2021年科学中考真题分类汇编09：电学
年级： 学科： 类型： 来源：91题库
一、单选题（共9小题）
1、今年“五一”假期、铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜。铁路部门有明确规定：在高铁线路两侧各500米范围内，不得升放风筝。若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路)上，会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是（ ）
A . 
B . 
C . 
D . 
B .
C .
D .
2、2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（ ）
A . 电热毯
B . 电动汽车动力系统
C . 电热水壶
D . 充电暖手宝
3、事物总是在变与不变中相统一。下列有关说法错误的是（ ）
A . 气压改变时，空气的密度一定不变
B . 温度改变时，玻璃的导电性会发生变化
C . 位置改变时，物体的质量一定不变
D . 介质改变时，声的传播速度会发生变化
4、如图是“静电章鱼”实验，用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面，此时塑料丝静止在空中形状像章鱼。下列分析正确的是（ ）
A . 塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起
B . 塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状
C . 塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电
D . 塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数
5、学生发明了一款智能头盔。只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号。当电动车上的信号接收器(S1)接收到信号，再转动电动车钥匙(S2)，车才能正常启动。下列电路符合要求的是（ ）
A . 
B . 
C . 
D . 
B .
C .
D .
6、用伏安法测电功率时，某电表的指针位置如图所示。其示数为（ ）
A . 1.30安
B . 0.26安
C . 1.30伏
D . 0.26伏
7、电热蚊香器是一种常用的除蚊工具。当蚊香器接上电源，需要闭合开关S，才能使指示灯L发光，发热体工作。现由于某种原因指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作。则下列电路连接方式符合要求的是（ ）
A . 
B . 
C . 
D . 
B .
C .
D .
8、使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关S而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装：加装一个红外感应开关S1和指示灯L。加装后，若S断开，指示灯和风扇都不工作；当S闭合时，L工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是（ ）
A . 
B . 
C . 
D . 
B .
C .
D .
9、如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（ ）
A . 只有①
B . 只有②
C . 只有②③
D . 只有②③④
二、填空题（共6小题）
1、疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理为：
①若体温正常开关S1闭合，人脸识别成功开关S2闭合，电动机 M 工作（门打开），警示灯不亮；
②若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机 M 不工作且警示灯亮起；
③不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机 M 不工作且警示灯不亮。
(1)下列电路设计符合要求的是 。（可多选）
(2)若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为 瓦。
2、按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为6V，R1为定值电阻，滑动变阻器R2 ， 标有“20Ω 1A”的字样，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。
完成下列问题：
(1)闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原因可能是 ；
(2)若R1=6Ω，为保证电路安全，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为 。
3、夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。
(1)调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向 (填“左”或“右”)移动。
(2)从安全用电的角度分析，进户线a应该是 线。
4、如图所示，将铁片和铜片插入稀硫酸中，电流表指针发生偏转，此时指针位置如图乙所示，则电流大小为 安。装置中的虚线框部分相当于电路中的电源、铜片是电源的 极。在其它都不变时，将铁换成更活泼的金属X，产生了更大的电流、则金属X可能是 （选填“锌”、“银”或“铜")
5、某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
(1)开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是 。
(2)开关转至bd位置时，该电热器可实现 功能、它的额定功率是 瓦。
6、小科利用器材探究通过M、N之间导体的电流与电压的关系，部分电路如图所示。
(1)图中M、N之间应连入 (填“定值电阻”或“小灯泡")。
(2)图中M、N之间若接人定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器两端的电压 (填变化情况)。
三、解答题（共9小题）
1、小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。
(1)根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮)
(2)根据图像a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。
(3)当电流表示数为0.12A时，电压表的示数为多少?
(4)图丙阴影部分的面积表示 。
2、学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：容积：1L：
功能：①加热：②保温：
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃(不计热量损失)。
(1)【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1<R2）进行设计，其中方案一如图所示。利用方案一中的器材，请将方案二的电路补充完整.
(2)【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆?[Q吸= cm(t-to) ，c水=4.2×103J/(kg℃) ]
(3)【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议 。
【项目制作】……
3、某兴趣小组设计了一种恒温箱电路,如图甲所示,工作电路电源电压U1=220V,R1=242Ω。控制电路电源电压U2=3V,R2=300Ω,热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度,其阻值与温度的关系如图乙, 不计线圈的电阻。当线圈中的电流大于或等于40mA时, 继电器的衔铁被吸合,动触点A与静触点B接触; 当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放,动触点A与静触点C接触。求:
(1)闭合开关S1和S2,恒温箱开始工作,此时衔铁的动触点A与 (选填“B”或“C”)静触点相接触。
(2)电热丝R1正常工作5分钟消耗的电能。
(3)分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。
4、常用的密度计使用时需要较多待测液体（如图甲)。小明设计了一台只需少量待液体就能直接测量其密度大小的简易密度仪（如图乙其工作原理为：桶中无液体时，滑片P指向A处；测量时，将待液体加满小桶，装有滑轮和滑片P的滑块向下移动x，弹簧弹力增加F，待滑块稳定后闭合开关S，就能从已标注相应密度值的电流表刻度盘上读出待测液体密度。电源电压U0恒为6伏，定值电阻R0的阻值为12欧，电流表量程为0~0.6安，小桶的容积为10厘米3 ， 粗细均匀的电阻丝AB总长为20厘米，其阻值随长度变化如表。F与x的关系如图丙所示。（不计摩擦，桶距底座高度足够)。
|
电阻丝的长度（厘米） |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
|
电阻丝的阻值（欧姆） |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
(1)闭合开关S，滑片P在A点和B点时，电流表示数分别为Ia、Ib，则Ia、Ib的大小关系是 。
(2)某次测量时，电流表示数为0.2安，则所测液体密度为多少克/厘米3？
(3)为了方便在电流表的表盘上标注对应的密度值，需根据上述信息，分析密度与电流的关系并确定量程。
①写出密度ρ与电流I的关系式:ρ= 。
②该密度仪能测量的最大密度为 克/厘米3。
5、如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75W”。
(1)灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少?滑动变阻器接入的电阻为多少?
(2)灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少?
6、如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 2.4W"字样，其灯丝电阻随温度的升高而增大；OA、OB、OC是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同一条金属丝的阻值与其长度成正比)。闭合开关S，当滑片P从A点滑到O点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变。
(1)求灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小。
(2)金属丝OA的电阻Ra= Ω。
(3)继续滑动图甲中滑片P到OB段，当PB= 
OB时，电流表示数为0.36A；当PB= 
OB时，小灯泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S，使滑片P在OC上移动，当PO= 
OC时，电压表示数为4.8V；当PO= 
OC时，电压表示数为6.0V。求金属丝OC的电阻Rc的大小和电源电压大小。
OB时，电流表示数为0.36A；当PB= OB时，小灯泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S，使滑片P在OC上移动，当PO= OC时，电压表示数为4.8V；当PO= OC时，电压表示数为6.0V。求金属丝OC的电阻Rc的大小和电源电压大小。
7、如图是某兴小组制作的“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥。对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变电流大小，从而改变斥力大小。使指针始终指在“a”位置。此时，该电子秤所称量物体质量m跟电路中电流I的关系可视为：m=k(k为500克/安)。据此原理、可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。
(1)图中电磁铁和水磁体之间要产生斥力，则永磁体下端应为 极。
(2)当放上物体后，为了使指针仍处在"a”位置，必须将滑动变阻器滑片向 端移动。
(3)图中电源电压为9伏，线圈电阻为10欧、线圈允许通过的最大电流为0.8安，滑动变阻器规格为“50Ω 0.2A"，电流表量程为0~0.6安。
①计算该电子秤所能称量物体质量的范围 .
②要增大该电子秤的称量范围，以下方法可行的是 。(假设弹簧等元件均能正常工作)
A．增大电源电压
B．换用"100Ω；1A”的滑动变阻器
C．电流表的量程换用“0~3安”
8、“加氢几分钟，畅行数百里”，这是2021上海车展上为氢能源汽车打出的标语。氢能源汽车使用的是氢燃料电池(如图所示)。电池工作时在催化剂的作用下，氢原子失去电子形成氢离子，穿过电极A通过电解液移动到电极B与氧离子结合形成水分子；而电子则从电极A经外部电路通过电动机四到达电极B，形成电流。
(1)氨燃料电池工作时是将化学能直接转化为 能。
(2)氢气是氨燃料电池的原料，可以在用电低谷时，利用电网多余电能电解水米制取。已知1.2kg氢气大约可供某款氢能源汽车行驶100km，请根据化学方程式计算，制取1.2kg氢气至少需要电解多少质量的水。
(3)氨燃料电池工作时，通过电动机的电流方向是： 。
(4)世界能源组织提出：在制氢过程中基本上没有碳排放而得到的氢气称为绿氢。下列方式可制得绿氢的是 。 (4)
A . 水力发电制氢
B . 太阳能发电制氢
C . 火力发电制氢
D . 核能发电制氢
9、如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2 ， 移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)使用燃气的场所都应安装燃气报警器．安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷)，则报警器应安装在厨房(如图丙)的 (填“A"或“B")区域。
(2)小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与 灯并联。
(3)该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值。
(4)当报警器报警时，下列处理方法正确的是 。 (4)
A . 迅速打开排风扇
B . 打开门窗通风换气
C . 禁止切断报警器电源
D . 熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀
四、实验探究题（共5小题）
1、某科学兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现，小灯泡两端的电压越大，测得电阻的阻值也越大。针对上述现象，同学们进行如下研究：
【建立假设】①灯丝两端的电压增大导致电阻增大：
②灯丝的温度升高导致电阻增大。
【实验器材】干电池2节，额定电压为2.5V的小灯泡1只，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，开关1个，装满水的塑料瓶，导线若干。
【实验方案】
|
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
电压/V |
|||||
|
电流/A |
|||||
|
电阻/Ω |
①按图连接好电路，将灯丝插入瓶口浸入水中，使灯丝的温度保持不变：
②闭合开关S，读出电压表和电流表示数，记录在表格中：
③多次改变滑动变阻器的阻值，重复步骤②.
连接电路时，电压表量程选择0-3V而不是0-15V的目的是 。
【得出结论】若假设①被否定，则实验中得到的结果是 。
【交流反思】进一步探究发现，灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时，也常会带有一定假象，同学们要善于透过现象看本质。例如，用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力，而本质是依靠 。
2、据史料记载，欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中，铜与铋的两个接触面分别放在冰水混合物和沸水中，AB两端存在电压，其电压大小由温度差决定。
欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中，接通电路。当电路中有电流通过时，小磁针会发生偏转，转动金属丝上端手柄，扭转金属丝，使小磁针回到原位置，记录手柄转过角度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多次重复上述实验，部分数据如表。已知手柄转过角度与电流大小成正比，粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比。
|
实验组别 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
铁丝长度（英寸） |
2 |
4 |
6 |
10 |
|
手柄转过角度（度） |
305 |
281.5 |
259 |
224 |
(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是 。
(2)小明查阅资料发现：除铁丝外，欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻R'，才得出正确的电流与电阻关系。结合表中数据，判断R'的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值？________ (2)
A . 5英寸
B . 10英寸
C . 15英寸
D . 20英寸
(3)欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验，发现当手柄转过角度相同时，金丝的长度比铅丝长。据此推测，若金丝和铅丝的长度与粗细都相同，哪一金属丝阻更大？简要说明理由。 。
3、研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
电流（A） |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
|
电压（V） |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
|
R0的电功率（W） |
0.10 |
0.225 |
0.40 |
0.625 |
0.90 |
(1)完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动到适当位置；
(2)小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是： (2)
A . 定值电阻的电功率与电流成正比
B . 定值电阻的电功率与电流的平方成正比
(3)小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为 瓦；
(4)小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是 。
4、小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路，闭合开关S，电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好，接线时发生了错误，该错误是 。
(2)使用电流表时，当被测电流值大于电流表量程的一半时，能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V，电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A)。为减小实验误差，小宁重新选择定值电阻，实验室里可供选择的定值电阻的阻值有：5Ω、10Ω、20Ω、50Ω，应该选用的2个电阻阻值分别为 。
5、某兴趣小组欲利用如图所示的装置研究"镍铬合金丝电阻大小与温度的关系”。
(1)图中的镍铬合金丝通电后，使烧瓶内煤油的温度升高，这是因为电流具有 效应。
(2)用笔画线代替导线将图中电路连接完整，并写出实验步骤。