专题20 力热电磁光学体系的综合计算问题-2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题练习

2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练 【编写说明】 根据内蒙古中考物理命题最新动态，2025年内蒙古实施统一中考命题。新的政策规定：物理学科总分60分，考试时间60分钟。主要由选择题（8道小题，共24分）和非选择题（6道小题，共36分）组成，共有14道小题。预测2025年内蒙古中考真题试卷应该具有如下特点： （1）全面考查物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任核心素养。 （2）打破以往传统命题方式，一定会出现新考法。对新情境问题、跨学科实践问题更加重视，有利于培养学生创造性思维。 （3）重视科学技术在生产生活中的实际应用。 （4）关注2025年5月份前国内各种体育赛事及大型活动中的物理问题。 （5）光热力电实验、光热力电简答、力学知识体系内（或者力电）综合计算、含有传感器类的电学（或者电力光及热）综合计算会出现6道小题。 结合以上分析，为了内蒙古初中生中考需求，特编制《2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练》专辑。共下载使用，祝你一臂之力。 专题20 力热电磁光学体系的综合计算问题 1. （力电综合题）如图，一台用于侦察、灭火的电动消防机器人，质量为1000kg，静止时履带与地面接触的总面积为。在某段平直公路上，机器人以3m/s的速度匀速行驶1min，其受到的阻力是机器人所受重力的0.05倍，这段路程消耗的电能中有75%用于机器人的牵引力做功。求 （1）机器人1min通过的路程； （2）机器人静止时，对水平地面产生的压强； （3）机器人在这段路程中消耗的电能。 2. （力热综合题）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 3. （力热综合题）小军同学周末和家人驾驶越野汽车去郊游，车和人的总质量为2.4t，他们先在一段可近似看成水平直线的柏油路上匀速行驶50km，用时50min，消耗汽油5kg。假设此过程汽车所受阻力恒为车和人总重的0.1倍。然后他们又以相同功率，继续在一段可近似看成水直线的沙土路上，以25km/h的速度匀速行驶12min后到达目的地。已知汽油的热值为。求： （1）汽车在柏油路上匀速行驶时速度的大小； （2）汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率； （3）汽车在沙土路上匀速行驶时受到阻力的大小。 4. （力电热综合题）图甲为低温液化制酒示意图，天锅内装有1m高的冷水，底部连有控制排水与注水的装置，该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V，为热敏电阻，其阻值随天锅中水温变化关系如图丙所示，当水温达到50℃时，排水口打开将水全部排出；为压敏电阻，其阻值随水对锅底的压强变化关系如图丁所示，当水压为0时，注水口打开排水口关闭，将冷水注入天锅，注水高度达到1m时注水口关闭。（，g取10N/kg，不考虑水的蒸发）求 （1）水高为1m时，的阻值； （2）排水口刚打开时，电路中的电流； （3）排水过程中，当的功率为1W时，的阻值（设排水过程中水温保持50℃不变）。 5. （力热电综合题）电动汽车因具有零排放、低噪音、节能等优点，得到了快速发展，但仍然存在一些制约其发展的因素，目前主要应用于城市内部交通。某智能出行平台出租的电动汽车部分参数如下表。 电池容量 8kWh 百公里耗电量 12kWh/100km （1）①如果用120kW的“快充”充电桩给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间； ②就解决电动汽车充电时间长的问题提出一条合理建议。 （2）电池容量是决定电动汽车续航里程的主要因素，若此电动汽车的能量利用率是75%，计算该车的续航里程（按汽车电池电量不得低于电池容量的20%来计算） （3）同样条件下，电动汽车比燃油汽车能耗小很多。某燃油汽车百公里消耗汽油10L，则电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是多少焦耳。 （汽油的密度，汽油的热值） 6.（力电综合题）哈尔滨冰雪大世界的冰灯享誉中外，其内部镶嵌由半导体材料制成的节能灯。某座冰灯作品总重为2×104N，与水平地面接触面积为2m2。 （1）计算此冰灯作品对水平地面的压强； （2）冰灯作品内某一组节能灯标有“220V 22W”，计算这组节能灯正常发光时的电流； （3）此组节能灯与标有“220V 200W”的白炽灯均正常发光时亮度相同，如果每天正常工作10小时，请计算用节能灯比白炽灯每天节约多少kW·h电能？ 7. （力电综合题）小娜同学在物理实践活动中，设计了如图甲所示的电子质量测量仪。其中，电源电压恒定为，为粗细均匀的导体棒，阻值随长度均匀变化，总阻值为，总长度为。R是电阻箱，电压表量程为，电流表量程为。金属弹簧上端固定并通过导线与电压表连接，下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。已知，电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。实验中弹簧的形变始终不超弹性限度，弹簧及指针质量不计，取。现闭合开关S，调节，请回答以下问题： （1）不挂重物时，指针恰好指在的最上端。此时电压表示数为_______V，电流表示数为______A； （2）悬挂重物后，电流表的示数____（填“变大”“不变”或“变小”）。当弹簧下端悬挂某待测物体时，指针向下移动，则待测物体质量____，电压表示数为_____V； （3）在保证电路安全的情况下，该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量为_______。通过调节电阻箱R的阻值，可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程，应该将电阻箱R的阻值_______（填“调大”“保持不变”或“调小”）。 8. （热电综合题）小明给家里买电热水壶，他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶，它们的铭牌如图所示。均正常工作，都把质量为1kg的水从20℃加热到42℃，甲用时125s，乙用时120s。【】 （1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大？ （2）质量为1kg的水从20℃加热到42℃，吸收的热量是多少？ （3）如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶，通过计算分析，他应该选择哪一款？ 9. （热电综合题）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的的多档位电火锅，其内部电路原理如图所示，部分参数如表所示，均为发热电阻，的阻值为。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同档位的转换； 物理量 参数 额定电压 中温档功率 低温档功率 （1）使用中温档时旋转开关应该旋转到跟________触点接触的位置，简单说明理由___________； （2）电加热器电路中的阻值各为________、________； （3）在高温档模式下，向锅内装温度为的水，高温档连续正常工作，水温升高到，这时电火锅的加热效率是________。[电热丝的电阻不随温度变化，，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率] 10. （热电综合题）某家用电热水壶有加热和保温两档，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求： (1)该电热水壶加热和保温时的电流之比； (2)电阻R2的阻值； (3)给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。 11. （热电综合题）一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；图乙是它的简化电路图，均为加热电阻（阻值保持不变）。已知的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求： （1）的阻值是多少？ （2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？ （3）某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾，用时14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？ 额定电压 220V 低温挡功率 中温挡功率 440W 高温挡功率 1100W 12. （热电磁综合题）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求： （1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。 （2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。 （3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。 13. （热力综合题）如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢4kg，最大起飞质量可达。已知飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为；在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为。已知氢的热值为。求： （1）发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？ （2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？ （3）飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？ 14. （热电综合题）如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热档位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变的电热丝，。求： （1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为多少？ （2）若某次使用时，用高温档位正常工作，将0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少？ （3）若（2）问中用高温档位正常工作，加热过程共用时80s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效率是多少？ 15. （热电综合题）“遥遥”生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃，并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。“领先”科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源（使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”），完全相同的防水热敏电阻、的阻值随温度的变化规律如图乙所示。 （1）小组将“预先设定的电流”设置为后进行报警触发设置。 温度报警触发设置：30℃时两端电压为，将该电压设为温度报警触发值U，当两端实际电压时，触发温度报警。 湿度报警触发设置：用一端浸在水中的湿纱布敷在上。由于湿纱布中的水________，使温度降低，导致两端电压与两端电压产生电压差。环境越干燥，与的温差越大，也越大，因此可用表示湿度状况。当时需要湿度报警，将时的电压差设为湿度报警触发值，记为。请计算 ________（写出必要的文字说明、表达式及最后结果）； （2）现根据实际需要改变“预先设定的电流”，使装置在且湿度报警触发值比增大时触发湿度报警。重新调节后的温度报警触发值U为________。 16. （热电综合题）如图，甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体，甲、乙中都有一段电阻丝，，。闭合开关，电流表的示数为1.2A。通电120s后，甲中温度计的示数为29℃。求： （1）两端的电压； （2）的电功率； （3）电流通过产生的热量； （4）液体的比热容（不计热量损失）。 17. （磁力综合题）电动垂直起降航空器，又称“空中出租车”，是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器。某品牌“空中出租车”如图所示，最大起飞质量2t，5座设计，最大巡航速度200km/h，核心模组100%国产化。 （1）它的动力装置主要是电动机，下图能够反映它工作原理的是___________。（填序号） A. B. （2）某同学乘坐汽车从银川到中卫旅游，用时约2.5h。若乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，两地航线距离约150km，相比乘坐汽车缩短多长时间？ （3）若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面，重力做功是多少？（g取10N/kg） （4）它静止时与水平地面的总接触面积为，以最大起飞质量静止在水平地面，对地面的最大压强是多少？ 18. （热力综合题）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！” 同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） （1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热原因之一是：藏区海拔高，大气压强________（选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢； （2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60％，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ （3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练 【编写说明】 根据内蒙古中考物理命题最新动态，2025年内蒙古实施统一中考命题。新的政策规定：物理学科总分60分，考试时间60分钟。主要由选择题（8道小题，共24分）和非选择题（6道小题，共36分）组成，共有14道小题。预测2025年内蒙古中考真题试卷应该具有如下特点： （1）全面考查物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任核心素养。 （2）打破以往传统命题方式，一定会出现新考法。对新情境问题、跨学科实践问题更加重视，有利于培养学生创造性思维。 （3）重视科学技术在生产生活中的实际应用。 （4）关注2025年5月份前国内各种体育赛事及大型活动中的物理问题。 （5）光热力电实验、光热力电简答、力学知识体系内（或者力电）综合计算、含有传感器类的电学（或者电力光及热）综合计算会出现6道小题。 结合以上分析，为了内蒙古初中生中考需求，特编制《2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练》专辑。共下载使用，祝你一臂之力。 专题20 力热电磁光学体系的综合计算问题 1. （力电综合题）如图，一台用于侦察、灭火的电动消防机器人，质量为1000kg，静止时履带与地面接触的总面积为。在某段平直公路上，机器人以3m/s的速度匀速行驶1min，其受到的阻力是机器人所受重力的0.05倍，这段路程消耗的电能中有75%用于机器人的牵引力做功。求 （1）机器人1min通过的路程； （2）机器人静止时，对水平地面产生的压强； （3）机器人在这段路程中消耗的电能。 【答案】（1）180m；（2）；（3） 【解析】（1）机器人运动1min通过的路程 （2）滑防机器人的重力 消防机器人对水平地面的压力等于它所受的重力，即 机器人对地面产生的压强 （3）机器人在平直公路上匀速直线运动所受阻力 平直公路上匀速直线运动。机器人所受的阻力和牵引力是一对平衡力，即 机器人在平直公路上匀速直线运动1min牵引力做功 机器人在这段路程中消耗的电能 答：（1）机器人1min通过的路程为180m； （2）机器人静止时，对水平地面产生的压强为； （3）机器人在这段路程中消耗的电能为。 2. （力热综合题）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40% 【解析】（1）汽车的平均速度 （2）全程消耗汽油的体积为 V=25L=0.025m3 汽油的质量为 m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg 汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J （3）汽车全程所做有用功为 W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J 则汽车发动机的效率 答：（1）汽车的平均速度为90km/h； （2）汽汽油完全燃烧放出的热量为9×108J； （3）汽车发动机的效率为40%。 3. （力热综合题）小军同学周末和家人驾驶越野汽车去郊游，车和人的总质量为2.4t，他们先在一段可近似看成水平直线的柏油路上匀速行驶50km，用时50min，消耗汽油5kg。假设此过程汽车所受阻力恒为车和人总重的0.1倍。然后他们又以相同功率，继续在一段可近似看成水直线的沙土路上，以25km/h的速度匀速行驶12min后到达目的地。已知汽油的热值为。求： （1）汽车在柏油路上匀速行驶时速度的大小； （2）汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率； （3）汽车在沙土路上匀速行驶时受到阻力的大小。 【答案】（1）60km/h；（2）52.2%；（3） 【解析】（1）汽车在柏油路上匀速行驶时的速度 （2）由题意可知，汽车在匀速行驶过受到的阻力恒为车和人总重的0.1倍，因此阻力大小为 匀速行驶时，阻力与牵引力是一对平衡力，故 汽车行驶时，发动机做功 该过程中消耗了汽油5kg，汽油完全燃烧放出的热量为 汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率 （3）汽车在柏油路上行驶时发动机的功率为 由题意可知，汽车在沙土路上行驶的功率与柏油路相同，匀速行驶时汽车受到的阻力与牵引椅是一对平衡力，大小相等，则由 可知 答：（1）汽车在柏油路上匀速行驶时速度为60km/h； （2）汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率为52.2%； （3）汽车在沙土路上匀速行驶时受到的阻力为。 4. （力电热综合题）图甲为低温液化制酒示意图，天锅内装有1m高的冷水，底部连有控制排水与注水的装置，该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V，为热敏电阻，其阻值随天锅中水温变化关系如图丙所示，当水温达到50℃时，排水口打开将水全部排出；为压敏电阻，其阻值随水对锅底的压强变化关系如图丁所示，当水压为0时，注水口打开排水口关闭，将冷水注入天锅，注水高度达到1m时注水口关闭。（，g取10N/kg，不考虑水的蒸发）求 （1）水高为1m时，的阻值； （2）排水口刚打开时，电路中的电流； （3）排水过程中，当的功率为1W时，的阻值（设排水过程中水温保持50℃不变）。 【答案】（1）100Ω；（2）0.06A；（3）20Ω 【解析】（1）水高为1m时，压敏电阻受到液体产生的压强为 由图丁可知，的阻值为100Ω； （2）当水温达到50℃时，排水口打开，热敏电阻为100Ω，根据串联电阻的规律及欧姆定律，排水口刚打开时，电路中的电流为 （3）水温达到50℃时热敏电阻为100Ω，当的功率为1W时，根据P=I2R可知，通过 根据串联电阻的规律及欧姆定律，的阻值 答：（1）水高为1m时，的阻值为100Ω； （2）排水口刚打开时，电路中的电流为0.06A； （3）当的功率为1W时，的阻值为20Ω。 5. （力热电综合题）电动汽车因具有零排放、低噪音、节能等优点，得到了快速发展，但仍然存在一些制约其发展的因素，目前主要应用于城市内部交通。某智能出行平台出租的电动汽车部分参数如下表。 电池容量 8kWh 百公里耗电量 12kWh/100km （1）①如果用120kW的“快充”充电桩给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间； ②就解决电动汽车充电时间长的问题提出一条合理建议。 （2）电池容量是决定电动汽车续航里程的主要因素，若此电动汽车的能量利用率是75%，计算该车的续航里程（按汽车电池电量不得低于电池容量的20%来计算） （3）同样条件下，电动汽车比燃油汽车能耗小很多。某燃油汽车百公里消耗汽油10L，则电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是多少焦耳。 （汽油的密度，汽油的热值） 【答案】（1）①8min；②提高充电功率；（2）44km；（3）4.32×107J，3.22×108J 【解析】（1）①由​可得，给该车从最低电量到充满电所需的时间： ②提高充电功率，可以缩短充电时间； （2）汽车行驶时消耗的电能 由题意可知，百公里耗电量为12kW⋅h/100km，因此该车的续航里程为 （3）汽油的质量 m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10−3m3=7kg 汽油完全燃烧释放的热量 Q放​=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J 即燃油汽车百公里消耗的能量为3.22×108J，电动汽车百公里消耗的能量 W1​=12kW⋅h=4.32×107J 答：（1）①给该车从最低电量到充满电需8min；②提高充电功率； （2）该车的续航里程为106.7km； （3）电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是4.32×107J、3.22×108J。 6.（力电综合题）哈尔滨冰雪大世界的冰灯享誉中外，其内部镶嵌由半导体材料制成的节能灯。某座冰灯作品总重为2×104N，与水平地面接触面积为2m2。 （1）计算此冰灯作品对水平地面的压强； （2）冰灯作品内某一组节能灯标有“220V 22W”，计算这组节能灯正常发光时的电流； （3）此组节能灯与标有“220V 200W”的白炽灯均正常发光时亮度相同，如果每天正常工作10小时，请计算用节能灯比白炽灯每天节约多少kW·h电能？ 【答案】（1）1×104Pa；（2）0.1A；（3）1.78kW·h 【解析】（1）此冰灯作品对水平地面的压力 F=G=2×104N 此冰灯作品对水平地面的压强 （2）这组节能灯正常发光时的电流 （3）如果每天正常工作10小时，节约的电能 W=W白-WL=P白t-PLt= (P白-PL)t=(200-22)×0.001kW×10h=1.78kW·h 答：（1）此冰灯作品对水平地面的压强是1×104Pa； （2）冰灯作品内某一组节能灯标有“220V 22W”，这组节能灯正常发光时的电流是0.1A； （3）此组节能灯与标有“220V 200W”的白炽灯均正常发光时亮度相同，如果每天正常工作10小时，用节能灯比白炽灯每天节约1.78kW·h电能。 7. （力电综合题）小娜同学在物理实践活动中，设计了如图甲所示的电子质量测量仪。其中，电源电压恒定为，为粗细均匀的导体棒，阻值随长度均匀变化，总阻值为，总长度为。R是电阻箱，电压表量程为，电流表量程为。金属弹簧上端固定并通过导线与电压表连接，下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。已知，电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。实验中弹簧的形变始终不超弹性限度，弹簧及指针质量不计，取。现闭合开关S，调节，请回答以下问题： （1）不挂重物时，指针恰好指在的最上端。此时电压表示数为_______V，电流表示数为______A； （2）悬挂重物后，电流表的示数____（填“变大”“不变”或“变小”）。当弹簧下端悬挂某待测物体时，指针向下移动，则待测物体质量____，电压表示数为_____V； （3）在保证电路安全的情况下，该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量为_______。通过调节电阻箱R的阻值，可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程，应该将电阻箱R的阻值_______（填“调大”“保持不变”或“调小”）。 【答案】 （1）0 0.1 （2） 不变 5 1 （3） 15 调大 【解析】（1）由图得，当指针恰好指在的最上端时，变阻器的最大电阻与变阻箱串联，电流表测量电路电流，电压表被短路，则此时电压表示数为0V，电流表的示数为 （2）悬挂重物后，滑片向下移动，变阻器接入电路中电阻不变，电路中的电阻不变，由欧姆定律得，电流表的示数不变。 由图像得，当指针向下移动时，弹力为50N，此时弹力等于待测物体的重力，由得，指针则待测物体质量 滑片移动过程中，变阻器接入电路中电阻不变，电压表测量变阻器上半部分的电压，当指针向下移动时，电压表并联部分的电阻的阻值为 由欧姆定律得，电压表示数为 （3）当电压表的示数为3V时，该电子质量测量仪所测得物体的最大质量，由欧姆定律得，此时电压表测量的电阻的阻值为 此时弹簧的伸长量为 由图像得，此时弹簧的弹力为150N，由得，最大测量的物体的质量为 通讨调节电阻箱R的阻值，可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程，则滑片向下移动的长度增大，电压表并联部分的电阻的阻值增大，电压表的最大测量值不变，由欧姆定律得，通过变阻器的电流应变小，则电路中电阻增大，应该将电阻箱R的阻值调大。 8. （热电综合题）小明给家里买电热水壶，他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶，它们的铭牌如图所示。均正常工作，都把质量为1kg的水从20℃加热到42℃，甲用时125s，乙用时120s。【】 （1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大？ （2）质量为1kg的水从20℃加热到42℃，吸收的热量是多少？ （3）如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶，通过计算分析，他应该选择哪一款？ 【答案】（1）；（2）；（3）甲电热水壶更节能，选择甲电热水壶 【解析】（1）由可得甲电热水壶正常工作时电阻为 （2）质量为1kg的水从20℃加热到42℃，吸收的热量为 （3）把质量为1kg的水从20℃加热到42℃，甲电热水壶用电量为 乙电热水壶用电量 因为，所以甲电热水壶更节能，选择甲电热水壶。 答：（1）甲电热水壶正常工作时电阻是； （2）质量为1kg的水从20℃加热到42℃，吸收的热量是； （3）甲电热水壶更节能，选择甲电热水壶。 9. （热电综合题）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的的多档位电火锅，其内部电路原理如图所示，部分参数如表所示，均为发热电阻，的阻值为。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同档位的转换； 物理量 参数 额定电压 中温档功率 低温档功率 （1）使用中温档时旋转开关应该旋转到跟________触点接触的位置，简单说明理由___________； （2）电加热器电路中的阻值各为________、________； （3）在高温档模式下，向锅内装温度为的水，高温档连续正常工作，水温升高到，这时电火锅的加热效率是________。[电热丝的电阻不随温度变化，，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率] 【答案】 （1）2和3 当开关S与触点2和3接触时，电路中只有R2，由可知为中温档 （2）66Ω 44Ω （3）90.9% 【解析】（1）分析电路图可知，旋转开关S，让其和触点1和2接触时，R1与R2串联；旋转开关S，让其和触点2和3接触时，R1被短路，电路中只有R2；旋转开关S，让其和触点3和4接触时，R2与R3并联；由可知，电路中电阻越大时，电路的总功率越小，所以旋转开关S，让其和触点1和2接触时，电阻最大，为低温档；旋转开关S，让其和触点3和4接触时，电阻最小，为高温档；旋转开关S，让其和触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温档。 （2）由于旋转开关S，让其和触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温档，所以 旋转开关S，让其和触点1和2接触时，R1与R2串联，为低温档，则总电阻 则 （3）旋转开关S，让其和触点3和4接触时，R2与R3并联，为高温档 锅内装2kg温度为20℃的水，水温升高到70℃，吸收的热量 高温档连续正常工作210s，消耗电能 电火锅的加热效率 10. （热电综合题）某家用电热水壶有加热和保温两档，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求： (1)该电热水壶加热和保温时的电流之比； (2)电阻R2的阻值； (3)给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。 【答案】(1)；(2)；(3)210s。 【解析】(1)由乙图可知，加热时的功率为1600W，根据公式可算出加热时的电流I为 保温时的功率为400W，根据公式可算出保温时的电流I为 加热和保温时的电流之比为 (2)加热时的功率为1600W，根据公式可算出R1的电阻为 保温时R1、 R2串联，功率为400W，根据公式可算出R总的电阻为 R2的电阻为 (3) 1.2kg的水，使水温从20℃升至80℃吸收的热量为 热水壶的工作效率为90%，根据公式可算出放出的热量为 电热水壶消耗的电能等于，根据公式可算出所需时间为 11. （热电综合题）一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；图乙是它的简化电路图，均为加热电阻（阻值保持不变）。已知的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求： （1）的阻值是多少？ （2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？ （3）某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾，用时14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？ 额定电压 220V 低温挡功率 中温挡功率 440W 高温挡功率 1100W 【答案】（1）66Ω；（2）220W；（3）400W 【解析】（1）从表格中可知，高温档的功率为1100W，再由图乙可知，当高温档时，只R3连入电路，电源电压为220V，由得，R3的电阻值为 从表中还可知道，中温档的功率为400W，再由图乙，中温档时，只有R2和R3串联接入电路，电源电压220V，根据电功率推导式得 解得，即R2的阻值是。 （2）低温档时，R1，R3串联，由（1）得电火锅在低温挡工作时的功率为 （3）水吸收的内能为 不计热损失，高温档时，消耗的电能为 该电火锅的实际功率为 答：（1）的阻值是66Ω； （2）电火锅在低温挡工作时的功率是220W； （3）该电火锅中温档的实际功率是400W。 12. （热电磁综合题）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求： （1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。 （2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。 （3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。 【答案】（1）5A；（2）198Ω；（3）R= 【解析】（1）烧制炉加热状态时，加热电路中只有R1工作，通过R1的电流 （2）烧制炉保温状态时，R1与R2串联，根据可知，总电阻 R2的阻值 （3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即，且根据欧姆定律有，则有，冷点探头温度，保温时电磁铁线圈的电流 第一次测试：变阻器电阻，炉内温度，则有 第二次测试：变阻器电阻，炉内温度，则有 代入数据，解得：电磁铁线圈电阻 温差电源提供电压与两探头间的温度差的比值 ，则R与t关系的表达式为 13. （热力综合题）如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢4kg，最大起飞质量可达。已知飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为；在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为。已知氢的热值为。求： （1）发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？ （2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？ （3）飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）飞机静止在水平地面上时的压力 飞机静止时对水平地面的压强 （2）氢完全燃烧放出的热量 （3）由可得，飞机匀速巡航的路程 牵引力做的功 答：（1）达到最大起飞质量时对地面的压强为6×104Pa； （2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为5.6×108J； （3）前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为1.8×108J。 14. （热电综合题）如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热档位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变的电热丝，。求： （1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为多少？ （2）若某次使用时，用高温档位正常工作，将0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少？ （3）若（2）问中用高温档位正常工作，加热过程共用时80s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效率是多少？ 【答案】（1）500W；（2）；（3）84% 【解析】（1）当开关接触2和3时，与串联接入电路，使用低温档位工作，与串联总电阻为 使用低温档位正常工作时的电功率 （2）水吸收的热量是 （3）当开关接触3和4时，只有工作，用高温档位加热，挂烫机高温档位的电功率 挂烫机高温档位加热消耗的电能 该挂烫机的加热效率 答：（1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为500W； （2）水吸收的热量是6.72×104J； （3）此次加热过程，该挂烫机的加热效率是84%。 15. （热电综合题）“遥遥”生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃，并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。“领先”科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源（使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”），完全相同的防水热敏电阻、的阻值随温度的变化规律如图乙所示。 （1）小组将“预先设定的电流”设置为后进行报警触发设置。 温度报警触发设置：30℃时两端电压为，将该电压设为温度报警触发值U，当两端实际电压时，触发温度报警。 湿度报警触发设置：用一端浸在水中的湿纱布敷在上。由于湿纱布中的水________，使温度降低，导致两端电压与两端电压产生电压差。环境越干燥，与的温差越大，也越大，因此可用表示湿度状况。当时需要湿度报警，将时的电压差设为湿度报警触发值，记为。请计算 ________（写出必要的文字说明、表达式及最后结果）； （2）现根据实际需要改变“预先设定的电流”，使装置在且湿度报警触发值比增大时触发湿度报警。重新调节后的温度报警触发值U为________。 【答案】 （1）汽化吸热 （2） 2.4 【解析】（1）由于湿纱布中的水汽化吸热，使温度降低。 由题意可得，当湿度报警刚好触发时，温度报警器也应该刚好报警，则此时两端电压为，则的电阻为 此时的温度应该为30℃，则的温度应该为25℃，湿度报警刚好触发时，对应的电阻为 则此时的电压为 则 （2）增加后的 则 现在，则有 可解得 当的温度应该为30℃时，电阻为1800Ω，则温度报警触发值U为 16. （热电综合题）如图，甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体，甲、乙中都有一段电阻丝，，。闭合开关，电流表的示数为1.2A。通电120s后，甲中温度计的示数为29℃。求： （1）两端的电压； （2）的电功率； （3）电流通过产生的热量； （4）液体的比热容（不计热量损失）。 【答案】（1）12V；（2）14.4W；（3）；（4） 【解析】（1）分析电路可知，、串联，电流表测电路电流。两端的电压为 （2）的电功率为 （3）电流通过产生的热量为 （4）不计热量损失，则甲中液体吸收的热量为 根据，液体的比热容为 答：（1）两端的电压为12V； （2）的电功率为14.4W； （3）电流通过产生的热量为； （4）液体的比热容为。 17. （磁力综合题）电动垂直起降航空器，又称“空中出租车”，是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器。某品牌“空中出租车”如图所示，最大起飞质量2t，5座设计，最大巡航速度200km/h，核心模组100%国产化。 （1）它的动力装置主要是电动机，下图能够反映它工作原理的是___________。（填序号） A. B. （2）某同学乘坐汽车从银川到中卫旅游，用时约2.5h。若乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，两地航线距离约150km，相比乘坐汽车缩短多长时间？ （3）若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面，重力做功是多少？（g取10N/kg） （4）它静止时与水平地面的总接触面积为，以最大起飞质量静止在水平地面，对地面的最大压强是多少？ 【答案】 （1）A （2） 1.75h （3） （4） 【解析】（1）选项A图是研究磁场对电导体有力的作用的装置，是电动机的原理；B图是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理。 故选A。 （2）“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，所用的时间为 相比乘坐汽车缩短多长时间 （3）“空中出租车”的重力为 重力做功为 （4）“空中出租车”静止在水平地面上时对地面的压力为 对地面的最大压强 答：（1）反映电动机工作原理的是A； （2）乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，两地航线距离约150km，相比乘坐汽车缩短1.75h； （3）若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面，重力做功是； （4）以最大起飞质量静止在水平地面，它对地面最大压强是。 18. （热力综合题）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！” 同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） （1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热原因之一是：藏区海拔高，大气压强________（选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢； （2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60％，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ （3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 【答案】（1）小 （2）7.2×1011J 1.3×104m3 （3）见解析 【解析】（1）因为大气压强随海拔高度的增加而减小，所以藏区海拔高，大气压强小。 （2）集热板接收的太阳辐射能量 W=Pt=3×106J/(m2⋅h)×4×104m2×10h=1.2×1012J 由​​可得，集热板中的水获得的内能 Q吸​=ηW=60%×1.2×1012J=7.2×1011J 通过蓄水箱对用户全天持续供暖后剩余 Q吸剩​=7.2×1011J-1.74×1011J=5.46×1011J 由Q吸​=cmΔt可得，蓄水箱内水质量 由​可得，蓄水箱的容积 （3）蓄水箱储存的内能 Q'吸​=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.3×107kg×(48℃-40℃)=4.368×1011J 3天需要的热量 Q'放​=3×1.74×1011J=5.22×1011J 因为Q'放＞Q'吸，所以蓄水箱储存的内不能为县城用户按标准持续供暖3天。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$