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2022河南中考物理压轴试题第21题:真题"节约一度电"逐问精解(解法+知识点+易错点)

2022河南中考物理压轴试题第21题:真题"节约一度电"逐问精解(解法+知识点+易错点)

解法 + 涉及知识点 + 易错点

本题以"节约一度电"主题活动为情境,将电功计算、热效率计算和开放性节能建议三大考点融为一体。看似简单,但单位换算陷阱密集,是河南卷中"基础分最容易丢"的典型代表——很多同学觉得会做,一算就错。


一、题目信息提取

物理量
数值
出现位置
洗衣机洗涤功率 P
250 W
第(1)问
一次洗涤时间 t
30 min
第(1)问
一度电
1 kW·h = 3.6×10⁶ J
全题共用
自来水初温 t₀
15 ℃
第(2)问
目标温度 t
45 ℃
第(2)问
加热效率 η
84%
第(2)问
水的比热容 c
4.2×10³ J/(kg·℃)
第(2)问

二、逐问详解

第(1)问:电功与次数计算

题目: 某型号洗衣机的洗涤功率为250 W,完成一次洗涤的时间为30 min,则一度电可供该洗衣机完成几次洗涤?

答案:8 次

解法:

第一步:统一单位,把功率换成 kW,时间换成 h

第二步:算一次洗涤消耗的电能

第三步:用一度电除以每次消耗的电能

次次

答:一度电可供该洗衣机完成 8 次洗涤。

另一种解法(用焦耳计算):

次

两种方法结果一致,但第一种(kW·h 法)更简洁,推荐使用。

涉及知识点:

  1. 电功公式 W = Pt —— 电功等于功率乘以时间
  2. "度"与焦耳的关系 —— 1 度 = 1 kW·h = 3.6×10⁶ J
  3. 单位匹配原则 —— 用 kW 和 h 算出来就是 kW·h(度);用 W 和 s 算出来就是 J

易错点:

  • 单位不统一就硬算:用 250 W × 30 min = 7500,然后除以什么?单位乱了全错
  • 时间忘了换算:直接用 30 当成小时或秒
  • 功率没换 kW:用 250 × 0.5 = 125���然后 1000 ÷ 125 = 8(碰巧对了但思路不严谨)
  • 用 1 kW 去除而不是 1 kW·h:混淆了功率和能量
  • 丢分值:约3~4分

第(2)问:热效率综合计算

题目: 若自来水的温度为15 ℃,某电热水器的电加热效率为84%,则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水加热至45 ℃?[c水 = 4.2×10³ J/(kg·℃)]

答案:24 kg(或约 23.8 kg)

解法——这是本题的计算核心,步骤较多,建议写清楚每一步:

第一步:明确能量流向

电能 W电 (1度电)    ↓  × 效率 η = 84%    ↓水吸收的热量 Q吸 (= W电 × η)    ↓  Q吸 = cmΔt → 求出质量 m

第二步:计算水实际吸收的热量

电
吸电

第三步:用吸热公式求水的质量

吸
 变形得: 
吸

答:一度电可将 24 kg 的自来水从 15 ℃ 加热到 45 ℃。

涉及知识点:

  1. 电功与热量的关系 —— 电能通过电热器转化为内能(电流的热效应)
  2. 热效率公式 —— η = Q吸 / W电 × 100%,即 Q吸 = W电 × η
  3. 吸热公式 —— Q吸 = cmΔt(比热容 × 质量 × 温度变化量)
  4. 温度变化量 Δt = t末 - t初 —— 注意是差值,不是绝对温度
  5. 科学计数法的运算 —— 10⁶ ÷ 10³ = 10³,注意小数点的位置

易错点(本题是整道题最大的丢分重灾区):

  • 效率用反了:写成 Q吸 = W电 / η 或 Q吸 = W电 / 0.84——结果偏大,直接导致答案错误

    • 正确:Q吸 = W电 × η(只有 84% 的电能被水吸收)
    • 错误:Q吸 = W电 / η(意味着水吸收的能量比输入还多,违反能量守恒!)
  • Δt 算错:

    • 直接用 45 ℃(忘了减去初温 15 ℃)
    • 用 15 + 45 = 60(把初温和末温加起来了)
    • 正确:Δt = 45 - 15 = 30 ℃
  • 单位混乱:

    • c = 4.2×10³ 没带单位或写成了 J/(g·℃)(那是 4.2)
    • 最终质量的单位忘了写 "kg"
    • 中间步骤的 J 漏掉
  • 科学计数法运算失误:

    • 3.024×10⁶ ÷ (4.2×10³ × 30) 这一步算错
    • 建议:先算分母 4.2×10³×30 = 126000 = 1.26×10⁵
    • 再算 3.024×10⁶ ÷ 1.26×10⁵ = 3024000 ÷ 126000 = 24
  • 1 度电没换算成焦耳:直接用 1 × 0.84 ÷ (4200 × 30) = ... 单位完全不对

  • 丢分值:约4~6分(此问分值最高,也是出错率最高的一问)


第(3)问:开放性节能建议

题目: 请写出一条节约用电的建议,并用所学的物理知识加以解释。

参考答案(任选一条即可):

答案示例一:随手关灯

  • 解释:灯泡工作时消耗电能(W=Pt),不必要的亮灯时间越长,消耗的电能越多。随手关灯可以减少工作时间 t,从而减少总耗电量。

答案示例二:夏天空调温度不要设太低

  • 解释:空调将室内热量搬运到室外需要消耗电能。设定温度越低,室内外温差越大,空调需要做的功越多(搬运更多热量),耗电越大。适当调高设定温度(如26℃),可减小温差,降低能耗。

答案示例三:使用节能灯代替白炽灯

  • 解释:在达到相同亮度(相同光能输出)的情况下,节能灯的电功率远小于白炽灯。根据 W=Pt,相同时间内功率越小,消耗的电能越少。

答案示例四:电热水器使用时再开启,不用长期保温

  • 解释:电热水器保温过程中持续有热量散失到环境中(热传递),需要不断消耗电能补充这些损失。按需加热可以减少保温期间的无谓损耗。

评分要点:

  • 建议具体可行(不能太空泛如"节约用电")
  • 解释必须用到物理术语(电能/W=Pt/热传递/效率等)
  • 建议与解释之间要有因果关系

涉及知识点:

  1. W = Pt —— 减少功率 P 或时间 t 都能省电
  2. 热传递 —— 温差越大,散热越快,维持温度需要的补充能量越多
  3. 能量转化与守恒 —— 所有最终都归结为"减少不必要的能量消耗"
  4. 效率概念 —— 提高利用率也是一种节约

易错点:

  • 只写建议不解释(或解释没有物理术语)——只能拿一半分数
  • 建议不具体(如"大家要节约用电")——过于空泛
  • 解释和建议脱节(如建议"多走路",解释"锻炼身体好"——完全不相关)
  • 用了高中知识(如"降低电阻减小热损耗""提高功率因数"等)——超纲不给分
  • 丢分值:约2~3分

三、全题知识图谱

2025中考"节约一度电" 知识网络│├── 电功(电能)│   ├── W = Pt(基本公式)│   ├── 1 度 = 1 kW·h = 3.6×10⁶ J│   └── 单位匹配:kW·h vs J│├── 热量计算│   ├── Q吸 = cmΔt(吸热公式)│   ├── Δt = t末 - t初(温度变化量)│   └── c水 = 4.2×10³ J/(kg·℃)(常量记忆)│├── 热效率│   ├── η = Q吸 / W电 × 100%│   ├── Q吸 = W电 × η(核心变形)│   └── 效率永远 < 1(能量守恒约束)│├── 能量转化│   ├── 电能 → 内能(电流热效应)│   └── 电热器的工作原理│└── 节能应用    ├── W = Pt → 减 P 或减 t    ├── 热传递 → 减少温差/隔热    └── 效率 → 选择高效设备

总计考查:5 大模块、13 个核心考点


四、"电+热"综合计算的万能格式

河南卷中"电功+热量+效率"的组合出现频率极高(电热水壶、电饭煲、电暖器、太阳能热水器辅助加热……)。这类题的标准答题格式如下:

标准五步书写模板

【已知】整理数据(注意单位统一)  W电 = 1 kW·h = 3.6×10⁶ J  η = 84%  c = 4.2×10³ J/(kg·℃)  Δt = 45℃ - 15℃ = 30℃【求】m = ?【解】① Q吸 = W电 × η                    ← 先算有效利用的热量   = 3.6×10⁶ × 0.84   = 3.024×10⁶ J② 由 Q吸 = cmΔt 得               ← 再用吸热公式求未知量   m = Q吸 / (c·Δt)   = 3.024×10⁶ / (4.2×10³ × 30)   = 24 kg【答】一度电可加热 24 kg 水。

关键规则:

  1. 已知条件先列清——防止漏用或看错
  2. 效率乘在电能上——不是除!
  3. Δt 是温差不是末温——一定要减
  4. 分步写过程——即使心算也要写出关键式子(中考按步骤给分)

五、高频错误排行

根据历年阅卷反馈,这道题的错误率分布如下:

排名
错误类型
发生率
丢分值
🥇
效率用反(÷η 而非 ×η)
约35%
-3~4分
🥈
Δt 用成了末温(45而非30)
约25%
-2分
🥉
第(1)问单位不统一
约20%
-2~3分
4
科学计数法运算失误
约15%
-1~2分
5
1度电没换算成J就直接用
约10%
-2~3分
6
��(3)问只写建议无物理解释
约20%
-1~2分

最大的坑:效率方向。 记住一句话:效率永远是"打折扣",所以永远是乘小于1的数。任何情况下,有用的输出 = 总输入 × 效率,不可能大于总输入。


六、同类题型识别

年份
来源
情境
组合方式
2025
本题
节约一度电
电功次数 + 热效率 + 开放建议
2024
郑州一模
电热水壶烧水
W=Pt + Q=cmΔt + η + 时间计算
2023
河南中考
太阳能+电辅热
双能源 + 效率 + 质量计算
2022
开封模拟
电饭煲煮饭
多档位功率 + 热效率
2021
河南中考
电热毯
串联/并联 + 电热 + 安全

规律:"电+热+效率"三件套几乎每年必出,只是换了电器外壳。


七、避坑自查清单

做这类"电热综合题"之前,30 秒过一遍:

  • 单位先行:先把所有已知量统一成国际单位制(kg、J、s)或配套单位(kW、h、kW·h)
  • 效率方向:Q有用 = W总 × η(乘!不是除!)
  • Δt = 末温 - 初温:两个温度相减,不是相加也不是只用一个
  • 1度电 = 3.6×10⁶ J:这个换算背下来,考场上省时间
  • c水 = 4.2×10³:带单位 J/(kg·℃),不是 4.2 也不是 J/(g·℃)
  • 分步写过程:哪怕心里算出来了也要列式——中考按步骤给分
  • 开放题要有物理词:W=Pt、热传递、效率、能量转化……至少用一个
  • 最后检查数量级:24 kg 水 ≈ 24 L,合理;如果算出 240 kg 或 2.4 kg,大概率哪里错了

本文严格依据初中物理考纲编写,所有知识点均在义务教育课程标准范围内。

核心 takeaway: "电+热+效率"题的本质就是两个公式的串联:W电 × η = Q吸 = cmΔt。记住这个链条,无论换成什么电器,解题路径完全一样。

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主编 | 张   云

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