初三物理電學綜合題(較難)含答案

初三物理電學綜合題(較難)含答案一、電磁學綜合題1．所以變阻器的總電阻：。（2019·山東中考模擬）家庭電路示意圖及原理圖如圖所示，用電壓表測得進入某用戶的電壓為U2＝220V，如果該用戶在某日18：00～19：00這個時間段有三個用電器同時工作，其中白熾燈標有“220V100W”、電烙鐵標有“220V800W”，家中的電能表記錄了這1h的用電情況（見圖）。請解答以下問題：（1）該用戶在這1h內消耗的電能有多少？該電能表能否正常工作？（友情提示：要讀出小數(shù)部分）（2）空調器消耗的電功率有多大？（3）通過用戶保險絲的電流有多大？（4）如果輸電線路的總電阻（配電室到進戶處）約為1.5Ω，假設配電室僅向該用戶供電，要保證用戶家里這三個用電器同時正常工作，配電室向線路輸出的電壓U1約為多少伏？（5）若要求減少輸電線損失的功率，用學過的知識分析說明可以采取的方法?！敬鸢浮浚?）4.4kW?h（2）能（3）3.5kW（4）20A（5）250V（6）見解析【解析】【詳解】（1）由如圖18：00時，電能表示數(shù)為132.1kW?h，19：00電能表示數(shù)為136.5kW?h，所以該用戶在這1h內消耗的電能：W=136.5kW?h﹣132.1kW?h=4.4kW?h；三個用電器的總功率為：；該電能表允許接的用電器的總功率是P=UI=220V×20A=4400W因為4400W=4400W，所以電能表能正常工作；（2）由題電源電壓220V，家庭電路各用電器并聯(lián)，所以三種用電器都正常工作，所以空調的電功率：P空調=4.4kW-0.1kW-0.8kW=3.5kW；（3）此時用電器的總功率：P=4400W，由P=UI可得通過保險絲的電流：；（4）輸電導線與用電器是串聯(lián)的，要保證用戶家里這三個用電器同時正常工作，則用電器兩端電壓為220V；根據(jù)得，導線電壓：U線=IR線=20A×1.5Ω=30V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點，所以配電室向線路輸出的電壓：U1=U額+U線=220V+30V=250V；2．（3）根據(jù)（1）知當人體身高越高時，R2接入電路中的電阻越大，電路中的總電阻越大，根據(jù)P＝知電路的總功率越小，測量儀消耗電能越慢。（2019·江蘇中考模擬）如圖甲所示為一款能自動清掃地面的掃地機器人。機器人通過電動機旋轉產生高速氣流，將灰塵、雜物吸入集塵盒；其防滑輪皮采用凸凹材質制成；底部安裝有塑料刷，用于清掃吸附在地板上的灰塵及輕小物體；前端裝有感應器，通過發(fā)射、接收超聲波或紅外線來偵測障礙物。當剩余電量減為電池容量的20%時，機器人會主動尋找充電器充電。表一為某掃地機器人的部分參數(shù)。電池容量指放電電流與放電總時間的乘積。額定工作電壓12V額定功率30W電池容量2500mAh工作噪音＜50dB凈重4kg最大集塵量1kg表一：機器人中吸塵電機的吸入功率是衡量其優(yōu)劣的重要參數(shù)，測得某吸塵電機的吸入功率與真空度、風量間的對應關系如表二。真空度指主機內部氣壓與外界的氣壓差。風量指單位時間內通過吸塵電機排出的空氣體積。吸塵電機吸入功率與輸入功率的比值叫做效率。表二：真空度（Pa）400450500550600風量（m3/s）0.0250.020.0170.0150.013吸入功率（W）1098.57.8（1）機器人工作時，主機內部的氣壓_____（選填“大于”、“小于”或“等于”）大氣壓而產生吸力。若該機器人向障礙物垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過0.001s收到回波，則其發(fā)射超聲波時與障礙物間的距離為_____cm．（設超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s）（2）該機器人正常工作時的電流為_____A；充滿電后至下一次自動充電前能夠連續(xù)正常工作的最長時間為_____min。（3）由表二數(shù)據(jù)可知，當風量為0.015m3/s時，若吸塵電機的輸入功率為25W，此時其效率為_____%；上述風量下，10min內通過吸塵電機排出的空氣質量為_____kg．（取ρ空氣＝1.3kg/m3）（4）光敏電阻是制作灰塵傳感器的常用元件。圖乙為某機器人中吸塵電機內部的光敏電阻的控制電路，兩端總電壓U0恒定（U0＜12V），RG為光敏電阻，其阻值隨空氣透光程度的變化而變化，R0為定值電阻。當光敏電阻分別為6Ω和18Ω時，電壓表的示數(shù)分別為4.5V和2.25V，則R0＝_____Ω。（5）若機器人1秒鐘消耗的電能中有40%用于克服摩擦力做功。已知集塵盒空置時，機器人勻速運動時受到的摩擦阻力為16N，查閱資料顯示摩擦力與壓力成正比，則達到最大集塵量時機器人運動的速度為多少？（寫出必要計算步驟）（____）【答案】小于172.5483311.76達到最大集塵量時機器人運動的速度為0.6m/s。【解析】【詳解】（1）由流體壓強與流速的關系：流速越大的位置壓強越小可知，機器人在工作時，由于轉動的扇葉處氣體的流速大，壓強小，在外界大氣壓的作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒，故主機內部的氣壓小于大氣壓而產生吸力；由v＝得，超聲波從發(fā)射到收到回波所通過的總路程：s總＝vt＝340m/s×0.001s＝0.34m，則其發(fā)射超聲波時與障礙物間的距離：s＝=＝0.17m＝17cm，（2）由P＝UI得，機器人正常工作時的電流：I＝＝＝2.5A，充滿電后的電池容量Q1＝2500mAh，下一次自動充電前的電池容量：Q2＝ηQ1＝20%×2500mAh＝500mAh，消耗的電池容量：Q＝Q1﹣Q2＝2500mAh﹣500mAh＝2000mAh，正常工作時的電流：I＝2.5A＝2500mA，由I＝得，連續(xù)正常工作的最長時間：t＝＝＝0.8h＝48min；（3）由表格中數(shù)據(jù)可知，吸入功率等于真空度與風量的乘積，當風量為0.015m3/s時，吸塵電機吸入功率：P吸入＝550Pa×0.015m3/s＝8.25W，電動機的效率：η電機＝×100%＝×100%＝33%，當風量為0.015m3/s時，t＝10min＝600s，通過吸塵電機提出的空氣體積：V＝0.015m3/s×600s＝9m3，由ρ＝得，通過吸塵電機提出的空氣質量：m＝ρ空氣V＝1.3kg/m3×9m3＝11.7kg；（4）由電路圖可知，光敏電阻RG和定值電阻R0串聯(lián)，電壓表測定值電阻R0兩端的電壓，當光敏電阻RG1＝6Ω時，電壓表的示數(shù)U1＝4.5V，光敏電阻兩端的電壓U＝U0﹣U1，此時電路中的電流：I1＝=，即=…①當光敏電阻RG2＝18Ω時，電壓表的示數(shù)U1＝3V，光敏電阻兩端的電壓U′＝U0﹣U2，此時電路中的電流：I2＝=，即=…②聯(lián)立①②可解得：U0＝9V，R0＝6Ω，（5）吸塵器壓力等于其重力。由題，摩擦力與壓力成正比。==，達到最大最大集塵量時的摩擦力f2為：=，解得：f2＝20N，消耗的電能中有40%用于克服摩擦力做功。所以40%P＝Fv＝f2v，3．（4）無人機水平向右做勻速直線運動的過程中，間隔相同時間從飛機上依次自由釋放編號為①②③的三個相同物體。三個物體再水平方向由于慣性與飛機具有相同的速度，在相同時間內與飛機通過相同的路程；在豎直方向上通過相同的時間落會到地面，因此在水平方向通過相同的路程。由于是間隔相同時間從飛機上依次自由釋放編號為①②③的三個相同物體，因此在地面上間隔相同時間，通過相同路程以此是①②③順序排列。選A正確、（2019·陜西中考模擬）如圖，圖1是一款多擋位電炒鍋，圖2是其內部簡化工作電路圖．R1、R2、R3是加熱電阻，其中R3的電阻值為60.5Ω．接通電源，只閉合開關S1時電炒鍋的功率為600W，再閉合S2，電炒鍋的功率為1000W．求：（1）電炒鍋是一種具有金屬外殼的大功率用電器，應使用_______（選填“兩腳插頭”或“三腳插頭”）將其接入家庭電路．（2）電炒鍋消耗的最大電功率和加熱電阻R2的阻值；______（3）若使用該電炒鍋最大功率，將4kg、20℃的水加熱至80℃，至少需要多少秒?______[c水=4.2×103J/（kg·℃）]【答案】三腳插頭1800W；121Ω560s【解析】【詳解】（1）電炒鍋是具有金屬外殼的大功率用電器，為了防止因漏電而發(fā)生觸電事故，它的外殼要接地，因此應使用三腳插頭；（2）R3的電功率：P3==800W，電炒鍋的最大電功率：P最大=1000W+800W=1800W，R2的功率：P2=1000W-600W=400W，加熱電阻R2的阻值：R2=121Ω；4．=＝。（2019·海南中考模擬）如圖是某型號電熱水器的電路原理圖。R1、R2為電熱絲，電熱水器共有斷電、保溫加熱三種狀態(tài)，如圖所示為斷電狀態(tài)。已知該電熱水器的保溫功率為1.1kW，R2＝8.8Ω．各種橡膠絕緣銅芯導線在常溫下安全載流量（長時間通電時的最大安全電流）如表：導線規(guī)格導線橫截面積S/mm22.54610安全載流量I/A28374768求：（1）電熱水器處于加熱狀態(tài)時，應將開關S置于什么位置？（2）求電熱絲R1的阻值；（3）從用電安全角度考慮，安裝該電熱水器時，至少應選擇表中橫截面積為多大的銅芯導線，請通過計算說明；（4）在加熱狀態(tài)下，電熱水器正常工作10min所產生的熱量?！敬鸢浮浚?）c、d位置；（2）44Ω；（3）4mm2；（4）3.96×106J。【解析】【詳解】（1）如圖所示為斷電狀態(tài)；當開關與c接觸時，為R1的簡單電路；當開關與c、d接觸時，兩電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電阻小于其中任一電阻，由可知，總功率最大，故當開關與c、d接觸時，電熱水器處于加熱狀態(tài)；（2）由前面分析可知，當開關與c接觸時，只有R1工作，此時處于保溫狀態(tài)，該電熱水器的保溫功率為1.1kW，根據(jù)可得R1的阻值：；（3）電熱水器加熱時，R1與R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，通過兩電熱絲的電流分別為：，，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，干路中的電流：I＝I1+I2＝5A+25A＝30A＜37A，所以應選擇表中橫截面積為4mm2的銅芯導線；（4）在加熱狀態(tài)下，電熱水器正常工作10min所產生的熱量：5．（4）蒸蛋器在工作時將電能轉化為水的內能，使水的溫度升高汽化為水蒸氣，水蒸氣上升遇到雞蛋，一方面通過熱傳遞使蛋的溫度升高，另一方面水蒸氣遇冷的雞蛋液化成小水珠，液化放熱，雞蛋有兩個途徑得到熱量，雞蛋更容易蒸熟。（2019·江蘇中考模擬）閱讀短文，回答問題嫦娥四號探測器嫦娥四號探測器由著陸器與巡視器組成，巡視器被命名為“玉兔二號”。作為世界首個在月球背面軟著陸和巡視探測的航天器，其主要任務是著陸月球表面，繼續(xù)更深層次更加全面地科學探測月球地質、資源等方面的信息，完善月球的檔案資料。為什么我們總看不到月球背面呢？月球圍繞地球公轉的同時也在自轉，地球和月球之間存在相互作用的引力，并且月球背向地球的半球離地球遠，受到地球的引力小。如果月球自轉周期與繞地球公轉周期不相等，那么月球上同一部分與地球距離會發(fā)生變化，使其所受地球引力發(fā)生變化。這導致月球不同巖石之間產生摩擦，逐漸減慢自轉的速度，最終使得月球自轉與繞地球公轉的周期相同，即月球被地球引力“潮汐鎖定”。由于“潮汐鎖定”，使得月球自轉的周期等于它繞地球公轉的周期，因此總是同一面朝向地球。為了解決探測器到達月球背面后沒有信號的問題，2018年5月21日，科學家把一顆叫“鵲橋”的中繼衛(wèi)星放在了地球和月球連線外側的“拉格朗日點”（L2）上，在這個點上，中繼衛(wèi)星在地球和月球共同的引力作用下圍繞地球運動，且始終懸停在月球背面的上空。這顆衛(wèi)星負責地球與著陸器、月球車的通訊，為我們傳回嫦娥四號的觀測數(shù)據(jù)，有了這顆衛(wèi)星做通訊保障，探測器才敢在月球背面著陸，這也是人類首次。2018年12月8日，嫦娥四號探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號乙運載火箭成功發(fā)射入軌，之后經(jīng)過地月轉移、近月制動、環(huán)月飛行、降軌，最后著陸月球。2019年1月3日，10時15分，嫦娥四號迎來制動時刻，7500牛發(fā)動機開機，動力下降開始；10時21分，降落相機開機，開始抓拍落月全過程；10時25分，嫦娥四號轉入懸停模式，隨著現(xiàn)場工作人員一聲令下，嫦娥四號探測器從距離月面15公里處開始實施動力下降，探測器的速度逐步從相對月球1.7公里每秒降為零。經(jīng)歷了近700秒的落月過程，嫦娥四號探測器成功在月球背面南極﹣艾特肯盆地馮?卡門撞擊坑的預選區(qū)著陸。2019年1月11日，嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器完成兩器互拍，達到工程既定目標，標志著嫦娥四號任務圓滿成功。嫦娥四號采取新的能源供給方式﹣﹣同位素溫差發(fā)電與熱電綜合利用技術結合，也就是兩面太陽翼收集的太陽能和月球車上的同位素熱源兩種能源供給。據(jù)科學家介紹，“嫦娥四號”主要還是太陽能板供電，使用的核電源功率還比較小，僅2瓦，與電腦上的USB接口供電能力差不多，僅在月夜采集溫度的時候采用。（1）為了更直觀地說明為什么我們總看不到月球的背面，可以構建月球繞地球運行過程的動態(tài)模型，構建這個模型應抓住的關鍵是_____。“鵲橋”衛(wèi)星是靠_____傳遞信息的。（2）繞月運動時的嫦娥四號探測器受到的是_____（選填平衡力作用，非平衡力作用），其運動狀態(tài)_____（選填變化著，不變）。（3）月球上沒有空氣，不能使用降落傘降落，只能使用反推力火箭產生的阻力實現(xiàn)探測器軟著陸，這說明力能改變物體的_____，從懸停經(jīng)700秒落月過程中，嫦娥四號探測器作_____（選填加速，減速，勻速）運動。（4）嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器上裝有攝像機和照相機，攝像機和照相機的鏡頭相當于_____（選填凸透鏡，凹透鏡，平面鏡），能成倒立、縮小的_____（選填實像，虛像）。（5）嫦娥四號探測器到達月球表面后，展開太陽能電池帆板，對著太陽方向，太陽能帆板供電時，將_____能轉換為_____能?！敬鸢浮吭虑蜃赞D的周期等于它繞地球公轉的周期電磁波非平衡力作用變化著運動狀態(tài)減速凸透鏡實像太陽能電【解析】【詳解】（1）月球繞地球一周的過程中，其正面始終正對地球，據(jù)此可知，月球公轉一周的時間內恰好自轉一周，故構建這個模型應抓住的關鍵是月球自轉的周期等于它繞地球公轉的周期；衛(wèi)星導航靠電磁波傳遞信息；（2）嫦娥四號繞月轉動不是直線運動，運動方向不斷變化，也就是狀態(tài)不斷變化，所以受非平衡力的作用；（3）使用反推力火箭產生的阻力實現(xiàn)探測器軟著陸，火箭在反推力的作用下速度減小，說明力能改變物體的運動狀態(tài)；探測器從懸停經(jīng)700秒落月過程中，速度逐漸減小，最后安全著陸；（4）照相機和攝像機的鏡頭相當于凸透鏡，能成倒立、縮小、實像；6．(3)吹冷風5min消耗的電能是0.01kW?h；電吹風吹冷風時的功率是120W。（2019·廣東執(zhí)信中學中考模擬）將縫衣針磁化后，與其它器材組成下圖1的小指南針，當它靜止下來后，針尖指北，如圖2，則針尖是____極，請在圖2中標出地磁兩極和磁感線方向.（______）【答案】N【解析】【詳解】縫衣針磁化后可以看作為小磁針，靜止時，N極應指向地磁南極(即地理北極)，所以針尖是小磁針的N極；磁感線從地磁北極出發(fā)，指向地磁南極，且小磁針靜止時N極的指向與經(jīng)過該點的磁感線方向一致，故作圖如下：7．（4）A與滑動變阻器串聯(lián)，因為滑動變阻器功率和A燈功率相等，且電流相等，根據(jù)P=UI得到燈A與滑動變阻器兩端電壓也相等，UA′=UR=×6V=3V，由圖象得到此時電路中電流為0.7A，所以此時滑動變阻器功率為：PR=URI=3V×0.7A=2.1W。（2019·江蘇中考模擬）如圖1是美的電器生產的一款飲水機，其加熱水箱部分工作原理電路圖可簡化成如下圖2所示，其中S是一個自動溫控開關，R1為電加熱管，當飲水機處于加熱狀態(tài)時，水被迅速加熱；達到設定溫度時，S自動切換到另一處于保溫狀態(tài)．請回答下列問題：（1）A、B是兩種不同顏色的指示燈．如果用紅色表示正在對水加熱，綠色表示保溫，則電路圖中可標明________為紅色指示燈．（2）在加熱狀態(tài)下，飲水機正常工作時電路中的電流是多大_____？電阻R2的阻值是多大_____？（不考慮溫度對阻值的影響，且不計指示燈的阻值）．（3）飲水機正常工作時，加熱管放出的熱量90％被水吸收，將加熱水箱中的水從初溫20℃加熱到92℃，試計算出需要多少加熱時間_______？（c水=4.2×103J/（kg?℃））【答案】A4A825Ω420s【解析】【詳解】(1)當S接左面時電路中只有電阻R1，總電阻最小，電流路中電流最大，發(fā)熱管功率就會最大，處于加熱狀態(tài)，因此A燈為紅色燈，B為綠色；(2)加熱時加熱管的電功率P1=880W，電阻，保溫時，電功率P2=55W，根據(jù)公式可知，在加熱狀態(tài)下，飲水機正常工作時電路中的電流；保溫狀態(tài)下，電路的總電阻，R2=R?R1=880Ω?55Ω=825Ω；8．（4）節(jié)能燈額定功率P=11W=0.011kW，工作總時間t=3000h，則節(jié)能燈從買回來開始正常工作到壽命結束，消耗的電能為W=Pt=0.011kW×3000h=33kW·h。（2019·江蘇中考模擬）閱讀材料，回答問題。手術時，需要利用電磁血流計來檢測血流速度和血流量（血流量指單位時間內通過