。

与链条车相比，这种新型自行车具备许多优点。

比如：省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便，骑行12000km也无须大修。

因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。

（1）无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过_____转化为电能，然后电能又转化为_____能存储在车子的锂电池中，之后再通过_____驱动后轮再次转化成动能，驱动车子前进。

（2）无链条电动自行车的车把龙头是_____（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；
（3）如图所示这款车的锂电池最多所储存的电能约为_____J。

（4）如图所示这款车，若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104m．则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为_____。

【答案】发电机化学电动机省力 1.296×106 3：4
【解析】
【详解】
（1）“发电机”实现“自发电”的过程中，可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能，然后电能又转化为化学能存储在车子的锂电池中，之后再通过电动机驱动后轮再次转化成动能，驱动车子前进。

（2）自行车的车把龙头在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
（3）由题知，锂电池容量为10Ah、电压为36V，
则锂电池最多所储存的电能约：W＝UIt＝36V×10A×3600s＝1.296×106J。

（4）设电动自行车前进时的动力为F，
“混合动力驱动”时所提供的总能量：W1＝Fs1＝F×3.5×104m，
仅靠锂电池驱动所提供的能量：W2＝Fs2＝F×2×104m，
“混合动力驱动”时人所提供的能量：W3＝W1﹣W2＝F×3.5×104m﹣F×2×104m＝
F×1.5×104m，
则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比：2．（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，R1的电阻为20Ω，电源电压为18V，变阻器R3的阻值范围为0﹣200Ω。

（1）只闭合开关S3时，电流表示数为0.3A，求R2的电阻；
（2）只闭合开关S2、S4，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S1、S3和S4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S3时，灯与R2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
60
0.3A
U
R
I
===Ω串联
根据电阻的串联，则R2的电阻：R2＝R串联﹣R1＝60Ω﹣20Ω＝40Ω；
（2）只闭合开关S2、S4，R1和R3串联，电压表测R3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R1的电压为：U1＝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：
3．（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'
4．（4）变阻器R 在10s 产生的热量：Q =W 滑=U 滑It =2V×0.3A×10s=6J 。

（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答文后的问题 混合动力汽车
我国自行生产的混合动力汽车已经服务于生活．混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．汽车低速行驶时，内燃机并不工作，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电．汽车具有省油、能量利用率高等特点． 测试混合动力汽车燃油能量转化效率可用如下方法: 驾驶汽车在平直公路上匀速直线行驶时间t ，测量这段时间内汽车消耗燃油质量m ，车速v ，蓄电池储存的电能由w 1增加到了
w 2．汽车受到的阻力为f , 燃油的热值为q ，由此可计算出转化效率．
（1）汽车低速行驶时，蓄电池是______（选填“电源”或“用电器”）. （2）汽车高速行驶时，电机的工作与下列哪一实验原理相同（______）
（3）当电机充当电动机时，其额定功率应小于蓄电池额定功率．简单说明判断的理由： ____．
（4）混合动力汽车燃油的能量转化效率表达式η=______________．
【答案】电源 B 蓄电池在带动电机工作的同时，还需要带动照明灯等电器工作 （fvt +W 2-W 1）/ （mq ） 【解析】 【详解】
（1）汽车低速行驶时，蓄电池通过电机向车轮输送能量，是化学能转化为电能，所以蓄电池此时是电源；
（2）汽车高速行驶时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电，机械能转化为电能，再转化为化学能储存起来，电机的工作原理是电磁感应现象，故B 符合题意；A 是电动机的工作原理，故A 不符合题意；C 是证明电流周围存在磁场的奥斯特实验，故C 不符合题意；D 是探究影响电磁铁磁性强弱的实验图，故D 不符合题意； （3）汽车上的电机（充当电动机）的额定功率应该小于蓄电池的额定功率，蓄电池在带动电机工作的时，除了转化为机械能外，还要转化为光能用来照明；
5．12Q Q ＝2122I R t I R t ＝12R R =72Ω48Ω＝32。

（2019·广东执信中学中考模拟）如图甲所示是华为
mate20手机.如图乙所示为电磁波谱的示意图。

（1）用手机通话时，它与最近的基站之间相距500米，那通话中的信息大约需要_______s 能传递到该基站，由图中的信息可知，红外线的波长比手机wifi 信号的波长要_________。

请在图乙波形图中标出任意一个波长的距离 （____________）.
（2）mate20手机电池电压为4V ，待机时电流约10mA ，则它待机时的电功率为______W.它用原装10V4A 的充电器充电，1h 即可充满，则该电池板充满电时耗电_______度. （3声音在空气中的传播速度是_______m/s 。

【答案】0.00000016s 短
0.04 0.04 340
【解析】 【详解】
（1）电磁波在真空中的传播速度是3×108
m/s ；根据v =
s
t
可知，通话中的信息大约需要时间：t =
s v =
8500m
310m /s
≈⨯0.00000016s, 由图中的信息可知，红外线的波长比手机wifi 信号的波长要短, 如图两个波峰（或波谷）之间的距离表示一个波长：
（2）手机电池电压为4V ，待机时电流约10mA ，则它待机时的电功率为： P=UI =4V 1010-3A=0.04W;
该电池板充满电时耗电:W=UIt =10V 4A 3600s=14400J=0.04度；
6．（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答问题
观光电梯
电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具．电梯的简易结构如图甲所示，电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯半载时，轿厢总重和配重的重力基本相等．满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢．
如图乙所示，为某商业大厦安装的观光电梯，其相关参数如下表．为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图丙所示，控制电路的电源电压U为12V，压力传感器的电阻R与所受压力F的关系图像如图丁所示，电磁继电器阻值可忽略．当电流大于 0.2A 时，会启动警报系统，同时无论如何按压电梯控制器，门电动机均不工作．此外，电梯需经常保养，“运行频次比ω ”是电梯养护的重要指标，ω一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示．
（1）为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的____性，该观光电梯配重的重力约为____N．
（2）下列有关该电梯的说法中，正确的是____ .
A．主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦
B．超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极
C．电梯满载上行时，电动机需顺时针转动
D．报警电铃的工作原理是电磁感应
（3）乙图中，当站在上升的B电梯里的乘客看到 A 电梯在上升，则可推知 A电梯在
______且速度__（大于/小于/等于）B电梯的速度．
（4）控制电路中R0=____Ω ．若使用一段时间，电梯未满载就报警，则说明 R0 的阻值变____（大/小）．
（5）该商业大厦每天营业时间为 12h，设电梯均在额定功率下运行．经测算，该观光电梯平均每天耗电72kW•h，则该观光电梯的“运行频次比”ω=____（结果写成小数形式）.
【答案】透光性 7000 C 上升大于 20 小 3.8
【解析】
【详解】
(1)乘客在随电梯竖直上升的过程中，可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色，
所以为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的透光性。

轿厢的重力：G轿厢=mg=500kg×10N/kg=5000N，
电梯半载时：G半载=1
2
G最大=
1
2
×4000N=2000N，
由题意知，配重的重力：
G配=G轿厢+G半载=5000N+2000N=7000N，
(2)A、主电机与钢丝绳之间的摩擦使钢丝绳上升，该摩擦属于有益摩擦，故A错误；
B. 超载自动报警系统报警时，电流从电磁铁的右端导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的右端为N极，左端为S极，故B错误；
C. 电梯满载上行时，钢丝绳对轿厢由向上的拉力，所以电动机需顺时针转动对其产生向上的摩擦力，故C正确；
D. 报警电铃的工作原理是电的磁效应，故D错误。

(3)当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升，此时B电梯里的乘客以自己的电梯为参照物，
可推知A电梯在上升，且速度大于B电梯的速度。

(4) 当电梯刚好满载时,即压力传感器所受压力F=G最大=4000N.
由图象可知，压力传感器的电阻R=40Ω，
由欧姆定律得，电路总电阻：R总=U
I
=
12V
0.2A
=60Ω，
根据串联电路电阻特点可知,R0的阻值：
R0=R总−R=60Ω−40Ω=20Ω，
当电梯未满载时，压力传感器所受压力变小，由图象可知，压力传感器的电阻变大，
由于电梯报警时的电流和电源电压不变,根据R总=U
I
可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻
值变小。

(5)由P=W
t
得，电梯运行消耗的电能：
W运行=P额t运行=25kW×t运行，电梯待机消耗的电能：
W待机=P待机t待机=1kW×t待机，
则电梯平均每天消耗的电能：
W=W运行+W待机,即：25kW×t运行+1kW×t待机=72kW⋅h−−−①
t运行+t待机=12h−−−②
联立①②可解得：t运行=2.5h,t待机=9.5h；
则该观光电梯的“运行频次比”：
7．因为t＝t0+△t＝20℃+39.6℃＝59.6℃＜100℃，即水不能被烧开。

（2019·甘肃省白银市靖远县第四中学中考模拟）人造太阳是指像太阳一样通过核聚变，源源不断地产生巨大的能量。

2017年7月4日晚中国科学院合肥物质科学研究院等离子物理研究所宣布，如图1，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置（俗称“人造太阳”）在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。

若人造太阳成为现实，某城市构想将来在高空设置一个人造太阳（近似认为是一个点，其能量以该点为中心向四周传播），在夜晚利用人造太阳为城市提供能量。

在地面距人造太阳500m处一用户利用一面积为2m2的接收装置垂直获取能量，为家中某加热器供电，其内部简化电路如图2所示、其正常工作时的功率如表所示。

（1）求R2的阻值；
（2）在实际使用中，该用户接收装置获得能量并转化为电能，在使用高温档时给某材料加热，材料温度升高4℃加热时间为40s。

[设电热丝发热全部被材料吸收，材料的质量m＝500g，材料的比热容c＝0.66×103J/（kg•℃），已知半径为r的球其表面积为4πr2．不计传播过程中能量损耗，该接收装置能量转换为电能的效率为15%]
①该加热器的实际功率为多大？
②该人造太阳的功率至少为多少？
（3）利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时
应该适当的靠近还是远离地球一些？
【答案】（1）1100Ω；（2）①33W ；②3.454×108
W ；（3）利用相同面积的接收装置，
为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些。

【解析】 【详解】
（1）由图可知，S 2、S 1都闭合时，电路中只有电阻R 1；
只有S 2闭合，S 1断开时，R 1、R 2串联，根据串联电阻大于其中任一电阻，
由2
U P R
=可知，S 2、S 1都闭合时，功率较大，由表中数据可知，此时功率P 2＝44W ，
则22
12220V 1100Ω44W
U R P ===（）
； 只有S 2闭合，S 1断开时，R 1、R 2串联，由2
U P R =可得：22
1
220V 2200Ω22W U R P ===总（）, R 2＝R 总﹣R 1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω；
（2）①该用户接收装置获得能量并转化为电能，即W ＝Pt ＝Q ， 即P 实t ＝cm △t ，
30.6610J /(kg 0.5kg 433W 40s
Q cm t P t t 实℃）℃
⨯⨯⨯====，
②该人造太阳的功率至少为P ，工作时间为t ，则人造太阳的能量至少为Pt ，其能量以该点为中心向四周传播，半径为r 的球其表面积为4πr 2
，故每平方米获能的能量：2
4Pt
r π，面积为S 获得的能量为：2
4Pt
W S r π=
⨯总…………….① 故2m 2
获得的能量：22
2m 4Pt
W r
π=
⨯总。

不计传播过程中能量损耗，该接收装置能量转换为电能的效率为15%， η＝
100%P
t W W W =⨯实电总总
........................② 将①代入②有： 22
4η2m
P r P 实π=
⨯，,
该人造太阳的功率至少为：
22
88
22
433W 4π500m P 1.110πW 3.45410W η2m 0.152m
P r π⨯⨯===⨯=⨯⨯⨯实
（）； （3）由①式知，2
4Pt
W S r
π=
⨯总， 利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，r 要小一些，即在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些靠近。

8．使电流表A1与A示数的比值最小，所以选择标有“60Ω 3A”字样的滑动变阻器。

（2019·上海中考模拟）某小组在学习了地磁场知识后，查阅资料发现地球的磁极并不会总停留在同一个地方。

地磁S极的位置已从100年前的加拿大移到了北冰洋俄罗斯境内，而且从1990年代中期以后，磁极移动速度加快，正在从原来的每年约15公里上升到了每年约55公里，科学家对地磁S极的预测轨迹如图所示。

下表记录了1994年、2001年、2007年地磁S极的实际经纬坐标。

（1）甲同学认为随着地磁S极的移动，在北极点的小磁针所受地磁场的作用力会发生改变，你是否赞成他的观点并说明理由。

______
（2）下面是小组成员根据相关资料所预测的2021年地磁S极的经纬度，你认为合理的是：______
A．166°W；87°N B．166°E；87°N C．166°W；85°N D．166°E；85°N
【答案】详见解析B
【解析】
【详解】
（1）随着地磁S极的移动，导致北极点的地磁场发生变化，在该处的小磁针所受地磁场的作用力方向会改变，甲同学的观点正确；。