专题61力热电综合计算类问题（解析版）_02中考总复习（2026版更新中）_04-物理-中考总复习_2024年中考复习资料_二轮复习

关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 2024年物理二轮中考总复习71个重难点亮点专题专炼（全国通用） 第六篇 力热电综合体系必考重难点专题 专题61 力热电综合计算类问题 1.（ 2023湖南株洲）图甲为家用储水式电热水器，容积为60L，功率为2kW，主要由箱体、制热、控制和 进出水系统组成，其内部结构如图乙所示。解答下列问题。 （1）电热水器的外壳和内胆之间所用的保温材料，从节能方面看，应具有______（填“绝热”或“导 热”）性能。储水腔内出水管的位置比进水管高，因热水密度比冷水小，故储水腔内______（填“热” 或“冷”）水在上。在水压作用下，热水通过位置较高的出水管口不断流出； （2）储水腔储满水时，水的质量为______kg。要将这些水由20℃加热到预设温度70℃，需要吸收的热  量为______J；已知 =1.0103kg/m3，c =4.2103J/（kg·℃），1L=1.010-3m3 水 水 （3）制热系统工作0.5h消耗_______kW·h的电能。 1.26107 【答案】 （1）绝热 热 （2）60 （3） 1 【解析】（1）为了减少热量散失，电热水器的外壳和内胆之间所用的保温材料，应该具有绝热性能，以减 少能量损耗。 因热水密度比冷水小，出水管的位置比进水管高，所以储水腔内应该是热水在上边。 （2）储水腔储满水时，水的质量为 mV 1.0103kg/m3601.0103m3 60kg 这些水需要吸收的热量为 Q cmt 4.2103J/kg℃60kg70℃20℃1.26107J 吸 （3）制热系统工作0.5h消耗的电能为 W  Pt 2kW0.5h 1kWh 2.如图，甲是电子秤的原理图（图中压力表是用电流表改装的）。已知电源电压为24V，电阻R=60Ω， 0 压力传感器R 的阻值随所受压力F变化的图象如图乙，压力传感器表面能承受的最大压力为400N，压 x 杆与压力传感器的接触面积是2×10﹣4m2（取g=10N/kg，托盘和压杆的质量忽略不计）。求： 1关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （1）托盘里的物体质量越大，压力传感器的阻值如何变化？ （2）当通过压力表电流为0.2A时，压力传感器上方托盘里物体的质量是多少kg？ （3）当压力为200N时，通电700s，R 产生的焦耳热能使质量为0.1kg的水温升高多少℃？ 0 【答案】（1）2×106（2）40（3）1 【解析】本题考查学生对串联电路电流和电阻特点、电功率和压强知识的掌握，同时结合欧姆定律分析 实际问题得出正确结论，要学会灵活运用欧姆定律。 根据公式p=F/S求出传感器能够承受的最大压强；根据图乙分析压力为200N时，传感器的阻值； 根据公式I=U/R计算出通过电路中的电流；由公式P=UI=I2R计算出R 的电功率。 0 （1）称量时，托盘里的物体质量越大，物体的重力越大。因为在水平面上物体的压力和自身的重力相等， 所以压力传感器所受的压力越大，由乙图象可知，压力传感器的阻值越小。所以托盘里的物体质量越 大，压力传感器的阻值越小。 （2）当通过压力表电流为0.2A时，由I=U/R得电路总电阻为 R =U/I=24V/0.2A=120Ω 总 根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得： R=R ﹣R=120Ω﹣60Ω=60Ω x 总 0 根据图象可知当R=60Ω时，传感器受到的压力为F=400N x 0 由于托盘和压杆的质量忽略不计，设托盘里物体的质量为m,则F=G=mg 0 m=F/g=400N/10N/kg=40kg 0 （3）由图甲知，R 与R 串联，由图乙知，当压力为200N时，由乙图可知压力传感器R 的阻值是180Ω 0 x x 则通过R 的电流： 0 I=I= =24V/(180Ω+60Ω)=0.1A 0 R 产生的焦耳热：Q=I2Rt=（0.1A）2×60Ω×700s=420J 0 0 0 Q =Q 吸 根据物体吸热公式Q =cm(t-t)得到 吸 o △t=(t-t)=Q /cm=Q/cm=420J/[4.2×103J /（kg·℃）×0.1kg]=1℃ o 吸 3．我们生产、生活中利用的能量，追根溯源，大都来自太阳。 （1）用一块太阳能电池给电路供电，使5Ω的电阻中通过了0.2A的电流。则电阻1min内产生的热量是 多少？ （2）一个太阳能热水器的容量为80L,装满水后，使这些水的温度从10C升高至40C，则水需要吸收 2关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 多少热量？（c＝4.2×103J/（kg·℃），  =1.0103kg/m3 ） 水 （3）一辆太阳能汽车接收到4107J的光能。其中有8%用于汽车的牵引力做功，若匀速行驶时汽车的 牵引力为200N，这辆汽车能匀速行驶多远？ 【答案】12J 1.008107J 16km 【解析】(1)电阻1min内产生的热量  I (0.2A) 5Ω60s12J Q 2Rt 2 (2)水的体积 V 80L80dm3 0.08m3 水 m 由 可得水的质量 V m  V 1.0103kg/m30.08m3 80kg 水 水 水 水吸收的热量 Q c m tt 4.2103J/（kg℃）80kg  40C10C  1.008107J 吸 水 水 0 (3)汽车的牵引力做功 W  E8%4107J8%3.2106J 由W  Fs可得这辆汽车能匀速行驶的距离 W 3.2106J s   1.6104m16km F 200N 4. 如图所示是某款电热水壶及相关信息表。现在该水壶内装入1L、初温为20℃的水，放置在水平桌 面上。接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开。求： 额定功率 1000W 自重 5N 与桌面接触面积 200cm2 （1）装入水后水壶对桌面的压强； （2）水吸收的热量； （3）此电热水壶在额定电压下正常工作7min可将1L水烧开，试计算该电热水壶的加热效率。[c ＝ 水 4.2×103J/（kg•℃），g＝10N/kg] 3关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 【答案】（1）装入水后水壶对桌面的压强为750Pa； （2）水吸收的热量为3.36×105J； （3）该电热水壶的加热效率为80%。 【分析】（1）知道水壶内装水的体积，根据ρ＝ 求出水壶内装水的质量，根据G＝mg求出水壶内水的 重力，装入水后水壶对桌面的压力等于水和水壶的重力之和，根据p＝ 求出装入水后水壶对桌面的 压强； （2）知道水的质量和比热容以及初温、末温（在标准大气压下水的沸点是100℃），根据Q ＝cm（t﹣t） 吸 0 求出水吸收的热量； （3）电热水壶在额定电压下正常工作时的功率和额定功率相等，根据W＝Pt求出消耗的电能，利用η ＝ ×100%求出该电热水壶的加热效率。 【解答】（1）水壶内装水的体积： V ＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3， 水 由ρ＝ 可得，水壶内装水的质量： m ＝ρ V ＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg， 水 水 水 水壶内水的重力： G ＝m g＝1kg×10N/kg＝10N， 水 水 装入水后水壶对桌面的压力： F＝G +G ＝10N+5N＝15N， 水 水壶 装入水后水壶对桌面的压强： p＝ ＝ ＝750Pa； （2）在标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量： Q ＝c m（t﹣t）＝4.2×103J∕（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J； 吸 水 0 （3）由P＝ 可得，电热水壶消耗的电能： 4关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 W＝Pt′＝1000W×7×60s＝4.2×105J， 该电热水壶的加热效率： η＝ ＝ ×100%＝80%。 【点评】本题考查了密度公式、重力公式、压强公式、吸热公式、电功公式、效率公式的综合应用，要注 意在标准大气压下水的沸点是100℃。 5.（ 1）小明检测到家庭最大电流为5A，要买一个电热水壶，一个为“220V，1000W”，一个为“220V， 1500W”，小明选了1000W的，请根据计算说出为什么不选1500W的？ （2）电热水壶的电线很短，因此电阻______产生热量______，更加安全； （3）小明把一个电热水壶插进插座，打开开关，突然家里的用电器都不工作了，请写出可能的两个原因： ①___________；②___________； （4）比较电热水壶和电炉的加热效率，请从下图中选择一组________。 A. B. C. （5）实验：将1L水加热至沸腾，探究电热水壶的效率。求：设计实验方案并写出效率表达式。 物理量 方法（应说明测量道具、物理量） 结论（用题目所给物理量表示） 水的密度ρ 水的比热容c ___________ η=___________ 热水壶额定功率 P 【答案】（1）见详解 （2）小 少 （3）电热水壶内部电路短路 电热水壶功率过大 （4） B （ 5）见详解 1103c(t t ) 2 1 100% Pt 【解析】（1）“220V，1000W”的电热水壶的额定电流为 P 1000W I  1  4.5A 1 U 220V “220V，1500W”的电热水壶的额定电流为 5关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 P 1500W I  2  6.8A 2 U 220V 因为家庭最大电流为5A，I<5A，I>5A，故不选择1500W的电热水壶。 1 2 （2）由导体电阻的影响因素可知，导体越短，其电阻越小。 QI2Rt 根据焦耳定律 可知，在电流和通电时间一定的情况下，导体电阻越小，导体放出的热量越少， 电热壶就更加安全。 （3）导致家里的用电器都不工作的原因有两个，分别是用电器内部电路短路或用电器功率过大，使得 家庭电路中总电流过大导致空气开关跳闸或保险丝烧断。 （4）比较电热水壶和电炉的加热效率，应控制加热功率和被加热水的质量相同，故应选择B图所示电 炉。 V 1L1103m3 （5）1L水的体积为 1L水的质量为 mV 1103kg/m31103m3 1kg 用天平和烧杯称量出1kg的水倒入电热水壶中，用温度计测量并记录此时的温度为t，闭合电热水壶 1 开关，用秒表记录加热至沸腾的时间t，用温度计测量并记录沸腾时的温度为t。 2 Q W  Pt 电热水壶放出的热量为 放 水吸收的热量为 Q cmt c1103m3(t t ) 吸 2 1 电热水壶的加热效率为 Q c1103m3(t t )  吸 100% 2 1 100% Q Pt 放 6．图1是小亮家某品牌小厨宝（小体积快速电热水器）。某次正常加热工作中，其内胆装有5L的水，胆 内水的温度随时间变化的图像如图 2所示。已知小厨宝正常工作时的电压为 220V，额定功率为 2200W，水的比热容为c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）。问： 6关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （1）该小厨宝内胆装有水的质量为 kg； （2）由图象可知，加热5min，水温升高了 ℃，吸收的热量为 J； （3）本次加热小厨宝消耗了 J的电能，该小厨宝的发热电阻阻值为多少？ 【答案】（1）5；（2）30；6.3×105；（3）6.6×105；22。 【解析】（1）根据密度公式 ＝ 知水的质量为： ρ m＝ 水V＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg； （2）ρ由图2可知，在5min的加热时间里，水的初温t 0 ＝20℃，末温t＝50℃， 水升高的温度为：△t＝50℃﹣20℃＝30℃， 则水吸收的热量： Q吸 ＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×30℃＝6.3×105J； （3）根据P＝ 得消耗的电能为： W＝Pt′＝2200W×5×60s＝6.6×105J； 根据P＝ 知该小厨宝的发热电阻阻值为： R＝ ＝ ＝22 。 Ω 7.进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车。下表是这种汽车的主要参数。（g取10N/kg） 空车质量 800kg 每个轮胎与地面接触面积 50cm2 电池容量 44kW•h 标准承载 200kg 最大续航（充满电最大行驶路程） 200km 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，电动机工作时能量的转化是 。电动机的工作原理是 。 （2）标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少？ （3）图2是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图象，标准承载下，电动汽车以速度匀速行驶1分钟的 7关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 耗电量为0.4kW•h，电动机的效率是多少？ （4）若某燃油汽车百公里耗油6升，每升油5.5元，电动汽车充电每度0.8元，通过计算比较使用燃油 汽车与电动汽车哪种更经济？ 【答案】（1）电能转化为机械能；通电线圈在磁场中受力转动； （2）标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是5×105Pa； （3）电动机的效率是75%； （4）使用电动汽车更经济。 【解析】（1）电动机正常工作时，将电能转化为机械能，是利用通电线圈在磁场中受力转动原理工作的； （2）乘客与车的总质量： m=m+m=800kg+200kg=1000kg， 1 2 汽车对水平地面的压力： F=G=mg=1000kg×10N/kg=104N， 汽车与水平地面的总接触面积： S=4S=4×50cm2=200cm2=2×10﹣2m2， 0 汽车对水平地面的压强： p= = =5×105Pa； （3）由图可知，电动汽车做匀速直线运动，当t=3s时，s=60m， 1 1 则电动汽车行驶的速度： v= = =20m/s， 电动汽车以速度匀速行驶1分钟的路程： s=vt=20m×60s=1200m， 电动汽车的牵引力： F=f=0.09G=0.09×104N=900N， 1 电动汽车牵引力做的功： 8关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 W =Fs=600N×1200m=1.08×106J， 有 1 电动汽车发动机的效率： η= ×100%= ×100%=75%； （4）燃油汽车100km费用：6L×5.5元/L=33元， 电动汽车100km费用：22kW•h×0.8元/kW•h=17.6元， 因为17.6元小于33 元，所以使用电动汽车费用少，更经济。 8.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： 额定电压220V额定加热功率2000W容量 1.5L频率50Hz （1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多少Ω？ （2）装满水后，壶中水的质量是多少kg？（1L=1×10-3m3） （3）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收多少热量？[c =4.2×103J/（kg•℃）] 水 （4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要多长时间？ 【答案】（1）24.2（2）1.5（3） 5.04×105J（4）252s 【解析】（1）方法一：加热电阻的阻值R=U2/P=（220V）2/2000W=24.2Ω 方法二：I=P/U=2000W/220V=（100/11）A R=U/I=220V/（100/11）A=24.2Ω （2）装满水后，壶中的水的质量 m=ρV=1×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg （3）水的末温：t=100℃ 水吸收的热量：Q ＝cm（t－t）=4.2×103J/（kg·℃）×1.5kg×（100℃-20℃） 吸 0 =5.04×105J （4）消耗的电能：W=Q =5.04×105J 吸 所需要的时间：t=W/P=5.04×105J/2000W=252s=4.2min 9.如图所示的电路中，电源电压为8V，R是阻值为40Ω的定值电阻，压敏电阻R的阻值随压力的变化 2 1 情况如图乙所示。当开关S闭合后，问： 9关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （1）当压敏电阻R 受到的压力从0增加到3N的过程中，电流表示数的变化是______（填“增大”“减 1 少”）？ （2）当电流表示数为0.4A时，压敏电阻受到的压力为多少？ （3）当电路连续工作10mim，电阻R产生的热量为多少？ 2 （4）若此热量的84%给20g的水加热，则水温升高多少？ 【答案】（1）增大（2）2N（3）960J （4）9.6℃ 【解析】（1）由图甲所示电路图可知，两电阻并联接在电源两端，电流表测干路电流； 由图乙所示可知，压力F由0增大到3N时，R 的阻值由100欧减小到30欧，则： 1 当F=0时，I=I +I =U/R+ U/R =0.28A； 1 2 1 2 当F=3N时，I=I ′+I =≈0.47A；所以，电流表示数变大． 1 2 （2）通过定值电阻的电流：I=0.2A， 2 电流表示数为0.4A时，通过压敏电阻的电流： I=I-I =0.4A-0.2A=0.20A， 1 2 此时压敏电阻阻值：R=40Ω， 1 由图乙所示可知，R=40Ω时，F=2N，则压力为2N； 1 （3）电阻R 产生的电热： 2 Q=W=UIt=8V×0.2A×10×60s=960J； 2 2 （4）由Q =cm△t，可得△t=9.6℃． 吸 10.如图所示是一种家用蒸汽电熨斗的实物图和铭牌，使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室，迅 速汽化产生向下的蒸汽 （1）蒸汽电熨斗正常工作时电阻丝的电阻； （2）在熨斗水箱中注入0.3kg的水，将它平放在水平桌面上，求：熨斗对衣服的压强； 10关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （3）用熨斗汽烫前先预热，使金属底板的温度从20℃升 高到220℃，温控开关自动断开，已知金属的 质量为1kg，金属底板的比热容为0.46×103J/（kg℃）问蒸汽熨斗预热的过程中金属底板吸收多少热 量？ （4）汽烫时，水滴入汽室，由于水升温汽化而带走热量，当金属底板温度降到190℃时，温控开关自动 闭合，电熨斗正常工作，当加热到220℃时，温控开关自动断开，停止加热，如此反复，若蒸汽电熨斗工 作情况按如图所示的规律变化时，则12min熨烫一件衣服共消耗多少电能？ 【答案】（1）48.4Ω；（2）1000Pa．（3）9.2×104J；（4）5.4×105J． 【解析】（1）蒸汽电熨斗正常工作时电阻丝的电阻： R= = =48.4Ω； （2）电熨斗对衣服的压力： F=G=mg=（1.3kg+0.3kg）×10N/kg=16N． 对衣服的压强：P= = =1000Pa． （3）蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量 11.（ 2023无锡）图甲是某型号电开水器结构简图，图乙是它的电路原理图。控制进水口的浮球阀由不 ABC CD 锈钢浮球、绕O点转动的金属杆 、连杆 、活塞组成。使用时，将插头插入家庭电路的插座中， 电压为220V。冷水自进水口进入冷水箱，再经连通管进入煮水箱，当冷水箱水位达到设定高度，浮球 AB CD 浮起， 水平，连杆 水平向右推动活塞堵住进水口，停止进水，同时开关S 闭合，开关S 与触点 2 1 R 2接通，煮水箱中的电热管 1工作，额定煮水功率为3300W，水沸腾后经出水管溢入贮水箱，冷水再 补充入煮水箱，冷水箱中水位下降，进水口打开进水，同时S 断开，重复上述过程，至贮水箱中注满水 2 R 660W 后，开关S 与触点1接通，贮水箱中的电热管 2工作，进行保温，额定保温功率为 。保温时，S 1 3 11关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 0.02A 同时接通，当电磁铁线圈中的电流达到 ，衔铁P被吸起（开关断开）；当电磁铁线圈中电流减小 到 0.01A ，衔铁P被释放（开关重新接通），使贮水箱内热水温度维持在 90℃~95℃ 。 R 3是定值电阻。 R T是热敏电阻，其温度与贮水箱内水温相同，温度每升高 1℃ ，电阻减小 100 ，电磁铁线圈的电阻忽 c 4.2103J/kg℃  1.0103kg/m3 10N/kg 略不计。（ 水 ， 水 ，g取 ） （1）该电开水器正常工作时，熔断器上通过的最大电流为______； 3A 12A 15A 18A A． B． C． D． R （2）该电开水器煮水箱电热管 1连续正常工作1小时能产生33L的开水，若冷水温度为22℃，开水 100℃ 温度为 ，则煮水箱的加热效率为_______； 0.55kg ABC （3）冷水箱中的浮球质量为 ，金属杆 质量和体积忽略不计，进水口被活塞堵住不能进水 时，若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆CD受到活塞对它水平向左的推力为30N；若浮球全部浸没 90N m3 于水中，此时连杆能够承受活塞的水平推力为 ，则浮球体积为______ ，贮水箱中保温控制电 路的电压U是______V。 【答案】 （1） C （2） 91% （3）1.2×10-2 10 R 【解析】（1）由题意可知，开关S 闭合，开关S 与触点2接通，煮水箱中的电热管 1工作，额定煮水功 2 1 率为3300W，工作电路中功率最大，所以熔断器上通过的最大电流 P 3300W I  最大  15A 最大 U 220V 12关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 33L （2） 的开水的质量 mV 1103kg/m333103m3 33kg 冷水温度为22℃，开水温度为100℃，则水吸收热量 Q cmΔt 4.2103J/kg℃33kg100℃-22℃10810800J 吸 R 电热管 1连续正常工作1小时，产生热量 Q  Pt 3300W3600s11880000J 放 则煮水箱的加热效率 Q 10810800J  吸 100% 100%91% Q 11880000J 放 0.55kg （3）浮球质量为 ，则浮球的重力 G m g 0.55kg10N/kg 5.5N 球 球 若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆CD受到活塞对它水平向左的推力为30N；浮球全部浸没于水中， 此时连杆能够承受活塞的水平推力为90N，由于力的作用是相互的，则一半浮球受到浮力 F  F F 90N+30N=60N 浮 推1 推2 由阿基米德原理可得，浮球的体积 F 60N V 2V 2 浮 2 1.2102m3 球 排 g 1103kg/m310N/kg 90℃~95℃ 0.02A 贮水箱内热水温度维持在 ，则温度在95℃时，电磁铁线圈中的电流达到 ，衔铁P R 被吸起， T是热敏电阻，其温度与贮水箱内水温相同，温度每升高 1℃ ，电阻减小 100 ，设此时电阻为 R T，则贮水箱中保温控制电路的电压 U 0.02AR R  1 3 T ① 13关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 R R 500Ω 温度在90℃时，电磁铁线圈中电流减小到 0.01A ，衔铁P被释放，此时 T电阻为 T ，则贮水 箱中保温控制电路的电压 U 0.01AR R 500Ω 1 3 T ② 联立①②解得U=10V 1 14关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 15