2020年中考物理电学综合计算题及详细答案解析

2020年中考物理电学综合计算题及详细答案解析

一、电磁学综合题

1．（2019·深圳市龙岗区南

湾街道沙湾中学中考模拟）阅读下面短文，回答以下问题。

感应发光冰块

感应发光冰块产品采用食品级PS材料及电子元件组成的发光冰块，采用先进的触水式开关具有入水即亮的特性（液体感应），外形仿如真实冰块一般。感应发光冰块采用电池供电，无化学变化，无毒无害，可放置于各类饮品中增添浪漫及神秘的气氛感应发光冰块内部电子元件有：液体感应器、纽扣电池和LED灯泡。感应发光冰块的使用方法是将发光冰块清洁干净放入水中，它将自动发亮；使用完毕后，用布擦干后放置于干燥的地方以备下次使用。感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后，再放入饮料内，可以起到降低饮料的温度。需要注意的是，请勿吞食感应发光冰块，避免放置于温度过高的饮品中。

（1）液体感应器是先进的触水式_____（选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”）。

（2）冷冻后的感应发光冰块通过_____的方式改变饮料的内能，饮料的内能_____（选填“增大”或“减小”）。

（3）LED灯泡发光时，将电能主要转化为_____能。

（4）某位同学在研究LED灯的特点时，发现将一只LED灯接在电池两端没有亮，对调电池正负极后亮了，这说明了LED灯具有_____性。

（5）用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于_____状态。

【答案】开关热传递减小光单向导电性开路

【解析】

【详解】

（1）根据基本电路各部的作用可知：液体感应器是起控制电路的作用，所以是先进的触水式开关；

（2）感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后温度比较低，再放入饮料内，通过热传递方式改变饮料的内能，饮料的内能减小，温度降低；

（3）LED灯泡发光时，将电能主要转化为光能；

根据 P = UI ,

I = ，可得 P R R

（4）LED 灯也叫发光二极管，它具有单向导电性；

2．

（2019·天津中考模拟）电饭煲的原理图如图所示，它有高温、保温两档，通过单刀双 掷开关 S 进行调节， R 0 为电热丝。当开关 S 接高温档时，电路的总功率为 1100W ，当开关

S 接保温档时，电路的总功率为 22W 。

（1）电饭煲在高温档时，开关 S 应与触点___________（选填“1”或“2”接触）。 （2）电阻 R 的阻值___________

（3）当电饭煲在高温档正常工作 10min ，电饭煲产生的热量为___________

【答案】2 2156Ω 6.6 ⨯105J

【解析】 【详解】

U 2 （1）由 P = 可知，在电压 U 一定时，电阻 R 越小，电功率越大，由电路图可知，S 应

R

接 2 触点时，电阻 R 被短路，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温档。

（2）等效电路图如图。 高温档（S 与触点 2 接触）

保温档（S 与触点 1 接触）

U

U 2 =

P 1100W

P 22W

R = - R = - 44

Ω= 2156Ω 2 2 -t : :

U 2 （220V ）

∴ R = = = 44Ω

0 A

U 2 （220V ）

0 低

（3） P =

W

t

电饭煲产生的热量为

∴ Q = W = Pt = 1100W ⨯10 ⨯ 60s = 6.6 ⨯105J

3．用快加热比用慢加热节约的时间： t =t ’ =8264s -4132s=4132s 。（2019·北京中考模拟） 阅读《超导材料》

超导材料

1911 年，荷兰科学家昂内斯（Onnes ）用液氦冷却水银时发现，当温度下降到 4.2K （-

268.98℃时）时，水银的电阻完全消失。1913 年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:低温下金 属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在 4.2K 进入了一种新状态，由于它的特殊 导电性能，可以称为超导态。后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温 下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导 电性的材料称为超导材料或超导体。

1933 年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材 料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体 中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。

根据临界温度的不同，超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的 “高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点 0℃，对常温来说应是极低的温度。20 世纪 80 年 代是超导电性探索与研究的黄金年代。1981 年合成了有机超导体，1986 年缪勒和柏诺兹发 现了一种成分为钡（Ba ）,镧（La ）、铜（Cu ）,氧（0）的陶瓷性金属氧化物，其临界温度 提高到了 35K 。由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质，因此这个发现的意义非常重大， 缪勒和柏诺兹因此而荣获了 1987 年度诺贝尔物理学奖。后来包括中国在内的世界上部分国 家又陆续发现临界温度 100K 以上的高温超导材料。

高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类 大电流 应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。大电流应用即前述的超导发 电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应

用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。请根据上述材料回答下列问题

（1）许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为_____温度。

（2）超导体_____（选填“适合”或“不适合”）用来制作电饭锅的发热装置。

（3）如图所示，在甲、乙两图中能表示“迈斯纳效应”的是_____图。

（4）高温超导材料的超导电性可以应用于_____。

【答案】临界不适合乙大电流应用：超导发电、输电和储能

【解析】

【详解】

（1）许多金属和合金，当温度下降到某一值时，其电阻完全消失。这一温度称为临界温度。

（2）超导体没有电阻。根据焦耳定律，导体没有电阻，通电时就不会发热，所以超导体不适合用来制作电饭锅的发热装置。

（3）文中提到：“如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为‘迈斯纳效应’。”故能表示“迈斯纳效应”的是乙图。

4．（4）高温超导材料具有零电阻特性，即超导电性，可以应用于大电流应用：超导发电、输电和储能。（2019·山东中考模拟）问题解决——油量报警装置：

小雨想要利用电磁继电器制作一个油量自动报警装置。要求：油箱内油量充足时绿灯亮、红灯灭，显示正常；储油过少时绿灯灭、红灯亮，报警提醒油量过少。请利用下图器材，再添加一个电源，将电路设计填画完整。

（________）

并简述此装置的工作过程____。（提示：电磁继电器所用弹簧拉力较大，电磁铁磁性必须大到一定程度才能把衔铁吸引下来，否则弹会把衔铁抬起来。）

【答案】详见解析

【解析】

【详解】

用导线将电源、变阻器、定值电阻R

和电磁铁顺次连接起来；使电磁继电器的静触点与电