专题20 计算题（力、电、热综合）（讲练）-【上好课】2025年中考物理二轮复习讲练测（全国通用）

模块四 热点专题 专题20 计算题（力、电、热综合） 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03核心精讲·题型突破 考点一 电热综合 【真题研析】 ►考法01 电热综合计算 【核心精讲】 ►知识点一 电热综合计算 【命题预测】 考点二 力热综合 【真题研析】 ►考法01 力热综合计算 【核心精讲】 ►知识点一 力热综合计算 【命题预测】 考点三 力电综合 【真题研析】 ►考法01 力电综合计算 【核心精讲】 ►知识点一 力电综合计算 【命题预测】 考点要求 命题预测 电热综合 题型特点 计算题是中考中区分度较高的一种题型，分值大，综合性强。此类试题多从生活、生产、交通环保、能源和前沿科技等热点、焦点问题中提炼出需要计算的问题，运用多个物理原理、规律及公式进行计算、分析、说理，从而考查学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。 解题策略 计算题可以用多种方式考查学生学习物理知识的思维方式或分析解决问题的思路。解答计算题时一般分四步进行：第一步是认真审题，明确现象和过程，确定给出的条件或题目中隐含的条件；第二步是找关系，即针对题目内容分析，确定解决问题的方向，选择合适的规律和公式，找准相关物理量之间的关系；第三步是列出表达式，这一步是在明确了各个已知量、未知量之间存在的关系后，根据公式或规律列出相应的表达式，并推导出待求物理量的计算式；第四步是代入数据求解，这一步需要先把所用到的已知物理量的单位统一，再把已知量的数据代入计算式中，通过正确运算，得出答案。 力学、热学与电学的综合计算题是中考的必考题。题目从力、热、电的角度，设置并列式或递进式的问题，利用表格、铭牌或图像提供信息，知识跨度大，综合性强，难度高。解题过程中，应结合题中条件，联系对应的物理模型，选择恰当的公式分析求解。 力热综合 力电综合 考点一 电热综合 考法01 电热综合计算 1．（2024·山东青岛·中考真题）小明家里有两只加热方式不同的水壶，甲是用天然气加热的水壶，乙是电热水壶．已知燃气灶用最大火力烧水时每小时燃烧0.16m3天然气，加热水的热效率为60%；天然气的热值为，价格约为3元/m3，电热水壶工作时的功率为2000W，加热水的热效率为80%，当地居民用电的价格约为0.5元，小明要将2升的水在1标准大气压下烧开，。 (1)求水吸收的热量； (2)请你从省时和省钱两个角度中任选一个，通过计算说明用哪只壶更省时或更省钱。 2．（2024·甘肃兰州·中考真题）小亮用电热水壶将质量为1.5kg、初温为20℃的水加热到80℃，在只有电热水壶工作的情况下，他观察到家中标有“”的电能表的指示灯在240s内闪烁了144次，已知水的比热容为。求： （1）水吸收的热量； （2）电热水壶的实际功率； （3）电热水壶的工作效率。 3．（2024·广东深圳·中考真题）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如下表所示。 （1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少？ 额定电压 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W 4．（2024·四川南充·中考真题）如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为，双触点开关只能在触点1和、和3及3和4之间切换。、是两个阻值不变的发热元件，其中。现将此电热水壶装入初温为的水，接到的家庭电路中，选用加热挡加热至。已知该电热水壶加热效率为，，。求： （1）电热水壶中水吸收的热量； （2）加热挡的电功率； （3）需要的加热时间。 5．（2024·山东日照·中考真题）为了研究家用电器对电路的影响，物理老师带领同学们进行了探究。 (1)老师带来一个标有“220V5.5A”的电热水壶，在壶中装入1.5L水，初始温度为27℃。仅将电热水壶接入图甲所示的电能表所在的电路，加热7.5min，电能表的转盘转过了250r； ①电热水壶消耗的电能是多少? ②消耗的电能中有70%的能量被水吸收，则水的温度变为多少？[，] ③若电热水壶的电阻始终保持不变，则该过程中电热水壶工作的实际电压是多少？ (2)为了研究家用电器电压偏低的原因，老师指导同学们设计了如图乙所示的电路进行模拟实验：、、相当于家用电器电饭煲、电暖器、电烙铁；由于实际中输电线较长，电阻不可忽略，相当于输电线的电阻。依次闭合S和、、，描绘出两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的规律，如图丙所示。则随着接入电路的家用电器增加，输电线电阻上的电压怎么变化？ 知识点一 电热综合计算 内容 知识 电热综合计算 电热综合计算题一般用电热器给水加热作为情景，涉及吸热公式电功、电功率等知识，有时也会涉及加热效率。 1．如图甲是小梦购买的一款其有加热和保温两挡功能的电热饭盒，图乙为其工作原理图，已知两个发热电阻的阻值相等，额定电压为，额定加热功率为。 (1)只闭合开关S时，电热饭盒处于加热挡还是保温挡？请说明理由； (2)求一个发热电阻的阻值； (3)电热饭盒正常加热，恰好把质量为的水加热到，求此过程中电热饭盒的加热效率。 2．重庆火锅，又称麻辣火锅，深受广大重庆老百姓的喜爱，俗话说：没有一个难题是一顿火锅解决不了的。如图甲就是一款常见的便携式电火锅，图乙是其简化电路图，它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱，正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，为242Ω，为60.5Ω（忽略温度对电阻的影响）。求： (1)的阻值； (2)电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，此时的加热效率； (3)用电高峰时，小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅和液晶电视机一起独立工作，用高温挡加热19℃的1kg的汤水，刚好加热到100℃，用时500秒，电能表的表盘转了420转，火锅前后的加热效率不变，请通过计算判断此时通过液晶电视机的电流。[电能表的铭牌上标有，汤水比热容假定为水的比热容，] 3．小李同学家购置一台电热油汀取暖器，它是一种安全可靠的空间加热器，外观及铭牌如图甲和表格所示。据了解，该电热油汀的工作物质是一种油，这种油的密度，比热容约为。 ______电热油汀 额定电压 220V 额定功率 1100W 液体体积 请你分析并解答： (1)该电热油汀正常工作10min，求油汀中油升高的温度（不考虑热量损失）； (2)求电热油汀电热丝的阻值大小； (3)为了使电热油汀的实际加热功率可以调节，他找来一个旧的电位器（滑动变阻器），将它串联在电路中对电热油汀进行改装，改装后的简化电路图如图乙所示。要求改装后电热油汀的加热功率变化范围为44W~1100W，求电位器接入电路的阻值范围。 4．图甲为电火锅，简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现三挡的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，功率为2200W，当S1闭合，S2连接触点B时，处于中温挡，功率为1100W，图丙是在一次使用过程中电火锅功率与时间的关系图像，求： (1)处于高温挡时电火锅工作的电流； (2)本次使用过程中，在“中温挡”阶段消耗的电能； (3)电火锅在“高温挡”阶段，将4kg的火锅汤从30℃加热到96℃，此过程中电火锅的热效率。[c火锅汤=4.0×103J/（kg·℃）] 5．图甲是某品牌多功能牛奶加热器，其简化电路图如图乙所示。当开关S转到触点“1”时，加热器处于高温消毒挡，可以对空奶瓶进行消毒；当开关S转到触点“2”时，加热器处于恒温保温挡；当开关S转到触点“3”时加热器处于加热挡，此时电流表的示数为A。[牛奶比热容：c牛奶=4×103J/(kg·℃)] （1）将装有质量为180g、初温为15℃的牛奶的奶瓶置于加热器中，当开关S转到触点“3”时，3min后可以将牛奶温度升高20℃。试求： ①牛奶吸收的热量是多少J？ ②加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率是多少？ （2）已知R1=R3，若牛奶加热器消毒挡的电流为保温挡的4倍，则保温挡时R2两端的电压多大？ 6．图甲是一款多功能电煮锅，图乙为该电煮锅简化电路图，其中开关可以断开、接或接，和都是用于加热的纯电阻，电煮锅的部分参数如下表所示（和的电阻值不随温度变化而变化）。求： 项目 额定电压（V） 低温挡功率（W） 中温挡功率（W） 高温挡功率 参数 220 550 1100 (1)电煮锅处于中温挡正常工作时，求电路中的电流大小； (2)、的值以及正常工作时高温挡的功率是多少？ (3)在某次用电高峰期，利用高温挡将质量为的汤汁由20℃加热至沸腾，所用时间，已知电煮锅的热效率为80%，汤汁的比热容为，求此时的实际电压。（在标准大气压下） 7．小明购买了一支如图甲所示的3D打印笔，这是一支能在空气中书写的笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的PLA塑料丝，塑料丝在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状．此3D打印笔有快、慢两个挡位，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中快挡打印30s，电能表指示灯闪烁2次，刚好将4g的塑料丝从20℃加热到260℃，已知该3D打印笔慢挡打印功率为20W，、是用于发热的定值电阻，塑料丝的比热容为。求： (1)3D打印笔在快挡时，打印30s，塑料丝吸收的热量； (2)的阻值； (3)3D打印笔在快挡时打印30s，3D打印笔消耗的电能转化为塑料丝的内能的效率。 8．图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成。电流鉴别器相当电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝的阻值为24.2Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器（调温电阻）的最大阻值为130Ω；热敏电阻置于热水器内部，其阻值随温度t变化的关系如乙图所示。当电流鉴别器的电流达到50mA时，开关断开，加热电路停止加热。 (1)开关闭合，求加热电路的电功率； (2)当最高控温设置在80℃时，滑动变阻器接入电路中的阻值应为多少？ (3)当最高控温设置在80℃时，若不计能量损失，用电热水壶把2kg水从30℃开始加热，通电200s后，请通过计算说明加热电路是否已经停止加热； (4)为了要使最高控温降低，请你写出一种可行的方法。 考点二 力热综合 考法01 力热综合计算 1．（2024·陕西·中考真题）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为。（g取，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 2．（2024·内蒙古·中考真题）2023年3月29日，我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机成功首飞。这架飞机翼展为13.5m，机身长度为8.2m，高压气态储氢罐可储氢4.5kg，最大起飞质量可达1260kg。达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为6×104Pa；在空中以60m/s的速度匀速巡航时，前置螺旋桨提供的牵引力为1.4×103N。已知氢的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg。求： (1)达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时轮胎与地面的总接触面积； (2)高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量； (3)飞机以60m/s的速度匀速巡航30min牵引力所做的功。 3．（2024·山东东营·中考真题）休渔政策有利于海洋渔业持续、稳定、高质量发展。5月1日起，我市开始进入海洋伏季休渔期；9月1日休渔期结束后，各渔港码头“千帆竞发”，渔船可出海进行捕捞作业。如图为某型号渔船，其部分参数如表。（g取10N/kg） 总长度（m） 34.2 宽度（m） 6 排水量（t） 200 最大吃水深度（m） 2.1 发动机额定动力输出功率（kW） 280 鱼舱容量（m3） 147 (1)该渔船满载时，求它受到的浮力； (2)满载时，求船底受到海水的压强；（海水取1×103kg/m3） (3)为方便保鲜，现需要将质量为3×103kg、温度为19℃的海水降低到4℃，求此过程放出的热量；[c海水取4.2×103J/（kg·℃）] (4)若发动机以额定动力输出功率运行1h，消耗燃油60kg，求内能转化为机械能的效率。（q油取4.2×107J/kg） 4．（2024·江苏镇江·中考真题）某油电混合动力汽车沿平直公路以的速度匀速行驶，从A处到B处用时，此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶。汽车行驶过程中所受阻力恒为。设汽油在汽缸内完全燃烧，且热值近似取。 (1)求A、B两地间的距离。 (2)求在上述行驶过程中： ①牵引力对汽车所做的功。 ②消耗的汽油质量。 (3)从B处开始，司机关闭发动机，汽车滑行至C处停止。在此过程中，汽车通过动能回收装置将动能减少量的60%转化为电能。若这些电能可供功率为的用电器持续工作。求汽车在B处时的动能。 知识点一 力热综合计算 内容 知识 力热综合计算 1.汽车、汽艇、飞机、推土机等机械，构建了力、热之间的联系，因而成了力与热综合计算的载体 2.常用物理公式 、、、、或、是解题常用的公式，热机仍是试题考查的重要载体。 1．某新型节能汽车，它的油箱最多可加45kg燃油，它行驶时所受阻力的大小与速度的关系见表： 速度v（m/s） 10 20 30 40 阻力f/N 0.3×102 1.2×102 2.7×102 3.6×102 已知汽车发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，汽车使用的燃油的热值为4.5×107 J/kg，求： (1)汽车油箱中加满燃油，这些燃油完全燃烧获得的能量是多少焦？ (2)汽车油箱加满燃油，并且以30m/s的速度匀速行驶时，汽车的最大行驶里程是多少？ 2．2024年我国汽车销量全球第一，新能源汽车更是跑出了发展的“加速度”。新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车及氢燃料发动机汽车等。某新型新能源汽车有电池热管理系统，在汽车充电时可将部分电能转化为热能用于加热水箱中的冷却液，以维持电池的最佳工作温度。该汽车的电池热管理系统加热功率为6kW，水箱中装有20kg的冷却液，其比热容为，该电池热管理系统的热转换效率为，加热30min后，冷却液温度升高到45℃。 (1)氢燃料发动机汽车是使用氢气燃烧驱动发动机产生动力的，氢燃料具有 大且环保的优点； (2)新型新能源汽车充电时，加热冷却液30min消耗的电能W； (3)冷却液吸收的热量Q； (4)冷却液的初始温度。 3．如图是某款油电混动小汽车，部分信息如下表。某次测试，质量50kg的测试员驾驶该车以的速度匀速直线行驶。测试中，汽油机既向车轮提供动力，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，g取，）测试时： (1)前进时汽车受到的阻力为1000N，求牵引力做的功及功率； (2)驱动汽车所需能量的65%直接来自汽油燃烧，汽油燃烧放出热量的40%用于汽车行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量，为，求该次测试消耗的汽油质量。 空车质量 车轮与地面接触总面积 4．氢燃料被认为目前最理想的能源，据报道，2024年以来，我国多个城市已经开始氢燃料新能源公交车的推广使用。已知水的比热容为；氢的热值为。求： (1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)若这些热量的80%全部被质量为200kg，温度为10℃的水吸收，则水升高的温度； (3)某氢能源公交车以120kW的恒定功率做匀速行驶，若0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量与新能源公交车行驶一段时间所做的功相等，则新能源公交车匀速行驶多长时间； (4)请你说出一个使用氢燃料的优点。 5．2024年我国夏粮喜获丰收。劳动教育课上，老师带领同学们走进田间地头，感受夏收时节的丰收景象。如图，是正在田地里作业的联合收割机，小明通过和司机师傅交谈，了解到该型号联合收割机进行收割作业时所受重力约为1×10⁵N，整机的工作效率为40%。 (1)柴油发动机正常工作时将柴油燃烧释放的内能转化为 能。 (2)收割机水平匀速收割时受到的阻力为整机重力的某次收割作业时，收割机水平匀速行进7200m，用时1h，求此过程中收割机克服地面阻力做功的功率。（g取10N/kg） (3)收割机做的功除了克服地面阻力前进做的功外，还包括收割小麦、破皮、收集麦粒等做的功，若收割机做的总功是克服地面阻力做功的7倍，则收割机在上述收割过程中消耗的柴油为多少千克?（计算结果保留整数，柴油的热值为4.3×107J/kg） (4)小明看到收割机上标有“比排放量：18g/（kW·h）”的字样，查阅资料得知“比排放量”是指燃油发动机每输出1kW·h的总功所排放的气态污染物的质量，则第（3）小题的收割过程中该收割机共排放的气态污染物的质量为多少? 6．北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶1h到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。（请写出计算推理过程） (1)求此过程中产生的电能E？ (2)燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取。 ①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量？ ②已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：请判断乙车能否到达B地？ 考点三 力电综合 考法01 力电综合计算 1．（2024·山东威海·中考真题）共享电动自行车满足了人们对短途出行的需求。某型号电动自行车的部分参数如表所示，厂家在电动自行车出厂前在水平路面上进行骑行测试。（g取10N/kg） 整车质量：50kg        电池容量：12Ah 最高时速：6m/s        电池额定电压：50V 轮胎能承受的最大压强：    电机最大功率：400W 压强最大时轮胎与地面接触的总面积： 请解答下列问题： (1)轮胎能承受的最大压力是多少？ (2)实际测试者质量为70kg，以最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍，则骑行100s牵引力做功的功率为多少？ (3)电池充满电后，该测试者始终以最高时速骑行，电池能量的80%用于牵引力做功，则骑行的路程为多少？ 2．（2024·四川宜宾·中考真题）质量为500kg的物体M，与水平地面的接触面积为，用如图所示的滑轮组沿水平方向将物体M从A点匀速拉到B点，AB距离为10m，物体M在地面滑动过程中受到的阻力是其重力的0.2倍，在此过程中，因动滑轮和绳的重力以及绳与滑轮间的摩擦而做的额外功，g取。求在此过程中： （1）物体M受到的重力； （2）物体M对地面的压强； （3）滑轮组对物体M做的功； （4）如果电动卷扬机的效率是80%，求此电动卷扬机消耗的电能。 3．（2024·内蒙古·中考真题）某同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为4N，圆柱形浮筒B底面积为100cm2，重为18N。电路中电源电压恒定，R0为定值电阻，压敏电阻Rx（表面绝缘，厚度不计）固定于容器C底部，Rx上表面面积为50cm2，Rx阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进水阀，装置静止时，测得C中水深为10cm，B浸入水中的深度为8cm（未浸没），闭合开关S，此时电流表示数=20mA；再次打开进水阀，向C中缓慢注入一定质量的水，浮筒B上升，使A下降60cm，稳定后，B浸入水中的深度仍为8cm，电流表示数=12mA。不计绳重和摩擦，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： (1)B浸入水中的深度为8cm时所受的浮力； (2)动滑轮的重力； (3)C中水深为10cm时Rx所受水的压力； (4)R0的阻值。 4．（2024·甘肃兰州·中考真题）小明家所在的小区要修建一个景观池，景观池的造型是一个底面积大小为的长方体水槽，图甲是小明为小区景观池设计的自动补水系统示意图，其中控制电路的电源电压恒为9V，为保护电阻，R是一个固定于景观池底部的压敏电阻，它在水中的有效受力面积为。在最高、最低水位设计深度变化范围内，压敏电阻R的阻值与其所受压力的大小变化关系如图乙所示。当控制电路中的电流时，弹簧将衔铁拉起，工作电路接通，水泵开始为景观池供水；当控制电路中的电流时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止为景观池供水，（计算时不考虑电磁铁线圈的阻值和压敏电阻的厚度，）求： （1）保护电阻的阻值？ （2）景观池最低水位设计深度？ （3）景观池每次补水的最大质量？ 知识点一 力电综合计算 内容 知识 力电综合计算 力、电综合计算题一般以发电机、电动机、压敏电阻、滑动变阻器、简单机械为载体，建立力与电之间的联系，或考查力电转换，或力与电并列设置问题进行考查， 1．小明设计了一台简易体重计，表盘由电压表改装而成，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻，R为压敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图乙所示。闭合开关S，当体重计空载时，电压表的示数为3V，踏板重力不计，求： (1)体重计空载时电路中的电流； (2)电源电压； (3)体重为600N的同学站在体重计上时，定值电阻的电功率。 2．如图是我国首创的十秒级闪充公交电车，这种电车采用超级电容，可以直接以电能形式储存能量。假设这种电车的质量（满载，含乘客）为15t，匀速行驶时，电车受到的平均阻力f为车重G的0.02倍。若每次给电车充满电耗时30s，可使电车在平直的公路上以8m/s的速度匀速行驶5km，电车行驶时的效率为80%，求此过程中：（g取10N/kg） (1)牵引力做的功是多少？ (2)每次充满电，电车从充电桩所获得的总电能是多少？充电桩为电车充电时的输出功率P充是多少？ (3)公交电车以8m/s的速度在平直公路匀速行驶时，电动机工作电压为600V，此时通过电动机的电流是多少？ 3．小张同学对实验室的压力秤非常感兴趣，于是结合所学知识设计了如图甲所示的压力测量仪。其中，电源电压保持4.5V不变，电压表量程为0~3V，是电阻箱。为粗细均匀的导体棒，总阻值为，总长度为20cm。金属指针P可在金属杆AB上滑动，且与它接触良好，金属指针与金属杆电阻和摩擦忽略不计。弹簧每受到1N的力会形变0.5cm。当托盘不放物体时，压力为0N，金属指针P恰好位于导体棒的最上端，现闭合开关S，调节。求： (1)当压力为0N时，电路中的电流； (2)在保证电路安全的情况下，该测量仪能测得最大压力； (3)小张在对电压表表盘进行压力标注时发现，表盘上的压力刻度并不均匀，如图乙所示，①请利用现有器材帮小张设计一个压力刻度均匀的电路，在图丙虚线方框内画出；②通过调节新设计电路中的阻值，可使压力测量仪的量程为0~30N，分度值为1N。则应调为多少Ω？ 4．如图甲所示是超市常用的一种电动搬运车，用于超市卖场与库房间的货物运输及提升。下表是其相关参数，其电路工作原理示意图如图乙，电源电压为36V的蓄电池组，当闭合开关时，提升电动机M1工作，将货物提升到指定高度；当闭合开关时，进退电动机M2工作，驱动搬运车前进或后退。电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。（g取10N/kg） 型号 自重 最大载货量 蓄电池电压 蓄电池容量 进退电动机 提升电动机 电机效率 PTE20X 36V 80A·h 36V  900W 36V  1000W 80% (1)搬运车蓄电池充足电一次，求可以储存的电能； (2)如果将质量为1t的货物匀速提升1m，需要多长时间； (3)某次搬运过程中，搬运车将质量为1t的货物，先提升1m，再以的速度向前推送10m。求整个过程中搬运车对货物做的功和消耗的总电能。 5．某科技小组制作了一个水位仪，其内部简化结构如图甲所示。已知电源电压恒为18V。一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定，下端与边长为10cm的正方体木块A相连，木块A放在足够高圆柱形容器内。未注水时，滑片P刚好在滑动变阻器R1的下端，现向容器中缓慢注水，滑片P随A的浮动在滑动变阻器R1上滑动，滑片P不能离开R1。R1由两种材料组成，ab段是铜导线，其电阻可忽略不计，剩余部分材料相同且电阻大小与自身长度成正比，定值电阻R2的电功率与水位的深度H的关系如图乙所示（不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦力）。求： (1)R2的阻值。 (2)滑动变阻器R1的最大阻值。 (3)如果电流表选用0~3A量程，电压表选用0~15V量程，则在电路安全范围内，其水位的最大深度。 6．“疯狂物理”实验小组设计了一种测定水平方向风力的装置（如图甲）。绝缘轻弹簧的左端固定在压敏电阻R上，右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连，一起套在粗细均匀的水平金属杆上，迎风板与金属杆之间的摩擦忽略不计。电源电压恒为8.4V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，小灯泡上标有“6V，3W”字样，且灯泡两端电压不允许超过额定电压（灯丝电阻不变），压敏电阻R的阻值随压力的变化规律如图乙所示。求： (1)灯泡的额定电流； (2)当压敏电阻所受的压力为2N，小灯泡的实际功率； (3)在电路安全的前提下，风力最大时压敏电阻的功率。 7．图（a）是某型号电子秤的原理示意图，闭合开关S，将物体放于托盘上，量程为0~3V的电子式电压表经“改装”便可显示该物体质量大小。已知水平轻杆OAE可绕О点无摩擦转动，OA、AB、BC、CD、DE的间距相等；电源电压恒为6V，R2为定值电阻；压力传感器R1上表面能承受的最大压力为400N，且其阻值随所受压力变化的关系如图（b）所示。托盘、压杆的质量不计，且它们均可移动到A、B、C、D、E五个位置中的某一位置（压杆始终压在R上方中央）。图（a）中，托盘位于D点，压杆位于A点，空载时，闭合开关S，电压表的示数为0.6V，g取10N/kg。 (1)计算R2的阻值； (2)当托盘、压杆位于图示位置，且托盘上放置25N的物体时，计算此时电压表的示数； (3)移动托盘、压杆的位置，计算该电子秤能称量物体的最大质量。 2 / 15 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 模块四 热点专题 专题20 计算题（力、电、热综合） 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03核心精讲·题型突破 考点一 电热综合 【真题研析】 ►考法01 电热综合计算 【核心精讲】 ►知识点一 电热综合计算 【命题预测】 考点二 力热综合 【真题研析】 ►考法01 力热综合计算 【核心精讲】 ►知识点一 力热综合计算 【命题预测】 考点三 力电综合 【真题研析】 ►考法01 力电综合计算 【核心精讲】 ►知识点一 力电综合计算 【命题预测】 考点要求 命题预测 电热综合 题型特点 计算题是中考中区分度较高的一种题型，分值大，综合性强。此类试题多从生活、生产、交通环保、能源和前沿科技等热点、焦点问题中提炼出需要计算的问题，运用多个物理原理、规律及公式进行计算、分析、说理，从而考查学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。 解题策略 计算题可以用多种方式考查学生学习物理知识的思维方式或分析解决问题的思路。解答计算题时一般分四步进行：第一步是认真审题，明确现象和过程，确定给出的条件或题目中隐含的条件；第二步是找关系，即针对题目内容分析，确定解决问题的方向，选择合适的规律和公式，找准相关物理量之间的关系；第三步是列出表达式，这一步是在明确了各个已知量、未知量之间存在的关系后，根据公式或规律列出相应的表达式，并推导出待求物理量的计算式；第四步是代入数据求解，这一步需要先把所用到的已知物理量的单位统一，再把已知量的数据代入计算式中，通过正确运算，得出答案。 力学、热学与电学的综合计算题是中考的必考题。题目从力、热、电的角度，设置并列式或递进式的问题，利用表格、铭牌或图像提供信息，知识跨度大，综合性强，难度高。解题过程中，应结合题中条件，联系对应的物理模型，选择恰当的公式分析求解。 力热综合 力电综合 考点一 电热综合 考法01 电热综合计算 1．（2024·山东青岛·中考真题）小明家里有两只加热方式不同的水壶，甲是用天然气加热的水壶，乙是电热水壶．已知燃气灶用最大火力烧水时每小时燃烧0.16m3天然气，加热水的热效率为60%；天然气的热值为，价格约为3元/m3，电热水壶工作时的功率为2000W，加热水的热效率为80%，当地居民用电的价格约为0.5元，小明要将2升的水在1标准大气压下烧开，。 (1)求水吸收的热量； (2)请你从省时和省钱两个角度中任选一个，通过计算说明用哪只壶更省时或更省钱。 【答案】(1) (2)见解析 【详解】（1）水的体积为2L，则水的质量为 水烧开吸收的热量为 （2）用燃气灶加热时，燃气需要放出的热量为 燃气的体积为 燃气费为 用电热水壶加热时，电热水壶消耗的电能为 电费为 燃气费小于电费，用燃气灶更省钱。 燃气灶加热的时间为 电热水壶加热的时间为 燃气灶加热的时间大于电热水壶加热的时间，用电热水壶更省时。 2．（2024·甘肃兰州·中考真题）小亮用电热水壶将质量为1.5kg、初温为20℃的水加热到80℃，在只有电热水壶工作的情况下，他观察到家中标有“”的电能表的指示灯在240s内闪烁了144次，已知水的比热容为。求： （1）水吸收的热量； （2）电热水壶的实际功率； （3）电热水壶的工作效率。 【答案】（1）3.78×105J；（2）1800W；（3）87.5% 【详解】解：（1）水吸收的热量为 （2）给水加热过程中，电热水壶消耗的电能是 电热水壶的实际功率 （3）电热水壶的工作效率 答：（1）水吸收的热量为3.78×105J； （2）电热水壶的实际功率为1800W； （3）电热水壶的工作效率为87.5%。 3．（2024·广东深圳·中考真题）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如下表所示。 （1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少？ 额定电压 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W 【答案】（1）0.1A；（2）2200Ω；（3）2.4×104J，90% 【详解】解：（1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流 （2）由图乙可知，闭合开关S，只有R2的简单电路，电路的总电阻较大，由可知电路的总功率较小，处于保温挡，R2的阻值 （3）孵化器消耗的电能 W=P加t=80W×5×60s=2.4×104J 孵化器对水加热的效率 答：（1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是0.1A； （2）R2的阻值是2200Ω； （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是2.4×104J，思考乐芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是90%。 4．（2024·四川南充·中考真题）如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为，双触点开关只能在触点1和、和3及3和4之间切换。、是两个阻值不变的发热元件，其中。现将此电热水壶装入初温为的水，接到的家庭电路中，选用加热挡加热至。已知该电热水壶加热效率为，，。求： （1）电热水壶中水吸收的热量； （2）加热挡的电功率； （3）需要的加热时间。 【答案】（1）；（2）900W；（3）210s 【详解】解：（1）水的质量为 水吸收的热量为 （2）由可知，电阻越小时，电功率越大，故当开关接2和3时为保温挡，只有R1工作，当开关接3和4时，为加热挡，此时R1和R2并联，的功率为 故加热功率为 （3）电热水壶加热时消耗的电能为 则加热时间为 答：（1）电热水壶中水吸收的热量为； （2）加热挡的电功率为900W； （3）需要的加热时间为210s。 5．（2024·山东日照·中考真题）为了研究家用电器对电路的影响，物理老师带领同学们进行了探究。 (1)老师带来一个标有“220V5.5A”的电热水壶，在壶中装入1.5L水，初始温度为27℃。仅将电热水壶接入图甲所示的电能表所在的电路，加热7.5min，电能表的转盘转过了250r； ①电热水壶消耗的电能是多少? ②消耗的电能中有70%的能量被水吸收，则水的温度变为多少？[，] ③若电热水壶的电阻始终保持不变，则该过程中电热水壶工作的实际电压是多少？ (2)为了研究家用电器电压偏低的原因，老师指导同学们设计了如图乙所示的电路进行模拟实验：、、相当于家用电器电饭煲、电暖器、电烙铁；由于实际中输电线较长，电阻不可忽略，相当于输电线的电阻。依次闭合S和、、，描绘出两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的规律，如图丙所示。则随着接入电路的家用电器增加，输电线电阻上的电压怎么变化？ 【答案】(1)见解析 (2)电压 【详解】（1）电热水壶消耗的电能为 水吸收的热量为 水的质量为 则水升高的温度为 则水的温度变为 电热水壶的电阻为 该过程中电热水壶工作的实际功率为 根据，实际电压为 （2）分析乙图可知，、、并联部分和串联，电压表测电源电压，电压表测、、并联部分的电压。由丙图可知，随着接入电路的家用电器增加，电流表A的示数I变大，电压表示数不变，电压表示数变小，根据串联分压规律可知输电线电阻上的电压变大。 知识点一 电热综合计算 内容 知识 电热综合计算 电热综合计算题一般用电热器给水加热作为情景，涉及吸热公式电功、电功率等知识，有时也会涉及加热效率。 1．如图甲是小梦购买的一款其有加热和保温两挡功能的电热饭盒，图乙为其工作原理图，已知两个发热电阻的阻值相等，额定电压为，额定加热功率为。 (1)只闭合开关S时，电热饭盒处于加热挡还是保温挡？请说明理由； (2)求一个发热电阻的阻值； (3)电热饭盒正常加热，恰好把质量为的水加热到，求此过程中电热饭盒的加热效率。 【答案】(1)保温挡，理由见解析 (2)110Ω (3)60% 【详解】（1）当开关S闭合，断开时，R、串联，电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热饭盒处于保温挡。 （2）当开关S、都闭合，只有工作，此时电热饭盒处于加热挡，由可知，的阻值为 （3）水吸收的热量 电热饭盒消耗的电能 此过程中电热饭盒的加热效率 2．重庆火锅，又称麻辣火锅，深受广大重庆老百姓的喜爱，俗话说：没有一个难题是一顿火锅解决不了的。如图甲就是一款常见的便携式电火锅，图乙是其简化电路图，它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱，正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，为242Ω，为60.5Ω（忽略温度对电阻的影响）。求： (1)的阻值； (2)电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，此时的加热效率； (3)用电高峰时，小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅和液晶电视机一起独立工作，用高温挡加热19℃的1kg的汤水，刚好加热到100℃，用时500秒，电能表的表盘转了420转，火锅前后的加热效率不变，请通过计算判断此时通过液晶电视机的电流。[电能表的铭牌上标有，汤水比热容假定为水的比热容，] 【答案】(1)181.5Ω (2)84% (3)1A 【详解】（1）旋钮开关置于“0和1”，没有电阻接入，处于断开状态；当旋钮开关置于“1和2”，R2与R3两个电阻串联；当旋钮开关置于“2和3”时，只有R2接入；当旋钮开关置于“3和4”接线柱，R1与R2并联接入；根据可知，电源电压一定，总电阻越大，总功率越小，当旋钮开关置于“1和2”，R2与R3两个电阻串联，此时的总电阻最大，总功率最小，为低温挡；当旋钮开关置于“3和4”接线柱，R1与R2并联接入，此时的总电阻最小，总功率最大，为高温挡；当旋钮开关置于“2和3”时，只有R2接入，为中温挡。 当旋钮开关置于“3和4”接线柱，R1与R2并联接入，为高温挡，高温挡的功率为 根据正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，则低温挡的功率为 则低温挡的总电阻为 的阻值 （2）电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，水吸收的热量为 电火锅处于高温挡正常工作时，消耗的电能为 此时的加热效率 （3）电能表的表盘转了420转，电能表的铭牌上标有，则消耗的总电能为 此时的总功率为 用高温挡加热19℃的1kg的汤水，刚好加热到100℃，水吸收的热量不变，仍然为，由于加热效率不变，则高温挡消耗的电能也是相同的，而此时高温挡工作了500s，则电火锅实际功率为 设此时的电源电压为U，则总功率为 经整理可知，电源电压为 则液晶电视机的功率为 通过液晶电视机的电流 3．小李同学家购置一台电热油汀取暖器，它是一种安全可靠的空间加热器，外观及铭牌如图甲和表格所示。据了解，该电热油汀的工作物质是一种油，这种油的密度，比热容约为。 ______电热油汀 额定电压 220V 额定功率 1100W 液体体积 请你分析并解答： (1)该电热油汀正常工作10min，求油汀中油升高的温度（不考虑热量损失）； (2)求电热油汀电热丝的阻值大小； (3)为了使电热油汀的实际加热功率可以调节，他找来一个旧的电位器（滑动变阻器），将它串联在电路中对电热油汀进行改装，改装后的简化电路图如图乙所示。要求改装后电热油汀的加热功率变化范围为44W~1100W，求电位器接入电路的阻值范围。 【答案】(1)16.5℃ (2)44Ω (3)0~176Ω 【详解】（1）由可知，电热油汀正常工作10min产生的热量 因为不考虑热量损失，所以油吸收的热量 由可知，油汀中油升高的温度 （2）由可知，电热丝的阻值 （3）用一个电位器（滑动变阻器）与串联在电路中，对电热油汀进行改装，根据可知电路中电流为 改装后电热油汀的加热功率 要求改装后电热油汀的加热功率变化范围为44W~1100W，则 解得 4．图甲为电火锅，简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现三挡的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，功率为2200W，当S1闭合，S2连接触点B时，处于中温挡，功率为1100W，图丙是在一次使用过程中电火锅功率与时间的关系图像，求： (1)处于高温挡时电火锅工作的电流； (2)本次使用过程中，在“中温挡”阶段消耗的电能； (3)电火锅在“高温挡”阶段，将4kg的火锅汤从30℃加热到96℃，此过程中电火锅的热效率。[c火锅汤=4.0×103J/（kg·℃）] 【答案】(1)10A (2) (3)80% 【详解】（1）由P=UI可知，处于高温挡时电饭锅正常工作时的电流 （2）本次使用过程中，在“中温挡”阶段，第10min-25min共900s，消耗的电能为 （3）火锅汤吸收的热量 由可知，在“高温快速涮煮”阶段消耗的电能 过程中电火锅的热效率 5．图甲是某品牌多功能牛奶加热器，其简化电路图如图乙所示。当开关S转到触点“1”时，加热器处于高温消毒挡，可以对空奶瓶进行消毒；当开关S转到触点“2”时，加热器处于恒温保温挡；当开关S转到触点“3”时加热器处于加热挡，此时电流表的示数为A。[牛奶比热容：c牛奶=4×103J/(kg·℃)] （1）将装有质量为180g、初温为15℃的牛奶的奶瓶置于加热器中，当开关S转到触点“3”时，3min后可以将牛奶温度升高20℃。试求： ①牛奶吸收的热量是多少J？ ②加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率是多少？ （2）已知R1=R3，若牛奶加热器消毒挡的电流为保温挡的4倍，则保温挡时R2两端的电压多大？ 【答案】（1）1.44×104J，40%；（2）110V 【详解】解：（1）牛奶吸收的热量 Q吸=cmΔt=4×103J/(kg·℃)×0.18kg×20℃=1.44×104J 加热3min消耗的电能 转化效率 （2）加热档时电路的总电阻 S转到触点“3”时加热器处于加热挡，此时R1、R3串联。因R1=R3，由串联电路电阻关系可得 开关S转到触点“1”时，加热器处于高温消毒挡，此时电路中只有R1工作，则消毒时的电流 保温时的电流 开关S转到触点“2”时，加热器处于恒温保温挡，此时R2、R3、R1串联，保温时的总电阻 R2阻值 R2两端电压 答：（1）牛奶吸收的热量是1.44×104J，加热器的效率是40%； （2）保温档时R2两端的电压为110V。 6．图甲是一款多功能电煮锅，图乙为该电煮锅简化电路图，其中开关可以断开、接或接，和都是用于加热的纯电阻，电煮锅的部分参数如下表所示（和的电阻值不随温度变化而变化）。求： 项目 额定电压（V） 低温挡功率（W） 中温挡功率（W） 高温挡功率 参数 220 550 1100 (1)电煮锅处于中温挡正常工作时，求电路中的电流大小； (2)、的值以及正常工作时高温挡的功率是多少？ (3)在某次用电高峰期，利用高温挡将质量为的汤汁由20℃加热至沸腾，所用时间，已知电煮锅的热效率为80%，汤汁的比热容为，求此时的实际电压。（在标准大气压下） 【答案】(1)5A (2)44Ω，44Ω，2200W (3)200V 【详解】（1）由知道，当断开，接时，、串联为低温挡；当只闭合时只有工作为中温挡；当闭合，接时、并联为高温挡。 由知道，电煮锅处于中温挡工作时，电路中的电流大小 （2）由知道，R1的阻值 当开关S1断开，S2接A时，此时电路为串联电路，电路中的总电阻为两个电阻之和，总阻值最大，此时功率最小，为低温挡；此时电路的总电阻 根据串联电路电阻规律知道， 由知道，高温挡的功率 （3）利用高温挡电路的总电阻 利用高温挡将质量为的汤汁由20℃加热至沸腾 消耗电能 此时的实际电压 7．小明购买了一支如图甲所示的3D打印笔，这是一支能在空气中书写的笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的PLA塑料丝，塑料丝在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状．此3D打印笔有快、慢两个挡位，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中快挡打印30s，电能表指示灯闪烁2次，刚好将4g的塑料丝从20℃加热到260℃，已知该3D打印笔慢挡打印功率为20W，、是用于发热的定值电阻，塑料丝的比热容为。求： (1)3D打印笔在快挡时，打印30s，塑料丝吸收的热量； (2)的阻值； (3)3D打印笔在快挡时打印30s，3D打印笔消耗的电能转化为塑料丝的内能的效率。 【答案】(1)1920J； (2)1815Ω； (3)80% 【详解】（1）快挡打印30s，刚好将4g的塑料丝从20℃加热到260℃，塑料丝吸收的热量 （2）当开关S接触头2、3时，电路为的简单电路，为快挡位，快挡打印30s，电能表指示灯闪烁2次，由图丙可知消耗的电能 快挡功率 由得 当开关S接触头1、2时，电路为和的串联电路，为慢挡位，根据得 则 （3）3D打印笔在快挡时消耗的电能转化为塑料丝的内能的效率 8．图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成。电流鉴别器相当电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝的阻值为24.2Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器（调温电阻）的最大阻值为130Ω；热敏电阻置于热水器内部，其阻值随温度t变化的关系如乙图所示。当电流鉴别器的电流达到50mA时，开关断开，加热电路停止加热。 (1)开关闭合，求加热电路的电功率； (2)当最高控温设置在80℃时，滑动变阻器接入电路中的阻值应为多少？ (3)当最高控温设置在80℃时，若不计能量损失，用电热水壶把2kg水从30℃开始加热，通电200s后，请通过计算说明加热电路是否已经停止加热； (4)为了要使最高控温降低，请你写出一种可行的方法。 【答案】(1)2000W (2)90Ω (3)加热电路还未停止工作 (4)减小R2 【详解】（1）开关S2闭合时，加热电路的电功率为 （2）当最高控温设置在80℃时，由图乙可知，RT=70Ω。此时控制电路的电流为I=50mA=0.05A 由欧姆定律可知，控制电路的总电阻为 此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为R2=R总-RT=160Ω-70Ω=90Ω （3）通电200s时电热水壶产生的热量为Q放=W=Pt=2000W×200s=4×105J 因为不计能量损失，所以水吸收的热量为Q吸=Q放=4×105J 由Q吸=c水mΔt可知，水升高的温度为 则水的末温为t末=t0+Δt=30℃+47.6℃=77.6℃<80℃ 故此时加热电路处于工作状态，还未停止加热。 （4）最高控制温度降低，则RT增大，若控制电路的总电压不变，而控制电路的最大控制电流保持不变，由欧姆定律知，总电阻不变，所以应减小R2。 考点二 力热综合 考法01 力热综合计算 1．（2024·陕西·中考真题）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为。（g取，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 【答案】(1) (2)20m/s，1800N (3)0.13kg 【详解】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力和自身的重力相等， 即 受力面积为0.1m2，则对地面的压强 （2）该车行驶的行驶的速度 由可得，受到的牵引力 （3）牵引力做的功 由可得，氢燃料完全燃烧释放的热量 由可得，消耗氢燃料的质量 2．（2024·内蒙古·中考真题）2023年3月29日，我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机成功首飞。这架飞机翼展为13.5m，机身长度为8.2m，高压气态储氢罐可储氢4.5kg，最大起飞质量可达1260kg。达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为6×104Pa；在空中以60m/s的速度匀速巡航时，前置螺旋桨提供的牵引力为1.4×103N。已知氢的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg。求： (1)达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时轮胎与地面的总接触面积； (2)高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量； (3)飞机以60m/s的速度匀速巡航30min牵引力所做的功。 【答案】(1)0.21m2 (2)6.3×108J (3)1.512×108J 【详解】（1）达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面产生的压力等于重力，即压力为 轮胎与地面的总接触面积 （2）高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量 （3）飞机以60m/s的速度匀速巡航30min行驶的距离 飞机以60m/s的速度匀速巡航30min牵引力所做的功 3．（2024·山东东营·中考真题）休渔政策有利于海洋渔业持续、稳定、高质量发展。5月1日起，我市开始进入海洋伏季休渔期；9月1日休渔期结束后，各渔港码头“千帆竞发”，渔船可出海进行捕捞作业。如图为某型号渔船，其部分参数如表。（g取10N/kg） 总长度（m） 34.2 宽度（m） 6 排水量（t） 200 最大吃水深度（m） 2.1 发动机额定动力输出功率（kW） 280 鱼舱容量（m3） 147 (1)该渔船满载时，求它受到的浮力； (2)满载时，求船底受到海水的压强；（海水取1×103kg/m3） (3)为方便保鲜，现需要将质量为3×103kg、温度为19℃的海水降低到4℃，求此过程放出的热量；[c海水取4.2×103J/（kg·℃）] (4)若发动机以额定动力输出功率运行1h，消耗燃油60kg，求内能转化为机械能的效率。（q油取4.2×107J/kg） 【答案】(1) (2) (3) (4)40% 【详解】（1）渔船满载时排开水的质量 因渔船漂浮，渔船满载时受到的浮力 （2）满载时，船底受到海水的压强 （3）此过程放出的热量 （4）发动机输出的机械能，即动力所做的功 消耗燃油产生的内能，即完全燃烧燃油释放的热量 内能转化为机械能的效率 4．（2024·江苏镇江·中考真题）某油电混合动力汽车沿平直公路以的速度匀速行驶，从A处到B处用时，此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶。汽车行驶过程中所受阻力恒为。设汽油在汽缸内完全燃烧，且热值近似取。 (1)求A、B两地间的距离。 (2)求在上述行驶过程中： ①牵引力对汽车所做的功。 ②消耗的汽油质量。 (3)从B处开始，司机关闭发动机，汽车滑行至C处停止。在此过程中，汽车通过动能回收装置将动能减少量的60%转化为电能。若这些电能可供功率为的用电器持续工作。求汽车在B处时的动能。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）A、B两地间的距离 （2）①汽车匀速行驶，汽车受到的牵引力等于阻力，即 牵引力所做的功 ②汽油燃烧放出的热量 消耗的汽油质量 （3）用电器消耗的电能 汽车在B处时的动能 知识点一 力热综合计算 内容 知识 力热综合计算 1.汽车、汽艇、飞机、推土机等机械，构建了力、热之间的联系，因而成了力与热综合计算的载体 2.常用物理公式 、、、、或、是解题常用的公式，热机仍是试题考查的重要载体。 1．某新型节能汽车，它的油箱最多可加45kg燃油，它行驶时所受阻力的大小与速度的关系见表： 速度v（m/s） 10 20 30 40 阻力f/N 0.3×102 1.2×102 2.7×102 3.6×102 已知汽车发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，汽车使用的燃油的热值为4.5×107 J/kg，求： (1)汽车油箱中加满燃油，这些燃油完全燃烧获得的能量是多少焦？ (2)汽车油箱加满燃油，并且以30m/s的速度匀速行驶时，汽车的最大行驶里程是多少？ 【答案】(1)2.025×109 J (2) 【详解】（1）燃油完全燃烧获得的能量为 （2）有用功为 由表可知，以30m/s的速度匀速行驶时，阻力为，根据二力平衡，牵引力为 则汽车的最大行驶里程为 2．2024年我国汽车销量全球第一，新能源汽车更是跑出了发展的“加速度”。新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车及氢燃料发动机汽车等。某新型新能源汽车有电池热管理系统，在汽车充电时可将部分电能转化为热能用于加热水箱中的冷却液，以维持电池的最佳工作温度。该汽车的电池热管理系统加热功率为6kW，水箱中装有20kg的冷却液，其比热容为，该电池热管理系统的热转换效率为，加热30min后，冷却液温度升高到45℃。 (1)氢燃料发动机汽车是使用氢气燃烧驱动发动机产生动力的，氢燃料具有 大且环保的优点； (2)新型新能源汽车充电时，加热冷却液30min消耗的电能W； (3)冷却液吸收的热量Q； (4)冷却液的初始温度。 【答案】(1)热值 (2) (3) (4) 【详解】（1）氢气具有较高的热值，相同质量的氢气和其它燃料相比，完全燃烧时可以放出更多热量。 （2）新型新能源汽车充电时，加热冷却液30min消耗的电能为 （3）由可知，冷却液吸收的热量为 （4）由可知，冷却液升高的温度为 所以冷却液的初温为 3．如图是某款油电混动小汽车，部分信息如下表。某次测试，质量50kg的测试员驾驶该车以的速度匀速直线行驶。测试中，汽油机既向车轮提供动力，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，g取，）测试时： (1)前进时汽车受到的阻力为1000N，求牵引力做的功及功率； (2)驱动汽车所需能量的65%直接来自汽油燃烧，汽油燃烧放出热量的40%用于汽车行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量，为，求该次测试消耗的汽油质量。 空车质量 车轮与地面接触总面积 【答案】(1)， (2)2kg 【详解】（1）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，汽车的牵引力 由可知，0.5h通过的距离为 牵引力做的功为 时间为 由可知，牵引力做功的功率为 （2）根据题意可知，驱动汽车所需能量 则该次测试消耗的汽油质量为 4．氢燃料被认为目前最理想的能源，据报道，2024年以来，我国多个城市已经开始氢燃料新能源公交车的推广使用。已知水的比热容为；氢的热值为。求： (1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)若这些热量的80%全部被质量为200kg，温度为10℃的水吸收，则水升高的温度； (3)某氢能源公交车以120kW的恒定功率做匀速行驶，若0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量与新能源公交车行驶一段时间所做的功相等，则新能源公交车匀速行驶多长时间； (4)请你说出一个使用氢燃料的优点。 【答案】(1)4.2×107J (2)40℃ (3)350s (4)环保，效率高 【详解】（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=qm氢=1.4×108J/m3×0.3kg=4.2×107J （2）这些热量的80%被水吸收，则水吸收的热量 Q吸=ηQ放=4.2×107J×80%=3.36×107J 由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度 （3）新能源公交车所做的功 新能源公交车匀速行驶的时间 （4）氢燃料燃烧的产物是水，具有清洁无污染、效率高等优点。 5．2024年我国夏粮喜获丰收。劳动教育课上，老师带领同学们走进田间地头，感受夏收时节的丰收景象。如图，是正在田地里作业的联合收割机，小明通过和司机师傅交谈，了解到该型号联合收割机进行收割作业时所受重力约为1×10⁵N，整机的工作效率为40%。 (1)柴油发动机正常工作时将柴油燃烧释放的内能转化为 能。 (2)收割机水平匀速收割时受到的阻力为整机重力的某次收割作业时，收割机水平匀速行进7200m，用时1h，求此过程中收割机克服地面阻力做功的功率。（g取10N/kg） (3)收割机做的功除了克服地面阻力前进做的功外，还包括收割小麦、破皮、收集麦粒等做的功，若收割机做的总功是克服地面阻力做功的7倍，则收割机在上述收割过程中消耗的柴油为多少千克?（计算结果保留整数，柴油的热值为4.3×107J/kg） (4)小明看到收割机上标有“比排放量：18g/（kW·h）”的字样，查阅资料得知“比排放量”是指燃油发动机每输出1kW·h的总功所排放的气态污染物的质量，则第（3）小题的收割过程中该收割机共排放的气态污染物的质量为多少? 【答案】(1)机械 (2) (3) (4) 【详解】（1）柴油发动机正常工作时将消耗了柴油的化学能，将化学能转化为内能，再通过做功的方式将内能转化为机械能，所以柴油发动机正常工作时将柴油燃烧释放的内能转化为机械能。 （2）收割机水平匀速收割时受到的阻力为 匀速行驶时，牵引力为F=f=8×104N 收割机克服地面阻力做功的功率为 （3）收割机克服地面阻力做功为W=Fs=8×104N×7200m=5.76×108J 收割机做的总功是克服地面阻力做功的7倍，所以收割机做的总功为W总=7W=4.032×109J 由于整机的工作效率为40%，所以柴油燃烧放出的热量为 则收割机在上述收割过程中消耗的柴油的质量为 （4）由于1kW·h=3.6×106J，所以此次收割过程中收割机输出的功为 排放的气态污染物的质量为 6．北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶1h到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。（请写出计算推理过程） (1)求此过程中产生的电能E？ (2)燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取。 ①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量？ ②已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：请判断乙车能否到达B地？ 【答案】(1)1.125×108J (2)①3×108J；②不能 【详解】（1）由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力为 汽车行驶的路成为sAB＝vt＝90km/h×1h＝90km＝90000m 汽车牵引力做的功为 此过程中产生的电能为 （2）①乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为 ②由每加注1kg氢燃料所需的费用为30元可知，消耗0.8kg氢燃料的费用为 乙车到达B地需要燃烧的汽油质量为 由每加注1kg汽油所需的费用为12元可知，乙车到达B地需要的花费 因此乙车不能到达B地。 考点三 力电综合 考法01 力电综合计算 1．（2024·山东威海·中考真题）共享电动自行车满足了人们对短途出行的需求。某型号电动自行车的部分参数如表所示，厂家在电动自行车出厂前在水平路面上进行骑行测试。（g取10N/kg） 整车质量：50kg        电池容量：12Ah 最高时速：6m/s        电池额定电压：50V 轮胎能承受的最大压强：    电机最大功率：400W 压强最大时轮胎与地面接触的总面积： 请解答下列问题： (1)轮胎能承受的最大压力是多少？ (2)实际测试者质量为70kg，以最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍，则骑行100s牵引力做功的功率为多少？ (3)电池充满电后，该测试者始终以最高时速骑行，电池能量的80%用于牵引力做功，则骑行的路程为多少？ 【答案】(1)2000N (2)216W (3)48000m 【详解】（1）轮胎能承受的最大压力 F压=pS=2×105Pa×1×10-2m2=2000N （2）人、车总重力 G=mg=(50kg+70kg)×10N/kg=1200N 以最高时速匀速骑行时所受阻力为 f=0.03G=0.03×1200N=36N 以最高时速匀速骑行时，牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=36N 骑行100s牵引力做功的功率 （3）电池能量 W=UIt=50V×12A×3600s=2.16×106J 牵引力做功 W牵=W×80%=2.16×106J×80%=1.728×106J 骑行的路程为 2．（2024·四川宜宾·中考真题）质量为500kg的物体M，与水平地面的接触面积为，用如图所示的滑轮组沿水平方向将物体M从A点匀速拉到B点，AB距离为10m，物体M在地面滑动过程中受到的阻力是其重力的0.2倍，在此过程中，因动滑轮和绳的重力以及绳与滑轮间的摩擦而做的额外功，g取。求在此过程中： （1）物体M受到的重力； （2）物体M对地面的压强； （3）滑轮组对物体M做的功； （4）如果电动卷扬机的效率是80%，求此电动卷扬机消耗的电能。 【答案】（1）4900N；（2）；（3）9800J；（4）12500J 【详解】解：（1）物体M受到的重力 （2）物体M对地面的压强 （3）M受到的阻力 滑轮组克服物体M阻力做的功 （4）滑轮组对物体M做的功 如果电动卷扬机的效率是80%，此电动卷扬机消耗的电能 答：（1）物体M受到的重力为4900N； （2）物体M对地面的压强为； （3）滑轮组对物体M做的功为9800J； （4）如果电动卷扬机的效率是80%，此电动卷扬机消耗的电能为12500J。 3．（2024·内蒙古·中考真题）某同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为4N，圆柱形浮筒B底面积为100cm2，重为18N。电路中电源电压恒定，R0为定值电阻，压敏电阻Rx（表面绝缘，厚度不计）固定于容器C底部，Rx上表面面积为50cm2，Rx阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进水阀，装置静止时，测得C中水深为10cm，B浸入水中的深度为8cm（未浸没），闭合开关S，此时电流表示数=20mA；再次打开进水阀，向C中缓慢注入一定质量的水，浮筒B上升，使A下降60cm，稳定后，B浸入水中的深度仍为8cm，电流表示数=12mA。不计绳重和摩擦，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： (1)B浸入水中的深度为8cm时所受的浮力； (2)动滑轮的重力； (3)C中水深为10cm时Rx所受水的压力； (4)R0的阻值。 【答案】(1)8N (2)2N (3)5N (4)60Ω 【详解】（1）当B浸入水中的深度为8cm时，浸入水中的体积 B浸入水中的深度为8cm时所受的浮力 （2）模型中的船厢A和所盛水的总重为4N，由图甲可知滑轮组绳子有效段数n=3，绳子自由端的拉力为 解得 （3）当水深为10cm时，水对容器C底部压强为 容器底部受到的压力 （4）当浮筒B浸入水中的深度仍为8cm时，在容器C中再注入一定质量的水，浮筒B将上升，使船厢A下降60cm，浮筒B浸入水中的深度不变，此时水面上升高度 容器底部受到水的压强 容器底部受到水的压力 由图乙可知，当压力为5N时，Rx=60Ω；当压力为15N时，；根据欧姆定律可得电源电压 解得 R0=60Ω 4．（2024·甘肃兰州·中考真题）小明家所在的小区要修建一个景观池，景观池的造型是一个底面积大小为的长方体水槽，图甲是小明为小区景观池设计的自动补水系统示意图，其中控制电路的电源电压恒为9V，为保护电阻，R是一个固定于景观池底部的压敏电阻，它在水中的有效受力面积为。在最高、最低水位设计深度变化范围内，压敏电阻R的阻值与其所受压力的大小变化关系如图乙所示。当控制电路中的电流时，弹簧将衔铁拉起，工作电路接通，水泵开始为景观池供水；当控制电路中的电流时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止为景观池供水，（计算时不考虑电磁铁线圈的阻值和压敏电阻的厚度，）求： （1）保护电阻的阻值？ （2）景观池最低水位设计深度？ （3）景观池每次补水的最大质量？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）由题可知，当水位最高时，工作电路断开，水泵停止为景观池供水，此时压敏电阻受到的压力最大，电阻最小，为5Ω，此时控制电路中的电流应等于0.6A，则有 可解得 （2）由图得水位最低时，压敏电阻受到的压力为0.8N，则压敏电阻受到的压强为 由液体压强公式可知最低水位设计深度为 （3）当水位最高时，压敏电阻受到的压力为2.0N，则压敏电阻受到的压强为 由液体压强公式可知最高水位设计深度为 从最低水位到最高水位，补水的体积为 每次补水的最大质量为 答：（1）保护电阻的电阻为； （2）景观池最低水位设计深度为； （3）景观池每次补水的最大质量为。 知识点一 力电综合计算 内容 知识 力电综合计算 力、电综合计算题一般以发电机、电动机、压敏电阻、滑动变阻器、简单机械为载体，建立力与电之间的联系，或考查力电转换，或力与电并列设置问题进行考查， 1．小明设计了一台简易体重计，表盘由电压表改装而成，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻，R为压敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图乙所示。闭合开关S，当体重计空载时，电压表的示数为3V，踏板重力不计，求： (1)体重计空载时电路中的电流； (2)电源电压； (3)体重为600N的同学站在体重计上时，定值电阻的电功率。 【答案】(1)0.1A (2)12V (3)2.7W 【详解】（1）由图甲可知，压敏电阻R和定值电阻串联，电压表所测电压为定值电阻两端的电压，当体重计空载时，电压表的示数为3V，根据可得，电路中的电流为 （2）体重计空载时，压敏电阻受到的压力为0，由图乙可知此时压敏电阻阻值，压敏电阻R两端的电压为 根据串联电路电压规律可得，电源电压为 （3）体重为600N的同学站在体重计上时，同学对压敏电阻R的压力为600N，即压敏电阻受到的压力为600N，由图乙可知压敏电阻阻值，此时串联电路的总电阻为 根据欧姆定律可得，此时串联电路中的电流为 此时定值电阻的功率为 2．如图是我国首创的十秒级闪充公交电车，这种电车采用超级电容，可以直接以电能形式储存能量。假设这种电车的质量（满载，含乘客）为15t，匀速行驶时，电车受到的平均阻力f为车重G的0.02倍。若每次给电车充满电耗时30s，可使电车在平直的公路上以8m/s的速度匀速行驶5km，电车行驶时的效率为80%，求此过程中：（g取10N/kg） (1)牵引力做的功是多少？ (2)每次充满电，电车从充电桩所获得的总电能是多少？充电桩为电车充电时的输出功率P充是多少？ (3)公交电车以8m/s的速度在平直公路匀速行驶时，电动机工作电压为600V，此时通过电动机的电流是多少？ 【答案】(1)1.5×107J (2)1.875×107J，6.25×105W (3)40A 【详解】（1）电车质量 车重 电车匀速行驶时受到的阻力 电车匀速行驶时，牵引力F等于阻力f，即 电车行驶的距离 因此牵引力做的功 （2）电车行驶时的效率η=80%，由可得，电车实际消耗的电能为 每次充电时间t=30s，充电桩的输出功率 （3）电车匀速行驶时的功率 电动机工作电压U=600V，通过电动机的电流 3．小张同学对实验室的压力秤非常感兴趣，于是结合所学知识设计了如图甲所示的压力测量仪。其中，电源电压保持4.5V不变，电压表量程为0~3V，是电阻箱。为粗细均匀的导体棒，总阻值为，总长度为20cm。金属指针P可在金属杆AB上滑动，且与它接触良好，金属指针与金属杆电阻和摩擦忽略不计。弹簧每受到1N的力会形变0.5cm。当托盘不放物体时，压力为0N，金属指针P恰好位于导体棒的最上端，现闭合开关S，调节。求： (1)当压力为0N时，电路中的电流； (2)在保证电路安全的情况下，该测量仪能测得最大压力； (3)小张在对电压表表盘进行压力标注时发现，表盘上的压力刻度并不均匀，如图乙所示，①请利用现有器材帮小张设计一个压力刻度均匀的电路，在图丙虚线方框内画出；②通过调节新设计电路中的阻值，可使压力测量仪的量程为0~30N，分度值为1N。则应调为多少Ω？ 【答案】(1)0.225A (2)20N (3)见解析，10Ω 【详解】（1）当压力为0N时，电路为R1的简单电路，此时电路电流为 （2）由图得，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2的电压。依题意得，托盘上的重物越重，滑片下移长度越长，R2接入电路中电阻越大，电路电阻越大，电路电流越小；由串联电路中电阻越大分到的电压越大得，此时R2的电压变大，电压表示数变大。电压表量程为0~3V，则电压表的最大示数为3V，此时R1的电压为 此时电路电流为 由欧姆定律得，此时R2的阻值为 弹簧的形变量为 该测量仪能测得最大压力为 （3）为了使电压表的刻度均匀，应在改变电阻的同时，保持电流不变，则滑片移动过程中，电路电阻不变，则R2的电阻应全部接入电路中，滑片接在电压表的一端，使滑片移动过程中，电压表的示数均匀变化，如图所示： 依题意得，压力测量仪的最大测量值为 此时弹簧的形变量为 则R2与电压表并联部分的电阻的阻值为 此时电路电流为 由与串联电路电阻特点得，R1应调为 4．如图甲所示是超市常用的一种电动搬运车，用于超市卖场与库房间的货物运输及提升。下表是其相关参数，其电路工作原理示意图如图乙，电源电压为36V的蓄电池组，当闭合开关时，提升电动机M1工作，将货物提升到指定高度；当闭合开关时，进退电动机M2工作，驱动搬运车前进或后退。电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。（g取10N/kg） 型号 自重 最大载货量 蓄电池电压 蓄电池容量 进退电动机 提升电动机 电机效率 PTE20X 36V 80A·h 36V  900W 36V  1000W 80% (1)搬运车蓄电池充足电一次，求可以储存的电能； (2)如果将质量为1t的货物匀速提升1m，需要多长时间； (3)某次搬运过程中，搬运车将质量为1t的货物，先提升1m，再以的速度向前推送10m。求整个过程中搬运车对货物做的功和消耗的总电能。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）已知电池蓄电池容量80A·h，电源电压为36V，根据求出储存的电能，充足电一次，储存的电能约为 （2）将质量为1t的货物匀速提升1m所做的有用功 提升电动机所消耗的电能 所消耗的时间 （3）整个过程中搬运车将货物提升时对货物做功，将货物向前推送时对货物没有做功，所以整个过程中搬运车对货物做的功为 搬运车将质量为1t的货物，向前推送10m需要的时间 这段时间进退电动机消耗的电能为 整个过程中消耗的总电能 5．某科技小组制作了一个水位仪，其内部简化结构如图甲所示。已知电源电压恒为18V。一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定，下端与边长为10cm的正方体木块A相连，木块A放在足够高圆柱形容器内。未注水时，滑片P刚好在滑动变阻器R1的下端，现向容器中缓慢注水，滑片P随A的浮动在滑动变阻器R1上滑动，滑片P不能离开R1。R1由两种材料组成，ab段是铜导线，其电阻可忽略不计，剩余部分材料相同且电阻大小与自身长度成正比，定值电阻R2的电功率与水位的深度H的关系如图乙所示（不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦力）。求： (1)R2的阻值。 (2)滑动变阻器R1的最大阻值。 (3)如果电流表选用0~3A量程，电压表选用0~15V量程，则在电路安全范围内，其水位的最大深度。 【答案】(1)10Ω (2)80Ω (3)21.5cm 【详解】（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由乙图可知滑动变阻器接入电路阻值为0时，此时滑片P刚好在滑动变阻器R1的下端，R2的电压最大，等于电源电压18V，由图乙知R2的功率最大值为32.4W，根据可知 （2）滑动变阻器接入电路最大阻值时，此时电路的电流最小，由乙图可知，此时定值电阻的最小电功率为0.4W，根据P=I2R可知，此时通过电路的电流 根据欧姆定律可得此时电路总电阻 因总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器的最大阻值 R1=R-R2=90Ω-10Ω=80Ω （3）由乙图可知当水深 11cm=0.11m 定值电阻的电功率为3.6W，此时通过电路的电流 根据欧姆定律可得此时电路总电阻 此时滑动变阻器接入电路的阻值 由乙图可知滑片移动的距离为 11cm-6cm=5cm 即a点以下部分的长度为5cm；电压表选用0～15V量程，当电压表示数最大为15V，此时变阻器连入电路的电阻最大，根据串联电路电压的规律，定值电阻两端的电压为 U2=U-UV=18V-15V=3V 此时通过电路的电流 此时滑动变阻器接入电路的阻值 此时滑动变阻器接入电路的长度 已知ab段是铜导线，其电阻可忽略不计，故滑片从a上升到b时，电路的电流不变，故R2的电功率保持不变，对应的功率为3.6W，由乙图可知ab的长度为 14cm -11cm=3cm 则滑片移动的距离为 L=12.5cm+3cm=15.5cm 此时对应的水位为 h=6cm+15.5cm=21.5cm 6．“疯狂物理”实验小组设计了一种测定水平方向风力的装置（如图甲）。绝缘轻弹簧的左端固定在压敏电阻R上，右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连，一起套在粗细均匀的水平金属杆上，迎风板与金属杆之间的摩擦忽略不计。电源电压恒为8.4V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，小灯泡上标有“6V，3W”字样，且灯泡两端电压不允许超过额定电压（灯丝电阻不变），压敏电阻R的阻值随压力的变化规律如图乙所示。求： (1)灯泡的额定电流； (2)当压敏电阻所受的压力为2N，小灯泡的实际功率； (3)在电路安全的前提下，风力最大时压敏电阻的功率。 【答案】(1)0.5A (2)1.92W (3)1.2W 【详解】（1）由可知，灯泡的额定电流 （2）由图甲可知，灯泡L与压敏电阻R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量压敏电阻R两端的电压；由可知，灯泡的电阻 图乙可知，当压敏电阻受到的压力为2N时，压敏电阻的阻值 根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻 电路中的电流 小灯泡的实际功率为 （3）由图乙可知，当风力增大时，压敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，根据电流表的量程和灯泡的额定电流可知，电流中的最大电流 由可知，电路中的最小总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，压敏电阻的最小阻值 即在电路安全的前提下，风力最大时压敏电阻的阻值为4.8Ω。根据可知风力最大时压敏电阻的功率 7．图（a）是某型号电子秤的原理示意图，闭合开关S，将物体放于托盘上，量程为0~3V的电子式电压表经“改装”便可显示该物体质量大小。已知水平轻杆OAE可绕О点无摩擦转动，OA、AB、BC、CD、DE的间距相等；电源电压恒为6V，R2为定值电阻；压力传感器R1上表面能承受的最大压力为400N，且其阻值随所受压力变化的关系如图（b）所示。托盘、压杆的质量不计，且它们均可移动到A、B、C、D、E五个位置中的某一位置（压杆始终压在R上方中央）。图（a）中，托盘位于D点，压杆位于A点，空载时，闭合开关S，电压表的示数为0.6V，g取10N/kg。 (1)计算R2的阻值； (2)当托盘、压杆位于图示位置，且托盘上放置25N的物体时，计算此时电压表的示数； (3)移动托盘、压杆的位置，计算该电子秤能称量物体的最大质量。 【答案】(1)50Ω (2)0.75V (3)200kg 【详解】（1）空载即压力F=0N，由图乙知，R1=450Ω，根据串联电路的电压特点，R1两端的电压为U1=U-U2=6V-0.6V=5.4V 根据欧姆定律知，电路中的电流为 R2的阻值为 （2）由OA、AB、BC、CD、DE的间距相等，得OA∶OD=1∶4 由杠杆平衡条件得G×OD=F′×OA 解得压敏电阻R1处的压力为 由图乙知，F=100N时， R1的阻值是350Ω，此时电路中的总电阻为R′总=R′1+R2=350Ω+50Ω=400Ω 电路中的电流为 通过R2的电流为0.015A，R2两端的电压，即电压表的示数为U′2=I2R2=0.015A×50Ω=0.75V （3）当电压表的示数为3V时，此时电路中的电流为 压敏电阻的阻值为 由图可知，压力传感器受到的压力为400N，将托盘移到A点，压杆移到E点时，此时OA∶OE=1∶5 物体的最大重力 被测物体的最大质量为 2 / 15 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$