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专项一 热学综合
1．（2026 重庆）如图所示，重庆荣昌安陶的非遗工匠正在制作陶坯。下列说法正确的是（ ）
A．切削陶泥的刀很锋利，是为了减小压强
B．按压陶泥塑形，说明力能改变物体的运动状态
C．潮湿的陶坯晾干是由于水发生了升华现象
D．制作间弥漫着陶泥的芬芳，说明分子在做无规则运动
【答案】D
【解析】A．切削陶泥的刀很锋利，是通过减小受力面积来增大压强，故A 错误；
B．按压陶泥塑形，陶泥形状改变，说明力能改变物体的形状，故B 错误；
C．潮湿的陶坯晾干是水发生了汽化现象，变成了水蒸气，故C 错误；
D．制作间弥漫着陶泥的芬芳，这是扩散现象，说明分子在做无规则运动，故D 正确。
故选D。
2．（2026 四川泸州）“风过泸州带酒香”，明代青铜麒麟温酒器是泸州酒文化的重要符号。它左右两侧的
考点分类
2026 年中考命题解读
创新考法
热学综合
重点考查内能改变方式、比热容及热机
效率。题目常结合生活实例或新能源技
术，强调物理观念与科学思维，注重对
能量转化与守恒定律的理解及应用能
力的考察
创设“火星探测器”或“新型储能电站”
等情境，要求分析其温控系统原理；或
结合“碳中和”背景，计算并比较不同
燃料的热值与环保效益，体现跨学科融
合
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圆鼓与前胸、臀部内腔贯通，圆鼓内注水，中间空腔放炭火，将盛有酒的壶置于鼓中即可温酒，如图所示。
关于麒麟温酒器温酒时涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．水能从左侧圆鼓流入右侧圆鼓，是利用了连通器的原理
B．中间空腔放燃烧的木炭，木炭燃烧将内能转化为化学能
C．加热一段时间后，从麒麟嘴部喷出的“白气”是水蒸气
D．温酒过程，是通过做功的方式增加酒的内能
【答案】A
【解析】A．连通器是上端开口、底部相互连通的容器，本题中麒麟温酒器左右圆鼓和内腔贯通，符合连通
器的结构特点，水能流动利用了连通器原理，故A 正确；
B．木炭燃烧将化学能转化为内能，故B 错误；
C．水蒸气是肉眼不可见的气体，喷出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故C 错误；
D．温酒过程中，热量从炭火传递给水、再传递给酒，是通过热传递的方式增加酒的内能，故D 错误。
故选A。
3．（2026 四川广元）2026 年5 月24 日，在酒泉卫星发射基地，长征2F 遥23 号火箭把搭载3 名宇航员的
神舟23 号飞船成功送入太空。火箭点火时，发动机向下喷出高温高压气体，发射架底座用于降温的液态水
瞬间变成水蒸气。下列说法正确的是（ ）
A．水由液态变为气态，是升华现象
B．水由液态变为气态，是汽化现象
C．水由液态变为气态，分子间作用力变大 D．选用液态水降温的原因是水的比热容小
【答案】B
【解析】AB.物质由液态变为气态的过程是汽化，升华是指物质由固态直接变为气态的过程，故A 错误，B
正确；
C.水由液态变为气态，体积膨胀，分子间间隙变大，分子间作用力会变小，故C 错误；
D.选用液态水降温，是因为水的比热容大，水是常见物质中比热容最大的。相同质量的水和其他物质相比，
若升高相同的温度，水能吸收更多热量，降温效果更好，故D 错误。
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故选B。
4．（2026 陕西）新石器时期，古人就将盛有食物的陶甑置于盛水的陶罐上，加热陶罐中的水，产生的水蒸
气通过陶甑底部的孔眼将食物加热，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．加热时，陶罐中的水发生了升华
B．水蒸气与食物接触后，发生了液化
C．水蒸气与食物接触后，温度从水蒸气传递给了食物
D．陶甑中食物的内能是通过做功的方式改变的
【答案】B
【解析】A．加热时陶罐中的水变为水蒸气，属于液态变为气态的汽化过程，故A 错误；
B．水蒸气遇到温度较低的食物，变为液态水，是气态变为液态的液化过程，故B 正确；
CD．热传递过程中传递的是热量，不是温度，水蒸气与食物接触后，热量从水蒸气传递给食物，食物内能
增加，是通过热传递改变了内能，故CD 错误。
故选B。
5．（2026 黑龙江绥化）（多选）我国古人曾发明一种点火器，结构如图所示。取火时握住套筒，然后向内
猛推推杆，前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。下列说法正确的是（ ）
A．艾绒燃烧是化学能转化为内能
B．推入推杆过程中是通过做功方式改变气体的内能
C．推入推杆使筒内气体分子运动加快
D．推入推杆过程与汽油机做功冲程的能量转化相似
【答案】ABC
【解析】A．艾绒燃烧时，化学能主要转化为内能，故A 正确；
B．推入推杆过程中，推杆压缩筒内气体，对气体做功，是通过做功的方式改变气体的内能，故B 正确；
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C．推入推杆使筒内气体温度升高，气体分子热运动加快，故C 正确；
D．推入推杆过程与汽油机的压缩冲程相似，均为机械能转化为内能；汽油机做功冲程是内能转化为机械能，
故D 错误。
故选ABC。
6．（2026 四川凉山）如图所示是凉山特色美食“烤洋芋”，它是将土豆直接放在炭火上烘烤而成的，烘烤
过程通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式改变土豆的内能，烤好的土豆冒着“白气”是水蒸
气______（填物态变化名称）形成的小水珠。
【答案】 热传递 液化
【解析】炭火烤土豆是通过热传递改变土豆内能；白气是水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
7．（2026 河南）石子饼是河南特色面食。如图是将面饼放在烧热的石子上烙制的情景，面饼的内能增加是
通过___________的方式实现的；空气中弥漫着面饼的香味，这是___________现象。
【答案】 热传递 扩散
【解析】改变内能的方法有两种：做功和热传递。将面饼放在烧热的石子上烙制，内能从石子转移到面饼
上，这是通过热传递改变面饼的内能。由于分子在不停的做无规则运动，空气中弥漫着面饼的香味，这种
现象叫做扩散。
8．（2026 四川达州）如图所示，在热机的原理实验中，完全燃烧
3
3 10
kg
−
的酒精可放出________ J 的热量；
加热过程中观察到风车慢慢转动，其能量转化方式与内燃机的________冲程类似。（
7
3.0 10 J/kg
q
=
酒精
）
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【答案】
4
9 10
做功
【解析】完全燃烧
3
3 10
kg
−
酒精放出的热量为
7
3
4
3.0 10 J/kg 3 10
kg=9 10 J
=
Q
q
m
−
=
放
酒精
实验中，水受热汽化为水蒸气，高温蒸汽推动风车转动，能量转化为内能转化为机械能，内燃机的做功冲
程为燃气的内能转化为活塞机械能，因此和做功冲程能量转化一致。
9．（2026 黑龙江）用燃气灶将2kg 的水从20℃加热到70℃消耗天然气
3
0.025m ，则该燃气灶的加热效率
是________，天然气是________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。（
7
3
4.2 10 J/m
q
=
天然气
）
【答案】 40% 不可再生
【解析】水吸收的热量为
(
)
(
)
3
5
Δ
4.2 10 J / kg
2
70
20
4.2 10 J
Q
cm t
kg
=
=
−
=
吸
℃
℃
℃
天然气完全燃烧放出的热量为
3
7
3
6
0.025m
4.2 10 J / m
1.05 10 J
Q
Vq
=
=
=
放
该燃气灶的加热效率为
5
6
4.2 10 J
100%
100%
40%
1.05 10 J
Q
Q
=
=
=
吸
放
天然气属于化石能源，无法在短期内从自然界得到补充，因此属于不可再生能源。
10．（2026 新疆）我国古代著作《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的百科全书。
(1)书中记录了釜的铸造。将铁水注入模具中凝固成釜，铁水凝固过程中_____________（选填“吸收”或
“放出”）热量，但温度不变，说明铁是_____________（选填“晶体”或“非晶体”）。铸釜过程中使用
鼓风设备提高燃料的利用率时，_____________（选填“能”或“不能”）提高燃料的热值。
(2)如图所示是书中记录的没水采珠的场景。采珠人下潜过程中相对于采珠船是_____________（选填“运
动”或“静止”）的，潜入海中的深度越深，采珠人受到海水的压强_____________（选填“越大”或“越
小”），到达海底时采珠人_____________（选填“具有”或“不具有”）惯性。
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【答案】(1)放出 晶体 不能 (2)运动 越大 具有
【解析】（1）铁水凝固过程需要放出热量，且凝固过程中，铁水的温度始终保持不变，说明它具有一定的
凝固温度，即凝固点，因此属于晶体。
热值是燃料的属性，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，因此使用鼓风设备提高燃料的利用
率时不能提高燃料的热值。
（2）采珠人下潜过程中相对于采珠船的位置发生改变，因此是运动的。
采珠人潜水过程中液体的密度不变，潜入海中的深度越深，由p
gh
=
可知，采珠人受到海水的压强越大。
惯性是物体的属性，只与物体的质量有关，因此到达海底时采珠人仍具有惯性。
11．（2026 黑龙江）热机是获取动力的主要机械，广泛应用于生产生活中。某科技小组在跨学科实践活动
中，制定了以下学习流程。
项目提出及项目分析
(1)研究热机的工作原理。
如图甲所示，试管中的水沸腾后，橡胶塞被冲出，水蒸气的_____能转化为橡胶塞的______能，此过程与汽
油机的_____冲程原理相同。在加热过程中，酒精灯内剩余酒精的热值______（选填“增大”“减小”或“不
变”）。
项目实施
(2)受上述实验启发，如图乙所示，小华在易拉罐内注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的笔管尾端插入易
拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放在金属圈上并固定。笔管的尖端对准小风车的扇叶。点燃酒
精灯，易拉罐中水的内能增加是通过_______的方式实现的，此过程______（选填“遵循”或“不遵循”）
能量守恒定律。当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
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项目延伸
(3)展示交流后，小聪又用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖。如图丙所示扭转瓶
子，轻轻松动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时出现“白雾”。“白雾”是水蒸气_____（填物态变化名
称）形成的。
【答案】(1)内 机械 做功 不变 (2)热传递 遵循 (3)液化
【解析】（1）试管内水蒸气推动橡胶塞冲出时，水蒸气对塞子做功，自身的内能转化为橡胶塞的机械能；
汽油机的做功冲程也是内能转化为机械能，因此原理相同；
热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与质量无关，因此酒精灯内剩余酒精的热值不变。
（2）酒精灯加热过程中，热量从酒精灯传递给易拉罐和水，是通过热传递的方式改变水的内能；
能量守恒定律是自然界的普遍规律，所有能量转化或转移过程都遵循能量守恒定律。
（3）瓶盖被冲出时，瓶内气体对外做功，内能减小、温度降低，瓶内气态水蒸气遇冷变为液态小水滴，也
就是“白雾”，这个物态变化是液化。
12．（2026 湖北）现存于湖北省博物馆的曾侯乙铜鉴缶（图甲）被誉为我国最早的保温箱和冰箱，冬天在
外层鉴腹内装入热水，可让内层铜缶内的酒升温，夏天则装入冰块让酒降温。为研究其温酒的热效率，在
内外两个金属容器中分别加入0.4 kg 酒和适量热水（图乙），记录它们的温度随时间变化情况（图丙）。
[
(
)
3
3.0 10 J / kg
C
c
=
酒
]
(1)0
15 min
水的内能__________（填变化趋势），酒吸收的热量Q
=
酒
__________ J 。
(2)0
15 min
水放出的热量
5
2 10 J
Q
=
水
，热效率
Q
Q
=
酒
水
__________%，热效率不能达到100%是因为
____________________。
(3)夏天给酒降温，若铜鉴缶的外壁出现水珠，这是__________现象（填物态变化名称）。
【答案】(1)不断减小
4
6 10
(2)30 有一部分热量散失到空气中（容器吸收了部分热量）
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(3)液化
【解析】（1）由图丙可知，0
15 min
水的温度不断降低，所以内能不断减小。
由图丙可知，酒的初温是0℃，末温是50℃，酒吸收的热量为
3
4
3.0 10 J/(kg
C) 0.4kg (50 C
0 C)=6 10 J
Q
c m t
=
=
−
酒
酒
（2）热效率为
4
5
6 10 J
30%
2 10 J
Q
Q
=
=
=
酒
水
热效率达不到100%的原因：有一部分热量散失到空气中（容器吸收了部分热量）。
（3）空气中的水蒸气遇冷变成小水珠，属于液化现象。
13．（2026 甘肃武威）“雨生百谷”反映了谷雨时节气温回升，雨水增多，有利于作物生长的特点。雨后
清晨，山间常常弥漫白雾；遇到“倒春寒”，农民会在傍晚向稻田灌水，防止秧苗受冻。请结合所学物理
知识，回答下列问题：
(1)山间起雾时，发生了什么物态变化？简述其变化过程。
(2)向稻田灌水为什么能防止秧苗受冻？
【答案】(1)液化；清晨温度较低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成白雾。
(2)水的比热容大，夜晚温度降低时，水能释放出更多的热量。
【解析】（1） 略
（2）根据热量计算公式
Δ
Q
cm t
=
，在质量m 和降低的温度Δt 相同时，水的比热容c 远大于泥土等物质，因
此水放出的热量更多，可有效减缓秧苗周围环境温度的下降，避免秧苗因低温受冻。
14．（2026 黑龙江）暖锅历史悠久，常见的暖锅材质有两种，铜锅受热快，煮出的食材脆嫩、味鲜；砂锅
壁厚底沉，煮出来的汤较醇厚。将暖锅架在火上，汤先是“滋滋”的细响，待汤滚了，变成“咕嘟咕嘟”
的闷响，锅边冒出细密的“白气”。随着时间推移，菜入油香、肉入菜味。请根据以上材料找出两个现象，
并写出相对应的物理知识。
(1)现象1：________________。
物理知识：________________。
(2)现象2：________________。
物理知识：________________。
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【答案】(1)现象：锅边冒出细密的“白气”
物理知识：水蒸气遇冷液化形成小水滴
(2)现象：菜入油香、肉入菜味
物理知识：分子在不停地做无规则运动，发生扩散现象
【解析】（1）锅边冒出细密的“白气”是因为锅中水沸腾之后汽化成水蒸气，水蒸气在向上飘的过程中遇
冷液化成小水珠。
（2）菜入油香、肉入菜味是因为分子在不停地做无规则运动，发生扩散现象。
15．（2026 四川泸州）小陈在探究水沸腾前后温度变化的特点的实验中，用到如图甲所示的电加热器，它
的简化电路如图乙所示。旋转开关S 分别接通触点1、2，可实现慢速加热、快速加热。已知慢速加热和快
速加热的功率分别为800 W 、1000 W ，电源电压恒为220 V ，
1R 、
2
R 为定值电阻，水的比热容为
(
)
3
4.2 10
/ kg
J
C
。某次实验时，将开关拨到触点2，加热200 g 的水，温度从30 C
升高到80 C
，用时2 min 。
求：
(1)水吸收的热量；
(2)电加热器此次加热的效率；
(3)电阻
2
R 的阻值。
【答案】(1)
4
4.2 10 J
(2)35% (3)12.1
【解析】（1）水升高的温度Δ
80 C 30 C
50 C
t =
−
=
根据物体吸热公式得，水吸收的热量
Δ
Q
cm t
=
吸
(
)
3
4
4.2 10
/ kg
0.2kg 50
4.2 10
J
C
C
J
=
=
（2）由题意可知，开关接触点2 时为快速加热挡，功率
1000
P
W
=
快
根据电能公式W
Pt
=
，可得电加热器消耗的总电能
5
1000
2 60
1.2 10
W
W
s
J
=
=
根据效率公式可得，电加热器此次加热的效率
100%
Q
W
=
吸
4
5
4.2 10
100%
35%
1.2 10
J
J
=
=
（3）开关S 接2 时，只有R1接入电路，为快速加热，根据电功率推导公式
2
U
P
R
=
，可得R1的阻值
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2
2
1
(220 )
48.4Ω
1000
U
V
R
P
W
=
=
=
快
开关S 接1 时，R1与R2串联，为慢速加热，总功率
800
P
W
=
慢
则电路总电阻
2
2
(220 )
60.5Ω
800
U
V
R
P
W
=
=
=
总
慢
根据串联电路电阻规律可得，R2的阻值
2
1
60.5Ω
48.4Ω
12.1Ω
R
R
R
=
−
=
−
=
总
16．（2026 江苏连云港）小明家有一个电热水壶，内部电路如图所示，它有“加热”和“保温”两挡，正
常工作时电路的总功率分别为1100 W 和22 W 。
(1)若不计电阻随温度的变化，忽略A、B 指示灯电阻的影响，求电阻
1R 和
2
R 的阻值。
(2)该电热水壶将质量为2 kg
的水，从20 C
加热至100 C
，求水需要吸收的热量。[
(
)
3
4.2 10 J / kg C
c
=
水
]
【答案】(1)44Ω；2156Ω (2)
5
6.72 10 J
【解析】（1）由图可知电路电源电压
220V
U =
加热时仅
1R 工作，电阻
(
)
2
2
1
1
220V
44Ω
1100W
U
R
P
=
=
=
保温时
1R 与
2
R 串联，总电阻
(
)
2
2
2
220V
2200Ω
22W
U
R
P
=
=
=
总
故电阻
2
1
2200
44
2156 Ω
R
R
R
=
−
=
−
=
总
（2）根据热量公式，水需要吸收的热量
(
)
(
)
3
5
Δ
4.2 10 J / kg C
2kg
100-20
C
6.72 10 J
Q
c m t
=
=
=
水
17．（2026 江苏苏州）小区使用管道天然气为住户供气，所用天然气热值为
7
3
3
.5 10 J/m
。某天，小明家
利用燃气热水器将20kg 的水从20℃加热40℃，热水器的加热效率为80%。已知水的比热容
(
)
3
4.2 10 J/ kg
C
c
=
水
。求：
(1)水升温吸收的热量Q吸。
(2)消耗的天然气体积V 。
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【答案】(1)
6
1.68 10 J
(2)
3
0.06 m
【解析】（1）水升温吸收的热量
(
)
3
6
Δ
4.2 10 J / kg
C
20kg
40 C
20 C
1.68 10 J
Q
c m
t
=
=
−
=
吸
水
水
（
）
（2）天然气完全燃烧放出的热量
6
6
1.68 10 J
2.1 10 J
80%
Q
Q
=
=
=
吸
放
消耗天然气的体积
6
3
7
3
2.1 10 J
0.06m
3.5 10 J/m
Q
V
q
=
=
=
放
18．（2026 四川自贡）图甲是某款多功能煮茶器，实践小组分析其工作原理，绘出简化电路图如图乙所示。
已知煮茶器的最大容量为1 L，额定电压为220 V ，加热效率为84%。闭合开关S ，开关K 接触点1，进行
加热；当加热完成时，K 自动跳转接触点2，保温功能启动，“保温挡”的额定功率为88W 。加热模式有
低、中、高三个挡位，其中“低温挡”的额定功率为220 W ，
1R 、
2
R 为加热电阻，且
2
1
4
R
R
=
。取
(
)
3
4.2 10 J / kg
C
c
=
水
，
3
3
1.0 10 kg / m
=
水
。求：
(1)在“保温挡”时，流过电阻R 的电流；
(2)该煮茶器“中温挡”的额定功率；
(3)将最大容量的水从20 C
加热至75 C
所用的最短时间。
【答案】(1)0.4A (2)1100W (3)200s
【解析】（1）保温挡时，开关K 接2，电路中只有电阻R 工作，已知保温挡额定功率
88W
P =
保
，额定电压
220V
U =
。根据电功率公式 P
UI
=
得电流
88W
0.4A
220V
P
I
U
=
=
=
保
（2）计算中温挡的额定功率，分析加热电路（K 接1）：低温挡时
1S 断开、
2
S 接a ，
1
R 与
2
R 串联，总电阻
最大，功率最小。已知
2
1
4
R
R
=
，因此总电阻
1
2
1
5
R
R
R
R
=
+
=
低
根据
2
U
P
R
=
，低温挡功率满足
2
1
220W
5
U
P
R
=
=
低
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整理得
2
1
1100W
U
R =
中温挡时
1S 闭合、
2
S 接a ，只有
1
R 接入电路，总电阻为
1
R ，因此中温挡额定功率
2
1
1100W
U
P
R
=
=
中
（3）要使加热时间最短，需选用功率最大的高温挡。高温挡时
1S 闭合、2
S 接b ，1
R 与
2
R 并行，总功率最大。
2
R 的功率
2
2
2
2
1
1100W
275W
4
4
U
U
P
R
R
=
=
=
=
因此高温挡总功率
2
1100W
275W
1375W
P
P
P
=
+
=
+
=
高
中
最大容量
3
3
1L
1 10 m
V
−
=
=
由密度公式
m
V
=
得
3
3
3
3
1.0 10 kg/m
1 10 m
1
m
V
kg
−
=
=
=
水
水温度变化Δ
75 C
20 C
55 C
t =
−
=
由吸热公式
Δ
Q
c m t
=
吸
水
得𝑄吸= 4.2 × 103 J/(kg · °C) × 1 kg × 55 °C = 2.31 × 105 J
已知加热效率
84%
=
，由效率公式
Q
W
=
吸，消耗电能W
P t
=
高，变形得
5
2.31 10 J
200s
0.84 1375W
Q
t
P
=
=
=
吸
高
19．（2026 天津）如图甲所示，用电热水壶把质量1kg 的水从20℃加热到70℃，用时300s，加热过程中
电力监测仪示数保持不变，如图乙所示。已知
3
4.2 10 J / kg C
c
=
水
（
），求：
(1)水吸收的热量；
(2)该电热水壶的热效率。
【答案】(1)
5
2.1 10 J
(2)87.5%
【解析】（1）水吸收的热量
(
)
(
)
3
5
0
4.2 10 J / (kg
C) 1kg
70 C
20 C
2.1 10 J
Q
c m t
t
=
−
=
−
=
吸
水
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（2）由图乙知电热水壶功率为800.0W，根据
W
P
t
=
得电热水壶300s 电流做功
5
800.0W
300s
2.4 10 J
W
Pt
=
=
=
则电热水壶的效率
5
5
2.1 10 J
87.5%
2.4 10 J
Q
W
=
=
=
吸
20．（2026 山东烟台）某家用电热水壶有加热和保温两个挡位，内部电路由温控开关和两段电热丝组成，
加热挡的功率是保温挡的5 倍。采用加热挡加热时，将2kg 的水从20℃升高50℃需要用3.5min 的时间。
已知电源电压为220V，水的比热容为
(
)
3
4 2 10 J/ kg
．
℃，若电热丝放出的热量完全被水吸收，求：
(1)3.5min 内水吸收的热量；
(2)电热水壶保温挡的功率；
(3)若电热水壶内部电路因故损坏，现用规格为0.5Ω/cm 的电热丝和一个开关组装电路，以实现原有功能，
请把你设计的内部电路画在虚线框中，将整个电路图补充完整，并通过计算说明需要截取的两段电热丝的
长度。
【答案】(1)
5
4.2 10 J
(2)400W (3)
两段电热丝并联，长度分别为242cm 和60.5cm，R1直接并联在电源两端，R2与温控开关串联后并联在电源
两端。
【解析】（1）根据c
Q
m t
=
得水吸收的热量
(
)
3
5
Δ
4 2 10 J/ kg
2kg 50 C
4.2 10 J
Q
cm t
=
=
=
吸
．
℃
（2）电热丝放出的热量完全被水吸收，因此电热水壶消耗的电能
5
4.2 10 J
W
Q
=
=
吸
加热时间
3.5min
210s
t =
=
根据
W
P
t
=
得，加热挡功率
5
4.2 10 J
2000W
210s
W
P
t
=
=
=
加热
保温挡功率
1
2000W
400W
5
5
P
P
=
=
=
保温
加热
（3）并联方案：
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开关S1断开，R1单独工作，保温挡工作，根据
2
U
P
R
=
得
2
2
1
(220V)
121Ω
400W
U
R
P
=
=
=
保温
R1长度1
121Ω
242cm
0.5Ω / cm
l =
=
开关S1闭合，R1与R2并联，加热挡工作，有
2
2
2
(220V)
30.25Ω
2000W
400W
U
R
P
P
=
=
=
−
−
加热
保温
R2长度2
30.25Ω
60.5cm
0.5Ω / cm
l =
=
串联方案：
开关S1闭合，R1单独工作，加热挡工作，有
2
2
1
(220V)
24.2
2000W
U
R
P
=
=
=
加热
R1长度1
24.2Ω
48.4cm
0.5Ω / cm
l =
=
开关S1断开，R1与R2串联，保温挡工作，有
2
2
2
1
(220V)
24.2Ω
96.8Ω
400W
U
R
R
P
=
−
=
−
=
保温
R2长度2
96.8Ω
193.6cm
0.5Ω / cm
l =
=
21．（2026 内蒙古）内蒙古某机场为防止积雪压损航站楼，在面积为4000m
2的航站楼顶部（可视为平面），
均匀铺设多段规格相同的电热丝用于融雪。各段电热丝并联连接，正常工作电压为220 V ，每段电热丝电阻
为220 Ω ，融雪过程中电热丝产生热量的70%被周围的雪吸收。某次雪后，航站楼顶部雪的厚度均为2cm，
电热丝开始正常工作，10min 将周围的雪的温度从-10℃升至-5℃。雪的密度取
3
3
0.11 10 kg/m
，雪的比热容
取
(
)
3
2.1 10 J / kg
C
。求
(1)通过每段电热丝的电流；
(2)10 min 内每段电热丝周围的雪吸收的热量；
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(3)为使覆盖航站楼顶部的雪在10 min 内均从-10℃升至-5℃，至少需要铺设多少段电热丝。
【答案】(1)1A (2)
4
9.24 10 J
(3)1000 段
【解析】（1）各段电热丝并联连接，所以各支路电压相等，都等于电源电压，则通过每段电热丝的电流
220V
1A
220Ω
U
I
R
=
=
=
（2）工作时间
10min
600s
t =
=
10min 内每段电热丝产生的热量
2
2
5
(220V)
600s
1.32 10 J
220Ω
U
Q
t
R
=
=
=
放
则雪吸收的热量
5
4
70% 1.32 10 J
9.24 10 J
Q
Q
=
=
=
吸
放
（3）雪的厚度
2
0.02m
h
cm
=
=
雪的体积
2
3
4000m
0.02m
80m
V
Sh
=
=
=
雪的总质量
3
3
3
3
0.11 10 kg/m
80m
8.8 10
m
V
kg
=
=
=
雪的温度变化
(
)
Δ
5 C
10 C
5 C
t = −
−−
=
雪吸收的总热量
(
)
3
3
7
Δ
2.1 10 J /
C
8.8 10
5 C
9.24 10 J
Q
cm t
kg
kg
=
=
=
总吸
电热丝段数
7
4
9.24 10 J
1000
9.24 10 J
Q
n
Q
=
=
=
总吸
吸
段
22．（2026 黑龙江）小明发现家中电水壶有加热和保温两种功能。如图所示是其内部电路的简图，其中电
阻为R1、R2的电阻器都是用来加热的（阻值不变）。S1是总开关。通过开关S2可以实现加热和保温两种功
能的切换。电水壶正常工作时的加热功率为1000W，保温功率为44W。求：
(1)把质量为1kg 的水从20℃加热到100℃的过程中，水吸收的热量；
(2)不计热量损失，该电水壶正常工作时，用加热功能完成上述加热过程需要的时间；
(3)电阻R2是多少。
【答案】(1)
5
3.36 10 J
(2)336s (3)1051.6Ω
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【解析】（1）温度变化量Δ
100
20
80
t =
−
=
℃
℃
℃
水吸收的热量
3
5
Δ
4.2 10 J/(kg
) 1kg 80
3.36 10 J
Q
cm t
=
=
=
吸
℃
℃
（2）不计热量损失，电水壶消耗的电能
5
3.36 10 J
W
Q
=
=
吸
根据功率公式
W
P
t
=
，变形得加热时间
5
3.36 10 J
336s
1000W
W
t
P
=
=
=
加
（3）电源电压
220V
U =
，当
2
S 接1 时，只有
1
R 接入电路，总电阻最小，根据
2
U
P
R
=
，电压不变时，电阻
越小功率越大，因此此时为加热状态；
当
2
S 接2 时，
1
R 与
2
R 串联，总电阻最大，功率最小，为保温状态。
由
2
U
P
R
=
变形得：
2
2
1
(220V)
48.4Ω
1000W
U
R
P
=
=
=
加
保温状态的总电阻
2
2
(220V)
1100Ω
44W
U
R
P
=
=
=
总
保
根据串联电路电阻规律
1
2
R
R
R
=
+
总
，得
2
1
1100Ω
48.4Ω
1051.6Ω
R
R
R
=
−
=
−
=
总
23．（2026 黑龙江绥化）小齐家鱼缸内装有50 kg 的水，为了防止冬季水温过低，他购买了标有“220 V 440
W”的电热丝
1R 和“220 V 220 W”的电热丝
2
R 。（电热丝的电阻不随温度变化）
元件类型
符号
功能
温控开关
1
S
温度低于20℃时闭合，高于20℃时断开
2
S
温度低于20℃时断开，高于20℃时闭合
3
S
温度低于30℃时闭合，高于30℃时断开
4
S
温度低于30℃时断开，高于30℃时闭合
(1)求电热丝
1R 正常工作时的电流及2 min 电流通过
1R 所做的功；
(2)求水温从20℃升高到30℃吸收的热量；
(3)将
1R 、
2
R 串联接入家庭电路工作时，求
1R 、
2
R 两端电压之比；
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(4)小齐设计的加热电路需要满足以下要求：（a）当水温低于20℃时，启动高温挡快速加热；（b）当水温
在20℃至30℃之间时，启动低温挡保温；（c）当水温高于30℃时，断开整个电路。为此，他找到了4 个
温控开关（功能见下表），从中选择两个开关设计了如下图所示的电路。
①请在电路图相应位置标出符合要求的开关符号；
②按设计连好电路后，为调整功率，小齐取下某一根电热丝，剪掉一截后接回原电路。再启动低温挡，测
得其中一根电热丝两端电压为121 V，请计算此时电路的总功率。
【答案】(1)2A，
4
5.28 10 J
(2)
6
2.1 10 J
(3)1:2 (4)①
，
②198W 或242W
【解析】（1）已知电热丝R1常工作时的电流
1
1
440W
2A
220V
P
I
U
=
=
=
额
电流做功
4
1
440W
2 60s
5.28 10 J
W
Pt
=
=
=
（2）根据吸热公式可得，水吸收的热量
Δ
Q
cm t
=
吸
(
)
(
)
3
6
4.2 10 J /
C
50
30 C
20 C
2.1 10 J
kg
kg
=
−
=
（3）根据
2
U
P
R
=
，计算两电热丝电阻
2
2
1
1
(220V)
110Ω
440W
U
R
P
=
=
=
额
2
2
2
2
(220V)
220Ω
220W
U
R
P
=
=
=
额
串联电路电流处处相等，根据U
IR
=
，电压之比等于电阻之比，即
1
1
1
2
2
2
110Ω
1
220Ω
2
U
IR
R
U
IR
R
=
=
=
=
（4）① 根据要求分析：水温低于20℃需要高温挡加热，此时左侧开关闭合，R2被短路，只有R1接入电路
中，功率最大，因此左侧开关需要低于20℃闭合，选S1；干路开关需要在水温高于30℃断开整个电路，因
此干路开关需要低于30℃闭合，选S3。
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② 导体剪掉一截后电阻减小，若剪R1，R1电阻变小，其两端电压会小于原电压约73.3V，R2两端的电压会
大于原电压约146.7V，不可能得到121V，因此只能是剪R2.分两种情况计算：
若
1
R 两端电压为121V，电路中的电流
1
1
121V
1.1A
110Ω
U
I
R
=
=
=
总功率
220V 1.1A
242W
P
UI =
=
=
总
若剪掉后的R2两端电压为121V，R1两端的电压
'
1
220V 121V
99V
U =
−
=
电路电流𝐼′
′
=
𝑈1′
𝑅1 =
99V
110Ω = 0.9A
总功率𝑃总= 𝑈𝐼′
′
= 220V × 0.9A = 198W
