2020年中考物理电学综合计算题汇总及答案解析.doc

2020年中考物理电学综合计算题汇总及答案解析一、电磁学综合题1=。（2019·海南中考模拟）如图是某型号电热水器的电路原理图。R1、R2为电热丝，电热水器共有断电、保温加热三种状态，如图所示为断电状态。已知该电热水器的保温功率为1.1kW，R28.8各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如表：导线规格导线横截面积S/mm22.54610安全载流量I/A28374768求：（1）电热水器处于加热状态时，应将开关S置于什么位置？（2）求电热丝R1的阻值；（3）从用电安全角度考虑，安装该电热水器时，至少应选择表中横截面积为多大的铜芯导线，请通过计算说明；（4）在加热状态下，电热水器正常工作10min所产生的热量。【答案】（1）c、d位置；（2）44；（3）4mm2；（4）3.96×106J。【解析】【详解】（1）如图所示为断电状态；当开关与c接触时，为R1的简单电路；当开关与c、d接触时，两电阻并联，根据并联电阻小于其中任一电阻，由 可知，总功率最大，故当开关与c、d接触时，电热水器处于加热状态；（2）由前面分析可知，当开关与c接触时，只有R1工作，此时处于保温状态，该电热水器的保温功率为1.1kW，根据可得R1的阻值： ；（3）电热水器加热时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过两电热丝的电流分别为： ， ，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路中的电流：II1+I25A+25A30A37A，所以应选择表中横截面积为4mm2的铜芯导线；（4）在加热状态下，电热水器正常工作10min所产生的热量：2（3）R2连续工作10min产生的热量为Q=1920J（2019·安徽中考模拟）如图为某家用电热水器的电路图，R1为发热板，当热水器处于加热状态时，水迅速被加热；达到预定温度后，S自动切换到另一挡，处于保温状态。已知R1100，饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍，电热水器正常工作时：（1）用公式分析，当S分别接a和b时，哪种情况为加热状态？哪种情况为保温状态？（2）求R2的阻值。（3）当S接b时，求电阻R2在6min内消耗的电能。【答案】（1）保温状态；（2）100；（3）43560J。【解析】【详解】（1）由电路图可知，开关S接a时电路为R1的简单电路，开关接b时电路为R1、R2串联，因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，所以，开关S接a时电路的总电阻最小，电路中的电流最大，由PUII2R可知，R1的电功率最大，电热水器处于加热状态；同理可知，开关接b时电路的总电阻最大，电路的电流最小，R1的电功率最小，电热水器处于保温状态；（2）开关S接a时，电路为R1的简单电路，热水器处于加热状态，则电热水器的加热功率：；因饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍，所以保温时R1的功率：，因串联电路中各处的电流相等，所以，由PUII2R可得，保温时电路中的电流：，由可得，此时电路的总电阻：，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2R总R1200100100；（3）当S接b时，电热水器处于保温状态，则电阻R2在6min内消耗的电能：W2I2R2t（1.1A）2×100×6×60s43560J。答：（1）开关S接a时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电路的电流最大，由PUII2R可知，R1的电功率最大，电热水器处于加入状态；开关接b时电路的总电阻最大，电路的电流最小，R1的电功率最小，电热水器处于保温状态；（2）R2的阻值为100；3(3)吹冷风5min消耗的电能是0.01kWh；电吹风吹冷风时的功率是120W。（2019·广东执信中学中考模拟）将缝衣针磁化后，与其它器材组成下图1的小指南针，当它静止下来后，针尖指北，如图2，则针尖是_极，请在图2中标出地磁两极和磁感线方向.（_）【答案】N 【解析】【详解】缝衣针磁化后可以看作为小磁针，静止时，N极应指向地磁南极(即地理北极)，所以针尖是小磁针的N极；磁感线从地磁北极出发，指向地磁南极，且小磁针静止时N极的指向与经过该点的磁感线方向一致，故作图如下：4R1=50； 查表得：F=250N；由杠杆的平衡可得：GlOB=FlOA，G=500N。（2019·江苏中考模拟）如图甲所示为某初中小组设计了一种测定风力的装置，迎风板与压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向压敏电阻的阻值随风力变化而变化，其阻值Rx与风对迎风板的作用力F关系如图乙所示已知电源电压恒定，定值电阻R=5，灯泡L标有“6V 6W”的字样（不考虑灯丝电阻的变化），电压表的量程为03V闭合开关S，无风时电压表的示数为2.5 V（1）灯泡L的电阻为多少？（2）求无风时，压敏电阻Rx消耗的电功率？（3）求该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力？（4）若提高该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力，请说出两种改进方法【答案】（1）6 （2）1.75W （3）300N （4） 串联一个定值电阻 减小电源电压【解析】【详解】（1）灯泡L的电阻为：=6；（2）由图甲可知是一个串联电路，电压表测定值电阻R两端的电压，无风时电压表的示数为2.5 V，定值电阻R=5，根据串联电路电流特点得，电路中的电流为：I=0.5A，由图象乙可知，当无风时，电阻Rx=7，则此时压敏电阻Rx消耗的电功率：=7=1.75W；电源电压为U=2.5V+0.5A（6+7）=9V；（3）由甲电路图可知，R与Rx串联，电压表测R两端的电压，由图乙可知，风力最大时，Rx的阻值最小，电路中的总电阻最小，由U=IR可知，R两端的电压最大，即电压表的示数最大，电压表的量程为03V，所以R两端的电压最大为3V，由I=可知，电路中的电流增大，此时电路中的电流为=0.6A，=1A0.6A，灯安全，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，Rx两端的电压：Ux=U-UR-=9V-3V-0.6A6=2.4V，因串联电路中各处的电流相等，所以压敏电阻的阻值：Rx=4，由图象可知，该装置所能测量的最大风力为300N；5(3)加热水箱中水的质量=1.0×103kg/m3×1.1×103m3=1.1kg，水吸收的热量： =4.2×103J/(kg)×1.1kg×(9220)=3.3264×105J，加热管的热效率为90%，根据 ，则电热管需要放出的热量是：，饮水机加热时加热管的功率为880W，则加热的是时间为：.（2019·扬州市竹西中学中考模拟）动车快速、安全、舒适，广受出行乘客的喜欢，动车采用多种新材料、新工艺。（1）如图甲，前挡风玻璃倾斜度较大，其目的是_（2）高速行驶时，为了防止外力导致挡风玻璃破碎飞溅，设计了挡风玻璃由两层钢化玻璃中间夹一层PVB胶片制成的结构，这样做的好处 _（3）为检验玻璃是否达到每m2面积能承受5×105 N撞击力的要求，科研小组设计如图乙电路。测试时，将样品平放在压力传感器上，闭合开关S，释放重物撞击，样品完好无损传感器阻值RN随压力F变化图象如图丙，撞击力最大时玻璃与重物的接触面积为1×10-3 m2；电源电压为27 V，定值电阻R0 = 10（样品质量不计）由图可知，压力传感器的阻值随压力增大而_测试时，电流表示数随时间的变化图象是_，其理由是_电流最大时为0.9A,则每m2面积最大撞击力为_N，这种玻璃_合格品（是/不是）【答案】减小阻力 外力使玻璃破碎时，碎片仍然粘在胶片上 减小 C 见解析 4×105 N 不是 【解析】【详解】(1)是因为动车的整个车身设计采用的是空气动力学原理，前挡风玻璃是有一定的倾斜角度，这样可以减轻空气的阻力；(2)这种玻璃受外力损坏时，玻璃碎片仍然粘在胶片上，而不会飞出给车上乘员造成二次伤害。(3)如图丙所示，当压力增大时，传感器的电阻值会变小；由图丙可知,当重物对传感器产生的压力在0200N时,传感器的电阻不变,根据I=可知，此过程中电流表的示数不改变，当传感器受到的压力大于200N时，其阻值会逐渐减小，当被压至最低点是产生的压力最大，此时电路中的电阻最小，电流表的示数为最大，当压力传感器从最低点向上弹起时，其所受的压力会逐渐变小，电阻变大，电路中的电流也会变小。因此可知C图象符合题意；电流最大为I大=0.9A,电路中的总电阻：R串= =30，压力传感器RN阻值：RN=R串R0=3010=20，由图丙可知，压力传感器受到的压力为400N6（4）节能灯额定功率P=11W=0.011kW，工作总时间t=3000h，则节能灯从买回来开始正常工作到寿命结束，消耗的电能为W=Pt=0.011kW×3000h=33kW·h。（2019·江苏中考模拟）阅读材料，回答问题。 手术时，需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积），其示意图如图所示，使用时，将血管（圆柱形）放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度。某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n的关系。n为病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值，测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表。n1.000.900.800.750.60v/ms10.1800.2000.2250.2400.300研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv，k为常数，血管横截面积越小，血液流速越快，受到的阻力越大，心脏的负担就越重。（1）某次测量时，仪表显示电流为2mA，电路中的电阻为100，ab间电压为_V，电磁血流计的原理与_（选填“电磁铁”、“电动机”、“发电机”）的原理相似，利用电磁流量计_（选填“可以”或“不可以”）测量某食用油管道中油的流量。（2）心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化。若当n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n = 0. 25时，心脏推动血液流动的功率P=_。【答案】0.2V 发电机 不可以 16P0 【解析】【详解】(1)根据I=可得：电压U=IR=2×103A×100=0.2V；血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，其原理是电磁感应，故原理与发电机原理相似。由于电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的，而食用油是绝缘体，因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量；(2)由f=kv和P=Fv可知,心脏推动血液流动的功率P=kv2，故P与速度的平方成正比，而n与v成反比，因此P与n的平方成反比；7=。（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3×108m/s；根据v=可知，通话中的信息大约需要时间：t=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=4V1010-3A=0.04W;该电池板充满电时耗电:W=UIt=10V4A3600s=14400J=0.04度；8因为 tt0+t20+39.659.6100，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。S1断开闭合S2闭合闭合功率P122WP244W（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m500g，材料的比热容c0.66×103J/（kg），已知半径为r的球其表面积为4r2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%该加热器的实际功率为多大？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）1100；（2）33W；3.454×108W；（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，S2、S1都闭合时，电路中只有电阻R1；只有S2闭合，S1断开时，R1、R2串联，根据串联电阻大于其中任一电阻，由可知，S2、S1都闭合时，功率较大，由表中数据可知，此时功率P244W，则；只有S2闭合，S1断开时，R1、R2串联，由可得：,R2R总R1220011001100；（2）该用户接收装置获得能量并转化为电能，即WPtQ，即P实tcmt，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4r2，故每平方米获能的能量：，面积为S获得的能量为：.故2m2获得的能量：。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%，.将代入有： ，,该人造太阳的功率至少为：；（3）由式知，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。