2019-2020年中考物理题型复习(五)第3讲 力、热、电大综合计算(含答案)

中考物理电学综合计算题汇总含答案一、电磁学综合题1．（3）水龙头放热水时，R 1与R 2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，电路消耗的总电功率：P 热=P 1+P 2=21U R +22U R =()2220V 44Ω+()2220V 242Ω=1100W+200W=1300W 。

（2019·河南中考模拟）物理实验室用的电加热器恒温箱工作原理如图甲所示。

控制电路电压为U 1=9V 的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R 0和热敏电阻R 1组成；工作电路由电压为U 2=220V 的电源和电阻为R 2=48.4Ω的电热丝组成．其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到0.05A 时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R 1的阻值随温度变化关系如图乙所示．解答以下问题：（1）电磁继电器实质是一个控制工作电路的___________； （2）求电热丝工作时的功率__________；（3）如果恒温箱的温度设定为80℃，求电阻箱R 0应接入电路的阻值__________． （4）若要恒温箱的设定温度低于80℃，电阻箱R 0接入电路的阻值应调大还是调小？简述理由。

_____【答案】自动开关 1000W 110Ω 调小 详见解析 【解析】 【详解】（1）电磁继电器的主要部件就是一个电磁铁，它是利用电磁铁磁性的有无来产生作用力，从而控制工作电路的，其实质就是一个电路来控制另一个电路的间接开关；（2）电热丝工作时的功率：P =22U R =2(220V)48.4Ω=1000W ； （3）如果恒温箱的温度设定为80℃，由图乙可知，热敏电阻的阻值R 1＝70Ω， 由题知，此时控制电路的电流I ＝0.05A ，根据电阻的串联和欧姆定律，I =11U R R +，即：0.05A=9V70R +Ω，电阻箱R 应接入电路的阻值：R ＝110Ω；2．（5）由P 损=I 2R 知，P 损和I 、R 有关，为保证用户的电器正常工作，I 不能改变，只能减小R ，两地输电线的电阻R 和输电线的长度、粗细、材料有关，因两地的距离不变，只有通过改变输电线的材料，即用电阻率更小的导体材料，或者换用较粗导线来减小R 达到减小输电线的损失。

第3讲力、热、电大综合的计算综合计算题综合多种物理过程，有的联系生活实际，常常立意于新的物理情境.解题过程运用多个物理概念及规律，分析多个研究对象，该类题型有：能量效率问题、电热结合、力热结合、电力结合等；要求学生在解题技巧上，仔细审题，对题目进行认真分析划分为子问题，划分步骤，逐层深入，建立有关方程，求解；要求学生关注生活中的物理，学会思考，学会知识迁移和建模，尝试用物理知识解决各类问题，逐步提高综合能力.题型之一力、电综合题该题型一般以发电机、电动机、压敏电阻、滑动变阻器、简单机械为载体，建立力与电之间的联系，或考查力电转换，或力与电并列设置问题进行考查.（2014·杭州）图甲是一个电子拉力计原理图.硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计）.电压表量程为0～3 V，ab是一根长为6 cm的均匀电阻丝，阻值R1=30 Ω，电源电压U=6 V.（1）要保证电压表能正常工作，电路中R0至少应为多少欧？（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a，闭合开关后电压表的读数为多少伏？（3）已知该弹簧伸长的长度Δl与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R0=45 Ω，通过计算说明，开关S闭合后，当电压表指针指在0.8 V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大? 此拉力计的量程是多少？点拨：为了保证电压表的正常工作，R0至少应分3 V的电压.当滑片P处于a端时，开关闭合后电压表被短路.当电压表的示数为0.8 V时，可先用欧姆定律求出电流中电流，进而求出R1的aP段阻值、滑片P移动的距离Δl，对比图像即可得出此时拉环上拉力的大小F.滑片P的最大移动距离Δl′=6 cm，对比图像即可得出此时拉环上拉力的大小F.1.（2013·台州）重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯，设计师为这款灯找到了“可再生能源”，它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能.已知重物质量为20 kg，每次被举高2 m，LED灯的额定功率为1 W，g取10 N/kg.则：（1）重物每被举高一次，人至少对重物做了多少焦的功？（2）重物重力做的功有50% 转化为电能，每举高一次重物能使该灯正常照明多长时间？2.（2014·黄冈）当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示.假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380 V，额定功率38 kW，线圈电阻0.5 Ω.在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25 s，把质量为3 t的重物吊起22 m(g取10 N/kg).求：（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能.（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量.（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率.3.（2014·荆州）建筑工地上常用电动机通过“龙门吊”提升重物，电动机带动绕有钢索的轮轴转动，与钢索相连的重物就被匀速提升，如图所示.如果轮轴的周长L=40 cm，电动机带动轮轴每秒钟转1圈，被提升的重物质量m=600 kg，电动机的电功率P=4 kW，g 取10 N/kg，求:(1)在1 min内重物被提升的高度.(2)在1 min内钢索对重物所做的功.(3)这套设备的机械效率为多少？4.（2014·绍兴）小敏看到超载损坏的新闻报道.设计了一个称量车重的模拟电路，将载重量转化成电流表示数，如图甲.电路由电源，称重计（电流表，量程0～0.6 A）,定值电阻R0，滑动变阻器R1，弹簧和开关组成.已知电源电压8伏，滑动变阻器R1长40厘米、最大阻值20欧，且电阻的大小与其接入的长度成正比，弹簧的长度与受到压力之间的关系如图乙，当没有载物时，变阻器滑片指向上端，电流表示数是0.1 A.（1）定值电阻R0多大？（2）弹簧的长度与受到的力的关系是：在弹性限度内，.（3）最大载重时，该模拟电路的电流表示数多大？（4）小华觉得最大称量时，该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半，则应选择定值电阻；R2=20欧，R3=5欧和R4=1欧中哪个替换R0，替换后，最大称量时，电流表示数多大？5.（2014·嘉兴）随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭.扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能.如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：项目指标参数工作电压15 V功率30 W电池容量 2 000 mAh（1）机器人吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部压强_________，从而使杂物进入吸尘器.（2）电池容量“2 000 mAh”是指当工作电流为2 000 mA，能持续供电1小时.若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？（3）机械人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电.若返回过程中受到的阻力为20 N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）6.（2013·庆阳）电动自行车是备受人们青睐的一种交通工具.电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力.下表是某型号电动自行车主要技术参数：整车整车质量40 kg 最高车速≤30 km/h 最大噪声≤62 dB蓄电池蓄电容量0.576 kW·h电动机额定电压48 V额定功率240 W（1）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50 cm２，当一个质量为50 kg的中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（g取10 N/kg）（2）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40 N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）7.（2014·福州）为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”，餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值，人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图所示，电源电压3 V不变，提示器的电阻R0恒为50 Ω，传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示，开关S闭合后，求：100 110 120 130 140 150 160 …载盘台所载质量m/g传感器R1/Ω100 90 80 70 60 50 40 …（1）根据表中数据，当载盘台所载质量是100 g时，R1的阻值是多少？电路中的电流是多少？（2）在第（1）问的基础上，通电5 s，电流通过R1产生的热量是多少？（3）当电路中的电流达到0.03 A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100 g，此时盘内剩余食物的质量是多少？8.（2014·泰安）如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图（俯视图），立方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度v=1 m/s匀速运动，产品的质量m=0.8 kg.计数器由电流表和电路计数元件组成（电流表和电路计数元件的电阻不计），通过电路中电流的变化计数产品，a为激光源，R1为光敏电阻，R2为保护电阻.当激光射向R1时，R1的阻值变小，每当产品运动通过a与R1之间时，射向R1的光线会被产品挡住，R1阻值变大.闭合开关，电路中计数器中电流的示数I随时间t的变化图像如图乙所示.（g取10 N/kg）（1）不计空气阻力，求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向. （2）求每个产品的边长L1和产品的间隔L2.每个产品对传送带的压强大小.（3）已知电源电压U=3 V ，R 2=1 k Ω，求传送带匀速运输产品过程中1 min 内光敏电阻R 1消耗的电能.第3讲 力、热、电大综合的计算题型之一 力、电综合题例1（1）电压表示数最大时，R0有最小值，此时电路中的电流I1=U/R1=3 V/30 Ω=0.1 A ，R 0= U R0/I 1=（6 V －3 V ）/0.1 A= 30 Ω.（2）当滑片P 处于a 端时，开关闭合后电压表被短路，其示数为0.（3）当电压表的示数为0.8 V 时，电路中的电流I 2=U/R =6 V/（30 Ω＋45 Ω）=0.08 A ，R aP = U aP /I 2= 0.8 V/0.08 A= 10 Ω，R 1的aP 段l aP =6 cm ×10 Ω/30 Ω=2 cm ，即滑片P 移动的距离为2 cm ，由图像可知，此时拉环上拉力F =200 N.由于电阻丝ab 的长度为6 cm ，则滑片P 的最大移动距离Δl ′=6 cm ，由图像可知，此时拉环上拉力F ′=600 N ，即拉力计的量程为0～600 N.针对训练1.（1）重物的重力：G=mg =20 kg ×10 N/kg=200 N人对重物做的功：W=Fs=Gh =200 N ×2 m=400 J(2)重物重力做的功转化的电能：W 电=W η=400 J ×50%=200 J每举高一次重物能使该灯正常照明的时间： t=p W 电= W1J 200=200 s 2.（1）由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P =38 kW=3.8×104 W ，工作时间t =25 s ，所以电动机消耗的电能W=Pt ＝3.8×104 W ×25 s ＝9.5×105 J（2）电动机正常工作时的电流： I=UP =P 额/U 额=3.8×104 W/380 V=100 A 线圈产生的热量：Q=I 2Rt =(100 A)2×0.5 Ω×25 s=1.25×105 J（3）线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W 1=Q=1.25×105 J ，所以“塔吊”电能转化为机械能的总量，即机械部分所做的总功W 总=W-W 1 =9.5×105 J-1.25×105 J=8.25×105 J又因为η=总有用W W =总W Gh ，所以该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率η＝3×103 kg ×10 N/kg ×22 m8.25×105 J=80%3.(1)轮轴在1 min 内转过的圈数N=nt=1×60=60转故重物上升的高度h=NL =60×0.4 m=24 m(2)钢索对重物做功W 物=mgh=600×10×24 J=1.44×105 J(3)电动机在1 min 消耗的电能W 总=Pt=4 000×60 J=2.4×105 J故该装置的机械效率η=W 物/W 总=1.44×105 J/（2.4×105 J ）=60%4.（1）R 总=U/I 1=8 V/0.1 A=80 Ω,R 0=80 Ω-20 Ω=60 Ω.（2）受到的压力越大，弹簧的长度越短.(3)模拟电路最大载重时弹簧长度为24厘米，此时滑动变阻器的电阻为R ′120 Ω/40 cm=R ′1/24 cm, R ′1=12 ΩI ′=U/R =8 V/（60 Ω+12 Ω）=0.11 A.（4）I ＞0.3 A U/(R ′1+R)＞0.3 A8 V/(12 Ω+R )＞0.3 A R ＜14.67 ΩI ≤0.6 A U/(R ′1+R)≤0.6 A8 V/(12 Ω+R )≤0.6 A R ≥1.33 Ω. ∴选R 3，电阻最大载重电流I=UR =8 V （12 Ω+5 Ω）=0.47 A.5.（1）减小（2）I=U P =V W1530=2 A=2000 mAA mAhm 20002000=1 h（3）克服阻力做的功：W=UIt =15 V ×2 000 mAh ×10%×40%=4 320 Js=F W =N J204320=216 m6.（1）地面受到的压强p=F/S =(40 kg+50 kg)×10 N/kg/0.01 m2=0.9×105 Pa（2）蓄电池储存的电能W 电＝0.576 kW ·h ＝2 073 600 J电动自行车行驶克服阻力做功W 机＝W 电η＝2 073 600 J ×80%=1 658 880 J电动自行车能连续行驶的路程s=W 机/F =1 658 880 J/40 N=41 472 m（3）优点：无尾气；噪音小.缺点 ：蓄电池一般使用一年左右就需更换，废弃后的电池污染环境.7.（1）由表可知，R 1=100 ΩR=R 1+R 0=100 Ω+50 Ω=150 Ω电路中的电流I=R U= 1503V=0.02 A （2）电流通过R1产生的热量：Q=I 2R 1t =(0.02 A)2×100 Ω×5 s=0.2 J（3）当电路中的电流达到0.03 A 时 R ′='I U=A V03.03=100 ΩR 1′=R ′-R 0=100 Ω-50 Ω=50 Ω查表可知,载盘所载质量为150g剩余食物的质量m 余=150 g-100 g= 50 g8.(1)F=G=mg =0.8 kg ×10 N/kg=8 N;竖直向上(2)L 1=vt 1=1 m/s ×0.1 s=0.1 mL 2=vt 2=1 m/s ×0.2 s=0.2 mF 压=G=mg =0.8 kg ×10 N/kg=8 Np=F 压/S =8 N/0.01m 2=800 Pa(3)在0~0.2 s 内,I 1=2×10-3AU 2=I 1R 2=2×10-3 A ×103 Ω=2 VU 1=U-U 2=3 V-2 V=1 VW 1=I 1U 1t 1=2×10-3 A ×1 V ×0.2 s=4×10-4 J 在0.2 s-0.3 s 内,I 2=1×10-3AU 3=I 2R 2=1×10-3 A ×102 Ω=1 VU 4=U-U 3=3 V-1 V=2 VW 2=I 2U 4t 2=1×10-3 A ×2 V ×0.1 s=2×10-4 J 在1 min 内,W =60 s/0.3 s ·(W 1+W 3)=200×（4×10-4 J+2×10-4J ）=0.12 J.。

《热和能综合计算》一、计算题1.可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为50kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了1.2m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气热值q=4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：(1)水吸收的热量；(2)燃气锅炉烧水时的效率；(3)若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰。

2.为了测定铅的比热容，把质量为200g的铅块加热到98℃，再投入到80g的12℃的水中，较长的一段时间后水的温度为18℃.若不计热损失，求：(1)水吸收的热量．(2)铅的比热容．3.“十一”假期，小江一家驱车外出旅游．当汽车以30m/s的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.05倍，效率为40%.(已知汽车整车重为2.2×104N，汽油热值q=3.3×107J/L，g取10N/kg)求：(1)这辆汽车匀速行驶时所受阻力是多少？(2)汽车牵引力做功的功率是多少？(3)若汽车按照以上速度匀速直线行驶了600km的路程，需消耗汽油多少L(升)？4.德国某处农场的牛棚里，关了90头奶牛，由于棚内牛屁浓度太高，结果静电引发了牛屁爆炸，把屋顶都炸塌了下来．这是因为牛屁中含有大量的甲烷所致．据此，阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上装有一个大塑料袋，通过导管收集牛体内排除的气体．若一头奶牛一天收集的气体中的甲烷，完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使56kg的水从30℃升高到80℃.(甲烷的热值为5.6×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)，煤的热值是2.94×107J/ kg)．(1)求一头牛一天排出的气体中甲烷的质量是多少？(2)如果这些热量由燃烧煤来提供，煤燃烧放出的热量有40%被水吸收，则需要多少煤？5.用烟煤烧水时，将10kg的水从15℃加热到95℃，燃烧了1.4kg的烟煤．水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)，烟煤的热值是3×107J/kg.试求：(1)水吸收的热量．(2)1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量．(3)烧水过程的热效率．(4)说出烧水过程热效率未达到100%的一个原因．6.小琳家有一台电热水壶，为了测量它烧水时的热效率，她和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，只将该电水壶装了2kg、30℃的水，接入家庭电路中，观察到家中标有2000r/(kW⋅ℎ)字样的电能表恰好转过150转(r)时，壶中水的温度上升到55℃，已知水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)，求在此过程中：(1)电热水壶中水吸收的热量；(2)电水壶烧水的热效率．7.某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。

题型之三 力、热综合题汽车、汽艇、飞机、推土机等机械，构建了力、热之间的联系，因而成为了力、热综合题的载体.t s v =、SFp =、P=W/t 、W=F s 、P=Fv 、Q=q m 是解题常用的公式，热机效率仍是试题考查的重点.（2014·威海）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能.该飞机最大起飞质量为37 t ，最大飞行高度达20 000 m ，最大航行速度达2.5倍声速（合3 060 km/h ），最大载油量为10 t.飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表： 速度v /（m/s ） 100 200 300 400 500 阻力f /N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg.求：（1）飞机发动机完全燃烧10 t 燃油获得的能量是多少焦？（2）当飞机以400 m/s 的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500 m/s 的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？点拨：燃油燃烧释放的能量可以利用公式Q=mq 计算，此时飞机可做的机械功为W=Q η，而W = Fs = fs. 知飞机的速度v ，则可从表格中获取飞机受到的阻力f ，进而得出飞机的动力F ，再利用公式P=Fv 算飞机的功率.1.（2014·梅州）一辆总重为1.6×104N 的汽车在高速公路上匀速行驶了20 km.已知汽车行驶过程所受平均阻力为1.4×103 N ，车轮与地面接触的总面积为0.08 m 2，求： （1）该汽车静止在水平地面上时对地面的压强；（2）汽车发动机的牵引力在这段路程内所做的功；（3）若在这段路程内，汽车发动机排出的废气带走的热量为4.2×107J.这些热量可使多少m 3的水温度升高50 ℃.［水的比热容c 水=4.2×103J/（kg · ℃）］.2.（2013·河南）在城乡建设中，推土机发挥着巨大的作用.如图为某型号履带式推土机，额定功率为2.0×105 W.请回答并计算：（1）推土机安装履带，是为了在松软的土地上作业时___________；当推土机在湿滑的土地上作业时，履带上凸出的棱则起到_______________的作用.（2）当推土机在平直场地上以额定功率进行推土作业时，在1 min内匀速前进了120 m，求推土机受到的阻力.（3）若推土机发动机的效率为40%，工作一段时间消耗柴油50 L，求此过程中推土机做的功.已知柴油的密度为0.8×103 kg/m3，热值为4.0×107 J/kg.3.（2014·云南）如图是根据某小汽车在一段平直的路面上行驶的时间通过的路程绘制的示意图.（1）判断图中小汽车是匀速直线运动还是做变速直线运动；（2）求图中小汽车全程的平均速度；（3）若小汽车以20 kW的功率行驶10 min消耗汽油1 kg，已知汽油的热值q=4.6×107 J/kg，求小汽车发动机的效率.4.某快艇使用的汽油热值约为4.6×107J/kg，密度约为0.7×103 kg/m3，油箱容积为50 L，它在水中匀速航行时所受的阻力f=1 400 N，求：（1）如果把油箱装满，则汽油的质量是多少？（2）若快艇匀速行驶46 km，则牵引力所做的功是多少？（3）若快艇匀速行驶46 km耗油8 L，则发动机的效率为多少？5.如图为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片.以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路（盘山公路近似处理为斜面）以10 m/s的速度匀速行驶，经过900 s从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103 N.已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q=4.6×107 J/kg，求：（1）汽车上山时牵引力的功率为多大.（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油.6.（2014·呼和浩特）2013年CYCC中国房车锦标赛分站赛于7月5日至7月7日在鄂尔多斯国际赛车场举行.某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56 km，用时半小时，车的总质量为3×103kg ，受到的阻力为车重的101.求： （1）该房车的行驶速度；（2）该房车牵引力所做的功；（3）已知这一过程消耗燃油1.5×10-2 m 3，则热机在这一过程中消耗的总能量为多少？（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103 kg/m 3，燃油热值q 为4.5×107J/kg ）；（4）若将该房车改装成纯电动汽车，则可使二氧化碳排放量由每消耗1 kg 汽油排放2.2 kg 二氧化碳降为零.已知改装后的房车每行驶一百公里能耗为160 kW ·h ，则该房车 的效率.7.（2014·宜宾）已知××型汽车的质量M=1 200 kg ，汽车的额定功率P=40 kW.一般情 况下，驾驶员酒后的反应时间（从发现情况到开始制动所需的时间）比正常时慢了0.1～ 0.5 s ，易发生交通事故.下表格为《驾驶员守则》中驾驶员在不同车速时所对应的正常反 车速v （km/h ） 40 60 80 反应距离s （m ） 57.510（1）假设汽车在水平路面上以额定功率匀速行驶时间t 1=15 min ，速度大小v 1=72 km/h ， 消耗汽油的质量m=2 kg ，求该汽车受到阻力大小和汽车发动机的效率；（g 取10 N/kg ，q 汽油=4.5×107J/kg ）（2）请根据表格数据，计算驾驶员的正常反应时间.题型之三力、热综合题例3（1）燃烧10 t燃油放出的热量Q=mq=10×103 kg×5×107J/kg=5×1011 J.（2）由表格可知，飞机以400 m/s的速度巡航时，受到的阻力f1=4.8×104 N，可见其输出功率P1=F1v1=f1v1=4.8×104 N×400 m/s=1.92×107W.（3）飞机加满油，能做的机械功W=Qη=5×1011 J×40%=2×1011 J；由表格可知，飞机以500 m/s的速度巡航时，受到的阻力f2=7.5×104 N，则其航行的距离s=W/F2= W/f2=2×1011 J/（7.5×104 N）≈2 666.7 km.针对训练1.（1）压强p=F/S=1.6×104 N/0.08 m2=2×105 Pa（2）发动机所做的功W=Fs=1.4×103 N×20×103 m=2.8×107 J（3）水的质量m=Q吸/（cΔt）=4.2×107 J/［4.2×103 J/（kg·℃）×50 ℃］=200 kg水的体积V=m/ρ=200 kg/(103 kg/m3)=0.2 m32.(1)减小压强增大摩擦（2）推土机做功W=Pt=Fs则牵引力F=Pt/s=2.0×105 W×60 s/120 m=1.0×105 N由于推土机匀速运动，则推土机受到的阻力Ff=1.0×105 N（3）消耗的柴油质量m=ρV=0.8×103 kg/m3×50×10-3 m3=40 kg柴油完全燃烧放出的热量Q=mq=40 kg×4.0×107J/kg=1.6×109 J根据η=W/Q×100%可得推土机做的功W=Qη=1.6×109 J×40%=6.4×108 J3.（1）小汽车做变速直线运动（2）小汽车全程的平均速度是v=s/t=1 200 m/40 s=30 m/s（3）P=20 kW=2×104 W,t=10 min=600 s发动机做的功W=Pt=2×104 W×600 s=1.2×107 J1 kg汽油放出的热量是Q放=mq=1 kg×4.6×107 J/kg=4.6×107 Jη=W/Q放=1.2×107/4.6×107 J≈26.09%4.（1）m=ρV=0.7×103 kg/m3×0.05 m3=35 kg（2）W=Fs= fs=1 400 N×4.6×104 m=6.44×107 J（3）m1=ρV1=0.7×103 kg/m3×0.008 m3=5.6 kgQ放=m1q=5.6 kg×4.6×107J／kg=2.576×108 Jη= W/Q放=6.44×107 J/（2.576×108 J）=25%5.（1）s=vt=10 m/s×900 s=9×103 mW牵=Fs=9.2×103 N×9×103 m=8.28×107 J牵引力的功率P=W牵/t=8.28×107 J/900 s=9.2×104 W（2）汽油完全燃烧释放的热量Q=W牵/η=8.28×107 J/30%=2.76×108 J消耗汽油的质量m=Q/q=2.76×108 J/4.6×107J/kg=6 kg.6.（1）v=s/t=56 km/0.5 h=112 km/h（2）W有=Fs=110mgs=110×3×103 kg×10 N/kg×56×103 m=1.68×108 J（3）W总=mq=ρVq=0.8×103 kg/m3×1.5×10-2 m3×4.5×107 J/kg=5.4×108 J （4）η=W有/W′总=1.68×108 J/(160×56/100×3.6×106 J)=52% 7.（1）①牵引力做的功为W=Pt=40×103 W×15×60 s=3.6×107 J汽车牵引力F=P/v=40×103 W/72×13.6=2 000 N机车受到的阻力f=F=2 000 N②汽油完全燃烧释放的能量Q=mq=2 kg×4.5×107 J/kg=9×107 J 汽车发动机的效率η=W/Q=3.6×107 J/9×107 J=40%（2）车速v1=40 km/h=403.6 m/s驾驶员的反应时间Δt=s1/v1=5 m/403.6 m/s=0.45 s。

电、热综合题该题型一般以电热器为载体，利用电流的热效应给水等物质加热.焦耳定律是试题考查的重要知识点，能量转化方向是试题的热点.热能发电则是试题的另一个侧面.（2014·东营）无内胆饮水机——管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水.该管线机的额定电压是220 V，开水加热电功率是2 200 W，温水加热电功率是1 100 W.已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103 J/（kg·℃），水的密度=1×103 kg/m3，g取10 N/kg.求：（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？（3）现在需要100 ℃的开水500 ml，已知水的初温是20 ℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？点拨：电热器连入电阻越大，其功率越小，档位越低；电热器连入电阻越小，其功率越大，档位越高.1.（2014·安徽）某太阳能热水器装有100 kg、初温为20 ℃的冷水，经过一天的太阳照射，水温升高到65 ℃，则这些水吸收的热量等于完全燃烧多少体积的天然气所放出的热量？假如用功率为2 kW的电热水器产生同样多的热量，则通电的时间为多少秒？［已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）、天然气的热值4.2×107J/m3］2.（2014·广安）6月5日是世界环境日，低碳排放，保护地球是当今世界的主题，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题.（1）在能源家庭中，风能、太阳能、水能都同属于___________（填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减少大量化石能源的生产和消费所导致的生态破坏与严重环境污染.（2）为实现减排目标，国家大力推广风力、水力发电.如图是我国西部某处风力发电场的壮观画面.假如装机总功率4.2×106 kW的风电场项目全部建成后，所有机组发电1 h，可提供多少千瓦时电能？若这些电能全部转化为水的内能，那么可以把多少质量的水从28 ℃加热至沸腾（标准大气压下）？［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］3.（2014·衡阳）如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜.使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下表是该防雾镜的相关数据：面积大小110 dm2镜子质量 1.1 kg额定电压220 V额定功率 1 W/dm2（1）求防雾镜正常工作时的电流.（2）经测试，在-10 ℃环境下.正常工作400 s使平面镜的平均温度升高了40 ℃，求电热膜给平面镜的加热效率.［玻璃的比热容为0.75×103 J/（kg·℃）］（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热极的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要.请求出R的最大阻值.4.（2014·济宁）小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示.通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态. 图乙是电饭锅的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电热丝.（1）自动开关S接通或断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由.（2）要是R2在保温状态下的功率是加热状态下的 1/25，R1与R2应满足什么关系？（3）“母亲节”到了，小梦想为妈妈准备泡脚水，由于水温较低，小梦先从盛有5 kg水的桶中取出2 kg水倒入电饭锅中加热4 min后，将水倒回水桶中，经过测量桶中水温升高了20 ℃（整个过程不计能量损失）.请计算R2的阻值.5.（2013·吉林）甲图是用来焊接自来水管的塑料热熔器.通电后，加热头发热，使需接上的塑料水管的两头熔化，将它们对接、紧压在一起，冷却后，就可以拼成一根水管了. 其电路部分如图乙所示，S2为温控开关，S1是手控开关. ND为指示灯，R1是限流电阻，R2和R3均为加热电阻.下表是它的技术参数.产品名称便携自动控温式PPR/PP-R塑料管材型号20-32 MM（配Ф20、Ф25、Ф32模头）环境温度-20 ℃～50 ℃相对湿度45%～95%额定电压220 V加热头温度260 ±5 ℃功率加热：1 000 W，保温：250 W安全指标绝缘电阻不小于1 MΩ（1）请说出加热和保温状态下，开关S1和S2所处的状态.（2）求出R2的电阻值.（3）若熔化1 kg的PVC塑料需要吸收106 J热量，某次熔接时要需熔化80 g的PVC，则正常情况下至少要加热多长时间？（4）在设计时，若指示灯ND可在“3 V 0.3 A”普通灯泡和“3 V 10 mA”的发光二极管中．任选一种，你认为选哪一种比较合适，请说明理由.6.（2013·黄冈）电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度.下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换.则：额定电压220 V额定最大发热功率400 W水箱容积 4 L适用面积40～60 m2(1)若加热前水温为20 ℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？［不计热损失，c水=4.2×103 J/(kg·℃)，结果保留两位小数］(2)加湿器在低档时的发热功率.(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议.7.（2013·临沂）用豆浆机制作豆浆的过程是：按合适的比例把豆料、清水放入豆浆机中、经过预热、打浆、加热等程序，即可制成熟豆浆.某豆浆机的参数如下表：型号额定电压额定频率打浆功率加（预）容量热功率SYL-624 220 V 50 Hz 200 W 1 100 W 2 000 mL 一次打浆要向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5 kg，需13 min完成加工过程，其工作信息如图所示.请解答下列问题：（1）根据工作信息图可知从第6 min至第9 min为第一段加热过程，求这段过程中豆浆吸收的热量是多少?［c豆浆=4.0×103 J/(kg·℃)］（2）豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共消耗多少电能？题型之二电、热综合题例2（1）当选择开关闭合时，电阻R1短路，电路中的总电阻小，由公式P=U2/R可知，电热器的功率大，出开水.当选择开关断开时，电阻R1、R0串联，电路中的总电阻大，由公式P=U2/R可知，电热器的功率小，出温水.（2）出开水时，电热丝中的电流I开=P开/U=2 200 W/220 V=10 A，电热丝R0=U/I开=220 V/10 A=22 Ω.（3）水吸收的热量Q吸= cmΔt=4.2×103 J/（kg·℃）×500×10-6×1×103kg×（100 ℃－20 ℃）=1.68×105J，产生这些热量所需的电能W=Q吸/η=168 000 J/80%=2.1×105 J，饮水机工作时间t=W/P=2.1×105 J/2 200 W=95.5 s.针对训练1.水吸收的热量Q吸= cmΔt=4.2×103 J/（kg·℃）×100 kg×（65 ℃－20 ℃）=1.89×107 J天然气的体积V=Q放/q=Q吸/q=1.89×107 J/（4.2×107 J/m3）=0.45 m3电热器工作时间t=W/P= Q吸/P=1.89×107 J/2 kW=9 450 s2.（1）可再生（2）（2）W=Pt=4.2×106 kW×1 h=W=Pt=4.2×106 kW·hm=Q/（cΔt）= W/（cΔt）=4.2×106×3.6×106 J/［4.2×103 J/（kg·℃）×（100 ℃－28 ℃）］=5×107 kg3.（1）防雾镜的功率P=1W/dm2×110 dm2=110 W.防雾镜正常工作时的电流I=P/U=110 W/220 V=0.5 A.（2）平面镜吸热Q吸=cm镜(t-t0)=0.75×103 J/（kg·℃）×1.1 kg×［40 ℃-（－10 ℃）］=4.125×104 J.防雾镜消耗的电能W=Pt =110 W ×400 s=4.4×104 J. 防雾镜的效率η=Q 吸/W =4.125×104 J/（4.4×104 J ）=93.75%.（3）电热膜的电阻为R 0=U 2/P=（220 V ）2/110 W=440 Ω， 当R 的阻值最大时，通过电热膜的电流最小， 此时电热膜的功率最小，应为 110 W ×25%=27.5 W; 此时通过它的电流：I 小=R P 最小= 4405.27W=0.25 A,电路中的总电阻为R 总=U/I 小=220 V/0.25 A=880 Ω,变阻器的最大阻值为R=R 总-R 0=880 Ω-440 Ω=440 Ω.4.（1）自动开关断开时R 1和R 2串联，此时电饭锅的功率P 1=U 2/(R 1+R 2);自动开关闭合时R 1被短路，电路中只有R2，此时电板锅的功率P 2=U 2/R 2,因为P 1＜P 2,所以自动开关断开时是保温状态，自动开关闭合时是加热状态.（2）由题意可知： [U/(R 1+R 2)]2×R 2=U 2/R 2×1/25, 化简得R 1=4R 2.（3）不计热损失时，桶中吸收的热量等于加热时R 2放出的热量，所以Q=W ， cm Δt=U 2t/R 2 R 2=U 2t/ cm Δt =(220 V)2×4×60 s/4.2×103 J(kg ·℃)×5 kg ×20 ℃ =27.657 Ω.5.（1）保温状态下，开关S 1闭合，开关S 2断开，R 2与R 3串联；加热状态下，开关S 1、S 2均闭合，思路中只有加热电阻R 3工作.（2）R 3=U 2/P 1=（220 V ）2/1 000 W= 48.4 Ω R 总=U 2/P 2=（220 V ）2/250 W=193.6 Ω R 2= R 总－R 3=193.6 Ω－48.4 Ω=145.2 Ω （3）熔化80 g 的PVC 需要吸收的热量 Q =106 J ×80/1 000=8×104 J 加热时间t=W/P 1=Q/P 1=8×104 J/1 000 W=80 s（4）若选用普通灯泡，则指示灯电路消耗的功率 P 1=UI 1=220 V ×0.3 A=66 W若选用发光二极管，则指示灯电路消耗的功率 P 2=UI 2=220 V ×0.01 A=2.2 WP 1大于P 2，故选用发光二极管较好. 6.（1）不计热损失，有Q1=Q2P 1t= c 水m(t 2-t 1)400 W ×3×60 s=4.2×103J/(kg ·℃)× m ×(100 ℃-20 ℃) m ≈0.21 kg（2）电热加湿器在高档时，R 2被短路，电路中只有R 1,有P 1=U 2/R 1 电热加湿器在低档时，R 1和R 2串联，总电阻R=2R 1，有P 2=U 2/2R 1则P 2/P 1=R 1/2R 1=0.5,P2=0.5×400 W=200 W（3）可以降低电热槽内气压7.（1）Q= c 豆浆m Δt =4.0×103 J/（kg · ℃）×1.5 kg ×（100 ℃－70 ℃）=1.8×105J（2）一次制作过程需13 min，其中加热时间为11 min，打浆时间为2 min，则：W= P1 t1＋P2 t2=1 100 W×11×60 s＋200 W×2×60 s=7.5×105 J.。

������ P= ������
=
(3)完全燃烧汽油放出的热量 Q 放 =mq=1.2 kg× 4.6× 107 J/kg=5.52× 107 J, 汽油完全燃烧产生的热量转化为卡丁车机械能的效率
������ 1.38×107 J η= × 100%= × 100%=25%。 ������ 放 5.52×107 J
������ ������ ������
500
(3)汽车以额定功率匀速直线行驶 10 min 牵引力所做的功 W=Pt=30× 103 W× 10× 60 s=1.8× 107 J, 完全燃烧 1. 3 kg 汽油放出的热量 Q 放 =m'q=1.3 kg× 4.6× 107 J/kg=5.98× 107 J, 该车发动机的效率是
答案 (1)3×104 Pa (2)2.3×104 W (3)25%
解析 (1)卡丁车满载时的重力 G=mg=600 kg× 10 N/kg=6 000 N, 卡丁车满载时对地面的压力 F=G=6 000 N, 受力面积 S=2 000 cm2=0.2 m2,卡丁车满载时对地面的压强 ������ 6 000N p=������ = 0. 2m2 =3× 104 Pa; (2)牵引力做的功 W=Fs=2.3× 103 N× 6 000 m=1.38× 107 J, 该卡丁车行驶的功率
题型三 热、力、电综合计算
1.有关力、热的综合计算 该类型题主要是计算内能转化为机械能过程中力(如汽车牵引力)所做的 功,或摩擦力转化为内能时消耗的能量,或燃烧燃料所放出的热量等,所涉及 的热学知识主要是热值、热量、热机效率等,解题中常用W=Fs与Q吸(或Q放) 建立方程来求解。
例1(2016黑龙江齐齐哈尔中考)随着居民生活水平的不断提高,家用轿车越 来越多地走进了普通百姓人家。下表为某家用轿车的有关数据:

中考电、力、热综合专题计算命题点一：铭牌类1.（2019·邵阳）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。

加满20℃的＝4.2×103J/（kg•℃），干木材的热值q＝水后加热至70℃，已知水的比热容c水1.2×107J/kg。

（1）水需要吸收多少热量？（2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？××型电热水器额定加热功率2400W 加热方式电加热器额定电压220V 安全等级防触电保护一类温度设定范围20℃～90℃净重20kg容量40L 整机外形尺寸530mm×400mm×400mm 出厂日期2019年5月15日2.在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。

（1）如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与相连，防止漏电时对人造成伤害。

壶底的加热盘烧水时是通过的方式改变了水的内能。

（2）电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？额定容量 2.0L额定电压220V额定功率2000W频率50Hz（3）为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为15℃的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时7min。

已知烧水时气压为1个标准大气压，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），则该电热水壶的加热效率为多少？（4）小刚发现电热水壶的电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小。

请利用所学的物理知识进行解释。

3.（2019·安顺）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。

R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝176Ω加热杯的部分参＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]数如表。

路的作用；G是由灵敏电流表改装成的指针式测力显示器 (电阻忽
略不计)；R是一种新型电子元件，在压力不超过600N的前提下，
其阻值随压力大小的变化规律如表格中数据所示。
(1)R0上允许消耗的最大功率是多少？
(2)分析表格数据，求电子元件的阻值R随压力F变化的关系式。
(3)该测力计的量程是多少？
(4)若要增大该测力计的量程，请说出两种改进方法。
(3)若渔船的柴油发动机正常工作时效率为 30%，假设柴油完全燃
烧，求发动机正常工作时每分钟要燃烧多少柴油？(计算结果保留
一位小数，柴油的热值为4.3×107J/kg)
(1) 当渔船在海里达到了最大的吃水深度时，求船底离海面 4m深
处受到的海水的压强为多大？(已知ρ 海水=1.0×103kg/m3) 解：(1)船底受到海水的压强:
(3)内燃机工作时转化成电能的效率。
(1)汽车牵引力做的功；
(2) 若所用燃料的热值是 4.5×107J/kg ，测试过程中消耗 8kg 的燃
料(假设燃料完全燃烧)，则放出的总热量是多少？
(2)燃料完全燃烧放出的热量：
Q=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J；
(3)内燃机工作时转化成电能的效率。
5.(2017·省卷)母亲为了给小林增加营养，买了一台全自动米糊机，如图甲 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 原材料粉碎打浆；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”图像。表格内是主要技术参数。请问：
5.某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功 能。其原理如图所示，电源电压恒为 220V，R1和R2是两个电热丝 (不考虑 温度对电阻的影响 ) ， R2=30Ω ， L 是标有“ 220V160W”的照明灯泡。白 天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作 10h，此时R1与R2 的电功率之比为1∶3；晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能，灯 泡正常发光，此状态下系统也需连续工作10h。请解答下列问题：

《热学综合计算题》一、计算题1.燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气(假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)，天然气的热值为8.4×l07J/m3.求：(1)水吸收的热量；(2)天然气完全燃烧放出的热量；(3)燃气灶烧水时的效率．2.某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.18kg的天然气(每分钟放热相同).(水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃))，天然气的热值为5×107J/kg．(1)完全燃烧0.18kg天然气释放的热量为多少？(2)“2～4min”内水吸收的热量是多少？(3)在烧水过程中，“0～2min”、“2～4min”、“4～6min”哪段时间内热效率最高？最高热效率是多少？3.如图所示是某太阳能热水器。

问其注入50kg水，阳光照射一段时间后，该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，水温从10℃升高到50℃.已知水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)，煤的热值是3.5×107J/kg，求：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量；(2)这段时间内该热水器的效率；(3)若(1)中水吸收的热量由煤燃烧来提供，完全燃烧所放出的热量有40%被吸收，求完全燃烧煤的质量。

4.如图所示是谷歌无人驾驶汽车，它不需要驾驶者就能启动、行驶以及停止．该款车以90km/ℎ的速度在一段平直的公路上匀速行驶了2ℎ，消耗汽油15L.若汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为汽车前进所需要的能量，已知汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg，那么，在这段运动过程中，求：⑴该汽车发动机牵引汽车前进所做的功是多少⋅⑴该汽车行驶过程中受到的阻力为多少⋅5.如图甲所示，A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器，加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收，已知加热器每秒钟放出热量1000J.现将甲、乙两种液体分别倒入A、B杯中，其中甲液体的质量为200g；让两个加热器同时开始工作，60s后停止加热，然后立即将比热容为0.2×103J/(kg.℃)的合金球迅速放入乙液体中(从球放入到达到热平衡不计热损失)，它们的温度随时间变化图象如图乙所示(部分图象未画出)．(1)加热60s时，乙液体吸收的热量为多少；(2)甲液体的比热容为多少；(3)合金球的质量为多少？6.如图甲为小亮家新买的电饭锅，它有加热和保温两种功能，图乙是其简化电路，已知电源电压为U=220V，R1=55Ω，R2=220Ω，c米饭=4×103J/(kg·°C)，请你综合应用所学知识解决下列问题：(1)当S接b时，电饭锅处于_____状态(选填“加热”或“保温”)(2)若电饭锅内装有1kg米饭，从12°C加热到100°C，米饭吸收热量多少J？(3)若电饭锅的热效率为80%，加热1kg米饭(从12°C加热到100°C)，电饭锅消耗的电能是多少J？(4)电饭锅的加热功率是多少W？(5)若电饭锅的热效率为80%，加热1kg米饭(从12°C加热到100°C)，需要多少时间？7.某电热水器的额定电压为220V，有高温和低温两个档位，低温档的电功率为484W，其内部电路由发热电阻R1和R2组成，R2=56Ω，简化电路如图所示。

题型复习(四) 综合计算题第3讲 力、热、电大综合的计算 题型之一 力、电综合计算1．(2016·泸州)电子秤因精准和便于携带已普遍取代杆秤．某科技兴趣小组根据理想电压表的内部电阻无穷大、并联在电路两端时通过它的电流几乎为零和表盘刻度均匀的特点，用电压为3 V 的电源U 、阻值为10 Ω的电阻R 、理想电压表及其他元件制作了如图所示的简易电子秤．其中轻质托盘和弹簧的质量不计，当托盘中所称质量变化时，与电阻R 相连的滑片P 平行地上下无摩擦滑动，电压表示数与被测物体的质量成正比．当电子秤处于待称状态时滑片P 停在最上端a 点，电压表示数为0，当被测物体最大称量m ＝30 kg 时，滑片P 刚好处于最下端b 点．问：(1)当电子秤处于待称状态时，电路中的电流强度为多少？此状态下通电1 min 在电阻R 上产生的热量为多少？(2)当电压表示数为U ′＝1.2 V 时，被称量物体的质量m ′为多少？ 解：(1)当电子秤处于待称状态时，R 全部接入电路中工作，此时电流I ＝U R ＝3 V 10 Ω＝0.3 A 1 min 产生的热量为：Q ＝I 2Rt ＝(0.3 A)2×10 Ω×60 s ＝54 J(2)当电压表示数为1.2 V 时，与电压表并联的电阻阻值为：R ′＝U ′I ＝1.2 V 0.3 A＝4 Ω所以被称物体的质量：m ′＝4 Ω10 Ω×30 kg＝12 kg2．(2016·重庆)物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪．它主要是由探头A 和控制盒B 构成，它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路，如图甲所示．其中探头A 是一个底面积为10 cm 2、高5 cm 、重2.5 N 的圆柱体，探头A 的底部为压敏电阻R (R 与水接触的表面涂有绝缘漆)，工作时底部始终与水平面相平，压敏电阻R 随表面压力大小的变化如图乙所示．A 和B 间的电路连接关系如图丙所示，其中电源电压恒为3 V ，电流表盘改装成深度表(导线的重力与体积均不计)．兴趣小组的同学将探头A 缓慢放入水中，求：(1)探头A 有12体积浸入水中时，R 底部受到水的压强是多少帕？(2)探头A 全部浸入水中时，导线对探头A 的拉力是多少牛？(3)将探头投入看似不深的水平池底，静止时(R 与池底未紧密结合)导线已松弛，电流表示数是0.4 A ，则表盘0.4 A 处应该标水的深度值为多少米？解：(1)探头A 有12体积浸入水中时，R 底部的深度：h 1＝12×5 cm ＝2.5 cm ＝0.025 m R 底部受到水的压强：p 1＝ρgh 1＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.025 m ＝250 Pa(2)探头A 缓慢放入水中时处于平衡状态，探头A 全部浸入水中时，受到的浮力：F 浮＝ρgV 排＝ρgV ＝ρgSh ＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×10×10－4 m 2×5×10－2 m ＝0.5 N对探头A 进行受力分析有：F 浮＝G －F ′，导线对探头A 的拉力：F ′＝G －F ′＝2.5 N －0.5 N ＝2 N(3)当电流表示数是0.4 A 时，由I ＝U R可得R 的阻值：R ＝U I ＝3 V0.4 A＝7.5 Ω由图乙可知，压敏电阻R 表面压力F ＝75 N 容器底部对A 的支持力：F 支＝G －F 浮＝2.5 N －0.5 N ＝2 N水对A 底部的压力：F 压＝F －F 支＝75 N －2 N ＝73 N由p ＝F S可得，压敏电阻受到的压强：p 2＝F S ＝73 N 10×10－4 m2＝7.3×104Pa水的深度：h 2＝p 2ρg ＝7.3×104Pa 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg＝7.3 m 所以，表盘0.4 A 处应该标水的深度值为7.3 m3．(2016·枣庄)如图甲所示是某压力测力计的电路原理示意图，图中电源电压为6 V(保持不变)；定值电阻R 0的规格是“520 Ω 0.01 A”，起保护电路的作用；测力显示器是由电流表改装成的(电阻忽略不计)，R 是一种新型电子元件，其阻值R 随压力F 大小变化的关系如图乙所示．求：(1)R 0允许消耗的最大功率是多少？(2)通过分析图乙，请直接写出电子元件的阻值R 随压力F 变化的关系式． (3)该测力计所能测量的最大压力是多少？(4)若要增大该测力计所能测量的最大压力，请写出一种改进方法．解：(1)由定值电阻R 0的规格可知，电阻R 0允许通过的最大电流I 0＝0.01 A ，则R 0允许消耗的最大功率：P 0＝I 20R 0＝(0.01 A)2×520 Ω＝0.052 W(2)由图乙可知，电子元件的阻值R 随压力F 变化的关系式为R ＝－0.4 Ω/N×F ＋200 Ω(3)电路中的最大电流I 0＝0.01 A ，由I ＝U R 可得，电路中的总电阻：R 总＝U I 0＝ 6 V 0.01 A＝600 Ω因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R 的最小阻值：R min ＝R 总－R 0＝600 Ω－520 Ω＝80 Ω由图乙可知，此时压力最大为F ＝300 N (4)增大R 0的阻值或减小电源电压4．(2016·河池)小华到商厦看到载货电梯后，对其结构和工作原理产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到，电梯是通过电动机带动钢丝绳，利用滑轮组来提升重物，其机械部分结构如图甲所示．某次工作电梯在25s 内将质量为500 kg 的重物匀速提升15 m ，电动机对钢丝绳的拉力F ＝3×103N ．为了安全，电梯设置有超载自动报警系统，其控制电路工作原理如图乙所示，已知电源电压U ＝8 V ，保护电阻R 1＝100 Ω，电阻式压力传感器(压敏电阻)R 2的阻值随压力F 大小变化如图丙所示．求：(1)提升物体的有用功率； (2)滑轮组的机械效率；(3)当电流表的示数达到20 mA 时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于多少牛？ 解：(1)根据题意可知有用功即是对重物所做的功W 有用＝G 物h ＝500 kg×10 N/kg×15 m＝7.5×104 J 有用功的功率P 有用＝W 有用t ＝7.5×104 J25 s＝3 000 W(2)滑轮组的机械效率η＝W 有用W 总×100%＝G 物h Fs ×100%＝G 物h F ·3h ×100%＝G 物3F ×100%＝ 5 000 N3 000 N×3×100%≈56% (3)当电流表的示数达到20 mA 时，电梯会发出超载警报声，说明此时电梯承载的物重达最大值，由I ＝UR得此时电路中的电阻：R ＝U I ＝8 V0.02 A＝400 ΩR 1、R 2串联，根据串联电路电阻大小有关系有 R 2＝R －R 1＝400 Ω－100 Ω＝300 Ω由图丙可知，当R 2＝300 Ω时，R 2所受的压力F ＝8 000 N根据二力平衡知识可知，电梯承载的物重G ＝F ＝8 000 N ，即电梯承载的物重应小于8 000牛题型之二 电、热综合计算1．(2016·临沂)容量为5.0 L 的某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为2 kW ，保温功率为121 W ．简化电路图如图乙所示，S 是保温和加热的自动转换开关，在1个标准大气压下，让该壶正常工作，将一满壶初温为20 ℃的水烧开．求：[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)](1)水吸收的热量．(2)加热时间(不计热量损失)． (3)电阻R 2的阻值．解：(1)由ρ＝m V得5.0 L 水的质量m ＝ρV ＝1.0×103 kg/m 3×5.0×10－3 m 3＝5.0 kg 水吸收的热量Q ＝cm Δt ＝4.2×103J/(kg·℃)×5.0 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×106J(2)由P ＝W t 得t ＝W P 热＝Q P 热＝1.68×106 J2×103W＝840 s (3)当开关S 闭合时，电热水壶处于加热状态，只有R 2接入电器中工作，由P ＝U 2R 得R 2＝U 2P 热＝（220 V ）22×103 W＝24.2 Ω2．(2016·滨州)有一只电热水壶，其铭牌上标有“220 V 1 210 W”的字样，不考虑温度对电阻的影响，水的比热容4.2×103J/(kg·℃)，g 取10 N/kg.求：(1)它正常工作时通过电阻丝的电流有多大？ (2)它正常工作时电阻丝的电阻有多大？(3)当实际电压为200 V 时，该电热水壶的效率为80%，在一标准大气压下将壶内1 kg 的水由20 ℃加热至沸腾，需要加热多少分钟？解(1)由P ＝UI 得I ＝P /U ＝1 210 W/220 V ＝5.5 A(2)由I ＝U /R 得R ＝U /I ＝220 V/5.5 A ＝40 Ω (3)水吸收的热量Q 吸＝cm (t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J由η＝Q 吸/W 得W ＝Q 吸/η＝3.36×105 J/80%＝4.2×105JP 实＝U 2实/R ＝(200 V)2/40 Ω＝1 000 W由P ＝W /t 得t ＝W /P 实＝4.2×105J/1 000 W ＝420 s ＝7 min3．(2016·泰安)如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数．接通电路后，开关S 自动与触点a 、b 接通，1挡加热器开始加热．当锅内混合物质温度达到102 ℃时，开关S 自动与a 、b 断开，并与触点c 接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态．现将质量为2.0 kg ，初温为36 ℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20 min.假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容为c ＝4.0×103J/(kg·℃)．求：(1)R 1、R 2的阻值．(2)电压力锅加热多少秒后开始保压？ (3)电压力锅最后2 min 内消耗的电能．解：(1)根据题意知：开关S 自动与a 、b 断开，并与触点c 接通，2挡加热器工作，此时只有R 2接入电路中工作，由P ＝U 2R 得R 2＝U 2P 2＝（220 V ）2110 W ＝440 Ω开关S 自动与触点a 、b 接通，1挡加热器开始加热，此时R 1、R 2并联，则P ＝P 1＋P 2，P 1＝P －P 2＝550 W －110W ＝440 W由P ＝U 2R 得R 1＝U 2P 1＝（220 V ）2440 W＝110 Ω(2)锅内混合物吸收的热量Q 吸＝cm Δt ＝4.0×103 J/(kg·℃)×(102－36) ℃×2.0 kg＝5.28×105 J不计热量损失，有Q 吸＝W 电＝P 1t ，所以加热到保压的时间t ＝Q 吸P 1＝5.28×105 J 550 W＝960 s(3)最后t 2＝2 min 内，2挡加热器工作W ＝P 2t 2＝110 W×2×60 s＝1.32×104J4．(2016·怀化)爱好科学的小明同学找来了一种电热饮水机．如图甲是饮水机的简化示意图，S 是温控开关，当S 、S 1都闭合时为加热状态，S 断开、S 1闭合为保温状态．图乙是饮水机的铭牌参数．请你帮他求出：甲 型号：YSJ －66 额定电压：220 V 额定加热功率：1 000 W 额定保温功率：44 W 满箱水的质量：2 kg 频率：50 Hz 乙(1)初温为20 ℃的一满箱水，用此饮水机将水加热到90 ℃需要吸收的热量是多少？[c 水＝4.2×103J/(kg·℃)](2)电阻丝R 2的阻值多大？(3)在正常加热状态下，加热5 min 需要消耗的电能是多少焦耳？解：(1)水吸收的热量：Q 吸＝cm (t －t 0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2 kg×(90 ℃－20 ℃)＝5.88×105 J(2)S 断开、S 1闭合为保温状态．此时电路为R 2的简单电路，已知P 保温＝44 W ，由P ＝U 2R 可得，电阻丝R 2的阻值：R 2＝U 2P 保温＝（220 V ）244 W＝1 100 Ω(3)已知P 加热＝1 000 W ，t ＝5 min ＝300 s由P ＝Wt可得，加热5 min 需要消耗的电能：W ＝P 加热t ＝1 000 W×300 s＝3×105J题型之三 力、热综合计算1．(2015·滨州)小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学，最近他家中新安装了天然气热水器，如图所示．小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌，获得了以下信息：①包装箱及热水器的总质量为16 kg ；②“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11层，超过则可能把最底层的包装箱压坏；③根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为0.4 m 2；④热效率为87%，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能有87%转化为水的内能；⑤加热模式为“即热式”，即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温．小明想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确．他接通热水器工作开关，当流出40 kg 热水时，让热水器停止工作．已知当时自来水的温度是15 ℃，热水器输出的热水温度为40 ℃，观察天然气表得知共用了0.15 m 3的天然气．天然气的热值为3.2×107 J /m 3，水的比热容4.2×103J /(kg ·℃)，g 取10 N /kg .请帮小明解答下列问题：(1)若在仓储时堆码层数达到了极限11层，则最下层的包装箱承受的压强是多大？(2)小明在估测过程中：①流过热水器的水吸收的热量是多少？②天然气完全燃烧释放的热量是多少？ (3)该热水器的实际热效率是多少？解：(1)最下层的包装箱受到的压力：F ＝G 总＝10m 总g ＝10×16 kg ×10 N /kg ＝1 600 N 它所承受的压强：p ＝F S ＝1 600 N0.4 m2＝4 000 Pa(2)①水吸收的热量：Q 吸＝c 水m 水Δt ＝4.2×103J /(kg ·℃)×40 kg ×(40 ℃－15 ℃)＝4.2×106J ②天然气完全燃烧释放的热量是：Q 放＝qV ＝3.2×107J /m 3×0.15 m 3＝4.8×106J (3)热水器的实际热效率为：η＝Q 吸Q 放×100%＝4.2×106 J4.8×106J×100%＝87.5% 2．(2016·镇江)最近，一项“中国原创”重大发明成为世界关注的焦点！它被称为“空中奔跑的巴士”(又称巴铁)，预计今年7月进行测试，巴铁依靠电力驱动在钢轨上行驶，相当于40辆柴油公交车的运量，若1辆柴油公交车日常行驶时发动机的平均输出功率为60 kW ，发动机的效率为30%，每消耗1 kg 柴油排放二氧化碳约为3 kg ，柴油的热值取q ＝4.0×107J/kg.(1)若巴铁在100 s 内沿直线行驶了1 500 m ，求这段时间内巴铁的平均速度；(2)按柴油公交车每日行驶10 h 计算，镇江若引进1辆巴铁取代40辆柴油公交车，则每日可减少二氧化碳排放量多少千克？(3)巴铁车内电器每天需消耗60 kW·h 的电能，若这些电能全部由车顶上的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板1 m 2面积上接收到的太阳平均辐射功率为1 kW ，光电转化效率为20%，每天日照时间按6 h 计算，求需太阳能电池板的最小面积．解：(1)巴铁的平均速度v ＝s t ＝1 500 m100 s＝15 m/s(2)根据P ＝W t可得，每日每辆公交车发动机做的功W ＝Pt ＝60×103 W ×10×3 600 s ＝2.16×109J根据η＝W Q 可得，放出的热量Q ＝W η＝2.16×109 J 30%＝7.2×109J根据Q ＝qm 可得，消耗柴油的质量m ＝Q q ＝7.2×109J4.0×107 J/kg＝180 kg则引进一辆巴铁每日减少的二氧化碳排放量m ′＝180 kg×3×40＝21 600 kg (3)根据η＝E 电E 光可得，接收的太阳能E 光＝E 电η＝60 kW·h 20%＝300 kW·h 接收光的功率P 光＝E 光t ＝300 kW·h6 h＝50 kW 已知该太阳能电池板1 m 2面积上接收到的太阳平均辐射功率为1 kW ，则电池板的面积S ＝50 kW 1 kW/m2＝50 m 23．(2015·德州)混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点．某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量．当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电．汽车所受阻力与车速的关系如图所示．在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J ．由内燃机提供能量，汽车以50 km/h 的速度匀速行驶了0.5 h ，同时蓄电池的电能增加了10%，求：(1)汽车牵引力做的功．(2)若所用燃料的热值是4.5×107J/kg ，测试过程中消耗8 kg 的燃料(假设燃料完全燃烧)，则放出的总热量是多少．(3)内燃机的效率．解：(1)由速度公式v ＝s t变形得s ＝vt ＝50 km/h×0.5 h＝25 km ＝2.5×104m 由图象可知，汽车速度为50 km/h 时，所受阻力为4 000 N 由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：F ＝f ＝4 000 N 牵引力做功： W ＝Fs ＝4 000 N×2.5×104m ＝1×108J(2)燃料完全燃烧放出的热量：Q 放＝qm ＝4.5×107J/kg ×8 kg ＝3.6×108J (3)增加的电能： W 电＝5.12×108J ×10%＝5.12×107J有用能量： W 有用＝W ＋W 电＝1×108J ＋5.12×107J ＝1.512×108J内燃机的效率：η＝W 有用Q 放×100%＝1.512×108J3.6×108J×100%＝42%4．(2016·泸州)据统计，全国发生的车祸中有超过半数以上是超速、超载引起的．我市加大了道路交通安全监控管理力度，将“区间测速”作为判断是否超速的依据之一．所谓的“区间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速即被判为超速．若监测点A 、B 相距18 km ，全程限速40km/h ，由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过监测点A 、B 的速度分别为30 km/h 和45 km/h ，通过A 、B 两个监测点的时间为20 min.问：(1)按“区间测速”标准判断该货车在AB 段行驶是否超速？(2)按照规定，货车车轮对地面的压强超过7×105Pa 即被判为超载．该型号货车部分参数如表所示．根据表中参数计算，该货车在不超载的情况下，在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少？(ρ沙＝2.0×103km/m 3，g 取10 N/kg)(3)该货车在某路段平直公路上运动60 s 的速度－时间图象如图所示，这段时间内发动机完全燃烧柴油0.2kg ，已知发动机的效率η＝40%，柴油的热值q ＝4.5×107J/kg ，则货车在这段时间内运动受到的阻力为多大？解：(1)该货车在AB 段行驶时的平均速度v ＝s t ＝18 km13h ＝54 km/h ，因为全程限速40 km/h54 km/h ＞40 km/h ，所以该货车在AB 段行驶超速(2)由p ＝F S可得，车轮对路面的最大压力：F ＝pS ＝7×105 Pa ×0.3 m 2＝2.1×105N 水平面上物体的压力和自身的重力相等F ＝G 沙子的重力G 沙＝G －G 车＝2.1×105 N －5×104 N ＝1.6×105 N 则沙子的质量m 沙＝G 沙g ＝1.6×105 N 10 N/kg＝1.6×104kg由ρ＝m V 可得沙子的体积V 沙＝m 沙ρ沙＝ 1.6×104kg 2.0×103 kg/m3＝8 m 3(3)由图象可知，货车在这段时间内作匀速直线运动，由v ＝st可得，这段时间内的路程s ′＝v ′t ′＝10 m/s×60 s＝600 m完全燃烧柴油放出的热量Q ＝m 汽油q ＝0.2 kg×4.5×107J/kg ＝9×106J 由η＝W Q×100%可得W ＝ηQ ＝40%×9×106 J ＝3.6×106J由W ＝Fs 可得，F ＝W s ′＝3.6×106 J600 m＝6 000 N因为匀速行驶，则在这段时间内运动受到的阻力f ＝F ＝6 000 N5．(2016·西宁)如图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图．A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为2×103 kg/m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S上．当S受到竖直向下的拉力达到一定值时闭合，电动水泵M 开始向水箱注水；当拉力等于10 N时，S断开，电动水泵M停止注水，此时水箱水位最高为1.2 m．g取10 N/kg.求：(1)若水箱内有100 kg的水，该太阳能热水器将水从20 ℃加热到50 ℃时水吸收的热量．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](2)停止注水后水箱底部受到的水的压强．(3)若A、B的体积均为400 cm3，A、B受到的总重力．(4)正常情况下水箱中的水位最高时如图所示，A受到的浮力(开关S下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计)．解：(1)水箱内的水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J(2)停止注水后水箱底部受到的水的压强p＝ρgh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1.2 m＝1.2×104 Pa(3)G总＝m总g＝ρV总g＝ρ(V A＋V B)g＝2×103 kg/m3×(4×10－4 m3＋4×10－4 m3)×10 N/kg＝16 N(4)正常情况下，当水位最高时，绳子受到的拉力F最小，此时F总浮＝G总－F＝16 N－10 N＝6 NF B浮＝ρ水gV B＝1.0×103 kg/m3×4×10－4 m3×10 N/kg＝4 NF A浮＝F总浮－F B浮＝6 N－4 N＝2 N题型之四力、热、电综合计算1．(2016·河南)某款新型电动车的性能参数如表所示，请回答下列问题．(1)电动机是电动车的核心部件，电动机正常工作时，电能转化为机械能，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力转动．(2)电动机正常工作时，通过线圈的电流是多大？(3)同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油10 L ，请通过计算比较两种汽车的百公里能耗，并说明能耗不同的主要原因．汽油的密度ρ＝0.7×103 kg/m 3，热值q ＝4.6×107 J/kg.(4)汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速区域，如图所示．当该车运动到距测速仪370 m 时，测速仪向该车出一超声波信号，2 s 后收到从车返回的信号，超声波在空气中传播速度为340 m/s ，求该车的速度．解：(2)由P ＝UI 得通过线圈的电流I ＝P U ＝4×104 W 400 V＝100 A (3)电动汽车百公里能耗W ＝15 kW·h＝15×3.6×106 J ＝5.4×107 J燃油汽车百公里油耗m ＝ρV ＝0.7×103 kg/m 3×10×10－3 m 3＝7 kg燃油汽车百公里能耗Q ＝mq ＝7 kg×4.6×107 J/kg ＝3.22×108 J电动汽车百公里能耗小于燃油汽车百公里能耗，主要原因是电动汽车的效率高于燃油汽车的效率，因为燃油汽车在工作时汽油燃烧产生的热量大部分散失掉了(4)设汽车的速度为v ，超声测速仪发出的信号2 s 2＝1 s 后与汽车相遇，在这段时间内，汽车的路程与超声波的路程有关系式：v ×1＋340×1＝370解得v ＝30 m/s2．(2015·葫芦岛)如图所示是车载和家用两种加热模式的电热杯．它可以用车载12 V 电源加热，或接在家庭电路进行加热．它的主要参数如下表．问：(1)电热杯与水平面的接触面积为100 cm 2，装入1 kg 水时电热杯对水平面的压强为多大？(g 取10 N/kg)(2)如果在家庭电路中使用，电热杯正常工作时的电流和电阻各为多少？(3)在标准大气压下，用车载模式烧开0.5 kg 初温为20 ℃的水，需要多长时间(不计能量损失)？[c 水＝4.2×103 J/(kg·℃)]解：(1)电热杯对水平面的压力：F ＝G ＝(m 杯＋m 水)g ＝(1.6 kg ＋1 kg )×10 N/kg ＝26 N 电热杯对水平面的压强：p ＝F S ＝26 N 10－2 m 2＝2 600 Pa(2)在家庭电路中使用时，由P ＝UI 可得，电热杯正常工作时的电流：I ＝P U ＝220 W 220 V ＝1 A 由I ＝U R 变形可得，电热杯的电阻：R ＝U I ＝220 V 1 A＝220 Ω (3)用车载模式烧开水时，水吸收的热量：Q 吸＝cm (t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×105 J 不计能量损失时，消耗的电能：W ＝Q 吸＝1.68×105 J由P ＝W t 可得，需要的加热时间：t ′＝W P ′＝1 400 s。

4．进入三月份以来，东营街头出现了一种 共享电动汽车，如图1所示，下表是这种汽 车的主要参数。(g取10 N/kg)
空车质量
800 kg
每个轮胎与地面接触面积 50 cm2
电池容量
44 kW·h
标准承载
200 kg
最大续航(充满电最大行驶路程 )
200 km
所受阻力与汽车总重的比值 0.09
(1)电动机是电动汽车的核心部分，电动机
3．电动自行车给人们出行带来了很大的方 便，同时具有对环境污染小、节约能源等
优点，是人们短途出行较喜爱的交通工具
之一。右图是某品牌电动车，它最大运行 速度可达36 km/h，额定电压36 V，电动机 额定功率200 W，最大输出电流10 A，净重 20 kg，最大载重量100 kg，电池容量20 A·h。
最大速度 单轮胎触地面积
轮胎个数 车身自重 电池电压
4 A·h 500 W 18 km/h 25 cm2
2 20 kg 48 V
解：(1)小强从他家到奶奶家行驶的路程：s ＝vt＝5 m/s×600 s＝3 000 m 人和车总重：G＝mg＝(50 kg＋20 kg)×10 N/kg＝700 N
匀速行驶，受平衡力，牵引力与受到的阻
(1)电动自行车行驶时电动机将电能转化 为机__械__能和少量的__内__能。 (2)若车胎与地面的接触面积为20 cm2， 当电动车最大载重量时对地面的压强是 多少？
(3)若质量为40 kg的小明骑着电动车在水 平地面上行驶时，电机刚好以额定功率 和最大车速行驶，摩擦阻力为总重的1/60， 且电源电压恒定不变，则电动车的效率 是多大？此电动车在这样的路面上能行 驶的最大路程是多少？
1 050 kg 450 kg 80 km/h 15 kW·h 0.03 0.03 m2 120 km

例 1：(2019 年苏州二模)小星家的太阳能热水器，水箱容 积是 200 L.小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计 测得自来水的温度为 20 ℃，然后给热水器空水箱装满水，中午 时“温度传感器”显示水箱中的水温为45 ℃.已知c水＝4.2× 103 J/(kg·℃).请你求解下列问题：
(1)水箱中水的质量. (2)水吸收的热量. (3)如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶 的效率为 40%，求至少需要燃烧多少煤气(煤气的热值为 q＝ 4.2×107 J/kg).
规范解题： (1)当吹冷风时，只有电动机工作，P1＝110 W， 由 P＝UI 可得，通过电动机的电流： I1＝PU1＝121200 WV ＝0.5 A. (2)当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机 与电热丝并联，电热丝 R2 的电功率： P2＝P－P1＝990 W－110 W＝880 W 由 P＝UR2可得电热丝 R2 的电阻值：R2＝UP22＝282800 VW2＝55 Ω. (3)30 min＝1800 s 内电流通过电动机产生的热量： Q1＝I21R1t＝(0.5 A)2×1 Ω×1800 s＝450 J.
(1)求电动汽车匀速前进的速度 v 是多大？ (2)若汽车以 10 m/s 的速度通过 9.5 m 长的桥梁，求汽车通 过桥梁的时间.
思路点拨：(1)根据G＝mg 求重力；再由0.03 倍的关系算 出阻力；根据二力平衡可知牵引力大小；利用电功率P＝UI， 机械功率P＝Fv，结合电动机电功率转换为汽车前进的机械功 率的效率为75%建立关系式Fv＝UIη，从而求出速度.
思路点拨：(1)先将体积 200 L 化为国际单位 m3，再由密度 公式 ρ＝mV求质量.
(2)由公式 Q＝cm(t2－t1)求得吸收热量. (3)先由 η＝QQ放吸，求得 Q 放，再由 Q 放＝qm 求得燃烧的煤气 质量.

中考物理总复习《比热容、热值、热效率的综合计》专题训练-附答案学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________公式回顾一、物体吸收（放出）热量的计算1.热量的计算：Q=cm△t。

（1）吸热公式：Q吸=cm（t末−t初）（2）放热公式：Q放=cm（t初−t末）二、燃烧值的计算1.固、液体燃料：Q=qm2.气体燃料：Q=qv三、热机的效率1.定义：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。

2.公式：η=W有Q×100%四、效率1.用来做有用功那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。

比热容、热值、热效率的计算1．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。

他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示，已知水的比热容是c水 = 4.2×103J/(kg·℃)，那么请问：（1）你如何判断a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？（3）试求出沙子的比热容。

（结果保留整数）2．某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率，他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精。

已知：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3×107J/kg。

求：（1）此过程中水吸收的热量。

（2）4.2g 酒精完全燃烧放出的热量。

（3）酒精灯烧水时的热效率。

3．在一标准大气压下，某人用干木柴把体积为10L，温度为20℃的水烧至沸腾。

求：（q干木柴=1.23×107J/kg）（1）水至少需要吸收多少J的热量？（2）若不计热量损失，需要燃烧多少kg干木柴？（3）若烧开这些水需要干木材0.35kg，则烧水的效率为多少？4．太阳能因其安全、清洁、方便，越来越受到人们的重视。

2019-2020年中考物理 专题27 力学、热学和电学的综合计算（含解析） 力学、热学和电学的综合计算是中考的重点，也是难点。

该部分内容在中考中以计算题出现。

是中考中的压轴题。

1.某校物理活动小组的同学，在课余时间想把一个普通烧水壶改装成一个家庭用电热水壶。

已知改装后的电热水壶热效率为80%，壶的容积为2 L 。

在一个标准大气压下，用此电热水壶在7m i n 内烧开一壶初温为20℃的水。

［C 水=4.2×103Ｊ/（kg·℃）］问：（１）烧开这一壶水需要吸收多少热量?（２）应给电热水壶装配一个多大阻值的电热丝?【答案】（1）6.72×105J ；（2）24.2Ω考点：热量的计算，电路的改装2.小明家利用天然气灶烧水，把质量为1kg 的20℃的水烧开（在标准大气压下）．（1）通过观察天燃气表得知消耗了0.01m 3的天然气，如果天然气的密度为0.7kg/m 3，烧水时消耗天然气多少千克？（2）在此过程中水需要吸收多少热量？（3）用额定功率是800W 的电热壶在220V 额定电压下，烧开同样质量的水，若电能转化为内能的效率是84%，则通电时间是多少？【答案】（1）0.007kg （2）3.36×105J （3）500s【解析】试题分析：（1）天然气的质量可以利用密度的计算公式变形，即m=ρV 。

消耗的天然气的质量为：m=ρV=0.7kg/m 3×0.01m 3=0.007kg（2）水吸收的热量，可以利用吸放热的公式进行计算。

Q吸=cm （t 2﹣t 1）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J（3）在使用电水壶烧水时，把电能转化为内能，根据题意，只有84%的内能被水吸收，即Q 吸=84%Q 放=84%W 。

电流做功：J J Q W 55104%841036.3%84⨯⨯=＝＝吸通电时间：s WJ P W t 5008001045＝＝⨯= 考点：电功及电热的计算3.混合动力汽车是一种新型汽车，它有两种动力系统。

《电与热综合计算》一、计算题1.某家用电热水器铭牌上的部分参数如表所示。

热水器注满水并加热，水温由升高到求：水的质量是多少？水水吸收的热量是多少？水的比热容水电热水器正常工作时，效率为，电热水器需要工作多少min才能使水温由升高到？2.如图甲是一种恒温调奶器，可以自动调试好加水的奶粉，然后加热到最适合宝宝饮用的温度，还可以自动保温，特别适合夜间使用。

图乙是机器的参数表及电路简图、为电热丝，S为双触点自动开关。

求：调奶器处于保温状态时的工作电流结果保留两位小数？电阻的阻值？若把200g调好的奶粉从加热到所用时间为32s，则调好的奶粉的比热容是多少不计热损失？3.如图甲所示的多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，图乙是其简化电路图，该养生壶的部分参数如表所示。

水水开关、处于什么状态时，养生壶为高温档，并说明判断依据；求的阻值；在标准大气压下，使用高温档将初温是的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

4.图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路，、均为发热体，将开关S分别置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的档位。

已知两档空气炸锅的高温档功率为900W，阻值为求：发热体的阻值是多少？空气炸锅一次性可装入200克牛柳，若将这些牛柳从加热到，牛柳需要吸收多少热量？【牛柳】不计热量损失，用高温档牛柳从加热到，需要多长时间？5.如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示。

若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压。

则：电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多少欧姆？装满水后，壶中水的质量是多少千克？将一满壶的水在1标准大气压下烧开，需要吸收多少热量？水不考虑热量损失，烧开这壶水，需要多长时间？6.如图甲是家用电暖器，利用电热给煤油加热取暖。

图乙为其简化的电路原理图，已知电阻，铭牌见下表。

在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源保证安全。

电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位，解答下列问题：已知煤油，煤油煤油温度升高时，吸收了多少焦耳的热量？的阻值是多少？写出必要的文字说明某同学用两个阻值和、均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，将它接在家庭电路中工作11min，产生的热量是多少？7.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的电源和阻值的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁线圈电阻、开关、滑动变阻器取值范围～和热敏电阻组成；阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流时，衔铁被释放接通工作电路。