中考物理电学专项复习综合训练题及答案.docx
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中考物理电学专项复习综合训练题及答案
中考物理电学专项复习综合训练题及答案
一、电磁学综合题
1.(3)水龙头放热水时,R1与R2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且电路的总功率等于各用电器功率之和,电路消耗的总电功率:
P热=P1+P2=
+
=
+
=1100W+200W=1300W。
(2019·河南中考模拟)物理实验室用的电加热器恒温箱工作原理如图甲所示。
控制电路电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成.其中,电磁继电器只有当线圈中电流达到0.05A时,衔铁才吸合,切断工作电路;热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示.解答以下问题:
(1)电磁继电器实质是一个控制工作电路的___________;
(2)求电热丝工作时的功率__________;
(3)如果恒温箱的温度设定为80℃,求电阻箱R0应接入电路的阻值__________.
(4)若要恒温箱的设定温度低于80℃,电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小?
简述理由。
_____
【答案】自动开关1000W110Ω调小详见解析
【解析】
【详解】
(1)电磁继电器的主要部件就是一个电磁铁,它是利用电磁铁磁性的有无来产生作用力,从而控制工作电路的,其实质就是一个电路来控制另一个电路的间接开关;
(2)电热丝工作时的功率:
P=
=
=1000W;
(3)如果恒温箱的温度设定为80℃,由图乙可知,热敏电阻的阻值R1=70Ω,
由题知,此时控制电路的电流I=0.05A,根据电阻的串联和欧姆定律,I=
,即:
0.05A=
,电阻箱R应接入电路的阻值:
R=110Ω;
2.答:
(1)红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要大得多;
(2)电热水袋的加热效率是70%;(2019·江门市第二中学中考模拟)现代生活中,人类对于能源的需求越来越大。
如图是我国西部某地区风力发电的外景,风力发电机主要是由风机叶片和发电机组完成。
已知该地区空气密度平均为1.3kg/m3,年平均风速为10m/s,该风力发电区里一台风力发电机在不同风速下获得的风能如下表所示:
平均风速(m/s)
5
10
15
20
25
1min内获得的能量(×106J)
4.8
7.2
9.6
12
14.4
(1)100台这样的风力发电机在一年里(总工作时间按4000h计算)获得的风能是____J,这相当于______kg焦炭完全燃烧所释放出来的能量(已知焦炭的热值是3×107J/kg)。
(2)在风力作用下,风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机,发电机利用____的原理,把_____能转化为电能。
(3)如果一台风力发电机把风能转化为电能的效率为80%,那么该地区一台风力发电机的电功率为___kW.
(4)请你写出风能的一个优点:
_____________________。
【答案】1.728×10145.76×106电磁感应机械96清洁无污染
【解析】
【详解】
(1)由表格数据知道,风速为10m/s时,一台风力发电机,1min获得的能量是7.2×106J,所以,100台这样的风力发电机在一年里(总工作时间按4000h计算)获得的风能是:
=1.728×1014J;如果这些能量是由完全燃烧焦炭来获得,则焦炭的质量是:
=5.76×106kg;
(2)在风力作用下,风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机,是把机械能转化为电能,这是电磁感应现象;
(3)一台风力发电机,1min获得的能量是7.2×106J,由
知道,可以转化得到的电能是:
=5.76×106J,所以一台风力发电机的电功率是:
=96kW;
3.(3)当S接b时,电阻R2在6min内消耗的电能为43560J。
(2019·广东执信中学中考模拟)如图甲所示为常见家用电吹风,它的简化电路如图乙所示。
问:
(1)当将图乙的选择开关拨到触点A、B时,电吹风可实现的功能是什么?
(2)已知电热丝正常工作时的电阻为55Ω,当电吹风吹热风时,通过电热丝的电流是多少?
电热丝的电功率是多少?
(3)测得单独使用电吹风吹冷风时,家里电能表(标有3000r/kW·h)的表盘转动30圈用时5min,则吹冷风5min消耗的电能是多少?
电吹风吹冷风时的功率是多少?
【答案】
(1)吹热风;
(2)4A;880W;(3)0.01kWh;120W
【解析】
【详解】
(1)由图可知,当开关拨到触点A、B时,电动机和电热丝同时工作吹热风;
(2)通过电热丝的电流:
,
电热丝的功率:
P=UI=220V×4A=880W;
(3)电能表的表盘转30圈消耗的电能:
W=
,
电吹风吹冷风时的功率:
。
答:
(1)当将图乙的选择开关拨到触点A. B时,电吹风可实现的功能是热风;
(2)当电吹风吹热风时,通过电热丝的电流是4A;电热丝的电功率是880W;
4.(5)由P=fv得f=
=
=22.5N,由图像求出总质量为m总=
=90kg,m人=m总-m车=90kg-40kg=50kg。
(2019·江苏扬州教育学院附中中考模拟)阅读短文,回答问题
电动汽车
电动汽车是环保的交通工具,行驶时蓄电池给电动机供电,电动汽车的主要部分参数如表所示,如图甲所示,在测试过程中,司机和一名陪同人员上车.司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km,电池剩余容量为58kW•h,陪同人员负责记录测试数据,已知司机和陪同人员的质量均为70kg,汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%,g取10N/kg。
空车质量
1360kg
轮胎与地面总接触面积
400cm2
蓄电池最大容量
68kW•h
最高车速
120km/h
最大功率
90kW
最大续航里程
180km
(1)为了节能,车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法:
在车速逐渐减到60km/h的过程中,不采用机械刹车,由于电动汽车继续行驶,带动电机逆向发电,将电能存储在蓄电池内,此时电机的工作原理是______________
(2)汽车刹车原理图如图乙所示,连着刹车踏板的金属杆可视为一根能绕O点转动的______________(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆.
(3)在测试前,人未上车,此时电动汽车对水平地面的压强为_______________Pa.在此测试过程中,电动汽车匀速行驶30km,牵引力做的功为______________J.该电动汽车将电能转化为机械能的效率为______________%.
(4)如图丙是小明设计的车速提醒电路,R为定值电阻,RV的阻值随车速的变化而改变.当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快,需要减速.图丁是RV的阻值与车速关系的图像.图戊是车速从0加速到100km/h过程中,RV消耗的电功率随电流变化的图像.则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值是______________Ω.当车速达到75km/h时,此时电压表的示数为______________V.
【答案】电磁感应省力3.4×1052.7×10775109.6
【解析】
【详解】
(1)汽车行驶带动电机逆向发电,机械能转为电能,电机是利用电磁感应原理进行发电的;
(2)由图可知,O点为支点,活塞对金属杆的力是阻力,脚对刹车踏板的力是动力,且动力臂大于阻力臂,所以这是一个省力杠杆;
(3)人未上车,电动汽车对水平地面的压力为:
F压=G=mg=1360kg×10N/kg=1.36×104N;
电动汽车对地面的压强为:
p=
=3.4×105Pa;
电动汽车匀速行驶,所以牵引力与阻力平衡,则电动汽车受到的牵引力为:
F=f=6%G总=0.06×(70kg+70kg+1360kg)×10N/kg=900N;则电动车行驶30km,牵引力做的功为:
W=Fs=900N×30×103m=2.7×107J;
由表格数据可知电池容量为68kW•h,行驶30km时电池剩余容量为58kW•h,则此过程中电动汽车消耗的电能为:
W总=68kW•h-58kW•h=10kW•h=3.6×107J,则电动汽车电能转化为机械能的转化效率:
η=
=75%;
(4)由电路图可知,两个电阻串联,电压表测量Rv两端的电压,电流表测量电路中的电流,由图丁可知车速越大,Rv的阻值越大,由
可知通过电路的电流越小,由串联分压可知Rv两端的电压变大,电压表的示数变大,由图戊可知,车速为100km/h时,Rv的阻值最大,通过电路的电流最小为0.2A,RV消耗的电功率为2W,RV的阻值RV1=
=50Ω;电源电压U=I1(RV1+R)=0.2A×(50Ω+R)①
通过电路的电流为0.3A,RV消耗的电功率为2.7W,RV的阻值RV2=
=30Ω,
电源电压U=I2(RV2+R)=0.3A×(30Ω+R)②
由①和②得到R=10Ω,U=12V,
当车速为零时,RV的电阻最小,通过电路的电流最大为0.6A,电路的总电阻R总=
=20Ω,RV的电阻RV小=R总-R=20Ω-10Ω=10Ω;
5.
(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7000C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=
G最大=
×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=
=
=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=
可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻值变小。
(5)由P=
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”:
6.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。
S1
断开
闭合
S2
闭合
闭合
功率
P1=22W
P2=44W
(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;②3.454×108W;(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P2=44W,
则
;
只有S2闭合,S1断开时,R1、R2串联,由
可得:
R2=R总﹣R1=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,
,
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4πr2,故每平方米获能的能量:
,面积为S获得的能量为:
…………….①
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%,
η=
........................②
将①代入②有:
,,
该人造太阳的功率至少为:
;
(3)由①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。
7.答:
(1)R2的阻值为1100Ω;
(2)①该加热器的实际功率为33W;②该人造太阳的功率至少为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。
(2019·湖北中考模拟)下图所示的是一种用来煎烤食物的双面电饼铛,它的上、下盘既可以同时加热,也可以在把手
处掀起上盘(
是上盘转轴所在的位置),使用下盘单独加热。
(1)图甲中,若要用最小的力掀起电饼铛的上盘,请画出这个最小的力的示意图。
(________)
(2)若电饼铛的上盘可以近似地看成是一个质地均匀的圆盘,其直径为
,质量为
,则将上盘由图甲所示的位置掀起至图乙所示的竖直位置,人手克服上盘重力所做的功约是多少焦_______?
(3)电饼铛简化的内部电路如图丙所示。
闭合电源开关
,当温控开关
接接线柱“2”时,下盘开始加热,再闭合开关
,上盘也开始加热;当温度超过设定温度时,温控开关
自动转接接线柱“1”,进入保温状态。
电饼铛的部分参数如丁表所示,若某次煎烤食物时发现指示灯
、
和
发光的时间分别为12
、10
和5
,则此次煎烤食物的过程中,电饼铛消耗的电能是多少焦________?
(不计电路中指示灯消耗的电能)
【答案】
【解析】
【详解】
(1)根据杠杆平衡条件,若要用力掀起电饼铛的上盘,在阻力和阻力臂一定时,动力臂最大,则动力最小。
由图可知,当OA连线为力臂时,动力臂最大,此时动力最小。
过A点作OA的垂线,方向向斜上方,如图:
(2)若电饼铛的上盘可以近似地看成是一个质地均匀的圆盘,其直径为24cm,将上盘由图甲所示的位置掀起至图乙所示的竖直位置,则重心在重力的方向上移动的距离为
,
人手克服上盘重力所做的功
。
(3)由题,闭合电源开关S1,当温控开关S2接接线柱“2”时,下盘开始加热,再闭合开关S3,上盘也开始加热;当温度超过设定温度时,温控开关S2自动转接接线柱“1”,进入保温状态。
灯泡L1、L2、L3分别与电阻R1、R2、R3并联,三个灯泡的发光时间即为所并联电阻的工作时间,故此次煎烤食物的过程中,电饼铛消耗的电能
8.③无线电波信号属电磁波,电磁波可以透过玻璃进行传播,因此,双层真空玻璃不能屏蔽无线电波信号。
(2019·上海中考模拟)如图(a)所示,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1阻值为10欧,电流表A和A1是两个相同的电表。
闭合电键S后,电流表A的示数如图(b)所示。
求:
(1)通过R1的电流I1。
(2)通电10秒钟电流通过R2所做的功。
(3)现用标有“60Ω3A”和“20Ω2A”字样的滑动变阻器,则当选用标有哪种字样的滑动变阻器替换R1,将电流表A1串联接入_____点处时(选填“M”成“N"),在移动变阻器滑片P的过程中能使电流表A1与A示数的比值最小,求电流表A1与A示数的最小比值及此时滑动变阻器消耗的功率P。
【答案】
(1)0.6A;
(2)24J;(3)“60Ω3A”;N;2:
15;15.6W
【解析】
【详解】
(1)由电路图可知,电阻R1和R2并联,电流表A测干路电流;则R1的电流I1=
=
=0.6A;
(2)从图(b)中可知,电流表的量程是0-3A,分度值是0.02A,电流表A的示数为1A,
根据并联电路电流特点可知通过R2的电流:
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A,并联电路中各个支路的电压相等,所以R2两端的电压为6V,电流通过R2所做的功W2=UI2t=6V×0.4A×10s=24J;
(3)由于电阻R1与R2并联,电流表A测干路电流,支路R2的电流不变,则在移动变阻器滑片P的过程中使电流表A1与A示数的比值最小,则应增大A的示数同时减小电流表A1的示数,或只增大A的示数;由于电流表A测干路电流,根据并联电路的电流特点可知:
电流表A的示数会随R1电流的增大而增大;所以,应把电流表接入N点处;
滑动变阻器标有“60Ω3A”字样,通过变阻器的最大电流为3A,图中电流表A的最大量程为0-3A,所以干路中的电流最大为3A,通过变阻器的电流I1最大=3A-0.4A=2.6A,电流表A1与A示数的最小比值
,滑动变阻器的电功率P=UI1最大=6V×2.6A=15.6W;
滑动变阻器标有“20Ω2A”字样,所以I1最大′=2A,电流表A1与A示数的最小比值
;
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