2024年陕西省西安市中考物理二模试题按知识点分层汇编-05电磁学

陕西省西安市2024年中考物理二模试题按知识点分层汇编-05电磁学 一．选择题（共20小题） 1．（2024•雁塔区二模）华为新款5G手机实现了无线充电，无线充电的工作原理和发电机一样，都是电磁感应原理，它的发现者是（　　） A．焦耳 B．法拉第 C．赫兹 D．奥斯特 2．（2024•雁塔区二模）如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持4.8V不变，电压表量程为0∼3V，电流表量程为0∼0.6A，定值电阻R1＝6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，随着水流速度的变化，下列说法正确的是（　　） ①当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比变大 ②水流速变小时，电阻R1功率变小，电路的总功率变小 ③滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω∼15Ω ④电阻R1的电功率的变化范围为0.54W∼2.16W A．①② B．②④ C．②③ D．①④ 3．（2024•灞桥区二模）2023年6月4日6时30分许，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，返回舱在经过大气层时，会经过高温的灼烧，为很好地保护返回舱，其外壳材料应具有的特性是（　　） A．密度大 B．导热性差 C．熔点低 D．硬度小 4．（2024•长安区二模）关于粒子与宇宙，下列说法正确的是（　　） A．海绵容易被压缩，是因为海绵分子间的空隙较大 B．柳絮漫天飞舞，说明分子在做永不停息地无规则运动 C．原子、质子、原子核是按照由大到小的尺度排序的 D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星也是运动的 5．（2024•长安区二模）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法不正确的是（　　） A．电源电压为2V B．R的阻值为10Ω C．再闭合开关S2时，小灯泡的亮度不变，电流表示数不变 D．再闭合开关S2时，电路总功率将增加0.4W 6．（2024•长安区二模）亲爱的同学，根据所学的物理知识和生活经验，你认为下列数据最接近实际的是（　　） A．一节干电池的电压约为220V B．一本初中物理课本的质量约为50kg C．一名中学生跑完50m的时间约为8s D．人感觉舒适的环境温度约为50℃ 7．（2024•阎良区二模）如图为公交车自动爆玻器，危急时刻，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 8．（2024•新城区二模）“珍爱生命，安全用电！”下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．家庭电路维修时不用断开电源 B．在电线上晾衣服 C．多个大功率用电器插在同一个插座上 D．使用试电笔时，手接触笔尾金属体 9．（2024•阎良区二模）人类从未停止过对粒子与宇宙的探索。关于粒子与宇宙，下列说法正确的是（　　） A．电子的发现，说明原子是可再分的 B．酒精和水混合后总体积减小，说明分子之间存在引力 C．玻璃棒与丝绸摩擦后能带电，是由于摩擦创造了电荷 D．地球、月亮和星辰都绕太阳运行，所以太阳是宇宙的中心 10．（2024•阎良区二模）电业工人带电作业时需要用绝缘垫，以下材料适合做绝缘垫的是（　　） A．铜 B．橡胶 C．铝合金 D．不锈钢 11．（2024•阎良区二模）关于安全用电，下列说法不正确的是（　　） A．使用电热水壶、电饭锅时，金属外壳要接地 B．控制灯泡的开关应接在零线和灯泡之间 C．家庭电路中发生触电事故，通常是人体直接或间接跟火线接触造成的 D．通常情况下更换灯泡时要先断开灯泡所在支路的开关 12．（2024•阎良区二模）3D打印机是一种可快速成型的机器，通过逐层打印的方式来构造物体。添加打印丝材到打印头，加热至熔化后从喷头挤出细细的料丝，不同的打印丝材温度要求是有差异的，利用温度传感器可实现对打印喷头温度的精确测量。图甲为某3D打印机控制、工作电路原理图，工作电路中R是加热电阻；控制电路中，U1＝9V，电磁铁的线圈电阻为40Ω，当电磁继电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来。图乙是温度传感器R1的阻值随温度变化的图像。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁上端为N极 B．当R2接入电路中的阻值为20Ω时，喷头的温度最高可达160℃ C．添加的打印丝材温度要求较高时，可适当向右调节R2的滑片 D．当衔铁被吸下时，3D打印机开始熔化打印丝材 13．（2024•西安二模）如图所示，是我国自主研究生产的碳纤维无人机，它具有自动化、轻量化、微型化等特点，可广泛用于航拍、测绘等。下列应用与物理知识对应正确的是（　　） A．用碳纤维材料制造——密度较小 B．无人机的控制芯片——超导体 C．无人机升空——空气浮力 D．无人机航拍的镜头——凹透镜 14．（2024•西安二模）安全用电常识是中小学安全教育的一项重要内容。下列符合安全用电的是（　　） A．用验电笔检查插座是否通电时，用手触碰笔尾金属体 B．带金属外壳的饮水机的功率小，使用两脚插头即可 C．家庭电路中安装了漏电保护器，就不用安装空气开关 D．当用电器着火时，可以迅速泼水灭火 15．（2024•西安二模）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示，临界电流0.6A，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L（忽略电阻变化）上标有“6V，3W”字样，电源电压为6V，则下列判断正确的是（　　） A．当电路短路时，超导限流器自动切断电路 B．超导限流器只能检测短路故障，不能在故障排除后自动恢复 C．灯泡短路时，电流表的示数为0.4A D．若电源电压为3V时，电路总功率为0.75W 16．（2024•碑林区二模）如图所示为一款吊扇灯，闭合总开关后，风扇和灯可各自独立工作。选项中设计的电路图符合实际的是（　　） A． B． C． D． 17．（2024•碑林区二模）物理兴趣小组用吸管做了下列小实验，关于这些实验说法正确的是（　　） A．图甲：A管中水面上升说明在流体中流速越快的位置压强越大 B．图乙：吹响吸管时上下推拉吸管内的活塞，音调不变 C．图丙：与带负电的吸管一端相排斥的物体可能不带电 D．图丁：用吸管吸取饮料，利用了大气压强 18．（2024•新城区二模）截至2023年12月，我国已累计建成5G基站337.7万个，5G元器件要求及时散热，因此制造5G元器件的材料需要具有很好的（　　） A．透明度 B．导热性 C．弹性 D．硬度 19．（2024•新城区二模）如图所示，关于家庭电路，下列说法正确的是（　　） A．若保险丝熔断了，一定是家里用电器短路了 B．插座与灯泡L的连接方式是串联 C．若导线cd间断路，三孔插座依然可以安全使用 D．若闭合开关S，灯L不发光，用试电笔检测e点，氖管发光，则ae间可能出现断路 20．（2024•新城区二模）人工智能飞速发展，智能配送机器人已被广泛使用，用户可以通过人脸识别、输入取货码、扫描二维码等多种方式取货。如图是某款机器人在送货的情景，下列说法中不正确的是（　　） A．控制机器人的指令是通过电磁波传递的 B．机器人的摄像头相当于凹透镜，可用来矫正近视眼 C．二维码位于机器摄像头的二倍焦距以外 D．机器人的车轮有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦力 二．填空题（共10小题） 21．（2024•雁塔区二模）请完成与下列实验有关的填空： （1）如图甲所示，物理学家帕斯卡曾经做过一个著名的“裂桶”实验：在一个密闭的、装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上往管子里灌水，只灌了几杯水，桶竟裂开了，此实验证明了液体的压强与 　 　有关。 （2）由如图乙的实验现象可知：电磁铁的磁性强弱跟 　 　有关。 （3）如图丙是小明“探究电磁波的传播特性”的装置。能接收到呼叫信号的是放在 　 　（真空罩/金属盒）中的手机。 22．（2024•雁塔区二模）如图甲所示是小兵连接的电路。乙图中图线是调节滑动变阻器R的过程中电压表与电流表示数间的关系图线。电源电压U恒为3V，小灯泡L的额定电压为2.5V。求： （1）当电流表示数为0.10A时，滑动变阻器R接入电路的阻值为 　 　Ω； （2）小灯泡L的额定功率为 　 　W； （3）小灯泡正常发光时，灯泡功率与电路总功率之比为 　 　。 23．（2024•雁塔区二模）（1）物理学是一门以实验为基础的自然科学，很多结论和规律都是通过实验得到的。马德堡半球实验证明了 　 　的存在；奥斯特实验中通电直导线应按 　 　（选填“南北”或“东西”）方向放置在小磁针的正上方，排除地磁场的影响。 （2）如图所示，验电器是检测物体是否带电的仪器，其本质是带电体或验电器中的 　 　发生了转移。用带电体接触验电器的金属球，金属箔就会张开，是因为两个金属箔片带有 　 　（选填“同种”或“异种”）电荷，相互排斥而张开。 24．（2024•长安区二模）在如图甲所示的电路中，灯泡L的额定电压为2.5V，它的电流与电压关系图像如图乙所示，则灯泡L正常发光时的阻值为 　 　Ω；滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关S，向上调节滑动变阻器R的滑片，电压表的示数 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”），当电压表的示数为1.5V时，灯泡L恰好正常发光。为保证电路安全，灯泡L的最小电功率为 　 　W。 25．（2024•长安区二模）“安全用电，从我做起”。如图是已接入家庭电路中的一个插线板。 （1）插线板上标记A的插孔，应与家庭电路的 　 　线相连； （2）将台灯的插头插入插线板，闭合开关，家里的空气开关跳闸了，原因可能是 　 　。 26．（2024•阎良区二模）为使舰载机在短时间内达到起飞速度，某航母上安装了蒸汽弹射装置，如图所示为其工作原理示意图，高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加速向左运动，2s左右舰载机即可达到起飞速度。此过程中，蒸汽的内能通过 　 　的方式改变，其能量转化与四冲程汽油机的 　 　冲程相同。舰载机起飞后，与指挥中心靠 　 　（选填“电磁波”“超声波”或“次声波”）传递信息。 27．（2024•阎良区二模）按要求完成填空。 （1）如图甲所示，电阻箱的示数为 　 　Ω。 （2）如图乙所示，在观察水沸腾的实验中，组装实验装置时，合理的顺序是 　 　（选填“自下而上”或“自上而下”）。 （3）如图丙所示，场景①和场景②是探究滑动摩擦力与 　 　的关系。 （4）如图丁所示，通电螺线管外部的磁场分布与 　 　磁体的磁场相似。 28．（2024•阎良区二模）如图甲所示的电路，电源电压恒定不变，定值电阻R1和R2是由同种材料制成的长度相同的导体，且R1＝5Ω。闭合开关S后，两电流表指针均指在图乙同一位置，则电压表的示数为 　 　V；定值电阻R2＝　 　Ω；定值电阻 　 　（选填“R1”或“R2”）的横截面积较大。通电1min，电路产生的热量为 　 　J。 29．（2024•西安二模）如图所示，4月21日，2024西咸新区半程马拉松赛在昆明池•七夕公园鸣枪开赛，1万余名跑友沿大西安最美马拉松滨水环道一路奔跑。以奔跑的运动员为参照物，路边的树木是 　 　（选填“运动”或“静止”）的；无人机拍摄的直播画面通过 　 　波传递到工作人员的显示设备上。 30．（2024•西安二模）小明家有一款高、中、低三挡家用电火锅，如图甲所示是它的简化电路图，内部有四个阻值相同的电热丝R（阻值不变），可通过旋钮开关实现高、中、低挡位切换。如图乙所示是小明家的电能表，此时的读数为 　 　kW•h。小明关闭家中其他用电器，只让电火锅工作，当旋钮开关转至“1”时，电火锅处于 　 　挡；2min内，观察到电能表转过50r，此时电火锅的实际功率为 　 　W；电火锅挡位不变，将家中额定功率2000W的烧水壶接入电路的瞬间，空气开关跳闸，原因可能是 　 　。 三．作图题（共5小题） 31．（2024•雁塔区二模）如图所示，这个漫画可以帮助你记忆通电螺线管的磁极极性跟电流方向的关系（图中箭头表示喉电流方向），请你在图中用箭头标出A点处磁感线的方向。 32．（2024•长安区二模）如图所示，滑动变阻器用来控制螺线管的磁性强弱，要求向右移动滑片时螺线管的磁性变强，请按要求将实物图连接好，并在图中括号内标出闭合开关后螺线管右端的磁极。 33．（2024•西安二模）一通电螺线管通过如图所示的电流时，小磁针处于静止状态，请在图中括号内分别标出螺线管和小磁针左端的N、S极。 34．（2024•灞桥区二模）请在遵守安全用电原则的前提下，用笔画线代替导线将如图中的插座、带开关的电灯正确接入电路。 35．（2024•碑林区二模）地铁站进出闸机（电动机）有3种识别方式，刷脸（开关S1）、刷卡（开关S2）或扫二维码（开关S3）。只要其中一种方式识别成功，即可闭合相应的开关，闸机即可开启。请在如图虚线框内设计闸机电路原理图。 四．实验探究题（共5小题） 36．（2024•雁塔区二模）如图甲是小明观看西安大唐不夜城“不倒翁姐姐”表演时的场景，他发现原来表演者脚下有一个半圆形底座，查阅资料发现不倒翁不倒，跟一个概念有关——稳度，稳度是指物体处于平衡状态的稳定程度。好动脑的他提出问题：他想探究不倒翁的稳度与哪些因素有关，并提出猜想： ①与半球的半径大小有关； ②与半球的质量大小有关； ③与立在上面的物体的重心高低有关。 于是，他做了多个半径不同的半球模型如图乙所示，制作了一块泡沫，留三个孔，将同一个铁球分别塞在泡沫高低不同的位置O1、O2、O3来改变物体的重心，如图丙所示。实验中，他将塞有铁球的泡沫固定在实心的半球上，然后用力推动不倒翁，他通过观察不倒翁刚好翻倒时泡沫物体转过的角度a的大小，来比较不倒翁的稳度。为验证自己的猜想，他测得了多组数据并记录在如表中： （1）当重物固定在半球上在偏离竖直方向10°时，重物所受的重力和支持力 　 　（选填“是”或“不是”）一对平衡力； （2）为验证猜想①，应选择 　 　组数据，得出的结论是：在半球质量、重心高度相周的情况下，半球的直径越大，稳度越 　 　（选填“好”或“不好”）； （3）要验证猜想②，小明对比第2、5次实验，　 　验证猜想（选填“能”或“不能”），仔细分析小明的实验数据，发现物体的稳度还与立在上面的物体的 　 　有关； （4）依据以上结论：乘公交车时，两脚 　 　（填“分开”或“靠拢”）站得更稳。 序号 半球半径r/m 半球质量m/kg 重心高度h/m 翻倒时重物转过的角度α/° 1 0.2 8 0.2 30 2 0.3 8 0.2 45 3 0.4 8 0.2 60 4 0.2 5 0.2 25 5 0.2 15 0.2 50 6 0.3 8 0.4 35 7 0.3 8 0.6 25 37．（2024•雁塔区二模）小明用伏安法测量标有“2.5V”灯泡额定功率的实验中，连接了如图甲所示的电路。 （1）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，经检查有一根导线连接错误，请你在电路中将连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线； （2）正确连接电路后，滑片P移动到某一位置时，电压表和电流表示数如图乙所示，小灯泡此时的电功率是 　 　W； （3）小明根据记录的多组数据绘制出小灯泡的I﹣U图像（图丙），分析评估时，小明对自己的实验产生了困惑，他认为：由欧姆定律I知，I与U之间的变化关系是正比例函数，所以其图像理论上应该是过原点的一条直线，你认为出现图丙这种图像的原因是 　 　； （4）小明用已有的器材、一个定值电阻R0和另一块电压表，设计了如图丁所示电路图，也能测出灯泡的额定功率，实验如下，请你补充完整。 ①连接好电路，将滑动变阻器的滑片调到b端； ②合上开关，移动滑片，使灯泡两端电压为 　 　V； ③再读出R0两端的电压为U0； 若实验操作正确，则灯泡的电功率表达式为P＝　 　。 ④其中虚线框内的元件组合体相当于 　 　（选填“电阻箱”或“电流表”）。 38．（2024•长安区二模）某同学在探究“通过导体的电流与电阻的关系”时，用如图甲所示的电路进行实验： （1）在连接电路时，开关应该处于 　 　状态。 （2）连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表与电流表均有很小的示数，且不发生变化，则电路故障的原因可能是 　 　。 （3）排除故障后，某同学将不同阻值的电阻接入电路进行实验，将5Ω的电阻接入电路时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，其示数为 　 　A；改接入10Ω的电阻后，为使电压表示数保持不变，应向 　 　调节滑动变阻器的滑片，记下对应的电流表示数。继续换用不同电阻重复实验，得到的实验数据记入下列表格中。 实验序号 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A 0.26 0.16 0.12 0.1 （4）该同学进行多次实验的目的是 　 　；在误差允许范围内，根据实验数据可知：当电压一定时，通过导体的电流与电阻成 　 　比。 39．（2024•长安区二模）保温杯是一种常用的生活用品，物理兴趣小组想知道保温杯的保温效果与其盛水量有什么关系？同学们猜想保温杯盛水越多，保温效果越好，装满水时，保温效果最好。 于是他们用带有刻度的烧杯同时盛出初温都为98℃的不同质量的热水，分别装入7个同样规格的保温杯内（容积均为500mL），经过12小时后，测量各个保温杯中的水温，计算降低的温度，并绘出如图所示图像。 （1）在实验过程中，热水放在保温杯内，水放出热量后温度降低，内能 　 　。 （2）由图知，当水量少于400mL时，保温性能随水量的减小而 　 　（选填“增强”或“减弱”）。 （3）由此实验得出结论：　 　。 小华又找来甲、乙两种不同材质、相同规格保温杯，为了比较这两种材质的保温杯盛水时的保温效果，选择了适当的器材，在控制变量的前提下，在室内进行了实验，得到了一段时间内，甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据，请你根据下表所提供的信息回答以下问题： 时间/h 0 1 2 3 4 5 6 甲/℃ 100 50 30 22 20 20 20 乙/℃ 100 80 65 52 40 29 20 （4）下列有四支测量范围不同的温度计，小华实验选择的温度计应为 　 　。 A．﹣10～110℃ B．35～42℃ C．﹣40～50℃ D．0～50℃ （5）通过数据分析，甲、乙两种保温杯导热性差的是制作 　 　杯的材质。 （6）请估计实验过程中第5小时的室温为 　 　℃。 40．（2024•长安区二模）请完成下列填空。 （1）如图﹣1所示，物体A的长度为 　 　cm。 （2）如图﹣2所示，小明在研究“液体内部的压强”实验中，他通过比较甲、乙两图可以得出：在同种液体中，液体内部压强随液体深度的增加而 　 　（选填“增大”或“减小”）。 （3）如图﹣3所示，在比较不同燃料的热值实验中，燃料完全燃烧放出的热量，是通过 　 　（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）来反映的。 （4）如图﹣4所示，在探究影响电阻大小的因素实验中，选择A、B两根导线进行实验，可以探究导体的电阻与 　 　是否有关。 五．计算题（共1小题） 41．（2024•灞桥区二模）小明家的豆浆机的简化电路如图所示，铭牌中部分参数如表所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到64℃时，温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。小明用初温20℃的水和少量豆子制作豆浆。水和少量豆子的总质量为1kg。[水和豆子的比热容取c＝4.2×103J/（kg•℃）] 豆浆机铭牌 最大容积V/L 2 加热器功率P热/W 880 额定电压U/V 220 电动机功率P动/W 1120 （1）求加热器单独工作时电路中的电流； （2）求温控开关闭合前水和豆子吸收的热量； （3）本次制作豆浆共计用了9min的时间，若在温控开关闭合前加热器正常工作生产的热量70%被水和豆子吸收，求本次制作豆浆共消耗的电能。 六．解答题（共4小题） 42．（2024•雁塔区二模）空气净化器是由马达、风扇和空气过滤网等组成，主要是依靠风扇将环境内的空气循环吸入机体，然后通过各类净化方式将吸入的空气进行净化，最后输出净化后的洁净空气。图甲为某型号的空气净化器，它在不同挡位工作时的参数如下表所示，其中“洁净空气量”是指1h净化空气的体积。 工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡 功率P（W） 0.9 23 44 75 110 121 148 洁净空气量Q（m3/h） ﹣ 120 240 360 500 610 760 （1）空气净化器在工作时，将电能主要转化为 　 　能。 （2）单独使用该净化器10min，规格为2400imp/（kW•h）的申能表指示灯闪烁30次，则该空气净化器的实际功率是多少W？本次使用过程能洁净空气量Q是多少？ （3）若室内面积为20m2，房间的高度为2.5m，使该空气净化器工作挡位为4挡时，理论上1h可以净化房间内空气次数n是多少？ （4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，电源电压恒为28V，定值电阻R0＝10Ω。如图丙所示为气敏电阻R的阻值随空气中有害气体浓度β变化的曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A；净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A。则该空气净化器的实际净化效率Z为多少？（净化效率等于净化前、后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。） 43．（2024•长安区二模）小明家新买了一款如图甲所示的电茶壶，查阅说明书可知其加热挡功率为1000W，用该壶将1.5L的水从20℃加热到100℃，正常工作用时10.5min[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]。 （1）茶壶中电热管是利用了电流的 　 　效应工作的； （2）该过程中水吸收的热量是多少？ （3）电茶壶的加热的效率为多少？ （4）有一次小明发现电茶壶加热水时比正常工作用时长一些，他断开家中的其他用电器，让电茶壶单独工作，测得1.5min内电能表指示灯闪烁了72次（电能表如图乙所示），此电茶壶的实际功率是多少？ 44．（2024•阎良区二模）如图甲所示，是小明家的电热水器，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为电热丝（阻值不变），通过控制开关，可以实现速热、加热、保温三个功能（速热功率大于加热功率）。问： （1）当开关S1闭合、S2接触点“1”时，电热水器处于 　 　（选填“速热”“加热”或“保温”）挡。 （2）电热水器处于加热挡正常工作状态下，若不计热量损失，42min内，可将内胆中60kg、15℃的水加热至26℃，则电热丝R1的阻值是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （3）小明发现用电高峰期家中电压偏低，经调查发现，小区居民用电是由附近的配电室提供。为研究家庭电路电压偏低的原因，小明设计如图丙所示的电路进行模拟实验：用学生电源模拟配电室；用小灯泡L（3V 0.9W）模拟家庭用电器；由于配电室距离居民楼较远，故选用约10m长的细导线模拟配电室到用户间的输电线。连接电路闭合开关，调节学生电源输出电压为3V，此时电压表示数为2.5V，电流表示数为0.25A。要使小灯泡L正常工作，应将学生电源的输出电压调到多少？请根据以上实验，提出一条解决用电高峰期时家庭电路实际电压偏低的方法。（忽略温度对导线和灯丝电阻的影响） 45．（2024•新城区二模）图甲为某型号空气净化器，它在不同挡位工作时的参数如下表所示： 工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡 功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148 净化空气量（m3/h） — 120 240 360 500 610 760 噪声强弱等级（dB） — 23 32 39 47 49 55 （1）颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为 　 　； （2）该净化器接在家庭电路中，在5挡正常工作时的电流为多少A； （3）单独使用该净化器20min，规格为2400imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁36次，则此时该空气净化器的能效比为 　 　m3/（h•W）（结果保留1位小数）（净化空气量是指1h净化空气的体积；能效比是空气净化器净化空气量与输入功率之比）； （4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率：净化器刚启动时，检测电路中电流表的示数为0.7A；净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为多少？（净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比）。 陕西省西安市2024年中考物理二模试题按知识点分层汇编-05电磁学 参考答案与试题解析 一．选择题（共20小题） 1．（2024•雁塔区二模）华为新款5G手机实现了无线充电，无线充电的工作原理和发电机一样，都是电磁感应原理，它的发现者是（　　） A．焦耳 B．法拉第 C．赫兹 D．奥斯特 【解答】解：无线充电的工作原理和发电机一样，都是电磁感应原理，它的发现者是法拉第，故B正确。 故选：B。 2．（2024•雁塔区二模）如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持4.8V不变，电压表量程为0∼3V，电流表量程为0∼0.6A，定值电阻R1＝6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，随着水流速度的变化，下列说法正确的是（　　） ①当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比变大 ②水流速变小时，电阻R1功率变小，电路的总功率变小 ③滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω∼15Ω ④电阻R1的电功率的变化范围为0.54W∼2.16W A．①② B．②④ C．②③ D．①④ 【解答】解：由图知，定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器R2的电压，电流表测电路的电流： ①②流体的压强跟流速有关，流速越大的位置，压强越小，当水流速度增大时，机翼状的探头上下表面受到的压强不同，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，R2的滑片上移，接入电路的阻值减小，根据R可知，电压表与电流表示数比值R2的阻值，所以比值变小，故①错误； 同理可知，水流速变小时，滑片下移，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中电流变小，根据P＝I2R可知，电阻R1功率变小，根据P＝UI可知，总功率变小，故②正确； 根据串联电路的分压特点可知，变阻器R2的电压减小，即电压表示数减小；此时电路总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流表示数变大，则电压表与电流表的示数之比变小，故①错误、②正确； ③④当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流：I0.8A， 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A， 所以，电路中的最大电流为I大＝0.6A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电阻R1的电功率最大， 此时电路中的总电阻：R8Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R2＝R﹣R1＝8Ω﹣6Ω＝2Ω， 电阻R1的最大电功率：P1＝I大2R1＝（0.6A）2×6Ω＝2.16W； 当电压表的示数最大为U2＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，R1的功率最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时R1的电压： U1＝U﹣U2＝4.8V﹣3V＝1.8V， 则电路中最小的电流： I小0.3A， 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值： R2′10Ω， 所以，滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω～10Ω，故③错误； 电阻R1的最小功率： P1′＝I小2R1＝（0.3A）2×6Ω＝0.54W， 所以，电阻R1的电功率的变化范围为0.54W∼2.16W，故④正确。 综上可知，②④正确。 故选：B。 3．（2024•灞桥区二模）2023年6月4日6时30分许，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，返回舱在经过大气层时，会经过高温的灼烧，为很好地保护返回舱，其外壳材料应具有的特性是（　　） A．密度大 B．导热性差 C．熔点低 D．硬度小 【解答】解：返回舱外壳要求轻巧，即相同体积的材料，质量小，材料应具有密度小的特点； 返回舱要求耐高温，导热性差，即材料的熔点高，同时结合生活实际航天器外壳应该具有不易形变的特点，说明材料应同时具备高强度的特点。 故选：B。 4．（2024•长安区二模）关于粒子与宇宙，下列说法正确的是（　　） A．海绵容易被压缩，是因为海绵分子间的空隙较大 B．柳絮漫天飞舞，说明分子在做永不停息地无规则运动 C．原子、质子、原子核是按照由大到小的尺度排序的 D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星也是运动的 【解答】解： A、海绵里面有气孔，用手捏时海绵里的空气跑出来，则海绵的体积变小了，但由海绵分子组成的海绵实际体积并没有变小，不能说明分子间的间隙较大，故A错误； B、柳絮是由大量分子组成的物体，柳絮运动属于机械运动，不能说明分子在做永不停息地无规则运动，故B错误； C、在质子、原子核、原子中，质子的尺度最小，原子的尺度最大，则原子、原子核、质子是按照由大到小的尺度排序的，故C错误； D、运动是相对而言的，没有任何物体是绝对不动的，选择了不同的参照物，物体的运动情况就可能是不同的，故D正确。 故选：D。 5．（2024•长安区二模）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法不正确的是（　　） A．电源电压为2V B．R的阻值为10Ω C．再闭合开关S2时，小灯泡的亮度不变，电流表示数不变 D．再闭合开关S2时，电路总功率将增加0.4W 【解答】解：A、由电路图可知，只闭合开关S1时，只有小灯泡接在电源两极，电流表测量电路中的电流，小灯泡L的实际功率为1W， 由图甲可知，灯泡两端的电压UL＝2V，通过的电流IL＝0.5A， 此时小灯泡L的实际功率：PL＝ULIL＝2V×0.5A＝1W， 所以，电源的电压U＝UL＝2V，故A正确； B、由图甲的图象可知，当R两端的电压为UR＝2V时，通过R的电流IR＝0.2A， 由I可得，R的电阻：R10Ω，故B正确； C、只闭合S1，电流表测量通过L的电流，再闭合S2，小灯泡L和电阻R并联，电流表测量干路的电流，灯泡两端的电压不变通过灯泡的电流不变，根据并联单路电流规律可知，电流表示数变大；在此过程中灯泡两端的电压不变，灯泡的实际电功率不变，灯泡的亮度不变，故C错误； D、先闭合S1，再闭合S2时，电路中增加的电功率为R消耗的电功率， 当R两端的电压为UR＝U＝2V时，通过R的电流IR＝0.2A， 根据P＝UI可得，PR＝URIR＝2V×0.2A＝0.4W，故D正确。 故选：C。 6．（2024•长安区二模）亲爱的同学，根据所学的物理知识和生活经验，你认为下列数据最接近实际的是（　　） A．一节干电池的电压约为220V B．一本初中物理课本的质量约为50kg C．一名中学生跑完50m的时间约为8s D．人感觉舒适的环境温度约为50℃ 【解答】解：A.一节干电池的电压为1.5V，故A错误； B.一本初中物理课本的质量在200g左右，故B错误； C.中学生50m跑的时间在7s左右，故C正确； D.人感觉舒适的环境温度为23℃左右，故D错误。 故选：C。 7．（2024•阎良区二模）如图为公交车自动爆玻器，危急时刻，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：司机按下开关，自动爆玻器的通电线圈在磁场中受到力的作用而运动，将电能转化为机械能， A．闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故A不符合题意； B．说明磁极间的相互作用，同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引，故B不符合题意； C．当导体中通过电流时，通电导线在磁场中受力的作用而运动，是电能转化为机械能，与自动爆玻器工作原理相同，故C符合题意； D．说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故D不符合题意。 故选：C。 8．（2024•新城区二模）“珍爱生命，安全用电！”下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．家庭电路维修时不用断开电源 B．在电线上晾衣服 C．多个大功率用电器插在同一个插座上 D．使用试电笔时，手接触笔尾金属体 【解答】解：A、为了操作方便、防止触电，家庭电路维修时要先断开电源，故A不符合安全用电原则； B、由于湿衣服是导体，在电线上晾衣服很容易造成触电事故，故B不符合安全用电要求； C、多个大功率用电器插在同一个插座上，否则会导致电流过大，引起空气开关跳闸，故C不符合安全用电要求； D、使用试电笔辨别火线和零线时，用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，氖管发光，表明检测的是火线，故D符合安全用电要求。 故选：D。 9．（2024•阎良区二模）人类从未停止过对粒子与宇宙的探索。关于粒子与宇宙，下列说法正确的是（　　） A．电子的发现，说明原子是可再分的 B．酒精和水混合后总体积减小，说明分子之间存在引力 C．玻璃棒与丝绸摩擦后能带电，是由于摩擦创造了电荷 D．地球、月亮和星辰都绕太阳运行，所以太阳是宇宙的中心 【解答】解：A、电子的发现，说明原子是可再分的，故A正确； B、酒精和水混合后总体积减小，说明分子间存在间隙，故B错误； C、摩擦起电并没有创造电荷，它的实质是电子的转移，故C错误； D、太阳不是宇宙的中心，宇宙没有中心，故D错误。 故选：A。 10．（2024•阎良区二模）电业工人带电作业时需要用绝缘垫，以下材料适合做绝缘垫的是（　　） A．铜 B．橡胶 C．铝合金 D．不锈钢 【解答】解：铜、铝合金、不锈钢属于导体；橡胶属于绝缘体，适合做绝缘垫。 故选：B。 11．（2024•阎良区二模）关于安全用电，下列说法不正确的是（　　） A．使用电热水壶、电饭锅时，金属外壳要接地 B．控制灯泡的开关应接在零线和灯泡之间 C．家庭电路中发生触电事故，通常是人体直接或间接跟火线接触造成的 D．通常情况下更换灯泡时要先断开灯泡所在支路的开关 【解答】解：A、电热水壶、电饭锅都有金属外壳，在使用时，它们的金属外壳要接地，故A正确； B、控制灯泡的开关应接在火线和灯泡之间，这样在断开开关时，灯泡处才不会有电，故B错误； C、家庭电路中发生触电事故，通常是人体直接或间接跟火线接触造成的，故C正确； D、通常情况下更换灯泡时要先断开灯泡所在支路的开关，这样在灯泡才不会带电，故D正确。 故选：B。 12．（2024•阎良区二模）3D打印机是一种可快速成型的机器，通过逐层打印的方式来构造物体。添加打印丝材到打印头，加热至熔化后从喷头挤出细细的料丝，不同的打印丝材温度要求是有差异的，利用温度传感器可实现对打印喷头温度的精确测量。图甲为某3D打印机控制、工作电路原理图，工作电路中R是加热电阻；控制电路中，U1＝9V，电磁铁的线圈电阻为40Ω，当电磁继电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来。图乙是温度传感器R1的阻值随温度变化的图像。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁上端为N极 B．当R2接入电路中的阻值为20Ω时，喷头的温度最高可达160℃ C．添加的打印丝材温度要求较高时，可适当向右调节R2的滑片 D．当衔铁被吸下时，3D打印机开始熔化打印丝材 【解答】解：A、电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁上端为S极，故A错误； B、图甲控制电路中，U1＝9V，两电阻与电磁铁的线圈串联，由欧姆定律和电阻的串联可得：R1−R2−R线20Ω﹣40Ω＝30Ω；根据图乙温度传感器R1阻值随温度变化的图像知喷头的温度最高可达到170℃，故B错误； C、添加的打印丝材温度要求较高时，根据图乙可知R1的阻值减小，此时衔铁被释放，说明控制电路中的电流减小，由欧姆定律可知应增大变阻器连入电路的电阻，故滑动变阻器的滑片可以向右移动，故C正确； D、当衔铁被吸下时，工作电路被断开，加热电阻R停止加热，3D打印机不能熔化打印丝材，故D错误。 故选：C。 13．（2024•西安二模）如图所示，是我国自主研究生产的碳纤维无人机，它具有自动化、轻量化、微型化等特点，可广泛用于航拍、测绘等。下列应用与物理知识对应正确的是（　　） A．用碳纤维材料制造——密度较小 B．无人机的控制芯片——超导体 C．无人机升空——空气浮力 D．无人机航拍的镜头——凹透镜 【解答】解：A、用碳纤维材料制造，密度较小，在同等体积下，质量较轻，故A正确； B、无人机的控制芯片是半导体材料，故B错误； C、无人机升空，利用的是流速大，压强小的原理，故C错误； D、无人机航拍的镜头是凸透镜，故D错误。 故选：A。 14．（2024•西安二模）安全用电常识是中小学安全教育的一项重要内容。下列符合安全用电的是（　　） A．用验电笔检查插座是否通电时，用手触碰笔尾金属体 B．带金属外壳的饮水机的功率小，使用两脚插头即可 C．家庭电路中安装了漏电保护器，就不用安装空气开关 D．当用电器着火时，可以迅速泼水灭火 【解答】解： A、使用验电笔时，手必须接触笔尾金属体，用笔尖接触被检验导线，才能辨别火线和零线，故A符合安全用电原则； B、饮水机带有金属外壳，若使用两脚插头，此时金属外壳没有接地，外壳漏电时会发生触电事故，故B不符合安全用电原则。 C、家庭电路中漏电保护器是在发生漏电时，如果经过火线和零线的电流大小不同，会自动切断电路；而空气开关是在电路中电流过大时，会自动切断电路，二者的作用不同，不能互相替代，故C不符合安全用电原则； D、用电器着火时，首先要切断电源，再灭火，不能直接向用电器泼水灭火，否则人会触电，故D不符合安全用电原则。 故选：A。 15．（2024•西安二模）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示，临界电流0.6A，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L（忽略电阻变化）上标有“6V，3W”字样，电源电压为6V，则下列判断正确的是（　　） A．当电路短路时，超导限流器自动切断电路 B．超导限流器只能检测短路故障，不能在故障排除后自动恢复 C．灯泡短路时，电流表的示数为0.4A D．若电源电压为3V时，电路总功率为0.75W 【解答】解：AC、当电路短路时，电路中只剩下R1和R2，故此时电路中的电流为：1.2A，即电流表的示数为1.2A，电路没有被切断，故AC错误； B、由题意知，当电流小于0.6A时，超导限流器自动短路，不工作，因此超导限流器在故障排除后能自动恢复，故B错误； D、灯泡L（忽略电阻变化）上标有“6V，3W”字样，灯泡L的电阻为： R12Ω； 若电源电压为3V时，此时电路中只有灯泡L，则电路总功率为： P总0.75W，故D正确。 故选：D。 16．（2024•碑林区二模）如图所示为一款吊扇灯，闭合总开关后，风扇和灯可各自独立工作。选项中设计的电路图符合实际的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：三盏灯与风扇相互不影响，能独立工作，三盏灯和风扇都是并联的，且三盏灯由一个开关控制，电动机有一个开关控制，故D正确。 故选：D。 17．（2024•碑林区二模）物理兴趣小组用吸管做了下列小实验，关于这些实验说法正确的是（　　） A．图甲：A管中水面上升说明在流体中流速越快的位置压强越大 B．图乙：吹响吸管时上下推拉吸管内的活塞，音调不变 C．图丙：与带负电的吸管一端相排斥的物体可能不带电 D．图丁：用吸管吸取饮料，利用了大气压强 【解答】解：A、A管中水面上升，是因为流体中流速越大的位置压强越小，故A错误； B、上下推拉活塞改变的是空气柱的长度，从而改变声音的音调，故B错误； C、根据同种电荷相互排斥，与带负电的吸管一端相排斥的物体一定带负电，故C错误； D．用吸管吸饮料时，吸气使得管内压强减小，是在大气压的作用下把饮料吸入人的口腔，是利用了大气压，故D正确； 故选：D。 18．（2024•新城区二模）截至2023年12月，我国已累计建成5G基站337.7万个，5G元器件要求及时散热，因此制造5G元器件的材料需要具有很好的（　　） A．透明度 B．导热性 C．弹性 D．硬度 【解答】解：由题意可知，5G元器件要求及时散热，导热性好的材料能及时将热导走，具有良好的散热功能，故ACD不符合题意、B符合题意。 故选：B。 19．（2024•新城区二模）如图所示，关于家庭电路，下列说法正确的是（　　） A．若保险丝熔断了，一定是家里用电器短路了 B．插座与灯泡L的连接方式是串联 C．若导线cd间断路，三孔插座依然可以安全使用 D．若闭合开关S，灯L不发光，用试电笔检测e点，氖管发光，则ae间可能出现断路 【解答】解：A、保险丝烧断，是因为电路电流过大，而产生电流过大的原因有两个：一是电路发生了短路，另一个是用电器总功率过大，故A错误； B、家庭电路中的插座与电灯之间互不影响，能独立工作，是并联的，故B错误； C、由图可知，cd接的是地线，cd断开时，插座仍能对外供电，但不能防止用电器外壳带电时发生触电事故，故C错误； D、若闭合开关S灯泡L不发光，电路出现了断路现象，用试电笔检测e点，氖管发光，说明e点与火线之间是接通的，则说明ae之间可能出现断路，故D正确。 故选：D。 20．（2024•新城区二模）人工智能飞速发展，智能配送机器人已被广泛使用，用户可以通过人脸识别、输入取货码、扫描二维码等多种方式取货。如图是某款机器人在送货的情景，下列说法中不正确的是（　　） A．控制机器人的指令是通过电磁波传递的 B．机器人的摄像头相当于凹透镜，可用来矫正近视眼 C．二维码位于机器摄像头的二倍焦距以外 D．机器人的车轮有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦力 【解答】解：A.控制机器人的指令是利用遥控发出和接受电磁波传递信息的，故A正确； B.机器人的摄像头相当于凸透镜，可用来矫正远视眼，故B错误； C.当物距大于2倍焦距，凸透镜成倒立缩小的实像，故C正确； D.通过增大接触面的粗糙程度能增大滑动摩擦力，故D正确。 故选：B。 二．填空题（共10小题） 21．（2024•雁塔区二模）请完成与下列实验有关的填空： （1）如图甲所示，物理学家帕斯卡曾经做过一个著名的“裂桶”实验：在一个密闭的、装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上往管子里灌水，只灌了几杯水，桶竟裂开了，此实验证明了液体的压强与 　液体的深度　有关。 （2）由如图乙的实验现象可知：电磁铁的磁性强弱跟 　线圈匝数　有关。 （3）如图丙是小明“探究电磁波的传播特性”的装置。能接收到呼叫信号的是放在 　真空罩　（真空罩/金属盒）中的手机。 【解答】解：（1）帕斯卡裂桶实验是在一个密闭的、装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上往管子里灌水，只灌了几杯水，桶竟裂开了，说明液体压强与深度有关，深度越大，液体压强越大； （3）由图可知，甲、乙两个电磁体串联在电路中，电流大小相同，而甲的线圈匝数多，吸引的大头针多，说明电流一定时，电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关； （4）电磁波遇到金属会被反射，将手机放在金属盒中，打电话呼叫金属盒中的手机，这时手机不能收到呼叫信号；而在真空罩内的手机能收到呼叫信号，说明金属容器能屏蔽电磁波，电磁波在真空中能传播。 故答案为：（1）液体的深度；（2）线圈匝数；（3）真空罩。 22．（2024•雁塔区二模）如图甲所示是小兵连接的电路。乙图中图线是调节滑动变阻器R的过程中电压表与电流表示数间的关系图线。电源电压U恒为3V，小灯泡L的额定电压为2.5V。求： （1）当电流表示数为0.10A时，滑动变阻器R接入电路的阻值为 　25　Ω； （2）小灯泡L的额定功率为 　0.625　W； （3）小灯泡正常发光时，灯泡功率与电路总功率之比为 　5：6　。 【解答】解：图甲中灯泡L与滑动变阻器R串联在电路中，电压表测量滑动变阻器R两端的电压； （1）由图乙知，当电流表示数为0.10A时，滑动变阻器R两端的电压为2.5V，滑动变阻器R接入电路的阻值为R125Ω； （2）小灯泡L的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时，滑动变阻器R两端的电压为U2＝U﹣UL＝3V﹣2.5V＝0.5V，由图乙知此时电路电流为IL＝0.25A，小灯泡L的额定功率为PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W； （3）小灯泡正常发光时，电路总功率为P＝UIL＝3V×0.25A＝0.75W，灯泡功率与电路总功率之比为5：6。 故答案为：（1）25；（2）0.625；（3）5：6。 23．（2024•雁塔区二模）（1）物理学是一门以实验为基础的自然科学，很多结论和规律都是通过实验得到的。马德堡半球实验证明了 　大气压强　的存在；奥斯特实验中通电直导线应按 　南北　（选填“南北”或“东西”）方向放置在小磁针的正上方，排除地磁场的影响。 （2）如图所示，验电器是检测物体是否带电的仪器，其本质是带电体或验电器中的 　电子　发生了转移。用带电体接触验电器的金属球，金属箔就会张开，是因为两个金属箔片带有 　同种　（选填“同种”或“异种”）电荷，相互排斥而张开。 【解答】解：（1）马德堡半球实验证明了大气压强的存在；由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北放置。 （2）验电器是用来检验物体是否带电仪器，带电体与验电器接触时，电子发生了转移；用带电体接触验电器的金属球时，电荷通过验电器的金属球传给金属杆传给两片金属箔，两片金属箔带同种电荷，同种电荷相互排斥而张开。 故答案为：大气压强；南北；电子；同种。 24．（2024•长安区二模）在如图甲所示的电路中，灯泡L的额定电压为2.5V，它的电流与电压关系图像如图乙所示，则灯泡L正常发光时的阻值为 　10　Ω；滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关S，向上调节滑动变阻器R的滑片，电压表的示数 　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”），当电压表的示数为1.5V时，灯泡L恰好正常发光。为保证电路安全，灯泡L的最小电功率为 　0.15　W。 【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）当电压表的示数为1.5V时，L恰好正常发光，灯泡L的额定电压为2.5V，由图2可知，通过的电流IL＝0.25A， 由I可得，灯泡正常发光时的电阻： RL10Ω， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源的电压： U＝UR+UL＝1.5V+2.5V＝4V； （2）闭合开关S，向上调节滑动变阻器R的滑片，电阻变小，根据串联分压规律，滑动变阻器分得的电压减小，电压表示数减小； （3）当电压表的示数UR′＝3V时，电路中的电流最小，灯泡的电功率最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，灯泡两端的电压： UL′＝U﹣UR′＝4V﹣3V＝1V， 由图2可知，通过灯泡的电流IL′＝0.15A，灯泡的最小功率： PL＝UL′IL′＝1V×0.15A＝0.15W。 故答案为：10；变小；0.15。 25．（2024•长安区二模）“安全用电，从我做起”。如图是已接入家庭电路中的一个插线板。 （1）插线板上标记A的插孔，应与家庭电路的 　地　线相连； （2）将台灯的插头插入插线板，闭合开关，家里的空气开关跳闸了，原因可能是 　台灯短路　。 【解答】解：（1）由图知道，三孔插座的A孔应与家庭电路的地线相连，当用电器的金属外壳漏电时，电流就通过地线流入大地，防止触电事故的发生。 （2）家里的空气开关立刻跳闸了，说明电路中的电流过大。而产生电流过大的原因有两个：一是用电器的总功率过大，二是电路发生了短路。台灯功率不大，所以，将台灯的插头插入插线板，闭合开关，家里的空气开关跳闸了，原因可能是台灯短路。 故答案为：（1）地；（2）台灯短路。 26．（2024•阎良区二模）为使舰载机在短时间内达到起飞速度，某航母上安装了蒸汽弹射装置，如图所示为其工作原理示意图，高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加速向左运动，2s左右舰载机即可达到起飞速度。此过程中，蒸汽的内能通过 　做功　的方式改变，其能量转化与四冲程汽油机的 　做功　冲程相同。舰载机起飞后，与指挥中心靠 　电磁波　（选填“电磁波”“超声波”或“次声波”）传递信息。 【解答】解：高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加速向左运动，2s左右舰载机即可达到起飞速度。此过程中，蒸汽的内能通过做功的方式改变，其能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。舰载机起飞后，与指挥中心靠电磁波传递信息。 故答案为：做功；做功；电磁波。 27．（2024•阎良区二模）按要求完成填空。 （1）如图甲所示，电阻箱的示数为 　60　Ω。 （2）如图乙所示，在观察水沸腾的实验中，组装实验装置时，合理的顺序是 　自下而上　（选填“自下而上”或“自上而下”）。 （3）如图丙所示，场景①和场景②是探究滑动摩擦力与 　接触面的粗糙程度　的关系。 （4）如图丁所示，通电螺线管外部的磁场分布与 　条形　磁体的磁场相似。 【解答】解：（1）如图电阻箱的读数为R＝0×1000Ω+0×100Ω+6×10Ω+0×1Ω＝60Ω。 （2）在实验中，要使用酒精灯的外焰加热，温度计的玻璃泡需完全浸没在被测液体中，且不能碰到容器壁或容器底，为了方便安装，需按照由下而上的顺序； （3）图中压力不变，改变的是接触面的粗糙程度，因而探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系； （4）根据图中小磁针的指向和分布，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似。 故答案为：（1）60；（2）自下而上；（3）接触面的粗糙程度；（4）条形。 28．（2024•阎良区二模）如图甲所示的电路，电源电压恒定不变，定值电阻R1和R2是由同种材料制成的长度相同的导体，且R1＝5Ω。闭合开关S后，两电流表指针均指在图乙同一位置，则电压表的示数为 　6　V；定值电阻R2＝　20　Ω；定值电阻 　R1　（选填“R1”或“R2”）的横截面积较大。通电1min，电路产生的热量为 　540　J。 【解答】解：由图可知，当开关S闭合时，R1、R2并联，电流表A1测量干路的总电流，电流表A2测量通过R2通过的电流， 根据并联电路的电流特点可知，干路的总电流大于任一支路的电流，所以电流表A1的示数大于电流表A2的示数， 根据题意可知，两电流表指针均指在图乙同一位置，所以电流表A1接的是0～3A的量程，测量电流表的分度值是0.1A，根据指针位置可知，电流表A1的示数为1.5A， 电流表A2的接的是0～0.6A的量程，分度值是0.02A，由指针可知，电流表A2的示数为0.3A， 根据并联电路的电流特点可知，通过R1的电流：I1＝I﹣I2＝1.5A﹣0.3A＝0＝1.2A， 由I可知，R1两端的电压：U1＝I1R1＝1.2A×5Ω＝6V， 根据并联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U2＝U1＝6V，即电压表示数为6V； 由I可知，R2的指针：R220Ω； 由于R1＜R2，而且定值电阻R1和R2是由同种材料制成的长度相同的导体，根据导体电阻的影响因素可知，定值电阻R1的横截面积较大； 通电1min，电路产生的热量：Q＝I2Rt＝UIt＝6V×1.5A×1×60s＝540J。 故答案为：6；20；R1；540。 29．（2024•西安二模）如图所示，4月21日，2024西咸新区半程马拉松赛在昆明池•七夕公园鸣枪开赛，1万余名跑友沿大西安最美马拉松滨水环道一路奔跑。以奔跑的运动员为参照物，路边的树木是 　运动　（选填“运动”或“静止”）的；无人机拍摄的直播画面通过 　电磁　波传递到工作人员的显示设备上。 【解答】解：以奔跑的运动员为参照物，路边的树木与运动员的位置是变化的，树木是运动的；无人机拍摄的直播画面通过电磁波传递到工作人员的显示设备上。 故答案为：运动；电磁。 30．（2024•西安二模）小明家有一款高、中、低三挡家用电火锅，如图甲所示是它的简化电路图，内部有四个阻值相同的电热丝R（阻值不变），可通过旋钮开关实现高、中、低挡位切换。如图乙所示是小明家的电能表，此时的读数为 　2024.5　kW•h。小明关闭家中其他用电器，只让电火锅工作，当旋钮开关转至“1”时，电火锅处于 　低　挡；2min内，观察到电能表转过50r，此时电火锅的实际功率为 　500　W；电火锅挡位不变，将家中额定功率2000W的烧水壶接入电路的瞬间，空气开关跳闸，原因可能是 　电路中用电器的总功率过大　。 【解答】解：（1）电能表的最后一位数是小数，单位是kW•h，图示电能表的示数为2024.5kW•h； （2）由图甲可知，当旋钮开关在1位置时，两个电阻R串联接入电路；当旋钮开关在2位置时，一个电阻R接入电路；当旋钮在3位置时，两个电阻R并联接入电路；由P＝UI可知，电源电压一定，电阻大时电功率小，所以当旋钮开关在1位置时，处于低挡；当旋钮开关在2位置时，处于中挡；当旋钮在3位置时，处于高挡； （3）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转动3000r， 电能表的转盘转50r时，电火锅消耗的电能： WkW•hkW•h， 电火锅的实际功率： P0.5kW＝500W； （4）电火锅挡位不变，将家中额定功率2000W的烧水壶接入电路的瞬间，可能使得电路中用电器的总功率过大，引起空气开关跳闸；也可能插头处发生了短路。 故答案为：2024.5；低；500；电路中用电器的总功率过大。 三．作图题（共5小题） 31．（2024•雁塔区二模）如图所示，这个漫画可以帮助你记忆通电螺线管的磁极极性跟电流方向的关系（图中箭头表示喉电流方向），请你在图中用箭头标出A点处磁感线的方向。 【解答】解：根据图示可知，螺线管正面电流的方向是向右的，根据安培定则可知，螺线管的上端为N极、下端为S极；磁体外部的磁感线是从磁体的N极出来回到S极，如图所示： 32．（2024•长安区二模）如图所示，滑动变阻器用来控制螺线管的磁性强弱，要求向右移动滑片时螺线管的磁性变强，请按要求将实物图连接好，并在图中括号内标出闭合开关后螺线管右端的磁极。 【解答】解：因为通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关，电流越大，磁性越强，所以若使滑动变阻器的滑片向右端移动时，通电螺线管的磁性增强，应将滑动变阻器右下接线柱与电源负极相连；根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的左端为螺线管的N极。如图所示：。 故答案为：。 33．（2024•西安二模）一通电螺线管通过如图所示的电流时，小磁针处于静止状态，请在图中括号内分别标出螺线管和小磁针左端的N、S极。 【解答】解：由安培定则可得，螺线管左侧为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针右端应为N极，左端为S极，如图： 34．（2024•灞桥区二模）请在遵守安全用电原则的前提下，用笔画线代替导线将如图中的插座、带开关的电灯正确接入电路。 【解答】解：（1）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故； （2）三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，如下图所示： 故答案为： 35．（2024•碑林区二模）地铁站进出闸机（电动机）有3种识别方式，刷脸（开关S1）、刷卡（开关S2）或扫二维码（开关S3）。只要其中一种方式识别成功，即可闭合相应的开关，闸机即可开启。请在如图虚线框内设计闸机电路原理图。 【解答】解：由题知，刷脸（开关S1）、刷卡（开关S2）或扫二维码（开关S3），只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合从而使电动机启动工作，所以三个开关应并联后再与电动机串联在电源上，如图所示： 四．实验探究题（共5小题） 36．（2024•雁塔区二模）如图甲是小明观看西安大唐不夜城“不倒翁姐姐”表演时的场景，他发现原来表演者脚下有一个半圆形底座，查阅资料发现不倒翁不倒，跟一个概念有关——稳度，稳度是指物体处于平衡状态的稳定程度。好动脑的他提出问题：他想探究不倒翁的稳度与哪些因素有关，并提出猜想： ①与半球的半径大小有关； ②与半球的质量大小有关； ③与立在上面的物体的重心高低有关。 于是，他做了多个半径不同的半球模型如图乙所示，制作了一块泡沫，留三个孔，将同一个铁球分别塞在泡沫高低不同的位置O1、O2、O3来改变物体的重心，如图丙所示。实验中，他将塞有铁球的泡沫固定在实心的半球上，然后用力推动不倒翁，他通过观察不倒翁刚好翻倒时泡沫物体转过的角度a的大小，来比较不倒翁的稳度。为验证自己的猜想，他测得了多组数据并记录在如表中： （1）当重物固定在半球上在偏离竖直方向10°时，重物所受的重力和支持力 　不是　（选填“是”或“不是”）一对平衡力； （2）为验证猜想①，应选择 　1、2、3　组数据，得出的结论是：在半球质量、重心高度相周的情况下，半球的直径越大，稳度越 　好　（选填“好”或“不好”）； （3）要验证猜想②，小明对比第2、5次实验，　不能　验证猜想（选填“能”或“不能”），仔细分析小明的实验数据，发现物体的稳度还与立在上面的物体的 　质量　有关； （4）依据以上结论：乘公交车时，两脚 　分开　（填“分开”或“靠拢”）站得更稳。 序号 半球半径r/m 半球质量m/kg 重心高度h/m 翻倒时重物转过的角度α/° 1 0.2 8 0.2 30 2 0.3 8 0.2 45 3 0.4 8 0.2 60 4 0.2 5 0.2 25 5 0.2 15 0.2 50 6 0.3 8 0.4 35 7 0.3 8 0.6 25 【解答】解：（1）当重物固定在半球上在偏离竖直方向10°时，支持力和重力不在同一直线上，重物会摆动回去，则重物所受的重力和支持力不是一对平衡力： （2）要探究道具不倒翁的稳定性与半球的半径大小是否有关，就需要控制其他因素不变，只研究半球半径不同的情况下，半球翻倒时重物转过的角度a的大小。分析表中数据可知，数据1、2、3符合要求。分析这三组数据可以发现，在半球质量、重心高度相同的情况下，半球的直径越大，半球翻倒时重物转过的角度a越大，这就说明半球的直径越大，稳定性越好。 （3）对比2、5数据，半球的直径不同、重物的重心高度相同，半球的质量不同，存在多个变量，不能验证猜想②。 分析1、4、5数据可知，在球半径、重物的重心高度相同时，半球的质量越大，翻倒时重物转过的角度越大，可得物体的稳度还与立在上面的物体的质量有关。 （4）分析表中数据可知，2、6、7符合要求。分析这三种数据可以得出结论：其他条件相同时，重物的重心越高，半圆的稳定性越差。乘公交车时，两脚分开站时重心低，支撑的底面积更大，会更稳定。 故答案为：（1）不是；（2）1、2、3；好；（3）不能；质量；（4）分开。 37．（2024•雁塔区二模）小明用伏安法测量标有“2.5V”灯泡额定功率的实验中，连接了如图甲所示的电路。 （1）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，经检查有一根导线连接错误，请你在电路中将连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线； （2）正确连接电路后，滑片P移动到某一位置时，电压表和电流表示数如图乙所示，小灯泡此时的电功率是 　0.9　W； （3）小明根据记录的多组数据绘制出小灯泡的I﹣U图像（图丙），分析评估时，小明对自己的实验产生了困惑，他认为：由欧姆定律I知，I与U之间的变化关系是正比例函数，所以其图像理论上应该是过原点的一条直线，你认为出现图丙这种图像的原因是 　灯丝的电阻随温度的升高而增大　； （4）小明用已有的器材、一个定值电阻R0和另一块电压表，设计了如图丁所示电路图，也能测出灯泡的额定功率，实验如下，请你补充完整。 ①连接好电路，将滑动变阻器的滑片调到b端； ②合上开关，移动滑片，使灯泡两端电压为 　2.5　V； ③再读出R0两端的电压为U0； 若实验操作正确，则灯泡的电功率表达式为P＝　2.5V　。 ④其中虚线框内的元件组合体相当于 　电流表　（选填“电阻箱”或“电流表”）。 【解答】解：（1）原电路中，灯与变阻器并联，电压表串联在电路中是错误的，灯与变阻器串联，电压表与灯并联，如下所示： ； （2）滑片P移动到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.36A，则小灯泡此时的电功率是： P＝UI＝2.5V×0.36A＝0.9W； （3）灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是一个定值，由欧姆定律I可知，I与U之间的变化关系不是直线； （4）①连接好电路，将滑动变阻器的滑片调到b端； ②合上开关，移动滑片，使灯泡两端电压为额定电压，即2.5V，让灯泡正常发光； ③再读出R0两端的电压为U0，根据串联电路电流特点结合欧姆定律，此时电路的电流为： I＝I0； 灯泡的电功率表达式为： P＝ULI＝2.5V； ④电压表V2测量出电阻R0两端的电压，根据欧姆定律可算出电路的电流，因此电压表V2与R0并联起来作用相当于电流表。 故答案为：（1）见解答图；（2）0.9；（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大；（4）②2.5；③2.5V；④电流表。 38．（2024•长安区二模）某同学在探究“通过导体的电流与电阻的关系”时，用如图甲所示的电路进行实验： （1）在连接电路时，开关应该处于 　断开　状态。 （2）连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表与电流表均有很小的示数，且不发生变化，则电路故障的原因可能是 　将滑动变阻器下面两个接线柱连入了电路　。 （3）排除故障后，某同学将不同阻值的电阻接入电路进行实验，将5Ω的电阻接入电路时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，其示数为 　0.5　A；改接入10Ω的电阻后，为使电压表示数保持不变，应向 　左　调节滑动变阻器的滑片，记下对应的电流表示数。继续换用不同电阻重复实验，得到的实验数据记入下列表格中。 实验序号 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 电流I/A 0.26 0.16 0.12 0.1 （4）该同学进行多次实验的目的是 　使实验结论具有普遍性　；在误差允许范围内，根据实验数据可知：当电压一定时，通过导体的电流与电阻成 　反　比。 【解答】解：（1）连接电路时开关要断开； （2）电流表有示数，说明电路中不存在断路，电压表有示数，移动滑片两表示数没有变化，说明滑动变阻器失去了变阻的作用，可能将滑动变阻器下面两个接线柱连入了电路。 （3）由图乙可知，电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.5A；改接入10Ω的电阻后，电压表的示数会变大，探究电流和电阻的关系，保持电压表的示数不变，需要增大变阻器两端的电压，由串联分压可知增大变阻器连入电路的电阻，向左调节变阻器的滑片。 （4）为了使实验结论具有普遍性，进行多次实验，多测量几组数据。由表中数据可知，电流和电阻的乘积不变，即电压表的示数不变，可以得到当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。 故答案为：（1）断开；（2）将滑动变阻器下面两个接线柱连入了电路；（3）0.5；左；（4）使实验结论具有普遍性；反。 39．（2024•长安区二模）保温杯是一种常用的生活用品，物理兴趣小组想知道保温杯的保温效果与其盛水量有什么关系？同学们猜想保温杯盛水越多，保温效果越好，装满水时，保温效果最好。 于是他们用带有刻度的烧杯同时盛出初温都为98℃的不同质量的热水，分别装入7个同样规格的保温杯内（容积均为500mL），经过12小时后，测量各个保温杯中的水温，计算降低的温度，并绘出如图所示图像。 （1）在实验过程中，热水放在保温杯内，水放出热量后温度降低，内能 　减小　。 （2）由图知，当水量少于400mL时，保温性能随水量的减小而 　减弱　（选填“增强”或“减弱”）。 （3）由此实验得出结论：　保温性能随着盛水量的增大而先变好后变差　。 小华又找来甲、乙两种不同材质、相同规格保温杯，为了比较这两种材质的保温杯盛水时的保温效果，选择了适当的器材，在控制变量的前提下，在室内进行了实验，得到了一段时间内，甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据，请你根据下表所提供的信息回答以下问题： 时间/h 0 1 2 3 4 5 6 甲/℃ 100 50 30 22 20 20 20 乙/℃ 100 80 65 52 40 29 20 （4）下列有四支测量范围不同的温度计，小华实验选择的温度计应为 　A　。 A．﹣10～110℃ B．35～42℃ C．﹣40～50℃ D．0～50℃ （5）通过数据分析，甲、乙两种保温杯导热性差的是制作 　乙　杯的材质。 （6）请估计实验过程中第5小时的室温为 　20　℃。 【解答】解：（1）热水放在保温杯内，水放出热量后温度降低，分子动能减小，内能减小； （2）水量少于400mL时，保温性能随水量的减小而减弱； （3）根据实验数据描绘的图象规律可以看出，保温瓶中装400mL水时，温度差最小，说明此时保温效果最好，即保温性能随着盛水量的增大而先变好后变差； （4）由题意可知，此实验是为了比较两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，实验时需要测量的温度范围是20～100℃，故选﹣10～110℃量程的温度才是合适的； （5）由表格数据可知，在相同时间内，乙的水温下降较慢，甲的水温下降较快，所以乙保温杯的保温效果好，即导热性较差； （3）由表格数据可知，当温度降到20℃时，温度不再变化，所以实验时的环境温度为20℃。 故答案为：（1）减小；（2）减弱；（3）保温性能随着盛水量的增大而先变好后变差； （4）A；（5）乙；（6）20。 40．（2024•长安区二模）请完成下列填空。 （1）如图﹣1所示，物体A的长度为 　3.35　cm。 （2）如图﹣2所示，小明在研究“液体内部的压强”实验中，他通过比较甲、乙两图可以得出：在同种液体中，液体内部压强随液体深度的增加而 　增大　（选填“增大”或“减小”）。 （3）如图﹣3所示，在比较不同燃料的热值实验中，燃料完全燃烧放出的热量，是通过 　液体升高的温度　（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）来反映的。 （4）如图﹣4所示，在探究影响电阻大小的因素实验中，选择A、B两根导线进行实验，可以探究导体的电阻与 　材料　是否有关。 【解答】解：（1）刻度尺的分度值为1mm，左侧对准0刻度，右侧为3.35cm，故物体的长度为3.35cm； （2）甲、乙图中液体密度相同，深度不同，深度大的U形管液面高度差大，说明液体压强大，则可以得出：在同种液体中，液体内部压强随液体深度的增加而增大； （3）在比较不同燃料的热值实验中，被加热的物质完全相同，燃料完全燃烧放出的热量，是通过液体升高的温度来反映的； （4）选择A、B两根导线，长度和横截面积相同，材料不同，探究电阻与材料的关系。 故答案为：（1）3.35；（2）增大；（3）液体升高的温度；（4）材料。 五．计算题（共1小题） 41．（2024•灞桥区二模）小明家的豆浆机的简化电路如图所示，铭牌中部分参数如表所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到64℃时，温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。小明用初温20℃的水和少量豆子制作豆浆。水和少量豆子的总质量为1kg。[水和豆子的比热容取c＝4.2×103J/（kg•℃）] 豆浆机铭牌 最大容积V/L 2 加热器功率P热/W 880 额定电压U/V 220 电动机功率P动/W 1120 （1）求加热器单独工作时电路中的电流； （2）求温控开关闭合前水和豆子吸收的热量； （3）本次制作豆浆共计用了9min的时间，若在温控开关闭合前加热器正常工作生产的热量70%被水和豆子吸收，求本次制作豆浆共消耗的电能。 【解答】解：（1）由P＝UI可知，加热器单独工作时电路中的电流：I4A； （2）温控开关闭合前水和豆子吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（64℃﹣20℃）＝1.848×105J； （3）由η可知，在温控开关闭合前加热器正常工作消耗的电能：W12.64×105J， 由P可知，在温控开关闭合前加热器正常工作的时间：t1300s＝5min， 则电动机工作的时间：t2＝9min﹣5min＝4min＝240s， 电动机消耗的电能：W2＝P电t2＝1120W×240s＝2.688×105J， 加热消耗的总电能：W3＝P加热t′＝880W×9×60s＝4.752×105J， 则本次制作豆浆共消耗的电能：W＝W2+W3＝2.688×105J+4.752×105J＝7.44×105J。 答：（1）加热器单独工作时电路中的电流为4A； （2）温控开关闭合前水和豆子吸收的热量为1.848×105J； （3）本次制作豆浆共消耗的电能为7.44×105J。 六．解答题（共4小题） 42．（2024•雁塔区二模）空气净化器是由马达、风扇和空气过滤网等组成，主要是依靠风扇将环境内的空气循环吸入机体，然后通过各类净化方式将吸入的空气进行净化，最后输出净化后的洁净空气。图甲为某型号的空气净化器，它在不同挡位工作时的参数如下表所示，其中“洁净空气量”是指1h净化空气的体积。 工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡 功率P（W） 0.9 23 44 75 110 121 148 洁净空气量Q（m3/h） ﹣ 120 240 360 500 610 760 （1）空气净化器在工作时，将电能主要转化为 　机械　能。 （2）单独使用该净化器10min，规格为2400imp/（kW•h）的申能表指示灯闪烁30次，则该空气净化器的实际功率是多少W？本次使用过程能洁净空气量Q是多少？ （3）若室内面积为20m2，房间的高度为2.5m，使该空气净化器工作挡位为4挡时，理论上1h可以净化房间内空气次数n是多少？ （4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，电源电压恒为28V，定值电阻R0＝10Ω。如图丙所示为气敏电阻R的阻值随空气中有害气体浓度β变化的曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A；净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A。则该空气净化器的实际净化效率Z为多少？（净化效率等于净化前、后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。） 【解答】解：（1）由题意可知，空气净化器在工作时，将电能转化为机械能； （2）由题意可知，单独使用该净化器10min消耗的电能为： WkW•h＝0.0125kW•h， 则该空气净化器的实际电功率为： P0.075kW＝75W， 由表格可知，本次使用过程能洁净空气量Q是360m3/h； （3）室内面积为20m2，房间的高度为2.5m，室内空气体积为： V＝20m2×2.5m＝50m3， 由表格可知该空气净化器工作挡位为4挡时，洁净空气量为500m3/h，理论上1h可以净化房间内空气的次数为： n10次 （4）由图丙可知，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，净化器启动前，检测电路中电流表示数为0.7A，根据欧姆定律可得，此时电路的总电阻为： R总40Ω， 根据串联电路电阻规律可得，气敏电阻接入电路的阻值为： R＝R总﹣R0＝40Ω﹣10Ω＝30Ω， 由图丙可知，空气中有害气体浓度β＝2.0μg/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，根据欧姆定律可得此时电路总电阻为： R总1280Ω， 根据串联电路电阻规律可得，气敏电阻接入电路的阻值为： R′＝R总1﹣R0＝280Ω﹣10Ω＝270Ω， 由图丙可知，空气中有害气体浓度β＝0.1μg/m3，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比，则空气净化器的实际净化效率为： Z100%＝95%。 答：（1）机械； （2）则该空气净化器的实际功率是75W；本次使用过程能洁净空气量Q是360m3/h； （3）理论上1h可以净化房间内空气次数n是10； （4）则该空气净化器的实际净化效率Z为95%。 43．（2024•长安区二模）小明家新买了一款如图甲所示的电茶壶，查阅说明书可知其加热挡功率为1000W，用该壶将1.5L的水从20℃加热到100℃，正常工作用时10.5min[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]。 （1）茶壶中电热管是利用了电流的 　热　效应工作的； （2）该过程中水吸收的热量是多少？ （3）电茶壶的加热的效率为多少？ （4）有一次小明发现电茶壶加热水时比正常工作用时长一些，他断开家中的其他用电器，让电茶壶单独工作，测得1.5min内电能表指示灯闪烁了72次（电能表如图乙所示），此电茶壶的实际功率是多少？ 【解答】解：（1）茶壶中电热管工作时将电能转化为内能，所以茶壶中电热管是利用电流的热效应工作的； （2）由ρ可知，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg， 水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J； （3）电茶壶消耗的电能：W＝Pt′＝1000W×10.5×60s＝6.3×105J， 电茶壶的加热效率：η100%100%＝80%； （3）图乙中3200imp/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁3200次， 则电能表指示灯闪烁72次，电茶壶消耗的电能：W′0.0225kW•h＝8.1×104J， 电茶壶的实际功率：P实900W。 答：（1）热； （2）该过程中水吸收的热量是5.04×105J； （3）电茶壶的加热的效率为80%； （4）此电茶壶的实际功率是900W。 44．（2024•阎良区二模）如图甲所示，是小明家的电热水器，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为电热丝（阻值不变），通过控制开关，可以实现速热、加热、保温三个功能（速热功率大于加热功率）。问： （1）当开关S1闭合、S2接触点“1”时，电热水器处于 　速热　（选填“速热”“加热”或“保温”）挡。 （2）电热水器处于加热挡正常工作状态下，若不计热量损失，42min内，可将内胆中60kg、15℃的水加热至26℃，则电热丝R1的阻值是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （3）小明发现用电高峰期家中电压偏低，经调查发现，小区居民用电是由附近的配电室提供。为研究家庭电路电压偏低的原因，小明设计如图丙所示的电路进行模拟实验：用学生电源模拟配电室；用小灯泡L（3V 0.9W）模拟家庭用电器；由于配电室距离居民楼较远，故选用约10m长的细导线模拟配电室到用户间的输电线。连接电路闭合开关，调节学生电源输出电压为3V，此时电压表示数为2.5V，电流表示数为0.25A。要使小灯泡L正常工作，应将学生电源的输出电压调到多少？请根据以上实验，提出一条解决用电高峰期时家庭电路实际电压偏低的方法。（忽略温度对导线和灯丝电阻的影响） 【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S1闭合、S2接1时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，电热水器处于速热挡； 当S1断开、S2接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中总电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温挡； 当开关S1闭合、S2接2时，只有R1工作，电热水器处于加热挡； （2）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×60kg×（26℃﹣15℃）＝2.772×106J， 不计热量损失，电热水器消耗的电能：W＝Q吸＝2.772×106J， 由Wt可知，电热丝R1的阻值：R144Ω； （3）已知灯泡的额定电压U额＝3V，额定功率P额＝0.9W， 由P＝UI可知，灯泡的额定电流：IL0.3A， 由I可知，灯泡的电阻RL10Ω， 已知灯泡的实际电压UL实＝2.5V，根据串联电路的电压特点可知， 导线两端的电压U线＝U﹣UL实＝3V﹣2.5V＝0.5V， 由I可知，导线的电阻：R线2Ω， 要使小灯泡L正常工作，则电路中的电流I′＝I额＝0.3A， 由I可知，电源电压：U′＝I′R总＝I′（RL+R线）＝0.3A×（10Ω+2Ω）＝3.6V； 解决家庭电路电压偏低的方法有：提高电源输出电压；减小导线的电阻等。 答：（1）速热； （2）电热丝R1的阻值是44Ω； （3）要使小灯泡L正常工作，应将学生电源的输出电压调到3.6V； 解决家庭电路电压偏低的方法有：提高电源输出电压、减小导线的电阻等。 45．（2024•新城区二模）图甲为某型号空气净化器，它在不同挡位工作时的参数如下表所示： 工作挡位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡 功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148 净化空气量（m3/h） — 120 240 360 500 610 760 噪声强弱等级（dB） — 23 32 39 47 49 55 （1）颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为 　带电体具有吸引轻小物体的性质　； （2）该净化器接在家庭电路中，在5挡正常工作时的电流为多少A； （3）单独使用该净化器20min，规格为2400imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁36次，则此时该空气净化器的能效比为 　5.3　m3/（h•W）（结果保留1位小数）（净化空气量是指1h净化空气的体积；能效比是空气净化器净化空气量与输入功率之比）； （4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率：净化器刚启动时，检测电路中电流表的示数为0.7A；净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为多少？（净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比）。 【解答】解：（1）颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网时受到强烈的吸引力，这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质； （2）由表格数据可知，净化器接在家庭电路中，在5挡时的功率P＝121W， 由P＝UI得，在5挡正常工作时的电流：， （3）电能表指示灯闪烁36次，净化器消耗的电能为， 工作时间t＝20min＝1200s，则净化器消耗的电功率为， 由表中数据可得，当净化器的功率为45W时，净化空气量为240m3/h； 由净化器能效比的定义可得，此时该空气净化器的能效比为； （4）由电路图可知，R0、R串联，检测电路中电流表的示数为I＝0.7A，由得，电路的总电阻为： ， 根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值为R＝R总﹣R＝40Ω﹣10Ω＝30Ω， 由图丙可知，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度是。 当检测电路的电流变为I′＝0.1A，此时电路总电阻为R总′280Ω， 根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值为R′＝R总′﹣R＝280Ω﹣10Ω＝270Ω， 由图丙可知，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度是β2＝0.1μg/m3。 由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比，则该空气净化器的实际净化效率为。 答：（1）带电体具有吸引轻小物体的性质；（2）该净化器接在家庭电路中，在5挡正常工作时的电流为0.55A；（3）5.3；（4）该空气净化器的实际净化效率为95%。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/8/7 15:32:27；用户：18582497371；邮箱：18582497371；学号：56246982 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$