2024年中考物理二轮（广东专用）专题突破计算题专题复习四、力、热、电综合计算

第二部分　专题突破 专题三　计算题 四、力、热、电综合计算 1 1．(2023·大庆)图甲为某品牌饮水机，其铭牌如图丙所示，图乙为其内部简化电路图，该饮水机有加热和保温两个挡位。R1、R2均为电热丝，当热水箱中水温降至70 ℃时通过自动开关S2切换到加热挡，当温度达到100 ℃时自动切换到保温挡，饮水机始终在额定电压下工作，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。求： 2 (1)电热丝R1的阻值； (2)热水箱中的水由70 ℃加热到100 ℃所吸收的热量； (3)饮水机处于保温挡工作22 s时间内电热丝R1产生的热量。 3 解：(1)由图知，开关S2接b时，电路中只有R2， 当开关S2接a时，电路中R2和R1串联，总电阻最大，饮水机处于保温状态， 由 可知饮水机处于加热状态， 则R2的阻值 ＝44 Ω 电路的总电阻R总＝R1＋R2＝ ＝484 Ω 电热丝R1的阻值R1＝R总－R2＝484 Ω－44 Ω＝440 Ω 4 (2)水吸收的热量 Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－70 ℃) ＝1.26×105 J (3)由欧姆定律可得保温挡时电路中的电流 I＝ A 由串联电路的电流规律可知，通过电热丝R1的电流 I1＝I＝ A 5 答：略。 根据Q＝I2Rt可得，饮水机处于保温挡工作22 s时间内电热丝R1产生的热量 Q＝ R1t＝ ×440 Ω×22 s＝2 000 J 6 2．(2023·辽宁)铁岭市对大通街路面改造的过程中，使用了如图所示的一款履带运输车运送石料。空载运输车的质量为3 t，履带与地面的总接触面积为1.2 m2。一次运送中，运输车在2 min内沿水平路面匀速直线行驶600 m，行驶中受到的阻力为104 N。求：(g取 10 N/kg，燃料热值q取4.5×107 J/kg) 7 (1)空载运输车静止时对水平路面的压强； (2)这次运送中，运输车发动机的功率； (3)若行驶中受到的阻力不变，发动机的效率是40%， 10 kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离。 8 解：(1)空载运输车的重力 G＝mg＝3 000 kg×10 N/kg＝3×104 N 空载运输车静止时对水平路面的压力F＝G＝3×104 N 空载运输车静止时对水平路面的压强 p＝ ＝2.5×104 Pa 9 (2)因为运输车匀速直线行驶，受力平衡，所以发动机的牵引力F牵＝f＝104 N 这次运送中，运输车发动机做的 W＝F牵s＝104 N×600 m＝6×106 J 运输车发动机的功率P＝ ＝5×104 W 10 答：略。 (3)10 kg的燃料完全燃烧放出的热量 Q放＝m燃料q＝10 kg×4.5×107 J/kg＝4.5×108 J 发动机做的有用功 W有＝Q放η＝4.5×108 J×40%＝1.8×108 J 该车沿水平路面匀速直线行驶的距离 s′＝ ＝1.8×104 m 11 3.现在市面上流行如图甲所示的新型电饭锅，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，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电阻丝，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丙所示。求： 12 (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：米饭吸收的热量？ [c米饭＝4.2×103 J/(kg·℃)] (3)电饭锅在0～15 min这段时间内加热的效率？ 13 解：(1)开关S闭合时，电路为R2的简单电路，此时电路中的总电阻最小，电路中的电流最大， (2)米饭吸收的热量 Q吸＝cm(t－t0) ＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.1 kg×(100 ℃－20 ℃) ＝3.696×105 J (3)开关S断开时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻最大，电路中的电流最小， 由图丙可知，电路中的电流I＝3 A，由I＝ 可得，R2的阻值R2＝ ≈73.3 Ω 14 由图丙可知，电路中的电流I′＝2 A， 由图象可知，0～15 min内I＝3 A时的工作时间 t′＝10 min＝600 s I′＝2 A时的工作时间t″＝5 mi