浙江省2022年中考科学模拟题汇编-73电和磁（简答题）

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浙江省2022年中考科学模拟题汇编-73电和磁（简答题）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、简答题1．（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）(        )2．（2022·浙江舟山·校联考二模）最近市场上出现了许多新冠抗原检测盒，小明想知道它与经常做的核酸检测有什么不同？于是查阅了资料如下：资料一：核酸检测主要是检测新冠病毒的核酸量，核酸检测中磁珠法提取核酸主要环节如图所示。  资料二：抗原检测主要是检测新冠病毒表面的抗原物质，通过试纸条上质控区（C）和检测区（T）显色来判结果（资料如图甲所示）(1)从传染病角度来看，新冠病毒是新冠肺炎传染病的 _____。(2)吸取核酸的环节，是通过外加的磁铁将已结合核酸的磁珠与其他物质分离，这环节主要用到的科学原理是 _____。(3)某人抗原检测的结果如图乙所示，请判定他的结果是 _____。 3．（2022·浙江温州·统考二模）某科技兴趣小组制作了一个高温报警器，如图是其部分简化电路。其工作原理是：温度未达到报警值时，报警器的绿灯亮；达到预定值时，报警器的绿灯熄灭、红灯亮起。R是热敏电阻，其阻值随着温度的升高而降低｡ （1）A､B两灯中，哪一盏是红灯；___________（2）制作完成后，发现温度只有比预设的报警温度更高时，红灯才亮。为了使红灯在达到预设温度时就会亮起，该小组同学应该对报警器做出怎么样的改进___________（写出一种方法即可）。4．（2022·浙江温州·温州市第十二中学校考二模）在“制作自动保温器”的项目活动中，小明设计了如图甲所示自动保温电路图。其工作原理为：当工作电路接通电源，处于保温器内的电热丝工作，双金属片AB受热逐渐向一侧弯曲；当保温器内温度达到设定值时，双金属片（阻值忽略不计）与导体C接触，控制电路中衔铁被吸下，使得工作电路自动断开，电热丝停止加热。温度降低到一定值后，双金属片与C脱离，电热丝重新加热。（1）当双金属片与导体C接触时，控制电路中的灯L亮度的变化情况是___________；（2）如图乙所示为不同长度的黄铜片和康铜片升高相同温度后的长度变化情况。小明欲用这两种金属来制作双金属片AB，则金属片A应选择两种材料中的___________；（3）小明想提高自动保温器的设定温度，下列方法可行的是___________。A．滑动变阻器滑片左移    B．减少电磁铁线圈匝数C．减小控制电路的电压    D．将导体C适当远离双金属片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（%）102030405060708090电阻R1阻值（欧）3002201601108060453020 （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·浙江宁波·统考一模）把超强磁铁分别吸附在干电池的正负极两端，制成电磁动力“小车”，将它放入铜质螺线管时，螺线管通过磁铁与电池正负极接触而导电，“小车”就能在螺线管里运动起来。电磁动力“小车”原理的示意图如右图，其中的黑点表示螺线管与磁铁接触的位置。（1）在图上画出螺线管中的电流方向；(      )（2）实验中发现，必须将“小车”全部推入螺线管，“小车”才能运动，“小车”运动的原因是磁铁接触的一段螺线管产生的磁场与___________ 相互作用；（3）进一步探究发现，“小车”运动的方向与电池正负极位置和超强磁铁的极性有关。若将如图装配的小车放入螺线管，则小车的运动方向是___________；（4）要使“小车”运动速度增大，可行的方法是___________ （写出一种即可）。7．（2022·浙江宁波·校联考三模）智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。智能扫地机器人的工作原理可简化成图乙。当地面灰尘增多，空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，电磁铁的磁性发生改变，从而实现自动控制。控制电路电源电压为6V，定值电阻R0=14Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示。线圈的阻值忽略不计。额定工作电压12V额定扫地功率30W电池总容量3000mA·h额定待机功率5W （1）如图乙，扫地机器人待机时，仅工作电路中的指示灯亮；当地面灰尘增多，空气的透光程度减弱，工作电路中的电动机开始工作。据此分析电动机所在的支路为___________；（填“A”或“B”）（2）白天，闭合开关S时，当光敏电阻上的光照强度为6cd时，它就会开始扫地。求此时控制电路中R0两端的电压为多大？(        )（3）为了能使扫地机器人长时间扫地，电动机不会过热。可通过其自带的智能开关将工作电路设定为扫地20分钟，然后待机5分钟，如此循环工作。已知当剩余电量为电池总容量的20%时，机器人就会主动寻找充电器充电。如果让机器人连续工作，在充满电后到主动寻找充电器这段时间内，机器人的扫地时间最长为多少分钟？（上表为该扫地机器人的部分参数）(        )（4）为了使扫地机器人在地面的灰尘更少时就能开始工作，请你写出一条对其控制电路的改进措施。(        )8．（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？(       )9．（2022·浙江·一模）最近市场上出现了许多新冠抗原检测盒，小南同学想知道它与经常做的核酸检测有什么不同？于是查阅了资料如下：资料一：核酸检测主要是检测新冠病毒的核酸量，核酸检测中磁珠法提取核酸主要环节如图甲所示。资料二：抗原检测主要是检测新冠病毒表面的抗原物质，通过试纸条上质控区（C）和检测区（T）显色来判定结果。（资料如图乙所示）回答下列问题：（1）新冠病毒与酵母菌在结构上的主要区别是______。（2）吸取核酸的环节，是通过外加的磁铁将已结合核酸的磁珠与其他物质分离，这环节主要用到的科学原理是______。（3）某人抗原检测的结果如图丙所示，请判定他的结果是______。（4）进行核酸检测，从传染病的预防措施看，属于______。10．（2022·浙江舟山·统考一模）专家提示：室内空气过于干燥，发病率会明显增加，室内最佳空气湿度值范围45％至50％。如图所示是用空气加湿装置的自动控制电路，R1是一个传感电阻（置于加湿器表面，和空气接触，用于探测空气的湿度），其阻值随湿度的增加而减小。当空气湿度值为50％时，继电器的衔铁被吸下，加湿装置电路断开。请回答：（1）通电时，电磁铁下端为______极。（选填“N”或“S”）（2）若要使室内湿度在60％时，才能让衔铁被吸下，加湿装置电路被断开。对控制电路可采取的措施有______。A．串联一个电阻                 B．减小R0的电阻值C．减小控制电路电压Uo       D．增大线圈匝数11．（2022·浙江舟山·校联考一模）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0忽略不计）、开关、滑动变阻器R2（最大值80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。温度/℃90806660504640363534R1/Ω102040507080100120130140 （1）当温度为60℃，滑动变阻器R2=50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？（2）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的最高温度是多少？（3）要想该装置所可控制的最高温度降低一些，请分析说明该如何改变R2的阻值。
参考答案：1．     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2．     病原体     异名磁极相互吸引     阴性【分析】想要尽快控制住新冠疫情，需要通过核酸检测尽早发现新冠患者和无症状感染者，早隔离、早治疗。核酸检测有扩增病毒基因片段的过程，这样即便检测样本中病毒较少，核酸仍可通过扩增检测出来。但该过程获得结果所需时间较长。抗原检测利用特异性抗体检测病毒的抗原，即病毒蛋白质，从而检测样本中是否含有新冠病毒。相比核酸检测，抗原检测的速度可以更快，操作也更便捷，但准确度相对较低，不能替代核酸检测。 【详解】（1）病原体是引起传染病的细菌、病毒、寄生虫等生物。所以，从传染病角度来看，新冠病毒是新冠肺炎传染病的病原体 （2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。结合题图可知，通过外加的磁铁将已结合核酸的磁珠与其他物质分离采用的是异名磁极相互吸引的方法。（3）根据图甲中的信息可知，某人抗原检测的结果如图乙所示，由于“仅质控区出现一条红色条带”，说明他的结果是阴性。3．     A     见解析 【详解】（1）[1]根据图片可知，当温度升高到一定程度时，热敏电阻阻值减小，电路的总电阻减小，由欧姆定律可知通过电磁铁的电流增大，此时它的磁场增强，将衔铁吸下来，接通A灯所在的电路而报警，因此A灯为红灯。（2）[2]制作完成后，发现温度只有比预设的报警温度更高时，红灯才亮，即电磁铁的吸合力较小。要增大电磁铁的吸合力，可以增大电磁铁的磁场强度，即增大电流，具体措施为换一个阻值更小的R0或增大U1的电压，还可以增大电磁铁的线圈匝数。4．     熄灭     黄铜     D【详解】（1）[1]根据图甲可知，当双金属片与导体C接触时，会将控制电路中的灯泡L短路，此时没有电流经过灯泡，控制电路中的灯L熄灭。（2）[2]根据图乙可知，长度为1的康铜片升温后变成1.19，则长度为2的康铜片升温后变成2.38，即伸长了2.38-2=0.38而长度为2的黄铜片升高相同温度后长度为2.3，则伸出了2.3-2=0.3比较可知，同样长度的康铜和黄铜，康铜比黄铜的膨胀程度更大。根据图片可知，双金属片向左侧弯曲，则左侧膨胀程度小，应该为黄铜，即金属片A应选择两种材料中的黄铜。（3）[3]提高自动保温器的设定温度，即达到原来的设定温度时，双金属片不能与导体C接触。由于双金属片的膨胀程度只与温度有关，因此只能通过将导体C远离双金属片的方式达到目的，故D符合题意，而ABC不符合题意。故选D。5．     12000J     吸合     0.18W     见解析所示【详解】解：（1）加湿装置工作5min消耗的电能是（2）湿敏电阻随着外界温度的增加而减小，当湿度增加为50%时，湿敏电阻连入电路的电阻减小为80Ω，控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强到一定程度，会将衔铁吸合，使加湿装置所在电路断开，停止加湿。当湿度增加为50%时，电路中的总电路为总电功率为（3）当湿敏电阻的阻值为时，电路中的电流为可知电流与不成正比，温度计的刻度值分布不均匀。答：（1）加湿装置正常工作5分钟消耗的电能是；（2）当室内湿度超过50%，继电器衔铁将被电磁铁吸合，此时控制电路消耗的电功率是；（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。因电流与不成正比，因此该湿度计的刻度值分布是不均匀的。6．          超强磁铁的磁场     向左     增加电池节数【详解】（1）[1]由图可知，电流从电源正极流出，经右边磁铁、螺线管、左边磁铁回到电源负极，螺线管中的电流方向，如图所示（2）[2]“小车”运动的原因是磁铁接触的一段螺线管产生的磁场与超强磁铁的磁场相互作用。（3）[3]右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则电磁铁的左端为N极，超强磁铁的左端为S极，根据“异名磁极相互吸引”可知，小车向左运动。（4）[4]要使“小车”运动速度增大，可行的方法为：①增加电池节数，从而增大电流，增强螺线管的磁场；②增大电池接触的线圈匝数，从而增强螺线管的磁场强度；③换用磁场更强的超强磁铁。7．     A     4.2V          适当增大定值电阻R0的阻值【详解】（1）[1]当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，由丙图可知光敏电阻的阻值变大，根据欧姆定律可知通过控制电路的电流变小，电磁铁的磁性减弱，衔铁被释放，电动机工作，从而达到自动控制工作，所以电动机所在的支路为A。（2）[2]由图与可知，控制电路中R与R0串联，电压表测R0两端的电压，由图丙可知，当机器人光敏电阻上的光照强度为6cd时，R=6Ω，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R0两端的电压U0=IR0=0.3A×14Ω=4.2V（3）[3]机器人充满电时储存的电能W=UI1t=12V×3A×3600s=1.296×105J扫地20min消耗的电能W1=P1t1=30W×20×60s=3.6×104J待机5min消耗的电能W2=P2t2=5W×5×60s=1.5×103J一次扫地20min和待机5min消耗的总电能W3=W1+W2=3.6×104J+1.5×103J=3.75×104J完成两次扫地20min和待机5min消耗的总电能W4=2W3=2×3.75×104J=7.5×104J已知当剩余电量为电池总容量的20%时，机器人就会主动寻找充电器充电，剩余电量为W剩=W×20%=1.296×104J×20%=2.592×104J除去剩余电量所消耗的电能W5=W-W剩=1.296×105J-2.592×104J=1.0368×105J则剩余电能W6=W5-W4=1.0368×105J-7.5×104J=2.868×104J<3.6×104J剩余电能可以扫地的时间机器人充满电开始连续工作时扫地时间最长2×20min+15.9min=55.9min（4）[4]由题意可知，控制电路的电压不变，机器人开始工作时控制电路的电流不变，由可知，机器人开始工作时控制电路的总电阻不变，若想让家里的地面灰尘更少，则空气的透光程度增强，照射到光敏电阻上的光照强度增强，由图可知，R的阻值减小，要使机器人开始工作时控制电路的总电阻不变，应增大定值电阻R0的阻值。8．     增大     低     1000s     200Ω【详解】（1）[1]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，即40℃，衔铁不再被吸引，通过电磁铁的电流减小，由可知热敏电阻R1的阻值增大，所以热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大。[2]由可知，因为工作电路会自动断开的电流不变，用久后，电源电压减小，所以电阻R1的阻值减小，所以当受控电路自动断开时玻璃温度比设定值低。（2）[3]将玻璃从0℃加热至40℃，玻璃吸收的热量Q吸=cmΔt=0.8×103J/(kg·℃)×10kg×40℃=3.2×105J消耗的电能W=Q吸=3.2×105J加热电阻R2的电功率所需的时间（3）[4]当玻璃温度为40℃时，R1的电功率P1=U1I1=12V×0.025A=0.3W当玻璃温度为10℃时电功率P=P1+0.02W=0.32W电路的总电阻10℃时热敏电阻R1的阻值为R1=R总-R2=450Ω-250Ω=200Ω9．     病毒没有细胞结构，而酵母菌有细胞结构     异名磁极相互吸引     阴性     控制传染源【分析】新冠肺炎核酸检测的原理，主要是依据每一个生物的核酸都是不一样的，都有特定的核酸序列以及DNA序列。病毒的特点就是形态非常之小，在普通的光学显微镜下是看不到的。但是可以根据每种病毒都有独特的基因序列来检测，只要检测出人体内有新冠病毒基因序列，并且采用荧光定量 PCR的方法，把这个基因序列扩增后。【详解】（1）酵母菌属于单细胞真菌，有细胞结构。而新冠病毒由蛋白质的外壳和内部的遗传物质组成，没有细胞结构。（2）吸取核酸的环节，是通过外加的磁铁将已结合核酸的磁珠与其他物质分离，该原理利用的是：异名磁极相互吸引。（3）抗原检测的结果分析：阳性结果：出现C、T两条红线表示新冠病毒抗原检测阳性。阴性结果：只在C线出现一条红线表示新冠病毒抗原检测阴性。无效结果：如果没有可见的线，或者只在T线出现一条线，表示结果无效，需要使用新的检测卡进行检测。由图可知：某人抗原检测的结果是新冠病毒抗原检测阴性。（4）传染病的预防措施包括控制传染源、切断传播途径、保护易感人群。对人群进行核酸检测，从传染病的预防措施来看属于控制传染源。10．     S     AC【详解】（1）[1]电流从电磁铁的下端流入，上端流出，由安培定则可知电磁铁的上端是N极，下端是S极。（2）[2]ABC．若要使室内湿度在60%时，传感器的电阻减小，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增大，若要使室内湿度在60%时，才能让衔铁被吸下，加湿装置电路被断开，则电磁铁的磁性应减小，控制电路的电流减小，所以可以串联一个电阻，或减小控制电路电压U0，增大R0的电阻值，故AC符合题意，B不符合题意。D．增大线圈匝数，会使电磁铁的磁性增强，故D不符合题意。故选AC。11．（1）5V；（2）80℃；（3）见解析【详解】解：（1）当温度为60℃时，由表格数据可知R1=50Ω已知此时滑动变阻器R2=50Ω则控制电路的总电阻为R=R1+R2 =50Ω+50Ω=100Ω此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流I=50mA=0.05A由欧姆定律可得，控制电路的电源电压U=IR=0.05A×100Ω=5V（2）当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律可得，控制电路的总电阻最大为滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）的最大电阻为80Ω，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）R1=R大-R2 =100Ω-80Ω=20Ω由表中数据知可控制的最高温度为80℃。（3）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，即热敏电阻R1的阻值增大，因吸合时的电流不变，由欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，故应减小R2的最大阻值。答：（1）控制电路的电源电压是5V；（2）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的最高温度是80℃；（3）见解析。