浙江省2022年中考科学模拟题汇编-79电功和电功率（简答题）

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浙江省2022年中考科学模拟题汇编-79电功和电功率（简答题）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、简答题
1．（2022·浙江·一模）如图为小明设计的可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，调节电热丝片的阻值可设定所需水温。取水时，闭合开关S并设定好水温，阀门K打开，供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中（如下表）。7秒后，电热丝R1、R2将煮水箱中的水加热至100℃，此时，K1、K2打开，即可从出水口获得相应温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃，电源电压为220伏，电热丝R2的阻值为16.8欧。
设定水温/℃
40
55
70
85
100
煮水箱中水的体积/毫升
10
20
30
40
50
冷水箱中水的体积/毫升
40
30
20
10
0


（1）即热饮水机是利用什么原理使水温升高的？
（2）若加热过程中的能量转化效率为90%，设定取水温度为40℃，则需调节电热丝R1的阻值为多少欧？（c水=4.2×103J/（kg·℃））
（3）为了方便取水，小明在电热丝的不同位置上标定了不同的温度，结果如图所示。若小明调整取水量为25毫升，即供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中。请在图乙中用箭头重新标定取水温度为85℃的大致位置并简要说明理由？
2．（2022·浙江·一模）无人机灯光秀“燃爆”杭城：五百架无人机齐飞，以夜空为幕，执祝福之笔，迎接杭州2022亚运吉祥物、倒计时等亚运图案点亮夜空，在钱塘江畔与“大莲花”交相辉映，表达对杭州亚运会的诚挚期待和璀璨祝福。
（1）无人机可以利用超声波传感器来判断离地高度。如图甲是某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系图象，图乙是测量无人机离地高度的电路（电源电压不变，R0阻值不变），要使高度表（实质是电流表或电压表）示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在___________（选填“①”、“②”或“③”）的位置；
（2）为了确保无人机的飞行速度不超过最大值，工程师给飞机发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如丙图所示，闭合开关后电磁铁的上端为___________极（选填“N”或“S”）；
其中R的阻值随飞行速度变化的图象如丁图所示。若电源电压恒为12V，R0的阻值为10Ω，求此电路的最大电功率。（电磁铁电阻忽略不计）( )

3．（2022·浙江金华·统考一模）随着我国经济的迅速发展和人们生活水平的不断提高，按摩椅等保健产品越来越受欢迎。如图是某品牌智能按摩椅的简化电路图及相关参数，当按摩椅正常工作时，回答下列问题。
产品名称
智能按摩椅
电动机功率
110W
加热功率
200W
额定电压
220V
工作时间
30min

（1）同时开启按摩和加热功能30min，需消耗多少电能？( )
（2）只启动按靡按摩功能时电路中的电流是___________A。
（3）智能按摩椅加热电阻为___________欧。

4．（2022·浙江衢州·统考一模）空气炸锅，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，有低温、中温、高温三档调节。其发热元件为两个电阻，R1=50Ω，R2=200Ω，额定工作电压为220V，发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。请回答下列问题：
（1）当S1闭合，S接a处时，炸锅处于中温档工作，求此时电路中的电流。
（2）从中温档调至高温档工作，两个开关应如何操作。
（3）求空气炸锅处于高温档时的实际功率。

5．（2022·浙江台州·统考一模）专家提示：室内最佳空气湿度值范围是45%至50%。如图所示是某家用空气加湿装置的自动控制电路，R是一个湿敏电阻，其阻值随湿度的变化关系见表，定值电阻R0为120欧，电磁铁线圈电阻不计，控制电路电源的电压U0为6伏且保持不变，加湿装置铭牌上有“220V 40 W”字样。
空气湿度（%）
10
20
30
40
50
60
70
80
90
电阻R1阻值（欧）
300
220
160
110
80
60
45
30
20

（1）加湿装置正常工作5分钟消耗的电能是多少？( )
（2）当室内湿度超过50%，继电器衔铁将被电磁铁___________（填“吸合”或“松开”）。此时控制电路消耗的电功率是多少？( )
（3）若将图中电流表改装成湿度计，表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值。该湿度计的刻度值分布是否均匀？并说明理由。( )

6．（2022·浙江绍兴·统考一模）综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大，模型电路如图甲所示，ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为6V，R0为5Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。
（1）虚线框内接线柱“1”应与______（选填“2”或“3”）连接；
（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，R0消耗的功率是______W；
（3）弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力是多少？（写出计算过程）( )；
（4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0~3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将______（填“提升”、“不变”或“下降”）。

7．（2022·浙江宁波·统考一模）综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型（如图甲所示），并且电流表示数随拉力的增大而增大。ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。求：
（1）虚线框里面接线柱“1”应与接线柱___________相连（选填“2”或“3"）；
（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时刚好对准a处，R0消耗的功率多大？( )
（3）弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F之间的关系如图乙所示。图甲中若去掉电流表，用一只电压表（量程0~3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升多少N？( )；
（4）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如图甲的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于多少Ω？( )

8．（2022·浙江衢州·统考二模）图甲是某品牌的“无油空气炸锅”，内部电路图如图乙所示，电风扇M（220V，50W）能使空气循环流动，电阻R（44Ω）为电热管。工作时，当炸锅内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热；当炸锅内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，整个过程中电风扇始终处于工作状态。

（1）空气炸锅的温控开关所在位置是___________（选填“S1”或 “S2”）；
（2）小红使用空气炸锅烤玉米，将定时开关设置为12分钟，电热管正常循环工作图像如图丙，计算12分钟内空气炸锅消耗的电能；( )
（3）空气炸锅因为低热量、低油脂、更健康而受到人们的青睐。下列疾病中可能由高油脂引起的是___________。
A．艾滋病    B．贫血    C．冠心病    D．白化病
9．（2022·浙江宁波·统考二模）冬天气温较低，汽车后挡风玻珌上常常会形成一层薄霜或者雾气，导致驾驶员无法观察后方情况。为保障安全出行，后挡风玻璃上有加热除霜（雾）装置。小科同学通过询问专业人员，结合所学知识，在老师的帮助下设计了汽车后挡风玻璃加热电路，如图所示。它由控制电路和受控电路组成，R0为定值电阻，R1、R2设置在后挡风玻璃内，其中R1为热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，R2为加热电阻，阻值为0.8欧，电源电压U1=12V，U2=16V。开关S闭合时，当后挡风玻璃的温度达到40℃工作电路会自动断开。
（1）根据电路判断，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而___________。用久后，电源电压减小，当受控电路自动断开时玻璃温度比设定值___________（选填“高”或“低”）；
（2）将玻璃从0℃加热至40℃，所需的时间是多少？（玻璃质量10kg，玻璃比热容为0.8×103J/(kg·℃)，不计热量损耗）( )
（3）不计电磁铁线圈电阻，当线圈中的电流减小到25mA时，电磁继电器的衔铁会断开。若定值电阻R0=250欧，闭合开关，玻璃的温度为10℃和40℃时，控制电路的电功率相差0.02W，则10℃时热敏电阻R1的阻值为多少？( )

10．（2022·浙江杭州·统考二模）2021年5月15日，天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体，成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部，我国成为首次火星探测即实现着陆的国家。已知祝融号火星车机身是可升降的主动悬架结构，能自由转向，六个轮子均能独立驱动，火星车的质量为240kg，每个轮子与火星的接触面积约为0.2m2，火星上的吸引力约为地球的，求：
（1）祝融号火星车在火星表面受到的压强是多少？
（2）距离火星10千米的高空巨大的降落伞在火星上空打开，速度骤降，直至安全着陆，在此过程中祝融号火星车重力对它做了多功？
（3）安全着落后火星车的能量是由4块（每块输出电压为150伏，容量为5000mAh）的太阳能光电板提供，在太阳光的照射下，太阳能光电板平均每小时每平方米面积吸收太阳能3×105焦，每天能光照10小时，它吸收的太阳能最终有40%能转化为电能，若将其充满电，太阳能光电板的总面积至少为多少平方米？

11．（2022·浙江温州·瑞安市安阳实验中学校考二模）小明发现冬季洗澡时，浴室内镜面很容易“起雾”，用吹风机对着镜面吹热风，‘雾”很快就可以散去。
（1）“雾”散去的过程称为______（填一种物态变化）；
（2）图1是某品牌某型号吹风机的铭牌，该吹风机按照图示功率工作5分钟，消耗的电能为______；
型号：XF-8019
电压：220V
频率：50Hz
功率：2000W

（3）该吹风机共有两个开关，分别控制风速和冷热，风由电动机M提供，热量由电热丝R提供，只闭合S1，吹冷风；只闭合S2，不出风，也不发热；闭合S1和S2，吹热风；除此，吹风机还带有过热保护系统，当吹风机内部温度过高时，吹风机会停止工作，电阻R0是过热保护系统中的热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图2。下列电路模型与该吹风机工作情况吻合的是( )

A． B．
C． D．
12．（2022·浙江温州·统考二模）如图是小明家的电烤箱及简化电路图。电烤箱工作电压为220伏，R1和R2是电烤箱中的加热元件，阻值均为110欧。只闭合开关S1时，电烤箱启动低温档，再闭合开关S2后，电烤箱会切换成高温档。

（1）电烤箱高温档工作时，电路总功率为___________瓦。
（2）小明发现他的电烤箱存在问题：无论是只闭合开关S1，还是同时闭合开关S1和S2，电烤箱都是高温档正常工作，无法实现低温档工作。则该电路出现的故障可能是___________。
13．（2022·浙江杭州·统考一模）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至最左端的过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示，且滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）滑片P在最左端时，5分钟内电路消耗的电能；
（3）滑动变阻器的最大阻值。

14．（2022·浙江金华·统考一模）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电热丝，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：

（1）当开关S1闭合，S2接______（填“a”或“b”）时，电路处于保温状态；
（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦？______
（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？______
15．（2022·浙江舟山·统考一模）2022年北京冬奥会成功举办，向世界展示了中国绿色低碳的发展理念，高科技场馆引人注目。整个冬奥会体现了奥林匹克精神与“绿色”、“环保”的结合。
（1）开幕式上，本届冬奥会的火炬“飞扬”（甲图）采用的是碳纤维材质，燃烧的是氢能源，在奥运史上首次实现了零排放。
①碳纤维是一种力学性能优异的新材料，被誉为材料中的“黑黄金”。碳纤维每平方毫米可以承受3530牛的拉力，问火炬“飞扬”碳维“外衣”能承受的压强为多少帕？______
②开幕式的“微火”创意让我们非常惊奇，手持火炬在雪花中心长明不熄，氢燃料流量约为1.2立方米/小时（氢气密度为0.09kg/m3）。若按照该流量设计，奥运圣火燃烧15个昼夜，共需要消耗氧气多少kg？______
（2）赛事期间大量使用氢燃料电池车，以减少污染排放。氢燃料电池工作原理如图乙所示，电池工作时，电子从电极A经外部电路通过电动机M到达电极B，形成电流，此时，通过电动机的电流方向是______。（选填“A→M→B”或“B→M→A”）
（3）国家速滑馆首次选用世界上最先进的制冷技术——二氧化碳跨临界直接制冰系统。应用此技术，国家速滑馆全冰面模式下每年仅制冰部分就能节省至少2×106度电，若完全燃烧标准煤释放的热能转化为电能的效率为30％，就相当于节约多少千克煤？______（标准煤的热值是3×107J/kg）

16．（2022·浙江宁波·统考一模）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时把1kg水从20℃加热到100℃用时7min，已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，求：
额定电压
220V
额定功率
1000W
频率
50Hz

（1）水吸收的热量：
（2）电热水壶的热效率。
17．（2022·浙江舟山·校联考一模）下表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：
额定电压
220V

额定功率
加热
500W
保温

蓄水箱的容积
1L

（1）蓄水箱中水的质量是多少？（p=1.0×103kg/m3）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。（c水=4.2×103］/（kg℃））
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知R1=988Ω，求饮水机的保温功率。

18．（2022·浙江温州·统考一模）某工厂车间的一台机器在工作时会排放一定量的废水和废气，需要安装排气装置，以保证空气中废气含量不超标。小明设计如图甲所示电路实现：机器不工作时，小功率排气扇工作；机器工作一段时间后，大功率排气扇工作，OA是一根可以绕O点转动的轻质杠杆，B处通过细杆b与力敏电阻Rx接触，A处通过细杆a与物体M连接，物体M重为3牛，OB：OA=1：2，衔铁可以绕D点转动，废水较少时，衔铁受弹簧的支撑作用，其右触点恰好与触点T1接触，M1工作；当Rx受压力为12牛时，电磁铁恰好吸引衔铁，使右触点与触点T2接触，M2工作。排气扇的规格为：M1（220伏，60瓦），M2（220伏，120瓦）。机器运行时，产生的废水以0.1千克/分钟的速度排入废水箱，物体M受到的浮力（F浮）与废水质量（m）关系如图乙、（图中部分固定装置未画出）
（1）当物体M被废水浸没时，M受到的浮力是______牛。
（2）工人进入车间后，先闭合开关S2，使小功率排气扇先工作一段时间。启动机器时，同时闭合开关S1。请计算废水箱中的废水质量积累至2千克的过程中，排气扇消耗的电能。( )
（3）为了让大功率排气扇提早启动，小明采取移动细杆b的做法，请指出细杆b的移动方向，并说明理由：______。

19．（2022·浙江丽水·统考一模）许多家庭在坐便器上安装了有加热、冲洗等功能的智能电热便座，如图甲所示。便座加热电路有高、中、低三档可调节，其额定电压为220V。低温档、中温档的额定功率分别为22W和44W。电热便座的等效电路图如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时：
（1）低温档加热时，开关S1应___________（选填“闭合”或“断开”），S2连接b；
（2）中温档加热0.5小时，消耗多少度电？( )
（3）高温档加热时的额定功率是多少瓦？( )

20．（2022·浙江丽水·统考一模）如图甲为电动独轮车，由电动机提供动力，它时尚、便捷、节能，深受年轻人喜爱。下表是某款独轮车的部分参数，试回答下列问题：
车体自重
最大载重
最大续航
10kg
120kg
20km
最大速度
输出电压
电池容量
18km/h
60V
5000mA·h

（1）独轮车前进所需的能量来自电池释放出的___________；
（2）图乙中人的质量为50kg，人站上独轮车骑行后，独轮车在道路上以最大速度匀速直线前进，所受阻力是总重的0.05倍。试求匀速直线前进10分钟，独轮车牵引力做功多少？( )
（3）若在一定条件下，独轮车用时1.5h匀速直线运动实现了最大续航（假设用尽全部电池容量），试计算在此过程中独轮车电动机的输出功率为多少？( )

21．（2022·浙江杭州·统考二模）小科家有一新型的电热足浴器。其铭牌上的部分信息见图甲。
额定电压
220V
额定功率
968W
容积
10L

（1）求电热足浴器发热电阻的阻值；
（2）若此足浴器在额定电压下使用，需500s才能将5kg的水从25℃加热到45℃，求此次加热过程中的热量损失（c水=4.2×103J/(kg·℃)）；
（3）小科家安装的电能表如图乙所示。某次小科断开家中的其它用电器，让电热足浴器单独工作，若此时足浴器两端电压降至200V，求15min后电能表的示数。

22．（2022·浙江宁波·统考二模）为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品，通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。   
样品电阻值/Ω
垃圾类别
小于10
金属
10—30
餐厨
大于30
其他

（1）机器人从某块垃圾上取样检测时，检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。    
（2）该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？    
（3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？    


参考答案：
1．（1）电流的热效应；（2）80Ω；（3）见解析
【详解】解：（1）由题图可知，当电流通过电阻时，电流做功产生热量，水吸收热量，温度升高，因此饮水机是根据电流的热效应工作的。
（2）设定取水的温度为40℃，进入煮水箱的水的质量为

根据可得，水吸收的热量为

根据可知，消耗的电能为

由可知，此时电路的总电阻为

根据串联电路的电阻特点可得，此时需调节电热丝R1的阻值为

（3）根据表格中数据可知，取水温度为85℃时，热水与冷水的体积之比为

则煮水箱中水的体积为取水量的；取水量为25mL，温度为85℃时，煮水箱中水的体积为

由表格中数据可知，原设定取水温度为55℃，煮水箱中水的体积为20mL，故供水箱仅将25mL水按不同的比例分别注入煮水箱和冷水箱中，取水温度为85℃的大致位置应标记在55℃，如图所示

答：（1）即热饮水机是利用电流的热效应原理使水温升高的；
（2）需调节电热丝R1的阻值为80欧；
（3）见解析。
2．     ③     S     7.2W
【详解】（1）[1]由图知道，①③表分别与电阻R0、R1并联，所以为电压表，②表与电阻串联为电流表，此时R0与R1串联，电压表1测R0两端的电压，电压表3测R1两端的电压，电流表2测电路中的电流；由图甲知道，当飞行的高度增大时，R1的阻值增大，电路的总电阻增大，电源电压不变，由知道，电路中的电流减小，即电流表2的示数减小；由U=IR知道，R0两端的电压减小，即电压表1的示数减小；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压增大，即电压表3的示数增大，综上可知，要使高度表示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应该选用电压表安装在③的位置。
（2）[2]闭合开关时，电流从电磁铁的上方流入，下方流出，根据安培定则知道，电磁铁下端为N极，上端为S极。
[3]若电源电压恒为12V，由知道，电路中总电阻最小时，总功率最大。从图丁知道，当无人机的飞行速度为280km/h，R的最小电阻为10Ω，因为R0的阻值为10Ω，所以，此时电路中总电阻
R总=10Ω+10Ω=20Ω
故电路的最大电功率为

3．     0.155kW·h     0.5     242
【详解】（1）[1]同时开启按摩和加热功能30min，需消耗电能
W总=P总t=(110W+200W)×1800s=558000J=0.155kW·h
（2）[2]只启动按摩功能时的电流

（3）[3]智能按摩椅加热电阻为

4．（1）1.1A；（2）S1闭合，S接b处；（3）1210W
【详解】（1）当S1闭合，S接a处时，电阻R1被短路，工作电阻只有R2，此时电路中的电流

（2）当S1闭合，S接a处时，电阻R1被短路，此时只有R2单独工作，此时为中温档，总电阻为R2；
当S1闭合，S接b时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；由并联电路电阻关系可得电阻关系R2>R并；
根据公式可知，总功率P2