2020年中考物理计算题专项强化复习：《电与热综合计算》(解析版)

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）力、电综合题体现机械能和电能相互转化的实质，电动机及发电机均可作为命题背景，结合科技的发展将会出现更多新情景．涉及知识点：物体的受力分析、力的合成、牛顿第一运动定律、机械功及机械功率、电功及电功率、能量转化效率等．(2015·云南)电功汽车是世界各国大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点．我国生产的某品牌的一款电动汽车充满电后，除了提供车内用电还能以80 km/h 的速度连续行驶360 km.若该车行驶时整车总质量为1.5 t，受到的阻力为整车总重的9%，电动机的牵引功率占电源输出总功率的75%.求：(1)该车充满电后匀速行驶至全部电能耗尽，牵引力所做的功；(2)电动机的牵引功率；(3)电源输出的总功率．电能转化为机械能过程中，效率的含义是输出能量占总能量的百分比；在平直路面匀速行驶时牵引力等于阻力，机械能(即机械功)W＝Fs＝fs.1．(2015·云南模拟)超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速”水箭”，对切割表面产生108～109Pa的压强．工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体．下表是某高压水切割机技术参数：(1)“水刀”有纯水切割和加磨料切割(磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂)两种．高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的________，加入磨料后切割能力大大提高了是因为____________．(2)若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大？(3)高压水切割机的切割效率？2．(2015·雅安)雅安4.20地震后，灾后重建工作正在高效地进行，如图是某建筑工地上使用的塔式起重机．在一次操作过程中起重机将质量为500 kg的建筑材料竖直提升了12 m，用时15 s(g＝10 N/kg)．求：(1)所提建筑材料受到的重力；(2)起重机提起建筑材料所做的功；(3)提升过程中该起重机的电动机功率为8 kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？3．重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯，如图所示．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20千克，每次被举高2米，LED灯的额定功率为1瓦．(g取10牛/千克)(1)重物每被举高一次，人至少对重物做多少焦的功？(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？4．(2015·威海)某商厦每层楼高3 m，小明看到工作人员将360 kg的货物在一楼放入载货电梯内，闭合开关，仅用25 s的时间，便将货物运到六楼，小明对载货电梯产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及电路如图所示，电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的，电动机线圈电阻为2.4 Ω，电梯厢(含动滑轮)的质量140 kg，提升上述货物时电流表的示数为20 A，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，请解答下列问题(g取10 N/kg)：(1)匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大？(2)电梯工作时消耗的总电能是多少？(3)电动机工作时的效率多大？题型之二电、热综合计算由于电流的热效应，该类电器将电能转换为热能，因而电学和热学结合的综合题型较多．其中涉及电路分析、欧姆定律的应用、电功及电功率的计算、热量的计算、电能与热能间的转化效率等知识点的考查．(2014·曲靖)小华购买了一个暖手宝，某次小华测得暖手宝正常工作时，袋内0.3 kg的水由19 ℃加热到79 ℃耗时3 min，若暖手宝的热效率为70%，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则：(1)加热过程中水吸收的热量是多少？(2)如图所示为暖手宝的工作电路图，发热体的额定功率是多少？(3)为了使用更加安全，暖手宝内部采用了双重温控保护开关，这两个温控开关之间应如何连接？点拨：(1)直接带公式计算．(2)若想根据P的公式及推导式，根据效率可以计算．(3)既然是双重开关，应该同时满足条件，所以为串联．先弄清能量的转化方向，由于电流和电阻未知，从效率入手求出消耗的电能．1．(2015·天津)小华用电能表测量家中电热淋浴器的热效率，他将家中其他用电器与电源断开，仅让淋浴器工作，把淋浴器内质量为50 kg ，初温为20 ℃的水加热到50 ℃，加热前后电能表示数如图所示，已知c 水＝4.2×103J/(kg·℃)．求：(1)水吸收的热量；(2)电热淋浴器的热效率．2．(2015·沈阳)在研究性学习活动中，几名同学对家用电磁炉的实际功率和加热效率进行了研究．下表所示为记录的相关内容．在用电磁炉给水加热的1 min 内，求：(1)水吸收的热量．(c 水＝4.2×103J/(kg·℃) (2)电磁炉实际消耗的电能．(3)电磁炉的实际功率．(4)电磁炉给水加热的效率．(精确到1%)3．(2015·东营)小明家电热水器的简化电路图如图所示，S 1是手动开关，置于热水器水箱外部；S 2是温控开关，置于热水器水箱内部．当水温低于40 ℃时自动闭合，达到40 ℃时自动断开；R 1和R 2均为用来加热且阻值不变的电热丝．使用时，手动闭合开关S 1，电热水器开始工作．电热水器部分参数如表所示：(1)电热丝R 1的阻值是多少？(2)加热时流过电热丝R 2的电流是多少？(3)假设将初温20 ℃的一满箱水加热至设定温度用了50 min ，则电热水器的效率是多少？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m 3]．4．(2015·山西)几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”，现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示．R 1和R 2均为电热丝，S 是自动控制开关．把电饭锅接入220 V 电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示．求：额定电压 1 980 W(1)电热丝R2的阻值(计算结果保留一位小数)；(2)这个电饭锅在0～15 min内把质量为1.1 kg的米饭由20 ℃加热到100 ℃，求电饭锅在这段时间内加热的效率．[c米饭＝4.2×103J/(kg·℃)]5．(2015·黄冈)图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其电加热的额定功率为1 500 W．图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24 V，为水位指示表(由量程为0～0.6 A电流表改成)，R0阻值为10 Ω，R x为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示．(1)热水器正常加热时，电热丝电阻多大？(结果保留一位小数)(2)阴雨天，将储水箱中50 kg、30 ℃的水加热到50 ℃，正常通电要多长时间？[设电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，c水＝4.2×103J/(kg·℃)](3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2 m 时，探测电路中的电流多大？6．(2015·绥化)养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热膜电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热．小明家买了一把养生壶(图甲)，其铭牌如下表所示．25 ℃的水，6 min将水烧开(标准大气压下)，求：(1)在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能是多少？(2)如果养生壶的热效率是87.5%，此过程中水吸收的热量是多少？(3)壶中水的质量是多少？(4)养生壶两端的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)题型之三力、热综合计算汽车、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，v＝s/t、p＝F/S、P＝W/t、W＝Fs、P＝Fv、Q＝qm是解题常用的公式，热机效率仍是试题考查的重点．(2015·泰安)汽车发动机效率η是指发动机牵引汽车前进所做的功与汽油完全燃烧产生内能的比值，一辆小汽车在高速公路上匀速行驶200 km，所用时间是2 h，消耗汽油14 L(汽油完全燃烧)，若此汽车汽油发动机的效率η是25%，汽油密度ρ汽油＝0.8×103 kg/m3，汽油热值q汽油＝4.5×107 J/kg.(1)求该汽车在高速公路上行驶这段时间内的牵引力和牵引力功率的大小．(2)汽车驶出高速公路后，进入某国道，如图为此国道某直线路段的一处测速仪，测速仪内有能发射和接受超声波的传感器．在汽车以某一速度v远离测速仪某段距离L＝64 m 时，测速仪发出超声波经汽车反射后接收到超声波信号的时间为0.4 s．已知此路段限速为80 km/h，超声波的速度为340 m/s.试计算并说明汽车在此路段是否超速？汽车发动机通过燃烧将燃料释放的内能(总功)转化为机械能(有用功)，热机效率就是转化出的机械能与燃料释放能量的比值，由Q＝mq计算出汽油完全燃烧放出的热量，即为总功，W＝Fs得出有用功(即机械功)．1．(2015·江阴)科技人员设计出了一种可移动式太阳能水上漂浮房如图所示，它具有冬暖夏凉的优点．表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为 1.6×104 W，该漂浮房屋三角形建筑的主体结构是中空的，三角形建筑外围(即除去该面空洞)的面积为 1.0×103 m2，空气密度约为1.2 kg/m3，已知空气动能与空气质量成正比，1 kg空气在不同的速度(v)时的动能(E)如表所示．(1)漂浮房冬暖夏凉，利用了水的________比较大的特性．(2)漂浮房在平静的水面沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变，水平方向的牵引力随运动时间t的变化关系如图所示，t＝50 s后，漂浮房以2.5 m/s的速度匀速直线运动，则在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为________N.(3)由表格中数据可知，1 kg空气动能(E)与速度(v)的关系表达式为E＝________．(4)若风正好垂直于三角形表面吹入，当风速8 m/s时，每秒钟吹向三角形建筑的空气体积是多少立方米？若煤的热值3.2×107 J/kg，那么当风速为8 m/s时，漂浮房在1 h内获得的风能与完全燃烧多少千克的煤所产生的内能相当？.2．(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：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5×107 J/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？题型之四力、电、热综合计算近年试题出现力、热、电综合计算，其实质就是能量的相互转化，在一道试题中同时涉及机械能、内能(热能)和电能的相关计算，要求对各部分计算公式正确的理解和运用．(2015·连云港)2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场．如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65 kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140 km/h.假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1 m2，g取10 N/kg.求：(1)飞机停在水平地面时对地面的压强大小；(2)当飞机发动机的输出功率保持60 kW，并以108 km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；(3)若飞机发动机保持60 kW的输出功率匀速飞行1 h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？航空燃油的热值取4×107 J/kg，密度取0.75×103 kg/m3.点拨：求飞机对地面的压强利用压强的计算公式p＝F/S即可．飞机匀速飞行，功率P ＝Fv，功率已知，将速度单位换算成m/s，代入公式F＝P/v.关键理解功和能的概念，知道题目背景中能量的转化形式和方向，结合各类计算公式进行求解．1．(2014·云南)如图1是小明同学家购买的微电脑控制电茶壶，具有自动抽水、煮水、显示水温、控温等功能，使用十分方便．据查，该产品额定电压为220 V，额定总功率为1 210 W，煮水时功率为1 200 W，茶壶容量为1.0 L，水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)．(1)将550 mL的纯净水从桶中提升0.6 m，求电动机对水所做的功．(2)利用“煮水档”将550 mL的水加热4 min的实验数据如表，请计算0～3 min的能量损失.(3)根据表中数据在图2中作出水被加热的“温度－时间”图象，并分析0～0.5 min 温度上升缓慢的主要原因．2．(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，车速与所受阻力的关系如图所示．在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108 J，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)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg ，测试过程中消耗8 kg 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．参考答案第3讲 力、热、电综合计算 题型之一 力、电综合计算 例 (1)G ＝mg ＝1.5×103 kg×10 N/kg＝1.5×104 N ，f ＝0.09G ＝0.09×1.5×104N ＝1.35×103 N ，W ＝Fs ＝fs ＝1.35×103 N×360×103 m ＝4.86×108J ；(2)t ＝s v ＝360 km 80 km/h ＝4.5h ，P ＝W t ＝4.86×108J 1.62×104s ＝3×104 W(30 kW)；(3)P 总＝P η＝3×104W 75%＝4×104W(40 kW)． 针对训练1．(1)动能 动能增加了 (2)F ＝pS ＝3×108 Pa×5×10－8 m 2＝15 N ；(3)水流的排量V ＝SL ，L ＝V/S ，水流的速度：v ＝L/t ＝V/St ，P 有＝Fv ＝F·(V/St )＝(15 N×2.7×10－3m 3)/(5×10－8 m 2×60 s)＝1.35×104 W ，P 电＝2.25×104 W ，η＝(P 有/P 电)×100%＝1.35×104W/2.25×104W×100%＝60%. 2.(1)建筑材料受到的重力：G ＝mg ＝500 kg×10 N/kg＝5 000N ；(2)起重机提起建筑材料所做的功：W ＝Gh ＝5 000 N×12 m＝6×104J ；(3)起重机做的总功：W 总＝Pt ＝8 000 W×15 s＝1.2×105J ，机械效率：η＝W 有用W 总×100%＝6×104J1.2×105J×100%＝50%. 3.(1)G ＝mg ＝20 kg×10 N/kg＝200 N ，W ＝Gh ＝200 N×2 m＝400 J ；(2)t ＝W 电P ＝50%×400 J1 W ＝200 s ． 4.(1)电梯厢(含动滑轮)的质量140 kg ，货物质量360 kg ，所以电梯厢和货物的总重：G ＝mg ＝(m 货＋m 厢)g ＝(360 kg ＋140 kg)×10 N/kg＝5 000 N ，由图可知，有4段绳子拉电梯厢和货物，所以匀速提升过程中钢丝绳上的拉力F ＝14G ＝14×5 000 N＝1250 N ．(2)电动机工作时电路两端电压：U ＝220 V ，电梯工作时电路消耗的总电能：W＝UIt ＝220 V×20 A×25 s＝1.1×105 J ．(3)电流通过电动机产生热量：Q ＝I 2Rt ＝(20 A)2×2.4 Ω×25 s＝2.4×104 J ，电动机输出的有用功：W 有＝Gh ＝5 000 N×3 m×5＝7.5×104J ，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，电动机消耗的电能：W 电′＝W 有＋Q ＝7.5×104 J ＋2.4×104J ＝9.9×104J ，所以电动机工作效率：η＝W 有W 电′×100%＝7.5×104J 9.9×104J×100%≈75.8%. 题型之二 电、热综合计算例 (1)水吸收的热量：Q 吸＝cm(t －t 0)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.3 kg×(79 ℃－19 ℃)＝7.56×104J ；(2)由η＝Q 吸W ×100%可得，消耗的电能：W ＝Q 吸η＝7.56×104J 70%＝1.08×105J ，因用电器正常工作时的功率和额定功率相等，所以，暖手宝的额定功率：P ＝W t ＝1.08×105J3×60 s ＝600 W ；(3)因为电热水袋里使用双重温控开关，也就是说只有这两个开关都闭合时，电热袋才可以工作，否则不能工作，因此这两个开关是串联的．针对训练1．(1)Q 吸＝c 水m(t －t 0)＝4.2×103J/(kg·℃)×50 kg×(50－20)℃＝6.3×106J ；(2)淋浴器消耗的电能为2 kW·h，η＝Q 吸W ×100%＝ 6.3×1062×3.6×106J I ×100%＝87.5%. 2.(1)水的质量m ＝250 g ＝0.25 kg ，水吸收的热量Q吸＝cm(t －t 0)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.25kg×(60 ℃－20 ℃)＝4.2×104J ；(2)电磁炉消耗电能W ＝12 r 600 r/kW·h ＝0.02 kW·h；(3)t＝1 min ＝160 h ，电磁炉的实际功率P ＝W t ＝0.02 kW·h 160h ＝1.2 kW.(4)W ＝0.02 kW·h＝7.2×104J ，则烧水的效率η＝Q 吸W ×100%＝4.2×104J7.2×104J×100%＝58%. 3.(1)当只有S 1闭合时，R 1单独工作，用电器处于保温状态，由P ＝U 2R 可得：R 1＝U 2P 保温＝（220 V ）2220 W ＝220 Ω；(2)当两开关都处于闭合状态时，两电阻并联，处于加热状态R 2的功率为P 2＝P －P 1＝1 980 W －220 W ＝1 760 W ，由P ＝UI 可得电热丝R 2的电流是：I 2＝P 2U ＝1 760 W 220 V ＝8 A ；(3)由ρ＝mV 得：m ＝ρV ＝1.0×103kg/m 3×50×10－3m 3＝50 kg ，水吸收的热量为：Q ＝cm Δt ＝4.2×103J/(kg·℃)×50 kg×(40 ℃－20 ℃)＝4.2×106J ，由P ＝W t可得消耗的电能为：W ＝Pt ＝1 980W×50×60 s＝5.94 ×106J ，热水器的效率为：η＝Q W ×100%＝4.2×106J5.94×106J×100%≈70.7 %. 4.(1)当开关S 闭合时，电路中只有R 2工作，从图乙可知通过R 2的电流I ＝3 A ．根据I ＝UR 可得，R 2的电阻 R 2＝U I ＝220 V 3 A ≈73.3 Ω；(2)米饭吸收的热量Q ＝cm Δt ＝4.2×103J /(kg·℃)×1.1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.696×105J ，0～15 min 消耗的电能 W 总＝W 1＋W 2＝UI 1t 1＋UI 2t 2＝220 V×3 A×10×60 s＋220 V×2 A×5×60 s＝5.28×105J ，电饭锅加热的效率η＝Q W 总×100%＝3.696×105J 5.28×105J ×100%＝70%. 5.(1)R ＝U 2P ＝（220 V ）21 500 W ＝32.3 Ω；(2)W ＝Pt ，Q ＝c水m Δt ，由W ＝Q 得，Pt ＝c水m Δt ，t ＝c 水m ΔtP＝4.2×103J/（kg·℃）×50 kg×（50 ℃－30 ℃）1 500 W ＝2 800 s(3)当h ＝0.2 m 时，R x ＝150Ω，探测电路中的电流为I ＝U R x ＋R 0＝24 V150 Ω＋10 Ω＝0.15 A ． 6.(1)养生壶消耗的电能为：W ＝3003 000kW·h＝0.1 kW·h＝3.6×105J ；(2)由η＝Q 吸W 可得水吸收的热量为：Q 吸＝W η＝3.6×105J×87.5%＝3.15×105J ；(3)由Q吸＝cm Δt 可得：m ＝Q 吸c Δt＝3.15×105J 4.2×103J/（kg·℃）×（100 ℃－25 ℃）＝1 kg ；(4)根据P ＝U 2R 可得：R ＝U 2额P 额＝（220 V ）21 210 W ＝40 Ω，实际电功率为：P 实＝W t ＝3.6×105J360 s ＝1 000 W ，则实际电压为：U 实＝P 实R ＝ 1 000 W×40 Ω＝200 V.题型之三 力、热综合计算例 (1)汽车的发动机效率：η＝W Q ＝Fsqm，①汽车消耗汽油的质量：m ＝ρ汽V ，②联立①、②式得，该汽车发动机在高速路上行驶这段时间的牵引力：F ＝ηq ρ汽Vs＝25%×4.5×107J/kg×0.8×103kg/m 3×14×10－3m3200×103m ＝630 N ，汽车发动机在这段时间内的牵引力功率：P ＝W t ＝Fs t ＝630 N×200×103m 3 600 s×2＝1.75×104W ；(2)由题意可知，在t 2时间内，s 声＝L ＋s ，即v 声·t 2＝L ＋v·t2，解得：v ＝20 m/s ＝72 km/h ＜80 km/h ，故该汽车不超速．针对训练1．(1)比热容 在相同情况下(质量或温度变化量)比热容大的物质吸收或放出的热量多，温度变化小，即达到冬暖夏凉，所以利用的是水的比热容大的特性；(2)800 由图可以看出t ＝50 s 后，漂浮房受到的阻力大小为800 N ；(3)12v 2由表中数据可得，每千克空气功能E ＝12v 2，(4)每秒钟吹向三角形建筑的空气体积：V ＝Svt ＝1×103 m 2×8 m/s×1 s＝8×103m 3，由表格可知当风速为8 m/s 时E 0＝32 J ，1 h 内获得的风能：E ＝V ρE 0t ＝8×103m 3×1.2kg/m 3×32 J/kg×3 600 s＝1.105 92×109 J ，由题知：Q 放＝E ＝1.105 92×109J ，则煤的质量m ＝Q 放q ＝1.105 92×109J 3.2×107J/kg ＝34.56 kg 2.(1)燃油完全燃烧放出的热量：Q ＝mq ＝1×104kg×5×107J/kg ＝5×1011J ；(2)由表中数据可知，飞机以400 m/s 的速度巡航时，所受阻力为4.8×104 N ，则飞机发动机的输出功率P ＝W t ＝Fs t ＝Fv ＝4.8×104 N×400 m/s ＝1.92×107W ＝1.92×104kW ；(3)由(1)可知Q ＝5×1011J ，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%，则有用功 W ＝40%×Q＝40%×5×1011 J ＝2×1011J ，根据表格查出500 m/s 时的阻力为7.5×104N 则由W ＝fs ＝Fs ，可得s ＝W F ＝2×1011J 7.5×104N≈2.7×106 m ＝2.7×103 km.题型之四 力、电、热综合计算例 (1)飞机对地面的压强p ＝F S ＝mg S ＝2.3×103×10 N 0.1 m 2＝2.3×105Pa.(2)v ＝108 km/h ＝30 m/s ，由P ＝Fv ，得F ＝P/v ＝60×103W 30 m/s ＝2×103 N ．(3)W ＝Pt ＝60×103W×3 600 s＝2.16×108J ，由Q ＝qm 得 m ＝Q q ＝2.16×108J 4×107J/kg ＝5.4 kg ，由ρ＝m V 得 V ＝mρ＝5.4 kg 0.75×103 kg/m3＝7.2×10－3m 3＝7.2 L.针对训练1．(1)∵ρ＝m V ，∴水的质量m ＝ρV ＝1×103 kg/m 3×5.5×10－4 m 3＝0.55 kg ，水的重力G ＝mg ＝0.55 kg×9.8 N/kg＝5.39 N ，电动机对水所做的功W ＝Gh ＝5.39 N×0.6 m＝3.234J ；(2)Q ＝cm(t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.55 kg×(95 ℃－20 ℃)＝1.732 5×105J ，∵P＝W t ，∴电热水壶消耗的电能W 电＝Pt ＝1 200 W×3×60 s＝2.16×105J ，0～3 min 的能量损失ΔE ＝W 电－Q ＝2.16×105J －1.732 5×105J ＝4.275×104J ；(3)采用描点法画出图象，如下图：0～0.5 min 温度上升缓慢的主要原因：刚开始加热的时候，电茶壶本身需要吸收一部分热量． 2.(1)由公式v ＝st ，得：s ＝vt ＝50 km/h×0.5h ＝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，牵引力等于阻力．汽车牵引力做的功：W 牵＝Fs ＝4 000 N×2.5×104 m ＝1×108J ；(2)燃料完全燃烧放出的总热量：Q ＝mq ＝8 kg×4.5×107 J/kg ＝3.6×108J ；(3)电能增加：W电＝5.12×108 J×10%＝0.512×108J ，内燃机的效率：η＝W 牵＋W 电Q×100%＝1×108J ＋0.512×108J3.6×108J×100%＝42%.。

2020年中考物理电学综合计算题汇总及详细答案解析一、电磁学综合题1．（3）水吸收的热量为Q 吸＝c 水m △t ＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×106J 。

电能表转盘转3000r 饮水器消耗的电能为W ＝2500r /3000r kW h ⋅＝1.2kW•h ＝1.2×3.6×106J ＝4.32×106J 。

则饮水器的热效率为η＝Q W 吸＝663.3610J 4.3210J⨯⨯=77.8%。

（2019·湖南中考模拟）在2018年BIRTV “无人机系统与电视传媒应用峰会”上，中国航空工业发展研究中心副总工程师吴强发表了以“新闻报道中无人机的使用和趋势”的演讲，从应用和技术两个角度详细阐述了无人机的使用情况和发展趋势。

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。

地面或母机遥控站人员通过雷达等设备对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。

可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。

回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。

与载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，备受世界各国军队的青睐。

它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道，成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色，对未来的军事斗争造成较为深远的影响。

有专家预言：“未来的空战，将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。

”但是，由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物，实战经验少，各项技术不够完善，使其作战应用还只局限于高空电子照相侦察等有限技术，并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。

2020年中考物理 电学专项复习综合训练题及详细答案解析一、电磁学综合题1．答：（1）电饭煲在高温档时，开关S 应与触点2接触；（2）电阻R 的阻值为2156Ω；（3）电饭煲产生的热量为6.6×105J ；（2019·天津中考模拟）如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的电路结构示意图，其性能指标如下表所示。

（1）红色指示灯L 的电阻比发热体R 的电阻要____（选填“大”或“小”）得多； （2）若热水袋内水的初温为15C ︒时，发热体R 在额定电压下工作，10分钟后指示灯熄灭，求电热水袋的加热效率是____.（3=4.210J/(kg ?C)c ⨯⋅水）【答案】大 70%【解析】【详解】（1）由电路图可知，发热体R 与指示灯L 并联，它们两端电压U 相等，发热体电阻功率远大于指示灯功率，由2U P R=可知，在电压U 一定时，电功率越小，电阻越大，因此红色指示灯L 的电阻大。

（2）温度从15℃升高到65℃，水吸收的热量：()()354.210J/kg 1kg 6515 2.110J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃消耗的电能：5500W 00s 310J W Pt ==⨯1⨯6=⨯加热效率为：552.110J 100%70%310JQ W η⨯==⨯=⨯吸。

2．用快加热比用慢加热节约的时间：∆t =t ’-t =8264s -4132s=4132s 。

（2019·北京中考模拟）阅读《超导材料》超导材料1911 年，荷兰科学家昂内斯（Onnes ）用液氦冷却水银时发现，当温度下降到 4.2K （-268.98℃时）时，水银的电阻完全消失。

1913 年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在 4.2K 进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态。

后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。

初中物理2020中考物理-电力综合试题及答案解析.doc一、计算题（共21题）1.在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其I﹣U关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cm、阻值60Ω粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右，已知OA为10cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦；求：（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为5Ω；（2）无风时R0消耗的电功率。

（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。

2.某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R0＝10Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。

弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。

圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N，高60cm，底面积为100cm2．当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。

已知弹簧所受拉力F与其伸长量△L的关系如图乙所示。

闭合开关S，试问：（1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度减小，电压表示数减小。

（两空均选填“增大”或“减小”）（2）当水位处于位置A时，电压表的示数为多少？（3）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）3.图甲的储水容器底有质量0.5kg，底面积100cm2的长方体浮桶，桶上端通过轻质弹簧与紧贴力敏电阻的轻质绝缘片A相连，距容器底0.4m处的侧壁有排水双控阀门。

2020年中考物理电学综合计算题及答案一、电磁学综合题1．（4）若要使恒温箱的设定温度低于80℃，由图乙知道，热敏电阻的阻值R 1将增大，衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A ，即要求控制电路中的总电阻不变，所以R 0的阻值必须调小。

（2019·江苏中考模拟）某同学设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U ＝6V ，R t 为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。

电磁铁线圈电阻不计，当线中的电流I ＞＝10mA 时，铁吸下与下触点A 接触；当I ＜10mA 时，衔铁松开与B 触点接触，U 2＝220V ，R 1＝48.4Ω（1）衔铁刚被吸下时，求R t 的阻值；（2）仅需在线框内加一根导线，即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线（3）求该电加热器处于加热挡时的电功率（4）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R 2的阻值【答案】（1）600Ω（2）（3）1000W （4）435.6Ω【解析】 【详解】(1) 当线中的电流I >=10mA 时, 衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时，R t 的阻值为： R t =1U I =36V1010A-⨯=600Ω; (2) 在线框内加一根导线，如图所示，衔铁吸下与下触点A 接触，电路中只有R 1，加热器处于加热状态，衔铁上触点B 接触，电路中R 1和R 2串联，加热器处于保温状态。

(3)该电加热器处于加热挡时的电功率:P 加热=221U R =()222048.4ΩV =1000W(4) 若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%, 则电加热器的保温时功率为： P 保温= P 加热⨯10%=1000W ⨯10%=100W,由P =2U R得，电加热器的保温时电路的总电阻为：R 总=2U P 保温=()2220100WV =484Ω,则R 2的阻值为：2．由图2可知，此时水温为60℃。

（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题： 无链条电动自行车无链条电动自行车，整体外形时尚，没有了链条，外观变得与普通自行车或电动车有些不同，如图所示。

2020年中考物理电学综合计算题及答案解析一、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．电动机的机械功W 机＝W −Q ＝3.3×105J −1.5×104J ＝3.15×105J ，（2019·天津中考模拟）如图甲所示，设闭合电路中的电流为I ，外部电路的等效电阻为R ，电源内部电阻为r(r 为定值)，电源电动势为E ，根据串联电路电压特点有E=IR+Ir 。

热点题型专练重难点28 综合计算题（四）——电热综合计算【解题思路】电热转化问题是中考计算题中最高频的考题，它往往结合生活实际，将热学计算、焦耳定律的运用，电功率的计算融为一体。

我们透过各种题目，发现这类题目，其实可以归纳为两类加热模式。

在前面已有介绍，在此，集中介绍，举例，配合练习，一举突破！一、串联式加热模型：如上图所示，对于两个电阻串联后组成的加热装置，都可以等效为这种模型。

当S闭合时，R1被短路，只有R2工作，这时处于加热状态，R2为一个阻值较小的电阻。

当S断开后，R1、R2串联，电路处于“保温”状态，R1是一个阻值较大的电阻。

对这类问题涉及的主要计算公式为：R2=U2/P加热；R=R1+R2=U2/P保温；P=P R1+P R2;W=Pt。

例1. （2019孝感市）家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于加热状态，当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开，使电饭锅进入保温状态。

某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。

（1）当锅内温度为100℃时，自动开关S与（选填“1”或“2”）连接，此时电饭锅处于（选填“加热“或“保温”）状态。

（2）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少？（3）电阻R1与R2的阻值之比为多少？（4）若要使该电饭锅的加热功率提高到1100W，可以给电阻R1并联一个阻值为多大的电阻R3？【答案】（1）1 加热（2）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为7.92×105J （3）电阻R1与R2的阻值之比为1：3 （4）可以给电阻R1并联一个阻值为220Ω的电阻R3【简析】（1）由题意可知，温度为100℃时（低于103℃），电饭锅处于加热状态。

根据图甲可知：开关S与“1”连接，只有R1连入电路，电路中电阻较小，根据P＝U2/R可知，此时的电功率较大，为加热状态。