2020年中考物理电学综合计算题及答案

2020年中考物理电学综合计算题及答案
一、电磁学综合题
1．答：（1）电饭煲在高温档时，开关S 应与触点2接触；（2）电阻R 的阻值为2156Ω；
（3）电饭煲产生的热量为6.6×105J ；（2019·天津中考模拟）如图甲所示是一种常见的电热
水袋，图乙是它的电路结构示意图，其性能指标如下表所示。

（1）红色指示灯L 的电阻比发热体R 的电阻要____（选填“大”或“小”）得多； （2）若热水袋内水的初温为15C ︒时，发热体R 在额定电压下工作，10分钟后指示灯熄
灭，求电热水袋的加热效率是____.（3=4.210J/(kg ?C)c ⨯⋅水）
【答案】大 70%
【解析】
【详解】
（1）由电路图可知，发热体R 与指示灯L 并联，它们两端电压U 相等，发热体电阻功率远大于指示灯功率，由2
U P R
=可知，在电压U 一定时，电功率越小，电阻越大，因此红色指示灯L 的电阻大。

（2）温度从15℃升高到65℃，水吸收的热量：
()()354.210J/kg 1kg 6515 2.110J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃
消耗的电能：5500W 00s 310J W Pt ==⨯1⨯6=⨯
加热效率为：552.110J 100%70%310J
Q W η⨯==⨯=⨯吸。

2．（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·广东中考模拟）阅读材料，回答问题
“翼龙”无人机“翼龙”无人机是由中航工业成都飞机设计研究所研制的多用途无人机，是中国无人机制造领域
“当家明星”。

上表为其部分技术参数。

该无人机具备全自主平台，可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。

（1）无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变，说明该材料的_____较大；无人机将灾情监视、军事活动等信息通过_____（选填“超声波”或“电磁波”）及时传达到指挥中心。

（2）翼龙无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04m2．则无人机对水平跑道的压强为_____Pa，当无人机起飞后在额定功率下沿水平方向正常巡航时，所受的阻力为_____N．（g取10N/kg）
（3）活塞式发动机是无人机的核心部件，为了确保无人机的飞行速度不超过最大值，工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如图乙所示，其中R的阻值随飞行速度的变化如图丙所示。

若电源电压为12V，R0的阻值为20Ω，当无人机达到最大飞行速度时，R0的电功率是_____W。

（电磁铁电阻不计）
（4）某次军事演习时，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。

不计空气阻力，则以下四图中能正确表示物体着地位置的是_____。

【答案】硬度电磁波 4×105 1.5×103 3.2 A
【解析】
【详解】
（1）无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变，说明该材料的硬度较大，无人机将灾情监视、军事活动等信息通过电磁波及时传达到指挥中心。

（2）无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上时：
F＝G总＝G+G载+G油＝（1.1×103kg+200kg+300kg）×10N/kg＝1.6×104N；
水平跑道的压强：
p＝F
S
＝
G
S
总=
4
2
1.610N
0.04m
⨯
=4⨯105Pa；
当无人机起飞后在额定功率下沿水平方向正常巡航时，180km/h＝50m/s，由P＝Fv得：所受阻力
f=F＝P
v
＝
4
7.510W
50m/s
⨯
＝1.5×103N；
（3）当无人机达到最大飞行速度时，知R＝10Ω，R、R0串联，
I＝U
R
＝
12V
20Ω10Ω
+
＝0.4A
P＝UI＝I2R＝（0.4A）2×20Ω＝3.2W；
3．（3）电能不能从自然界直接获取，需要通过水能、风能等其他形式的能量转化而来。

属于二次能源。

（2019·北京中考模拟）阅读《司南》并回答。

司南是我国古代的四大发明之一。

是春秋战国时期发明的一种指南针，如图甲所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在光滑青铜盘的中心，可以自由转动。

古文《论衡•是应篇》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。

司南的作用，放在地上，它的勺柄静止时指向南方。

磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用。

司南的发明不但证明了中国人的聪明才智，而且还为世界指明了前进的方向，为人类的发展和进步起到了重要作用。

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，图乙和丙所示的两个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是图_____。

（2）古人选用较光滑的青铜盘，可以减小磁勺与青铜盘的_________。

（3）如果将青铜盘换成铸铁盘，磁勺能不能正确指示方向呢？为什么？_________
【答案】丙摩擦力不能；磁勺与铸铁盘相互吸引，所以磁勺无法转动。

【解析】
【详解】
(1)地球是一个大磁体，地磁场的形状与条形磁铁相似，地磁场的南北极与地理南北极相反，即地磁的北极在地理的南极附近，故丙图正确。

(2) 把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上，由于摩擦力较大，很难正确指示南北方向，将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘，摩擦力减小了，能正确指示南北方向。

这说明磁勺和盘子之间的摩擦力影响了实验效果。

4．（4）牵引力做的功为fvt ，同时储存起来的能量21W W -，燃料燃烧放出的热量mq ，混合动力汽车燃油的能量转化效率表达式η=W W 有
总=21fvt W W mq
+-=（fvt +W 2-W 1）/ （mq ）.（2019·珠海市第四中学中考模拟）读短文,回答问题：
贫民窟中的黑科技 单靠重力工作的电灯
当我们在受电灯带来的各种便利时,身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度危险的煤油灯进行照明。

针对发展中国家普遍用不上电的情况,2012年12月,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”( Gravity Light),顾名思义,它靠重力发电,在灯身上挂着的一重物,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。

这和手摇式发电装置的原理一样,只不过重力灯的运动方向更垂直,这种重力灯和苹果手机一起被为21世纪最伟大的发明 现在，重力灯迎来了第三代“重力LED 灯GL02”,其亮度相当于一个12瓦的日光灯(如图甲),使用寿命可以达到200年。

“重力LED 灯GL02”挂于大约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,如图乙),重力灯的内部结构如图丙所示,以一系列的齿轮带动一个直流发电机,发电时间约为20分钟。

“重力LED 灯GL02”采用了全新的保护机制,可以确保超重的物体安全地着陆地面,当沙包落到地面时,只要将沙包再提离至原来位置,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、源源不断的光线,而且“重力LED 灯GL02”机身上有DC 插座,还可以为收音机等设备进行供电,其他类似的装置——比如电池充电器也能用同样的方式工作·重力LFD 灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,实于1.8米的高度,可以维持约20分钟的照明,当然你实装高度的越高,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__________
（2）重力灯工作过中主要的能量转化形式是：将______能转化成______能再转化成光能。

（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 10mALED 灯正常发光。

则整个过程中重物的重力做功_______J(g=10N/kg);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】电磁感应机械电36075%功率小、供电时间短；不能持续供电
【解析】
【详解】
（1）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）重力灯工作过程中主要的能量转化形式是：将机械能转化为电能，电能转化为光能；（3）重力所做的功：；利用知，下落时间：；10只3V、10mALED灯消耗的电能：
；重力灯的能量转化效率：
；
5．（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；
6．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；
7．则此时电流表的读数是：I′＝
4.8V
192Ω
U
R'
=＝0.025A。

（2019·山东中考模拟）图甲是家庭
常用的电热壶及其铭牌。

（1）电热壶外部能看到漂浮着红色浮球的透明水位计，顶部开有通气孔的水位计底部与电热壶内底相通，形成_____，红色浮球指示壶内水量，其受到的浮力_____（填“大于”、“等于”或“小于”）自身重力。

图乙显示电热壶烧水的最大水量为1.7L，现装水量为
_____L．图丙显示电热壶烧水的最小水量，当电热壶装有最小水量时，壶内的水_____（填“会”或“不会”）浸没电热圈。

（2）图丁是电热壶通电用的三脚插头和三孔插座，则A孔接_____，B孔接_____。

（3）电热壶正常工作时的电流为多少安_____？电阻为多少欧________？
（4）若电热壶现装水的初温为20℃，电热壶烧水效率为90%，通电正常工作4.2min，问：
①电热壶内水的质量是多少千克_______？
②水能不能被烧开__________？[1L＝10﹣3m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），大气压为1标准大气压]
【答案】连通器等于 1.5 会地线火线 5A 44Ω 1.5kg 不能
【解析】
【详解】
（1）电热水壶的水位计是一个小容器，其顶部有通气孔，其底部与壶内的水直接连接，构成连通器，所以，静止时水位计中水位与壶内的水位是一致的；由于红色浮球是漂浮在液面上，所以，受浮力和重力二力平衡，即大小相等；水位计内液面和量筒内液面一样，呈凹形，读数时视线应与凹液面底部相平，由图乙知道，底部对应1.5L，即现装水量为
1.5L；当壶内水面达到最小水量时，说明是安全的，即水能够浸没电热圈。

（2）安全用电要求三孔插座的接法是：右火、左零、上地，所以，A是上边的孔，接地线，B是右边的孔，接火线。

（3）根据P＝UI知道，电热壶正常工作时的电流是：I＝
1100W
220V
p
U
=＝5A；
根据P＝
2
U
R
知道，电热壶正常工作时的电阻是：R＝
()2
2220V
1100W
U
R
=＝44Ω；
（4）①1.5L＝1.5×10﹣3m3，由ρ＝m
V
知道，电热壶内水的质量是：m＝ρV＝
1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg；
②4.2min＝4.2×60s＝252s，
由p＝W
t
知道，消耗的电能是：W＝Pt＝1100W×252s＝277200J，
水吸收的热是：Q吸＝ηW＝90%×277200J＝249480J，
由Q 吸＝cm △t 知道，水升高的温度是：△t ＝()3249480J 4.210/? 1.5Q cm J kg kg
=⨯⨯吸℃＝39.6℃，
8．使电流表A 1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；。