专题24 力、热、电综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）02期（教师版）

专题24  力、热、电综合

一、选择题

1.（2020·四川省乐山市）小华设计了如图所示的输液提示器，在护士站能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时（　　）

A. 电压表示数减小，灯泡亮度变暗

B. 电压表示数减小，灯泡亮度变亮

C. 电压表示数增大，灯泡亮度变暗

D. 电压表示数增大，灯泡亮度变亮

【答案】B

【解析】

【详解】由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压；当袋中药液量减少时，滑片向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电路的分压特点可知，变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，灯泡亮度变亮。

故选B。

2.（2020·四川省乐山市）下列说法中正确的是（　　）

A. 焦耳用实验确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系

B. 帕斯卡首先用实验的方法测出了大气压强的数值

C. 法拉第首先发现了电流的磁效应

D. 牛顿第一定律是直接由实验得出的

【答案】A

【解析】

【详解】A． 焦耳用实验确定了电流产生的热量与电流的平方、电阻、通电时间成正比，故A正确；

B． 帕斯卡是做了一个“裂桶实验”，最先用实验测出大气压的托里拆利，故B错误；

C．法拉第发现了电磁感应，电流磁效应是奥斯特发现的，故C错误；

D．牛顿第一定律是由实验现象进一步推理而得出的，故D错误。

故选A。

二、填空题

3.（2020·新疆生产建设兵团）目前，我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平：

(1)我国高速磁悬浮列车上装有电磁体，铁轨上装有线圈（相当于电磁铁），通电后，可使列车悬浮起来，悬浮后列车的惯性_________（填“大于”“小于”或“等于”）悬浮前的惯性。由于磁悬浮列车与轨道不接触，磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声_________（填“大”或“小”）；列车以600 km/h的速度匀速行驶时，列车牵引系统的电功率为2.4×107 W，不计能量损失，列车受到的阻力大小为_________N；

(2)高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图所示，图中列车在磁力作用下正在向_________（填“左”或“右”）行驶；要保证列车一直向前行轨道驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通_________（填“直流”或“交流”）电；为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈_________（填“分区段”或“全线路”）供电。

【答案】    (1). 等于    (2). 小    (3). 1.44×105    (4). 右    (5). 交流    (6). 分区段

【解析】

【详解】(1)[1]质量是对物体惯性大小的量度，故悬浮后列车的惯性等于悬浮前的惯性。

[2]由于磁悬浮列车与轨道不接触，没有轮轨噪声，磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声小。

[3]列车以600 km/h的速度匀速行驶时，牵引力与所受摩擦力大小相等、方向相反，不计能量损失时，即由功率公式

可知牵引力为

(2)[4]根据磁场同极相吸、异极相斥特点，列车受到的力方向向右，故图中列车在磁力作用下正在向右行驶。

[5]要保证列车一直向前行轨道驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通交流电，通过不断变换电流方向实现磁场方向的改变。

[6]为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电，可仅需在列车正在通过或将要通过的一段铁轨上供电。

4.（2020·新疆生产建设兵团）目前，口罩是抗击新冠疫情的重要防护用品已成为国际共识。自疫情爆发以来，我国已向世界各国捐赠和出口口罩一百多亿只，彰显了中国的大国情怀和国际担当：

(1)普通医用口罩由内、中、外三层构成，口罩外层具有防水作用，可阻断部分病毒通过飞沫传播。戴过的口罩内层会变得潮湿，将其晾干的过程中，水发生的物态变化是_________，该过程_________热；

(2)口罩中间层——熔喷布始终带有静电，则熔喷布属于_________（填“导体”或“绝缘体”）。当不带电的病毒靠近熔喷布外表面时，会被熔喷布_________（填“吸附”或“排斥”），使病毒不能通过熔喷布从而阻断病毒的传播。若制作熔喷布的高压设备输出的电压为22 kV，该电压为家庭电路电压的_________倍；

(3)在熔喷布的生产环节一一熔融挤压时，熔喷布受到的压强为5×105 Pa，约为_________个标准大气压。若某规格的熔喷布密度为0.9×103 kg/m3，1 m2 熔喷布的质量为25 g，则该熔喷布的厚度为_________m（结果保留1位有效数字）。1吨该规格的熔喷布大约可以制造普通医用口罩（单层熔喷布）_________（填“15”“40”或“120”）万个。

【答案】    (1). 汽化    (2). 吸    (3). 绝缘体    (4). 吸附    (5). 100    (6). 5    (7). 2.8×10-5    (8). 120

【解析】

【详解】(1)[1][2]戴过的口罩内层会变得潮湿，将其晾干的过程中，水从液态变为气态，发生的物态变化是汽化，该过程吸热。

(2)[3]静电是一种处于静止状态的电荷，因口罩中间层——熔喷布始终带有静电，则熔喷布属于绝缘体。

[4]因带电体能吸引轻小物体，故当不带电的病毒靠近熔喷布外表面时，会被熔喷布吸附。

[5]制作熔喷布的高压设备输出的电压为22 kV，家庭电压为220V，则该电压为家庭电路电压的100倍。

(3)[6]熔喷布受到的压强为5×105 Pa，1个标准大气压为101kPa，即

则约为5个标准大气压。

[7]由题意，根据密度公式

则熔喷布的厚度为

[8]1吨该规格单层熔喷布大约面积为

而普通医用口罩长度与宽度尺寸分别约为0.18m、0.16m，则普通医用口罩面积为

则可以制造普通医用口罩数量为

与题中的120万个最接近。

5.（2020·新疆生产建设兵团）055型驱逐舰是我国新一代主力驱逐舰，也是我国打造蓝水海军的重要力量：

(1)我国055型驱逐舰南昌舰的排水量为1.2×104 t，南昌舰满载时，受到的浮力为_________N，排开水的体积为_________m3（海水的密度取1×103 kg/m3）。在有风的天气，南昌舰以相同的速度逆风行驶比顺风行驶时，舰体外侧面受到的大气压强更_________（填“大”或“小”）；

(2)南昌舰进行反潜训练时，声呐系统是利用_________（填“超声波”或“次声波”）探测敌方潜艇的。南昌舰将产生的尾气和冷空气混合后再排出，目的是为了减弱敌方的_________（填“红外”或“紫外”）探测。南昌舰以柴油作为动力燃料，每消耗1 t柴油产生的可利用的能量为1.72×1010J，柴油的热值为4.3×107 J/kg，则南昌舰热机的效率为_________。

【答案】    (1). 1.2×108    (2). 1.2×104    (3). 小    (4). 超声波    (5). 红外    (6). 40%

【解析】

【详解】(1)[1]根据阿基米德原理有

[2]排开水的体积为

[3]流体在流速越大的位置，压强越小。逆风行驶比顺风行驶时，船的外侧空气相对船的速度更大一些，故压强更小一些。

(2)[4]超声波的指向性强，用来制作声呐。

[5]物体的温度越高，向外辐射的红外线越强。降低温度，可以降低红外辐射。

[6]柴油完全燃烧放出的能量为

效率为

6.（2020·新疆生产建设兵团）2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭首飞成功，为我国空间站建设奠定了基础：

(1)长征五号B运载火箭穿越大气层时，火箭上部外壳——整流罩温度升高，其分子的动能_________（填“增大”或“减小”），其内能的改变是通过_________（填“做功”或“热传递”）的方式实现的。火箭发动机在没有空气的环境中_________（填“能”或“不能”）正常工作；

(2)未来两三年我国将完成中国空间站的建设。空间站运行时，其动力补充来源于_________次能源——太阳能。有阳光时，空间站利用光伏发电的功率为60 kW。1 h发电_________kW•h。空间站以7.8×103 m/s的速度运行一年，通过的路程为_________光年。

【答案】    (1). 增大    (2). 做功    (3). 能    (4). 一    (5). 60    (6). 2.6×10-5

【解析】

【详解】(1)[1]整流罩温度升高，分子热运动加剧，分子动能增大。

[2]整流罩克服空气摩擦做功，是通过做功改变内能。

[3]火箭发动机自带燃料和助燃剂，可以在真空中工作。

(2)[4]太阳能可直接获取利用，属于一次能源

[5]1h发电

[6]空间站以7.8×103 m/s的速度运行一年，通过的路程为

光年

7.（2020·山东省聊城市）如图所示，两只气球自由地悬挂在空中，下面两种方法都能使两气球靠拢：

方法一、向两气球中间吹气；这是因为在气体中，流速大的位置，压强______；

方法二、把丝绸摩擦过的玻璃棒放在两气球之间；这是因为玻璃棒摩擦后______，能吸引轻小物体。

【答案】    (1). 小    (2). 带了电（荷）

【解析】

【详解】[1]向两气球中间吹气，气球中间流速较大，压强较小，气球外侧流速较小，压强较大，气球在压强差的作用小向中间靠拢。

[2]把丝绸摩擦过的玻璃棒放在两气球之间，玻璃棒摩擦后带了电（荷），因为带电体能吸引轻小物体，所以两气球靠拢。

三、计算题

8.（2020·重庆A）水烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康，为了满足这个要求，小罗设计了多档位节能电烧水壶，电路原理如图20甲。其中开关s为防干烧温控开关，通常情况闭合定值电阻R1、R2为加热电阻,且R1为48.4Ω,R2阻值为R1的2倍。通过滑动金属滑轩上的滑块P,使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化(图20乙)。他测得烧水壶用中功率档给热水保温时，正常工作24s,将1kg的水从750C加热到800C。[已知c水=4. 2x103J/(kg.℃),不计温度对电阻的影响]求:

(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q;
(2)此加热过程中烧水壶的热效率η(η=Q/W，W为所消耗的电能);
(3)用电高峰时，他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器，用烧水壶高功率档加热一段时间后开始计时经过30s。后水沸腾，再以低功率档持续加热30s,观察到电能表转盘在这60s内转了27转(电能表盘如图20丙)，烧水壶工作的际电压U实是多少。
 

答案：

解：（1）

（2）此加热方式为中功率档：

（3)由电能表数据可得：

由于W实为高功率与低功率共同消耗的电能；有图得

即

9.（2020·重庆B）小明家用电火锅烹饪烤肉，肉烤熟后立即将电火锅调至“低温档”，一段时间后锅内热油仍向外飞溅，容易烫伤家人。小明断开电源，看到电火锅铭牌的主要参数如图甲所示；打开底盖，发现其工作电路原理如图乙所示，R1、R2为阻值未知的电热丝。为了对烤熟的食物保温，同时避免锅内热油向外飞溅，小明对电火锅的工作电路进行了改进，可以分别实现“高温档”“低温档”或“保温档”功能，改进后的电路原理如图丙所示。求：

(1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流；

(2)在图丙中，当S闭合，S1断开，S2接b，电火锅处于“保温档”，该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率；

(3)用电高峰时电路的实际电压降为198V，向锅内装2kg温度为25℃的水，用“高温档”连续工作100s，水温升高到35℃，这时电火锅的加热效率ƞ是多少？(已知水的比热容，电热丝的电阻不随温度变化，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率。)

【答案】(1)5A；(2)176W；(3)94.3%

【解析】

【详解】(1)由可知，电火锅使用高温档正常工作时电路中的电流

(2) 由乙图可知，当开关S和S1闭合时，两电阻并联，此时电路的总电阻较小，由可知，此时为高温档；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电流，此时电路的总电阻较大，由可知，此时为低温档；工作状态为低温档时

工作状态为高温档时

由得

解得

在图丙中，当S闭合，S1断开，S2接b时，两电阻串联，此时电路的总电阻是

该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率

(3)电火锅实际电压为198V时，实际功率是

由可知，消耗的电能是

水吸收的热量

这时电火锅的加热效率

答：(1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流是5A；

(2)该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率；

(3)电火锅的加热效率是94.3%。

10.（2020·四川省南充市）市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。下图是某电热水壶的电路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100oC时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态。已知电源电压为220V，电阻R1=50Ω，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，水的比热容c=4.2x103J/(kg.oC)，R1、R2电阻不受温度影响。求：

(1)将1kg初温为35oC的水加热到100oC需要吸收多少热量?

(2)电阻R2的阻值。

(3)在晚上用电高峰期将1kg初温为35oC的水加热到100oC需用时300s，若加热效率为91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少?

【答案】(1)；(2)200Ω； (3)200V。

【解析】

【详解】(1)初温为35oC水加热到100oC，温度的变化量为

需要吸收的热量为

(2)由题意可知，开关S自动与触点a、b接通时与并联，电热水壶处于加热状态，得加热时电功率为

开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路变为的简单电路，电热水壶处于保温状态，得保温时电功率为

水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，即得

即

根据得

电阻，根据可算出电阻为

即

得

(3)初温为35oC的水加热到100oC，温度变化量为

吸收的热量为

总的消耗的电能为

电路总电阻为

根据公式得

11.（2020·黑龙江省龙东地区）根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的非标”电动自行车不得上路行驶．下图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg．小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为48V，通过的电流是6.25A，车轮与地面的总接触面积为200cm2．小明爸爸的质量是60kg，g取10N/kg．求本次骑行过程中：

（1）骑行所用时间．

（2）车对地面的压强．

（3）电动机的功率．

【答案】（1）0.5h  （2）  （3）300W

【解析】

【分析】

对地面压强要算人和车的总重力．

【详解】（1）

（2）

（3）

12.（2020·贵州省黔东南州）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W，问：

(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg 初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作16min将水加热到40°C，此加热过程中吸收的热量是多少？（c水=4.2×103J/(kg·°C)）

(2)加热系统加热时的热效率是多少？ （结果精确到 0.1%）

(3)当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温度变化而变化）

(4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？

【答案】(1)5.04×105J；(2)86.8%；(3)500W；(4)8W

【解析】

【详解】(1)加热过程中水吸收的热量

(2)加热系统加热时消耗的电能

则热效率

(3)由可得加热电阻的阻值

当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率

(4)电动机工作过程中要发热，损失功率

答：

(1)加热过程中水吸收的热量是5.04×105J；

(2)加热系统加热时的热效率是86.8%；

(3)当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率是500W；

(4)电动机工作中因发热损失的功率是8W。