2025年中考物理复习压轴题专项练习--电学与生活结合（含解析）

电学与生活结合 讲方法 电学与生活结合是这几年新出现的一种压轴题考察形式，是在学生熟练掌握电学基础知识、基本技能的基础 上，通过图表分析、实验探究、评价设计等形式来考查学生分析能力、探究能力和运用知识解决实际问题的能力 这种题型大部分以生活实际为背景， 主要分为生活中的电磁应用、生活中的能量转化应用、生活中的电学和力学 应用以及生活中的电学这四大类 遇到电学与生活结合的压轴题时，我们一般采用下面的解题思路 第一步：分析题面，尤其是涉及生活中的应用的时候，一定要分析清楚其中涉及的电学知识、原理； 第二步：提取题面中的条件，将其转化为熟知的物理量或者物理关系，此时尤其要注意隐含条件的分析提取 (例如“正常”)，还有图表、图线的分析等； 第三步：根据题目要求列出相应的等式关系，分析其中哪些已知、哪些未知，如何再倒换关系求解未知； 第四步：将相应的物理量带入等式求解 学思路 铺垫1 如图2-4-1 甲所示，将额定电压为25V①的小灯泡接入电源电压为45V②的电路中，闭合开关，调节滑动变阻 器滑片P，记录相应电压表和电流表示数绘制成如图 2--4--1 乙所示的U--图象③,则 小 灯 泡 的 额定功率④为 , 小 灯 泡正常发光时⑨，滑动变阻器接入电路的电阻是 Ω 铺垫2 如图2-4-2 甲为一台浮管式水力发电机的构造及工作示意图①，当水流入前端管状收水器后，被逐渐增压加 速，到达尾端后驱动发电机发电，该发电机收水器横截面积为 1m²，发电机输出功率和水流速度 的关系如图2-4-2 乙所示。 问： (1) 当水流速度为15m/s 时③, 24 可以发电多少千瓦时间? (2)当水流速度为15m/s 时，1s 通过该发电机的水质量是多少? (3)水流动时具有的动能可以 E=05mv² 来计算，若水流入速度为15m/s，流出速度为05m/s，则此时发电机发电 效率为多少? 压轴题 图2-4-3 甲是某班科技小组设计的风力测定装置示意图，图2-4-3 乙是其电路图 电阻R'随风力变化关系如图2- 4-3 丙所示 已知电源电压恒为9V，定值电阻R₀ 为2Ω，电压表量程为0~3V 使用该装置测定风力，则： (1)求无风时电压表的示数； (2)求能够测量的最大风力； (3)如果保持电压表量程不变，且只能在电路中增加一个电阻R，使该装置能测量的最大风力增加到900，计算 电阻R 的阻值，并说明其连接方式 (只需答出一种方即可) 提能力 1 小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照每度电05 元的计费标准，将这三个用电器 正常工作1 小时的用电费用绘制成了如图 2−4−44 所示的柱状图 则下列四个选项中，判断正确的是 ( ) 在这三个用电器中， 电烤箱正常工作时的电压最高 B 在这三个用电器中， 电视机正常工作时的电压最低 正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流 D 在一个月内，小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多 2 飞碟人体感应灯，利用人体红外线自动感应控制原理，当人走进照明范围可自动开启，人离开后自动关闭 质量为 160g，可使用3M 胶粘于墙壁上，该灯的功率为2，使用 1200m 锂电池供电，额定工作电压为6V 下列说法 正确的是 ( ) 该灯通过感应人体发出的红外线，驱动LED 灯发光，无法通过真空范围驱动 B 灯紧贴在竖直墙壁上利用了大气压强 当灯贴于竖直墙壁静止时，受到墙壁的摩擦力为 D 该电池可供灯泡持续工作36 3 如图2-4-5 甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路图R₀ 是阻值为 484Ω 的保温电阻，R₁ 是规格为 “220V 800”的主加热电阻，R₂ 是副加热电阻 电压力锅煮饭分为“加热升压→保压→保温”三个阶段，通过如图2 4 5 ﹣﹣乙所示的锅内工作压强与时间 ( p−t )关系图象可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关S，S 自动 接到，同时S₁ 自动闭合，电压力锅进入加热升压状态； 当锅内工作压强达80kP 时，S₁ 自动断开，进入保压状 态， 当锅内工作压强降至60kP 时，S₁ 又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，S 自动接到b，减压进入保温 状态 电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态共耗电025k·，下列正确的是 ( ) 电压力锅是对大气压强的应用 B 当锅内工作压强为40kP 时， 电压力锅处于升压状态 电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态 R₁的工作时间是 18m D R₂ 正常工作时的电功率为300 4 有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小，刮水的速度会相应地发生变化，雨停后，刮水器自动 停止工作，小华查阅了相关资料后， 自制了如图2 4 6 ﹣﹣甲所示的， (以下简称检测)并设计了如图2-4-6 乙所示的 模拟电路进行探究 (1)小华按照设计的电路图连接电路，检测未放入水中，电流表无示数，再将检测放入雨水中，电流表有示 数，表明雨水是 (选填“导体”或“绝缘体”) 小华通过观察电路中 的变化来判断电动机转速的变 化，从而反映出刮水器刮水速度的变化； (2)将检测竖立并缓慢浸入雨水中进行实验，分析数据可知，金属浸入雨水中的深度越深，电流表的示数越大 这说明、b 间接入电路的电阻在 (选填“变大”或“变小”)，我们知道，影响导体电阻的大小的因素有： 导体的 、长度和横截面积，由此可知：、b 间接入电路的电阻变化是由导体的 变化引起的； (3)小华设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，可是这样无法实现无雨时的车窗清洗，若要解决此问题， 可在图2-4-6 乙电路中加装一个开关， 请说明连接方法： 5 如图2-4-7 甲所示是一艘智能太阳能混合动力游船，它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成游船 照明采用节能灯和LED 灯航行中，船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统船的航行速 度简称航速，单位为“节”，用k 表示 航速/k 供电模式 动力系统 最大功率/k 0~4 纯电池 太阳能电池组 4~8 柴电 柴油发电机 300 (1)船上照明电路中用到了恒流电阻，它的电流与电压关系如图2–4–7 乙所示 当恒流电阻两端的电压由0V 增 大到4V 的过程中，它的电阻 (选填“不变”“减小”或“增大”)若将它与一只标有“32V 03”的LED (发光 二极管) 一起接到电压为4V 的电源上，要使LED 正常工作，则应将它们 联到电路中；若该电路中的电源电 压可调，则电源电压在 范围内变化，它们都能正常工作； (2)已知船航行时，所受的阻力与航速的平方成正比 若在柴电和纯电池供电模式下，游船以最大航速航行时所 受的阻力分别为f₁、f₂，则f₁ 与f₂ 的比值是 ；当游船以纯电池模式航行时，动力系统的最大功率是 k (设船做匀速直线运动)； (3)相比于传统的柴油动力船，智能太阳能混合动力游船有哪些优点： (写出一点即可) 6 阅读短文， 回答问题 扫地机器人 扫地机器人是一款能自动清扫地面的智能家用电器 (如图2-4-8 甲所示) 机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其轮子的防滑皮采用凸凹材质制成；底部 安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来 侦测障碍物当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电 机器人中吸尘电机的吸入功率、风量和真空度是衡量其优劣的重要参数风量指单位时间内通过吸尘电机排出 的空气体积真空度指主机内部气压与外界的气压差 下表为某扫地机器人的部分参数 额定工作电压 12V 额定功率 30 电池容量 2500m 工作噪音 <50dB (1)机器人工作时，主机内部的气压 (选填“大于” “小于”或“等于”)大气压而产生吸力 (2)下列说法中错误的是 地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫 B 当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好 机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤 D 采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦 (3) 若风量为0015m³/s 时, 10m 内通过吸尘电机排出的空气质量为 kg (ρ 空气 ¿1.3kg/m³). (4)光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件 图2-4-8 乙为某光敏电阻的控制电路，电源电压U₀ 恒定，R₀ 为光敏 电阻，其阻值随空气透光程度的增大而增大，R₀ 为定值电阻 当光敏电阻分别为6Ω 和18Ω 时, 电压表的示数分别为 6V 和3V, 则R₀= Ω (5)为监测空气的透光程度，现将电压表表盘的相关刻度值转化为表示空气中灰尘数目的刻度，则转化后表盘 上指针偏转程度越大表示空气中灰尘数目越 (选填“多”或“少”) 7 (浙江宁波中考)小科家浴室内有台储水式电热水器，其说明书部分参数如表：回答下列问题： 额定电压:220V/50z 额定功率: 08k/22k/20k (2 根加热棒) 净重:230kg 容量65L (1)加热棒阻值不变，当2 根加热棒同时工作时，它们的连接方式是 联的 (2)该电热水器以20k 的功率工作75m，消耗的电能为多少?此时通过它的电流为多大?(计算结果精确到01) (3)当电热水器装满水时，电热水器受到的总重力是多少?(g=10/kg) (4)如图2-4-9 甲、图2-4-9 乙所示分别是该电热水器水平安装时的正面和侧面示意图，其中点是电热水器装满 水时的重心位置，图中 ℎ=d=248mm.装满水时，若忽略进、出水管对电热水器的作用力，则墙面对悬挂架的支 持力为多大? (5)小科洗热水澡后发现：与进水管相连的金属进水阀表面布满了小水珠，而与出水管相连的金属出水阀表面 仍保持干燥请你分析产生上述两种现象的原因 8 母亲为了给小林增加营养，买了一台全自动米糊机，如图2-4-10 甲所示 米糊机的主要结构：中间部分是一 个带可动刀头的电动机，用来将原料粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热 如图2-4-10 乙所示是米糊机正常工作时，做一次米糊的过程中，电热管和电动机交替工作的“P-t”图象 表格内是主要技术参 数 额定容积 15L 加热功率 1000 额定电压 220V 电机功率 130 额定频率 50z 机器净重 19kg 整机尺寸 232×174×298m 请问： (1)米糊机正常工作时的电热管中的电流是多大?(计算结果保留两位小数) (2)米糊机正常工作时做一次米糊，消耗的电能是多少? (3)米糊机在正常工作状态下做一次米糊，若各类原料和清水总质量为 15kg，初温为 20°C ,米糊沸腾时温度 是 100°C ,，电热管的加热效率是多少?(已知原料和清水的混合物的比热容及米糊的比热容均为 4.0×10³ J /(kg⋅°C ),，计算结果保留百分数整数) 9 某居民楼为用水方便，在楼顶搭建起如图2-4-11 甲，底面积为： 3m²的柱型储水器，其底部和顶部分别有 出水口和进水口 图2-4-11 乙是它的结构示意图，变阻器 R₁的最大阻值为 60Ω，电源电压为12V，压敏电阻R₂ 的 上表面面积为 150cm² ,，涂油绝缘漆， 并嵌入水箱， 与箱底平齐 将R₁ 的滑片移至最左端，当水箱水位低至04m 时，接在、b 两点间的传感器 (阻值相当于理想电压表)在、b 间电压的驱动下，打开进水阀K，为水箱加水，直到 水位到达2m，传感器又自动关闭进水阀K 问： (1)刚开始加水时，储水箱底部受到液体的压力多大? (2)开始加水和停止加水时，、b 两点间的电压分别是多少? (3)某居民家里的热水器安装在低于水箱出水口22m 的位置，且由水箱供水 热水器正常工作时，要求进水水压 不得小于 30kPR₁ 应该调到多大才能让该热水器一直正常工作? 第四节 电学与生活结合 学思路 铺垫 1 答 0625; 8 解析 (1)由图乙可知，当小灯泡两端的电压为 U 汤=2.5V 时，通 过 小 灯 泡 的 电 流 I 侧=¿025，则小灯泡 的额定功率： P=U 侧I 汤=2.5V ×025=0625 (2)由电路图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压， 当小灯泡正常发光时， U 侧=2.5V ,电路中的电流=额 =025,根据串联电路电压规律可知，此时滑动变阻器两 端的电压： U 丙=U −U 侧=4.5V −2.5V =2V , 由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的电阻： R浮=U 肉 I = 2V 0.25 A =8Ω. 铺垫2 答 解：(1)由图乙可知水流速度为15m/s 时的功率 P=500=05k, 根据公式=₧=05k×24=12k·; (2)该发电机收水器横截面积为S= 1m², 1s 内流水的体积 V =Svt=1m²×1.5m/s×1s=1.5m³;这些水的质量 m=ρV =1.0×10³ kg/m³×1.5m³=¿15×10³kg; (3) 水流入速度为15m/s 时的动能为: Eλ=0.5m v λ 2=0.5×1.5×10 3kg× (1.5m/s) 2水流出速度为05m/s 时的动能为： E8=0.5m v肉 2 =0.5×1.5×10 3kg× (0.5m/s) 2则此时发 电机发电效率 为： η= E球 Eλ ×100%=¿ 答: (1) 当水流速度为15m/s 时, 24 可以发电12k·;(2) 当水流速度为15m/s 时, 1s 通过该发电机的水质量是 1500kg； (3) 此时发电机发电效率为111% 压轴题 答 解： (1)无风时，挡风板受到的压力为, 由图丙可知, R '=16 Ω, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以， 电路中的电流： I= U R0+R ' = 9V 2Ω+16 Ω=¿05, 则电压表的示数： U ₀=IR₀=0.5 A ×2Ω=1V ; (2)当电压表的示数 U ₀ '=3V 时，测量的风速最大，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电 流： I '=U 0 ' Ro =3V 2Ω=1.5 A , 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R'两端的电压： U R '=U −U 0 '=9V −3V =6V ,则R'的阻值: R ' ' =U R ' I ' = 6V 1.5 A =4 Ω,由图丙可知，测量的最大风力为 720； (3) 当最大风力增加到900 时, R '' '=1Ω,保持电压表量程不变，则电路中的电流15 不变，此时电路中的总电 阻： R总=U I = 9V 1.5 A =6 Ω>R0+¿R"，应在电路中串联一个电阻 R， R=R总−R0−R'"=6Ω-2Ω-1Ω=3Ω 答：(1)无风时电压表的示数为1V； (2) 能够测量的最大风力为 720; (3)在电路中串联一个3Ω 的电阻 真题演练 1 答 解析 B 这三个用电器正常工作时的电压等于额定电压，由于电烤箱、电饭锅和电视机的额定电压相同，所以 这三个用电器正常工作时的电压一样大，故B 错误； 由柱状图可知，这三个用电器正常工作1 小时的用电费从高到低依次是：电烤箱、电饭锅 电视机；而单价是 一定的，所以它们消耗电能的关系为： W 电解>W 电解>W 电解,根据 P=W t 可知，这三个用电器的电功率：P 电烤 箱 ¿ P铁⊗S>P电解,由 P =U 得, 通过这三个用电器的电流： I 侧烯>I 电解>I 电解, 故 正确； D 虽然 P侧米锥侧>P电解, 由于不知道一个月内电烤箱和电饭锅的实际工作时间， 所以，根据=Pt 无法判断电烤箱和电饭锅消耗的电能，所以无法比较电费的多少，故D 错误 2 答 D 解析 感应器探测到的人体便自动触发，感应灯亮，是因为人体体温恒定，能辐射红外线，红外线可以在真空 中传播，故 错误； B 灯紧贴在竖直墙壁上是使用3M 胶，是利用了分子引力作用，不是利用了大气压强，故B 错误; 静止在竖直方向的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力的作用，故错误； D 电流 I= P U =2W 6V =1 3 A ,可供灯泡持续工作的时间： t=Q I =1.2 Aℎ 1 3 A =3.6ℎ,故 D 正确 3 答 D 解析 高压锅煮饭熟得快是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理，而不是利用了大气压的原理， 故 错误； B 由图乙可知，当锅内工作压强为 40kP 时，电压力锅可能处于升压状态，也可能处于保温状态，故B 错误； 由题意和图乙可知，在正常加热升压和保压状态 R₁ 的工作时间分别为0~6m, 9~12m, 15~18m, 则R₁ 的工作总 时间为 t ₁=¿6m+3m+3m=12m=02, 故错误; D 由题意和图乙可知，R₂ 的工作时间 t ₂=¿18m=03, 在正常加热升压和保压状态消耗的电能： W =P₁t ₁+P₂t ₂,即: 025k·=08k× 0.2ℎ+P₂×0.3ℎ, 解得： P₂=0.3kW =300W ,故 D 正确 4 答 (1)导体; 电流表示数; (2) 变小;材料;横截面积; (3)、b 间接入开关 (开关与金属并联) 解析 (1)由题意将b 接入图乙电路时电流表无示数，向容器中逐渐加入雨水，电流表有示数可知，雨水是导 体； 通过观察电路中的电流表示数 (电流)来判断变化电动机转速的变化，电 流越大，转速越快； (2)由图知，当雨水变深时，接入电路中的电的横截面积发生变化，所以检测接入电路的电阻变化是由导体的 横截面积变化引起的，在其他条件不变的体积下，横截面积越大，电阻越小，故变小；影响导体电阻大小的因素 有导体的材料、长度、横截面积， 另外还与温度有关，由此可知：、b 间接入电路的电阻变化是由导体的横截面 积变化引起的； (3)在检测处并联一个开关，可以实现在无雨水时电动机可以工作 5 答 (1) 增大; 串; 32V~72V; (2) 4: 1; 375; (3) 减少对环境的污染、节省能源等 解析 (1)由图象可知，当恒流电阻两端的电压由V 增大到4V 的过程中，电阻两端的电压增大时通过的电流不 变，由 R=U I 可知，恒流电阻的阻值增大； LED 灯正常发光时的电压为32V, 用4V 的电源给LED 供电时，要使其正常发光应与恒流电阻串联分压；LED 正常发光时的电压为32V, 通过的电流为03, 由图乙可知，通过恒流电阻的电流为03 时，其两端的电压范围为0~4V，因串联电路中总电压等于各分电压 之和，所以，电源的电压变化范围为32V~72V; (2)由表格数据可知，在柴电供电模