专题07 综合计算题（4大考点）（湖北专用）-【好题汇编】2025年中考物理一模试题分类汇编

专题07 综合计算题（原卷版） 热学计算题 1．（2025•湖北鄂州一模）2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想号”（如图所示）在广东广州正式入列。作为我国深海探测关键技术装备领域的重大突破，“梦想号”大洋钻探船承担着深海资源勘探、大洋科学钻探和深远海科学考察等多项使命。“梦想”号满载排水量为42600t，具备海域11000米的钻探能力，世界领先。（g取10N/kg）。请根据上述素材，回答下列问题： 燃料 热值/（J•kg﹣1） 可燃冰 4.2×108 煤 3×107 （1）求“梦想”号满载时受到的浮力； （2）求钻探系统的钻头在海域3000m深处受到海水的压强；（ρ海水取1.03×103kg/m3） （3）钻探船一次在某3000米深海域开采可燃冰104m3，求这些可燃冰的质量。（ρ可燃冰取0.9×103kg/m3） （4）若可燃冰的燃烧效率为90%，煤的燃烧效率为45%，那么这次开采的可燃冰相当于为我们国家节约了多少质量的煤？ 2．（2025•湖北黄冈一模）如图甲为一种便携电气两用炉，可以分别使用电热模式和燃气模式，适用于家庭和户外不同场景。电热模式下有调温功能，其简化电路如图乙，发热盘由定值电阻R1和调温电阻R2组成，R1的电阻为55Ω，电源电压为220V不变。 （1）闭合开关S，求通过R1的最大电流； （2）闭合开关S，调节调温电阻R2，当通过电路的电流为0.5A时，R2接入电路的电阻多大？ （3）电热模式下以440W的总功率工作30min消耗的电能，相当于在燃气模式下完全燃烧多少千克燃气放出的热量？燃气的热值q取4.4×107J/kg。 3．（2025·湖北随州·一模）图甲是广水市东大街为移动摊位提供的新型计费插座，图丙是某摊位使用的电饭锅内部的简化电路，R1和R2是发热电阻，其中R2=400Ω。开关S1、S2的通断可实现加热和保温两个挡位的调节，铭牌显示该电饭锅额定电压为220V，加热挡的额定功率为1210W。[c水=4.2×103J/（kg•℃）]求： (1)将锅内2kg的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。 (2)电饭锅在保温挡工作时，通过R1的电流。 (3)若全部数据一键清零后，电路中只接入电饭锅在加热挡工作，使用一段时间后插座表盘如图乙所示，但当前功率显示模糊不清。请通过表盘显示的数据，计算该电饭锅工作过程消耗的实际功率。[已知商业用电电价约为0.8元/（kW•h）] 力学计算题 4．（2025•湖北一模）如图为我军装备的05式两栖突击车。此车空载质量为2.87×104kg，配备最大功率为1.29×106W的柴油发动机，履带着地的总面积为10m2。当突击车搭载总质量为300kg的4名战士演练时，（g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3，q柴油＝4.3×107J/kg）求： （1）两栖突击车在水平地面静止时对地面的压强； （2）两栖突击车漂浮在水面上时排开水的体积； （3）不计能量损失，两栖突击车以最大功率行驶1min消耗柴油的质量。 5．（2025•湖北孝感一模）在杭州亚运会上，两只机器狗以铁饼“搬运工”身份忙碌地奔跑着。每当一块质量为1kg的铁饼被掷出，机器狗便迅速跑向目标，工作人员将这一块铁饼放在机器狗背部，然后让它们返回投掷点。完成任务后，它们会“趴”在场边等下一次指令，如图所示。以下是有关机器狗的一些参数：g取10N/kg 自重 最大载重 最大速度 电池容量 充电电压 12kg 10kg 5m/s 6000mA•h 24V 若机器狗空载站立时四肢与地面的总接触面积是24cm2，根据以上信息，求： （1）机器狗空载时受到的重力； （2）机器狗空载时站立在地面时对地面的压强； （3）机器狗背着一块铁饼以最大速度匀速返回时，受到的摩擦力是总重的0.3倍，牵引力做功的功率。 6．（2025•湖十堰北房县一模）福船的出现为我国乃至世界航海史写下了璀璨的一页。南京静海寺《郑和残碑》记载：“永乐三年，将领宫军乘架二千料海船并八橹船……。”经学术界考证，二千料海船就是福船。福船满载时，船和货物的总质量可达1200吨，航行时的平均速度为30km/h。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）在海上运行2h，福船可以航行多少千米？ （2）船体某处离水面3m，该处受到海水的压强是多少？ （3）福船满载时受到的浮力是多少？ 7．（2025·湖北襄阳·模拟预测）如图所示，“海斗号”是我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器，其总质量为35t，体积为它某次在10min内从水面下潜到8400m的深度处作业。，g取） (1)求该潜水器受到的重力； (2)求该潜水器下潜时的平均速度； (3)求下潜到8400m的深度时，潜水器受到海水的压强； (4)该潜水艇下潜到8400m后打开探照灯，摄像头通过观测孔了解8400m处深海的秘密，假设观测孔的面积为，求此时观测孔所受海水压力的大小。 8．（2025·湖北孝感·一模）“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中，浮空艇（表皮很薄的气囊）体积为8000m3，内 部充有氦气和空气的混合气体，混合气体的密度为0.2kg/m3，浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为，浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上 （如图）。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3，g取10N/kg，缆绳的重力、体积不计，仪器舱体积不计。求： (1)浮空艇内气体的质量； (2)浮空艇所受到的浮力； (3)某时刻此装置刚好悬停在空中，则锚泊车的重力是多少? (4)如果你是高山防寒服设计师，设计高山防寒服要注意哪些问题，请说出其中一条。 9．（2025•湖北宜昌夷陵区一模）如图是一款水陆两栖车，重1338千克，长4.57米。它能够直接从陆地开到水中，并在15秒内由车变成船。动力来自于一台最大功率220kW的发动机。在陆地行驶时速度最高达120km/h，在水上速度可达到72km/h。假设在某次工作中该车和乘坐人员的总质量为1600kg，轮胎与地面的总接触面积大约为0.1m2。求：在此次工作中，（g＝10N/kg） （1）该车漂浮在水面上静止时受到的浮力是多少N？ （2）该车静止在水平地面上时，对地面的压强约为多大？ （3）该车在水上以最大功率行驶10km，发动机做的功是多少J？ （4）若该车在水平公路上行驶时的阻力恒为车重的0.1倍，此时百公里油耗为16L，求此次在水平公路上行驶的效率。（汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油的密度为0.7×103kg/m3） 10．（2025•湖北荆门沙洋县一模）如图所示，是我国自主研制的世界最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600首次成功实施水上试飞任务的情景，是我国通用航空产业乃至整个航空工业的重大历史突破。AG600具有载重量大、航程远、续航时间长的特点，其各项参考数据见下表： 动力系统 单台发动机功率约3120kW 最大平飞速度 500km/h 空载总质量 41.5t 最大航程、航时 4500km，12h 最大汲水量 12t （1）AG600静止在水面汲水达到最大汲水量时，受到的浮力是多少？ （2）在执行某次任务过程中，汲满水的AG600从水面爬升至80m高的空中，飞机对所汲的水做了多少功？ （3）三亚距我国最南端的曾母暗沙约1600km，它以最大平飞速度从三亚匀速飞往曾母暗沙需要多长时间？ （4）AG600在正常飞行时只启用四台发动机中的两台工作，它以最大平飞速度正常飞行时，发动机的牵引力是多少？ 11．（2025•湖北一模）智能机器人广泛应用于餐饮、酒店、工厂、商超等多重场景。如图是上海“××智能”公司设计生产的配送机器人，主要用于酒店为入住客人配送行李，代替传统服务员，减少酒店成本。机器人有关参数如表所示。 型号：××自研T﹣box 产品尺寸：450mm*550mm*1080mm 产品净重：48kg 额定功率：50W 电梯控制：自主呼叫进出厢式电梯 舱室数量：2层 舱室载重：10kg/层 充电时长：6.5h 最大行走速度：1m/s 运行寿命：20000h 电池容量：DC48V12Ah 六个轮子与地面总接触面积：40cm2 （1）机器人SLAM同步定位与地图构建系统，可以自动按扫描的地图路径、根据主人指令到达指定房间。机器人四周装有4个激光扫描探头（激光雷达），当障碍物距离机器人15cm时，机器人快速作出反应，进行语言提示“主人请让开，我正在工作”或直接避开障碍物。求激光雷达从发射到接收激光束的时间。 （2）某次该机器人满载配送行李在水平地面上以最大行驶速度做匀速直线运动。求： ①机器人对水平地面的压强。 ②如果驱动电机对外做功的功率为40W，求机器人受到地面的摩擦力。 （3）当电量低于20%时，机器人不能正常工作，会自动回到充电桩充电。若机器人的电池充满电后，以额定功率工作，则一次最多可以持续正常工作多少小时？ 12．（2025•湖北武汉一模）“海油观澜号”是我国首座深远海浮式风电平台，装机容量7.25MW，可在水中漂浮并捕捉风能发电。“海油观澜号”由浮式基础和风机设备组成，其中浮式基础质量为4000t，总体呈三角形结构，包括3个边立柱和1个中间立柱，这4根立柱均为圆柱体（不计立柱之间的连结结构体积）；浮式基础上方是质量为5200t的风机设备。 （1）如图甲所示，浮式基础在青岛完成总装后，在拖船的协助下运至2630km远的珠海码头，已知某段水域中浮式基础以18km/h的速度做匀速直线运动，受到水的阻力为4×106N，求拖船通过钢绳对浮式基础施加拉力的功率。 （2）到达珠海码头后，需要将叶片组装成叶轮。风机设备的叶轮由三个叶片组成，每个叶片长为76.6m。在安装其中一个叶片时，两台吊车通过钢索AB和CD将叶片吊起，如图乙所示。若叶片重心在O点，此时钢索AB和CD在竖直方向，叶片在水平位置平衡，已知O点到AB的距离为60m，O点到CD的距离为4m，钢索CD对叶片提供的拉力为2.25×105N，则该叶片的质量为多少千克？ （3）如图丙所示，组装好的“海油观澜号”被拖到目标海域后，为了增加稳定性，首先需要在浮式基础内部注入海水压载，使整个平台下降，全过程浮式基础未全部浸没，只有四根立柱部分浸入水中（不考虑立柱间连接部分的体积）。若注入海水前“海油观澜号”吃水深度为18.4m，注入3800t海水后“海油观澜号”吃水深度会增加多少米？ 电磁学计算题 13．（2025•湖北仙桃一模）小明学习了电学知识后，在家自制了一盏调光灯，他选用了标有“2.5V 0.5W”的小灯泡，电源电压恒为4.5V，组成如图电路。小明闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答： （1）小灯泡正常发光时的电流是多少安？ （2）此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧？ （3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能是多少焦？ 14．（2025•湖北汉川市一模）如图所示的电路中，电源两端电压U＝9V，R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2＝45Ω，R3＝30Ω。 （1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时，求R3两端的电压U3； （2）当开关S、S1和S2均闭合时，求电流表的示数I； （3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，求R1消耗的电功率P。 15．（2025•湖北宜昌夷陵区一模）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求： （1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少； （2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少； （3）此体重计所能测量的最大体重为多少。 16．（2025•湖北十堰房县一模）为满足人们对健康饮食的追求，某品牌推出了一款新型电热饭盒如图甲，图乙虚线内是电热饭盒内部的简化电路图，R1和R2均为电热丝，R1＝374Ω（阻值不随温度变化，部分参数如表所示）。求： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 高温挡 440W （1）电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流； （2）电阻R2的阻值及低温挡的功率； （3）高温挡工作5分钟，低温挡工作3分钟放出的总热量是多少？ 17．（2025·湖北·一模）变频空调跟普通空调相比，电能消耗少，室温波动小，大大提高舒适度。小明利用电磁铁（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1、定值电阻R0=60Ω，设计并制作了如图甲所示自动控制空调通断的电路，其中电源电压恒为3V。 (1)电阻R0工作20min时间消耗的电能是多少？ (2)当气温升至设定温度时，通过电磁铁的电流为0.20A，衔铁被吸下，接通R0和空调线路，此时R1、R0的连接方式是 （选填“串联”或“并联”），R1的阻值为多少？ (3)某品牌变频空调和定频空调在测试时的功率P一开机时间t图像如图乙和图丙。 ①图乙所示某品牌变频空调工作1h消耗的电能是多少kW⋅h； ②若定频空调开机时间1h，消耗电能0.6kW⋅h，“开”“停”过程中能量损耗不计，根据图丙分析，定频空调功率P'是多少kW。 18．（2025·湖北鄂州·一模）冬季寒冷，小红家里购买了一个石墨烯速热地垫，如图甲所示，其具有良好的热传导性。它通过两个开关形成四个调节档位，其原理简化图如图乙所示。按照档位高低顺序分别为高温挡，中温1挡，中温2挡和低温挡。中温1挡电功率为1100W，电阻丝。 (1)由图乙可知，闭合，接，此时为 挡；（填“高温”“中温1”“中温2”或“低温”） (2)求电阻丝的阻值和“中温2档”的电功率； (3)求高温挡工作下，速热地垫30min消耗的电能； (4)请从使用安全或节能的角度为该石墨烯速热地垫的标签设计一条提示语。 19．（2025•湖北一模）如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中R1的阻值为48.4Ω，R1和R2均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温挡，正常工作时，保温挡功率为110W。 （1）求饮水机在保温挡正常工作时的电流； （2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃加热到100℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率η； （3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW•h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。 20．（2025·湖北·一模）变频空调跟普通空调相比，电能消耗少，室温波动小，大大提高舒适度。小明利用电磁铁（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1、定值电阻R0=60Ω，设计并制作了如图甲所示自动控制空调通断的电路，其中电源电压恒为3V。 (1)电阻R0工作20min时间消耗的电能是多少？ (2)当气温升至设定温度时，通过电磁铁的电流为0.20A，衔铁被吸下，接通R0和空调线路，此时R1、R0的连接方式是 （选填“串联”或“并联”），R1的阻值为多少？ (3)某品牌变频空调和定频空调在测试时的功率P一开机时间t图像如图乙和图丙。 ①图乙所示某品牌变频空调工作1h消耗的电能是多少kW⋅h； ②若定频空调开机时间1h，消耗电能0.6kW⋅h，“开”“停”过程中能量损耗不计，根据图丙分析，定频空调功率P'是多少kW。 21．（2025•湖北广水市一模）图甲是广水市东大街为移动摊位提供的新型计费插座，图丙是某摊位使用的电饭锅内部的简化电路，R1和R2是发热电阻，其中R2＝40Ω。开关S1、S2的通断可实现加热和保温两个挡位的调节，铭牌显示该电饭锅额定电压为220V，加热挡的额定功率为1210W。 （1）将锅内2kg的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）电饭锅在保温挡工作时，通过R1的电流是多少？ （3）若全部数据一键清零后，电路中只接入电饭锅在加热挡工作，使用一段时间后插座表盘如图乙所示，但当前功率显示模糊不清。请通过表盘显示的数据，计算该电饭锅工作过程消耗的实际功率。[已知商业用电电价约为0.8元/（kW•h）] 22．（2025•湖北孝感一模）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S2可以断开、接A或接B，R1和R2都是用于加热的纯电阻，电煮锅的部分参数如下表所示。（R1和R2的电阻值不随温度变化而变化） 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 P高 （1）电煮锅处于中温挡正常工作时，求电路中的电流大小？ （2）高温挡的功率P高是多少？ （3）为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅，可以采用能够存储2.2kW•h的移动电源对其进行供电，使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作15min把水烧开后，若调至低温挡进行保温，还可以正常工作多长时间？ 23．（2025•湖北仙桃一模）图甲为某品牌饮水机，其铭牌如表所示，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＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （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22s时间内电热丝R1产生的热量。 水桶容量：20L 热水箱水量：1kg 额定电压：220V 加热功率P2：1100W 保温功率P1：100W 24．（2025·湖北恩施·一模）如图甲所示为小明家的电饭锅，从铭牌上可知该电饭锅为三级能效，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路如图乙所示，有加热和保温两挡，R1和R2均为发热电阻，且阻值不随温度的变化而改变。求： (1)电饭锅加热时的电流和R1的阻值 (2)小明用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里其它用电器，让电饭锅在“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了30圈。该电饭锅的保温功率为多少？ (3)在加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）应不低于75%。小明对电饭锅测试：在“加热”状态下，将温度为20℃，质量为2.5kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时800s。请你通过计算判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。（） 综合性计算题 25．（2025•湖北黄冈一模）2025年2月21日，由中航工业自主研制的电动型载人飞艇“祥云”AS700D在湖北荆门成功完成科研首飞，如图。“祥云”AS700D采用先进的锂电池电驱动系统取代传统的航空发动机和燃料系统，实现零排放、低噪声。其部分技术参数如下表。g取10N/kg。 最大起飞质量 4t 最大飞行高度 3000m 最大飞行速度 80km/h 最大航程 700km 最多搭乘人数 10 （1）若飞艇从地面竖直起飞到最大飞行高度，用时25min，该过程中飞艇的平均速度多大？ （2）飞艇以最大起飞质量悬停在空中时，所受的浮力多大？ （3）飞艇在某高度飞行时，携带的气压计测得该高度的大气压相当于600mm高水银柱产生的压强，该高度的大气压强多大？水银的密度取13.6×103kg/m3。 （4）若飞艇在水平方向上沿直线匀速飞行时，推进器提供的水平推力为1.8×103N，飞艇推进系统的推进效率为70%，按设计最大航程计算，飞艇携带的锂电池至少需要储存多少焦耳的电能？ 26．（2025•湖北荆门沙洋县一模）如图甲是某款便携式电热饭盒，电热饭盒工作时可在高温、低温两挡进行调节，高温挡电功率为200W，简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值为758Ω．求： （1）R1的阻值是多少？ （2）1kg初温30℃的饭菜用高温挡加热5min后，不计热量损失，饭菜的温度是多少？[饭菜的比热容取3×103J/（kg•℃）] （3）如果实际电压是200V，低温挡工作时的实际功率是多少？ 27．（2025•湖北孝感一模）如图甲所示是一款双人智能飞行汽车，该汽车在飞行中无二氧化碳排放，符合城市绿色交通出行的目标，可满足城市内短途出行需求。该款飞行汽车空载时质量为0.68t，可搭载两位乘客，最大载重0.16t。在某次测试过程中该款飞行汽车满载从地面竖直匀速升空，水平匀速飞行一段距离后又竖直匀速降落至地面，其通过的路程s与时间t的关系图像如图乙所示。g取10N/kg。 （1）求该飞行汽车运动全程的平均速度。 （2）若水平匀速飞行过程中，飞行汽车所受阻力为车重力的，求该过程中牵引力做的功。 （3）若（2）中牵引力所做的功由汽油完全燃烧来提供，则需要消耗多少千克汽油？（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，结果保留两位有效数字） 28．（2025•湖北鄂州一模）长期航行于海洋的船舶，水下船体易附着贝类、藻类，并会生锈，每年至少清洗一次。如图所示，某科技公司研发的水下清洗机器人，集潜水、巡检、清洗于一体，靠4个电动螺旋桨驱动，能灵活地浮游、翻转、前行、下潜，可在50m深水下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人质量180kg，无水舱设计，浸没在水中时的排水体积为0.2m3，线缆对机器人的作用力可忽略不计，ρ海水＝1.03×103kg/m3，求： （1）完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为多少N？ （2）正在水下30m处作业的机器人，其摄像头处的一块20cm2平面玻璃罩受到的海水压力是多少？ （3）清洗机器人自主下潜时，4个电动螺旋桨旋转到竖直方向驱动，使清洗机器人受到竖直方向的推力，以0.5m/s的速度从水面匀速竖直下潜至50m处作业。此过程中机器人受到水对它竖直向上的阻力恒为60N，消耗的总电能为0.006kW•h，则电动机驱动螺旋桨的效率为多少？（结果保留整数） 29．（2025•湖北监利市一模）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，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑料丝的比热容为2×103J/（kg•℃）。求： （1）3D打印笔在快挡时，打印30s，塑料丝吸收的热量； （2）R1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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 综合计算题 热学计算题 1．（2025•湖北鄂州一模）2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想号”（如图所示）在广东广州正式入列。作为我国深海探测关键技术装备领域的重大突破，“梦想号”大洋钻探船承担着深海资源勘探、大洋科学钻探和深远海科学考察等多项使命。“梦想”号满载排水量为42600t，具备海域11000米的钻探能力，世界领先。（g取10N/kg）。请根据上述素材，回答下列问题： 燃料 热值/（J•kg﹣1） 可燃冰 4.2×108 煤 3×107 （1）求“梦想”号满载时受到的浮力； （2）求钻探系统的钻头在海域3000m深处受到海水的压强；（ρ海水取1.03×103kg/m3） （3）钻探船一次在某3000米深海域开采可燃冰104m3，求这些可燃冰的质量。（ρ可燃冰取0.9×103kg/m3） （4）若可燃冰的燃烧效率为90%，煤的燃烧效率为45%，那么这次开采的可燃冰相当于为我们国家节约了多少质量的煤？ 【解析】（1）“梦想”号满载排水量为42600t，由阿基米德原理可得“梦想”号满载时受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝42600×103kg×10N/kg＝4.26×108N； （2）钻探系统的钻头在海域3000m深处受到海水的压强： p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×3000m＝3.09×107Pa； （3）由ρ可得，可燃冰的质量： m可燃冰＝ρ可燃冰V可燃冰＝0.9×103kg/m3×104m3＝9×106kg； （4）可燃冰的燃烧效率为90%，则可燃冰燃烧时实际放出的热量： Q可燃冰放＝m可燃冰q可燃冰η＝9×106kg×4.2×108J/kg×90%＝3.402×1015J， 由题意可知，煤燃烧时实际放出的热量Q煤放＝Q可燃冰放＝3.402×1015J， 煤的燃烧效率为45%，由Q放＝mqη′可得，需要燃烧煤的质量： m煤2.52×108kg， 即这次开采的可燃冰相当于为我们国家节约了2.52×108kg的煤。 答：（1）“梦想”号满载时受到的浮力为4.26×108N； （2）钻探系统的钻头在海域3000m深处受到海水的压强为3.09×107Pa； （3）这些可燃冰的质量为9×106kg； （4）这次开采的可燃冰相当于为我们国家节约了2.52×108kg的煤。 2．（2025•湖北黄冈一模）如图甲为一种便携电气两用炉，可以分别使用电热模式和燃气模式，适用于家庭和户外不同场景。电热模式下有调温功能，其简化电路如图乙，发热盘由定值电阻R1和调温电阻R2组成，R1的电阻为55Ω，电源电压为220V不变。 （1）闭合开关S，求通过R1的最大电流； （2）闭合开关S，调节调温电阻R2，当通过电路的电流为0.5A时，R2接入电路的电阻多大？ （3）电热模式下以440W的总功率工作30min消耗的电能，相当于在燃气模式下完全燃烧多少千克燃气放出的热量？燃气的热值q取4.4×107J/kg。 【解析】（1）由图乙可知，R1与R2串联，闭合开关S，当R2接入电路的阻值为零时，电路中的电流最大，即通过R1的最大电流：I大4A； （2）当通过电路的电流为0.5A时，根据欧姆定律可得， 电路的总电阻：R440Ω， 根据电阻的串联规律可得，R2接入电路的电阻： R2＝R﹣R1＝440Ω﹣55Ω＝385Ω； （3）工作30min消耗的电能：W＝Pt＝440W×30×60s＝792000J， 燃气完全燃烧放出的热量：Q放＝W＝792000J， 完全燃烧的燃气质量：m0.018kg。 答：（1）闭合开关S，通过R1的最大电流为4A； （2）闭合开关S，调节调温电阻R2，当通过电路的电流为0.5A时，R2接入电路的电阻为385Ω； （3）电热模式下以440W的总功率工作30min消耗的电能，相当于在燃气模式下完全燃烧0.018千克燃气放出的热量。 3．（2025·湖北随州·一模）图甲是广水市东大街为移动摊位提供的新型计费插座，图丙是某摊位使用的电饭锅内部的简化电路，R1和R2是发热电阻，其中R2=400Ω。开关S1、S2的通断可实现加热和保温两个挡位的调节，铭牌显示该电饭锅额定电压为220V，加热挡的额定功率为1210W。[c水=4.2×103J/（kg•℃）]求： (1)将锅内2kg的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。 (2)电饭锅在保温挡工作时，通过R1的电流。 (3)若全部数据一键清零后，电路中只接入电饭锅在加热挡工作，使用一段时间后插座表盘如图乙所示，但当前功率显示模糊不清。请通过表盘显示的数据，计算该电饭锅工作过程消耗的实际功率。[已知商业用电电价约为0.8元/（kW•h）] 【解析】（1）水吸收的热量 （2）当S1、S2都闭合时，只有接入电路中，电阻较小，由可知，功率较大，为加热状态；的阻值 当S1闭合、S2断开时两电阻串联，电路中电阻较大，由可知，电路消耗的功率较小，为保温状态，由欧姆定律可知，通过的电流 （3）已知商业用电电价约为，由所交电费0.40元可得，消耗电能 已知显示时间，则该电饭锅工作过程消耗的实际功率 力学计算题 4．（2025•湖北一模）如图为我军装备的05式两栖突击车。此车空载质量为2.87×104kg，配备最大功率为1.29×106W的柴油发动机，履带着地的总面积为10m2。当突击车搭载总质量为300kg的4名战士演练时，（g取10N/kg，ρ海水取1.0×103kg/m3，q柴油＝4.3×107J/kg）求： （1）两栖突击车在水平地面静止时对地面的压强； （2）两栖突击车漂浮在水面上时排开水的体积； （3）不计能量损失，两栖突击车以最大功率行驶1min消耗柴油的质量。 【解析】（1）两栖突击车静止在水平地面上时，对水平地面的压力： F＝G总＝m总g＝（2.87×104+300）kg×10N/kg＝2.9×105N， 则它对水平地面的压强： p2.9×104Pa； （2）两栖突击车漂浮在海面上时，受到的浮力： F浮＝G＝2.9×105N， 由F浮＝ρgV排可得，排开水的体积： V排29m3； （3）由P可得，两栖突击车以最大功率行驶1min所做的功： W＝Pt＝1.29×106W×60s＝7.74×107J， 不计能量损失，Q放＝W＝7.74×107J， 由Q放＝mq可得，消耗柴油的质量： m1.8kg。 答：（1）两栖突击车在水平地面静止时对地面的压强为2.9×104Pa； （2）两栖突击车漂浮在水面上时排开水的体积为29m3； （3）不计能量损失，两栖突击车以最大功率行驶1min消耗柴油的质量为1.8kg。 5．（2025•湖北孝感一模）在杭州亚运会上，两只机器狗以铁饼“搬运工”身份忙碌地奔跑着。每当一块质量为1kg的铁饼被掷出，机器狗便迅速跑向目标，工作人员将这一块铁饼放在机器狗背部，然后让它们返回投掷点。完成任务后，它们会“趴”在场边等下一次指令，如图所示。以下是有关机器狗的一些参数：g取10N/kg 自重 最大载重 最大速度 电池容量 充电电压 12kg 10kg 5m/s 6000mA•h 24V 若机器狗空载站立时四肢与地面的总接触面积是24cm2，根据以上信息，求： （1）机器狗空载时受到的重力； （2）机器狗空载时站立在地面时对地面的压强； （3）机器狗背着一块铁饼以最大速度匀速返回时，受到的摩擦力是总重的0.3倍，牵引力做功的功率。 【解析】（1）机器狗空载时所受的重力为：G＝mg＝12kg×10N/kg＝120N； （2）机器狗空载时对地面的压力为：F＝G＝120N， 机器狗空载时对地面的压强：p5×104Pa； （3）机器狗背着铁饼的总重力：G′＝m′g＝（12kg+1kg）×10N/kg＝130N， 运动时受到的摩擦力是总重的0.3倍，机器狗背着铁饼以最大速度返回时受到牵引力等于阻力，即F′＝0.3G′＝0.3×130N＝39N， 牵引力做功的功率：PF'v＝39N×5m/s＝195W。 答：（1）机器狗空载时受到的重力120N； （2）机器狗空载时站立在地面时对地面的压强为5×104Pa； （3）机器狗背着一块铁饼以最大速度匀速返回时，受到的摩擦力是总重的0.3倍，牵引力做功的功率为195W。 6．（2025•湖十堰北房县一模）福船的出现为我国乃至世界航海史写下了璀璨的一页。南京静海寺《郑和残碑》记载：“永乐三年，将领宫军乘架二千料海船并八橹船……。”经学术界考证，二千料海船就是福船。福船满载时，船和货物的总质量可达1200吨，航行时的平均速度为30km/h。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）在海上运行2h，福船可以航行多少千米？ （2）船体某处离水面3m，该处受到海水的压强是多少？ （3）福船满载时受到的浮力是多少？ 【解析】（1）航行时的平均速度为30km/h，根据v知，在海上运行 2h，福船航行的路程： s＝vt＝30km/h×2h＝60km； （2）船体某处离水面3m，该处受到海水的压强： p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa； （3）福船所受重力 G＝mg＝1.2×106kg×10N/kg＝1.2×107N； 漂浮时，浮力等于重力，故受到的浮力：F浮＝G＝1.2×107N。 答：（1）在海上运行2h，福船可以航行60km； （2）船体某处离水面3m，该处受到海水的压强是3×104Pa； （3）福船满载时受到的浮力是1.2×107N。 7．（2025·湖北襄阳·模拟预测）如图所示，“海斗号”是我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器，其总质量为35t，体积为它某次在10min内从水面下潜到8400m的深度处作业。，g取） (1)求该潜水器受到的重力； (2)求该潜水器下潜时的平均速度； (3)求下潜到8400m的深度时，潜水器受到海水的压强； (4)该潜水艇下潜到8400m后打开探照灯，摄像头通过观测孔了解8400m处深海的秘密，假设观测孔的面积为，求此时观测孔所受海水压力的大小。 【解析】（1）根据G=mg可得，该潜水器受到的重力为 （2）根据可得，潜水器下潜时的平均速度为 （3）下潜到8400m的深度时，潜水器受到海水的压强为 （4）根据可得，此时观测孔所受海水压力为 8．（2025·湖北孝感·一模）“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中，浮空艇（表皮很薄的气囊）体积为8000m3，内 部充有氦气和空气的混合气体，混合气体的密度为0.2kg/m3，浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为，浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上 （如图）。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3，g取10N/kg，缆绳的重力、体积不计，仪器舱体积不计。求： (1)浮空艇内气体的质量； (2)浮空艇所受到的浮力； (3)某时刻此装置刚好悬停在空中，则锚泊车的重力是多少? (4)如果你是高山防寒服设计师，设计高山防寒服要注意哪些问题，请说出其中一条。 【解析】（1）由得浮空艇内气体的质量为 （2）由阿基米德原理得浮空艇所受到的浮力为 （3）根据平衡状态的受力分析可知锚泊车的重力是 （4）高山防寒服要求具备保暖，质量轻等优点，故高山防寒服要求密度小轻便、防风、保温绝热、密封性、透气性、防水透气、耐磨性等。 9．（2025•湖北宜昌夷陵区一模）如图是一款水陆两栖车，重1338千克，长4.57米。它能够直接从陆地开到水中，并在15秒内由车变成船。动力来自于一台最大功率220kW的发动机。在陆地行驶时速度最高达120km/h，在水上速度可达到72km/h。假设在某次工作中该车和乘坐人员的总质量为1600kg，轮胎与地面的总接触面积大约为0.1m2。求：在此次工作中，（g＝10N/kg） （1）该车漂浮在水面上静止时受到的浮力是多少N？ （2）该车静止在水平地面上时，对地面的压强约为多大？ （3）该车在水上以最大功率行驶10km，发动机做的功是多少J？ （4）若该车在水平公路上行驶时的阻力恒为车重的0.1倍，此时百公里油耗为16L，求此次在水平公路上行驶的效率。（汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油的密度为0.7×103kg/m3） 【解析】（1）某次工作中该车和乘坐人员的总质量为1600kg， 受到的重力为：G＝mg＝1600kg×10N/kg＝1.6×104N， 漂浮时受到的浮力等于自身的重力，即F浮＝G＝1.6×104N； （2）该车静止在水平地面上时，对地面的压力：F＝G＝1.6×104N； 对地面的压强：p1.6×105Pa； （3）v＝72km/h＝20m/s，s＝10km＝1×104m， 根据v可得，行驶10km需要的时间为： t500s； 则发动机做的功为：W＝Pt＝220×103W×500s＝1.1×108J； （4）水陆两栖车的牵引力： F＝f＝0.1G＝0.1×1.6×104N＝1.6×103N， 牵引力做的功为： W牵＝Fs＝1.6×103N×1×105m＝1.6×108J， 汽油完全燃烧放出的热量： Q＝m汽油q＝ρ汽油Vq＝0.7×103kg/m3×0.016m3×4.6×107J/kg＝5.152×108J； 发动机的效率： η100%≈31%。 答：（1）该车漂浮在水面上静止时受到的浮力是1.6×104N； （2）该车静止在水平地面上时，对地面的压强约为1.6×105Pa； （3）该车在水上以最大功率行驶10km，发动机做的功是1.1×108J； （4）此次在水平公路上行驶的效率是31%。 10．（2025•湖北荆门沙洋县一模）如图所示，是我国自主研制的世界最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600首次成功实施水上试飞任务的情景，是我国通用航空产业乃至整个航空工业的重大历史突破。AG600具有载重量大、航程远、续航时间长的特点，其各项参考数据见下表： 动力系统 单台发动机功率约3120kW 最大平飞速度 500km/h 空载总质量 41.5t 最大航程、航时 4500km，12h 最大汲水量 12t （1）AG600静止在水面汲水达到最大汲水量时，受到的浮力是多少？ （2）在执行某次任务过程中，汲满水的AG600从水面爬升至80m高的空中，飞机对所汲的水做了多少功？ （3）三亚距我国最南端的曾母暗沙约1600km，它以最大平飞速度从三亚匀速飞往曾母暗沙需要多长时间？ （4）AG600在正常飞行时只启用四台发动机中的两台工作，它以最大平飞速度正常飞行时，发动机的牵引力是多少？ 【解析】（1）AG600静止在水面上达到最大汲水量时，所受浮力等于总重力，则受到的浮力为： F浮＝G总＝m总g＝（41.5+12）×103kg×10N/kg＝5.35×105N； （2）飞机对所汲水做的功为： W＝Gh＝12×103kg×10N/kg×80m＝9.6×106J； （3）由得，飞机从三亚到曾母暗沙的时间为： ； （4）由得，发动机的牵引力为： F。 答：（1）AG600静止在水面汲水达到最大汲水量时，受到的浮力是5.35×105N； （2）在执行某次任务过程中，汲满水的AG600从水面爬升至80m高的空中，飞机对所汲的水做了9.6×106J功； （3）三亚距我国最南端的曾母暗沙约1600km，它以最大平飞速度从三亚匀速飞往曾母暗沙需要3.2h； （4）AG600在正常飞行时只启用四台发动机中的两台工作，它以最大平飞速度正常飞行时，发动机的牵引力是44928N。 11．（2025•湖北一模）智能机器人广泛应用于餐饮、酒店、工厂、商超等多重场景。如图是上海“××智能”公司设计生产的配送机器人，主要用于酒店为入住客人配送行李，代替传统服务员，减少酒店成本。机器人有关参数如表所示。 型号：××自研T﹣box 产品尺寸：450mm*550mm*1080mm 产品净重：48kg 额定功率：50W 电梯控制：自主呼叫进出厢式电梯 舱室数量：2层 舱室载重：10kg/层 充电时长：6.5h 最大行走速度：1m/s 运行寿命：20000h 电池容量：DC48V12Ah 六个轮子与地面总接触面积：40cm2 （1）机器人SLAM同步定位与地图构建系统，可以自动按扫描的地图路径、根据主人指令到达指定房间。机器人四周装有4个激光扫描探头（激光雷达），当障碍物距离机器人15cm时，机器人快速作出反应，进行语言提示“主人请让开，我正在工作”或直接避开障碍物。求激光雷达从发射到接收激光束的时间。 （2）某次该机器人满载配送行李在水平地面上以最大行驶速度做匀速直线运动。求： ①机器人对水平地面的压强。 ②如果驱动电机对外做功的功率为40W，求机器人受到地面的摩擦力。 （3）当电量低于20%时，机器人不能正常工作，会自动回到充电桩充电。若机器人的电池充满电后，以额定功率工作，则一次最多可以持续正常工作多少小时？ 【解析】（1）激光雷达从发射到接收激光束的时间：t1×10﹣9s； （2）①由表中信息可知，该机器人的舱室数量为2层，每层载重为10kg， 则该机器人满载配送行李时的总重力：G总＝m总g＝（48kg+2×10kg）×10N/kg＝680N， 机器人对水平地面的压力：F＝G总＝680N， 机器人对水平地面的压强：p1.7×105Pa； ②根据PFv得到机器人受到的动力：F动40N， 机器人做匀速直线运动，机器人的动力和摩擦力是平衡力，大小相等， 所以机器人受到地面的摩擦力：f＝F动＝40N； （3）充满电后电池储存的电量：W＝UIt＝48V×12A•h＝48V×12A×3600s＝2.0736×106J， 在充满电后到主动寻找充电器期间，电池消耗的电能：W′＝W×（1﹣20%）＝2.0736×106J×0.8＝1.65888×105J， 该机器人正常工作时间：t33177.6s＝9.216h。 答：（1）激光雷达从发射到接收激光束的时间是1×10﹣9s； （2）①机器人对水平地面的压强是1.7×105Pa； ②如果驱动电机对外做功的功率为40W，机器人受到地面的摩擦力是40N； （3）当电量低于20%时，机器人不能正常工作，会自动回到充电桩充电。若机器人的电池充满电后，以额定功率工作，则一次最多可以持续正常工作9.216h。 12．（2025•湖北武汉一模）“海油观澜号”是我国首座深远海浮式风电平台，装机容量7.25MW，可在水中漂浮并捕捉风能发电。“海油观澜号”由浮式基础和风机设备组成，其中浮式基础质量为4000t，总体呈三角形结构，包括3个边立柱和1个中间立柱，这4根立柱均为圆柱体（不计立柱之间的连结结构体积）；浮式基础上方是质量为5200t的风机设备。 （1）如图甲所示，浮式基础在青岛完成总装后，在拖船的协助下运至2630km远的珠海码头，已知某段水域中浮式基础以18km/h的速度做匀速直线运动，受到水的阻力为4×106N，求拖船通过钢绳对浮式基础施加拉力的功率。 （2）到达珠海码头后，需要将叶片组装成叶轮。风机设备的叶轮由三个叶片组成，每个叶片长为76.6m。在安装其中一个叶片时，两台吊车通过钢索AB和CD将叶片吊起，如图乙所示。若叶片重心在O点，此时钢索AB和CD在竖直方向，叶片在水平位置平衡，已知O点到AB的距离为60m，O点到CD的距离为4m，钢索CD对叶片提供的拉力为2.25×105N，则该叶片的质量为多少千克？ （3）如图丙所示，组装好的“海油观澜号”被拖到目标海域后，为了增加稳定性，首先需要在浮式基础内部注入海水压载，使整个平台下降，全过程浮式基础未全部浸没，只有四根立柱部分浸入水中（不考虑立柱间连接部分的体积）。若注入海水前“海油观澜号”吃水深度为18.4m，注入3800t海水后“海油观澜号”吃水深度会增加多少米？ 【解析】（1）如图甲所示，浮式基础在青岛完成总装后，在拖船的协助下运至2630km远的珠海码头，已知某段水域中浮式基础以18km/h的速度做匀速直线运动，受到水的阻力为4×106N，由二力平衡的条件，拖船通过钢绳对浮式基础施加拉力大小为4×106N，拖船通过钢绳对浮式基础施加拉力的功率； P＝Fv＝4×106N×5m/s＝2×107W （2）把叶片看作杠杆，以B为支点，D端位置挂钩提供的拉力为FD， 其力臂LF＝AB+BC＝60m+4m＝64m， 重力的力臂：LG＝60m， 由杠杆的平衡条件可得：FD×LF＝G叶×LG， 2.25×105N×64m＝G叶×60m G叶＝2.4×105N m叶2.4×104kg （3）海油观澜号”处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，即 F浮＝G总＝m总g＝（4000+5200）×103kg×10N/kg＝9.2×107N 排开海水的体积为： V排9.2×103m3， 排开水的深度为： h18.4m① 注入3800t海水后，海油观澜号”处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，增加的浮力为 ΔF＝Δm＝3800×103kg×10N/kg＝3.8×107N； 增加的排开海水的体积为 ΔV排3.8×103m3， Δh② 由①②得 Δh＝7.6m 答：（1）拖船通过钢绳对浮式基础施加拉力的功率为2×107W； （2）该叶片的质量为2.4×104kg； （3）注入3800t海水后“海油观澜号”吃水深度会增加7.6m。 电磁学计算题 13．（2025•湖北仙桃一模）小明学习了电学知识后，在家自制了一盏调光灯，他选用了标有“2.5V 0.5W”的小灯泡，电源电压恒为4.5V，组成如图电路。小明闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答： （1）小灯泡正常发光时的电流是多少安？ （2）此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧？ （3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能是多少焦？ 【解析】（1）由P＝UI可得，小灯泡正常发光时的电流： I额0.2A。 （2）由图可知，滑动变阻器与小灯泡串联，当小灯泡正常发光时，根据串联电路的特点，通过滑动变阻的电流等于小灯泡的额定电流，即I滑＝I额， 根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器两端电压： U滑＝U﹣U灯＝4.5V﹣2.5V＝2V， 此时滑动变阻器接入电路的电阻： R滑10Ω。 （3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能： W＝UIt＝4.5V×0.2A×1×60s＝54J。 答：（1）小灯泡正常发光时的电流是0.2A。 （2）此时滑动变阻器接入电路的电阻是10Ω。 （3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能为54J。 14．（2025•湖北汉川市一模）如图所示的电路中，电源两端电压U＝9V，R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2＝45Ω，R3＝30Ω。 （1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时，求R3两端的电压U3； （2）当开关S、S1和S2均闭合时，求电流表的示数I； （3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，求R1消耗的电功率P。 【解析】（1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时，R1被短路，R2为断路，电路为R3的简单电路，则R3两端的电压U3＝U＝9V； （2）当开关S、S1和S2均闭合时，R2、R3为并联，由并联电路的电压规律可知，R2、R3两端电压为U2＝U3＝U＝9V， 则流经R2的电流I20.2A， 流经R3的电流I30.3A， 则电流表的示数I＝I2+I3＝0.2A+0.3A＝0.5A； （3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，R1和R3为串联，电压表测量R3两端电压，由串联电路的电压规律可知R1两端电压： U1＝U﹣U3′＝9V﹣6V＝3V， 流经R3的电流： I′0.2A， 串联电路中电流处处相等，R1消耗的电功率： P＝U1×I′＝3V×0.2A＝0.6W。 答：（1）R3两端的电压U3为9V； （2）电流表的示数I为0.5A； （3）R1消耗的电功率P为0.6W。 15．（2025•湖北宜昌夷陵区一模）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求： （1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少； （2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少； （3）此体重计所能测量的最大体重为多少。 【解析】（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，R＝45Ω，I＝0.12A，则电源电压为： U＝I（R+R0）＝0.12A×（45Ω+5Ω）＝6V； （2）由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值R'＝15Ω，此时电路中电流为：I'0.3A； 定值电阻R0消耗的功率为：P＝I'2R0＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W； （3）已知电流表量程为0～0.6A，当电路中的电流最大为Imax＝0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为：R''R05Ω＝5Ω； 由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N。 答：（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为6V； （2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为0.45W； （3）此体重计所能测量的最大体重为1200N。 16．（2025•湖北十堰房县一模）为满足人们对健康饮食的追求，某品牌推出了一款新型电热饭盒如图甲，图乙虚线内是电热饭盒内部的简化电路图，R1和R2均为电热丝，R1＝374Ω（阻值不随温度变化，部分参数如表所示）。求： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 高温挡 440W （1）电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流； （2）电阻R2的阻值及低温挡的功率； （3）高温挡工作5分钟，低温挡工作3分钟放出的总热量是多少？ 【解析】（1）由P＝UI可知，电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流：I2A； （2）当开关接触电1时，R1与R2串联，根据串联电阻规律可知，此时总电阻较大，由P可知，电路中的电功率较小，电热饭盒处于低温挡； 由图乙可知，开关接触电2时，只有R2工作，此时电阻较小，电功率较大，电热饭盒处于高温挡； 由P可知，R2的阻值：R2110Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻：R＝R1+R2＝110Ω+374Ω＝484Ω， 则低温挡的功率：P低100W； （3）由P可知，高温挡工作5min消耗的电能：Q1＝W1＝P高t1＝440W×5×60s＝1.32×105J， 低温挡工作3min消耗的电能：Q2＝W2＝P低t2＝100W×3×60s＝1.8×104J， 消耗的总电能：Q＝W＝W1+W2＝1.32×105J+1.8×104J＝1.5×105J。 答：（1）电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流是2A； （2）低温挡的功率是100W； （3）高温挡工作5分钟，低温挡工作3分钟放出的总热量是1.5×105J。 17．（2025·湖北·一模）变频空调跟普通空调相比，电能消耗少，室温波动小，大大提高舒适度。小明利用电磁铁（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1、定值电阻R0=60Ω，设计并制作了如图甲所示自动控制空调通断的电路，其中电源电压恒为3V。 (1)电阻R0工作20min时间消耗的电能是多少？ (2)当气温升至设定温度时，通过电磁铁的电流为0.20A，衔铁被吸下，接通R0和空调线路，此时R1、R0的连接方式是 （选填“串联”或“并联”），R1的阻值为多少？ (3)某品牌变频空调和定频空调在测试时的功率P一开机时间t图像如图乙和图丙。 ①图乙所示某品牌变频空调工作1h消耗的电能是多少kW⋅h； ②若定频空调开机时间1h，消耗电能0.6kW⋅h，“开”“停”过程中能量损耗不计，根据图丙分析，定频空调功率P'是多少kW。 【解析】（1）电阻工作时间消耗的电能为 （2）[1][2]当衔铁被吸下时，电阻和并联。当气温升至设定温度时，通过电磁铁的电流为，通过的电流大小为 通过的电流大小为 的阻值大小为 （3）①变频空调工作消耗的电能是 ②定频空调开机时间内的工作时间是 定频空调功率 18．（2025·湖北鄂州·一模）冬季寒冷，小红家里购买了一个石墨烯速热地垫，如图甲所示，其具有良好的热传导性。它通过两个开关形成四个调节档位，其原理简化图如图乙所示。按照档位高低顺序分别为高温挡，中温1挡，中温2挡和低温挡。中温1挡电功率为1100W，电阻丝。 (1)由图乙可知，闭合，接，此时为 挡；（填“高温”“中温1”“中温2”或“低温”） (2)求电阻丝的阻值和“中温2档”的电功率； (3)求高温挡工作下，速热地垫30min消耗的电能； (4)请从使用安全或节能的角度为该石墨烯速热地垫的标签设计一条提示语。 【解析】（1）由图乙知，S2闭合，S1接a时，两个电阻并联接入电路，电路中的总电阻最小，据知，电路中的总功率最大，是高温挡；当开关S2断开，S1接b时，两个电阻串联接入电路，电路的总电阻最大，同理知电路的总功率最小，为低温挡。 （2）S2闭合，S1接b时只有R2接入电路，此时电路的电功率 因为中温1挡的电功率P1=1100W>P2 ，所以只有R2接入电路时为中温2档，只有R1接入电路时为中温1档，电阻丝 （3）高温档时，R1与R2并联，高温挡的电功率P高=P1+P2=1100W+400W=1500W 高温挡工作下，速热地垫消耗的电能 （4）因为速热地垫电功率较大，与其它小功率用电器相比，在相同时间内需要消耗的电能较多，且在使用时放出大量热，人体会直接接触，所以在使用时需要：①节约用电，谨防着火； ②使用时请勿将被子等覆盖在速热地垫上；③若地垫破损，请勿使用 （答一条即可） 19．（2025•湖北一模）如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中R1的阻值为48.4Ω，R1和R2均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温挡，正常工作时，保温挡功率为110W。 （1）求饮水机在保温挡正常工作时的电流； （2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃加热到100℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率η； （3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW•h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。 【解析】（1）保温挡功率P保温＝110W，由P＝UI得，I保温0.5A。 （2）水吸收的热量Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（100℃﹣10℃）＝1.134×106J 消耗的电能W＝1862.59kW•h﹣1862.24kW•h＝0.35kW•h＝1.26×106J 加热效率η90% （3）S 1闭合时为加热挡，P加热1000W＝1kW 每天加热3小时消耗电能W加热＝P加热t加热＝1KW×3h＝3kW•h 保温挡功率P保温＝110W＝0.11kW 每天保温8h消耗电能W保温＝P保温t＝0.11kW×8h＝0.88kW•h 每天需消耗电能：W＝W加热+W保温＝3.88kW•h 3天需消耗电能：W总＝3.88kW•h×3＝11.64kW•h 需太阳能电池板的面积：s29.1m2 答：（1）饮水机在保温挡正常工作时的电流0.5A； （2）饮水机的加热效率η为90%； （3）至少要安装29.1m2的太阳能电池。 20．（2025·湖北·一模）变频空调跟普通空调相比，电能消耗少，室温波动小，大大提高舒适度。小明利用电磁铁（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R1、定值电阻R0=60Ω，设计并制作了如图甲所示自动控制空调通断的电路，其中电源电压恒为3V。 (1)电阻R0工作20min时间消耗的电能是多少？ (2)当气温升至设定温度时，通过电磁铁的电流为0.20A，衔铁被吸下，接通R0和空调线路，此时R1、R0的连接方式是 （选填“串联”或“并联”），R1的阻值为多少？ (3)某品牌变频空调和定频空调在测试时的功率P一开机时间t图像如图乙和图丙。 ①图乙所示某品牌变频空调工作1h消耗的电能是多少kW⋅h； ②若定频空调开机时间1h，消耗电能0.6kW⋅h，“开”“停”过程中能量损耗不计，根据图丙分析，定频空调功率P'是多少kW。 【解析】（1）电阻工作时间消耗的电能为 （2）[1][2]当衔铁被吸下时，电阻和并联。当气温升至设定温度时，通过电磁铁的电流为，通过的电流大小为 通过的电流大小为 的阻值大小为 （3）①变频空调工作消耗的电能是 ②定频空调开机时间内的工作时间是 定频空调功率 21．（2025•湖北广水市一模）图甲是广水市东大街为移动摊位提供的新型计费插座，图丙是某摊位使用的电饭锅内部的简化电路，R1和R2是发热电阻，其中R2＝40Ω。开关S1、S2的通断可实现加热和保温两个挡位的调节，铭牌显示该电饭锅额定电压为220V，加热挡的额定功率为1210W。 （1）将锅内2kg的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）电饭锅在保温挡工作时，通过R1的电流是多少？ （3）若全部数据一键清零后，电路中只接入电饭锅在加热挡工作，使用一段时间后插座表盘如图乙所示，但当前功率显示模糊不清。请通过表盘显示的数据，计算该电饭锅工作过程消耗的实际功率。[已知商业用电电价约为0.8元/（kW•h）] 【解析】（1）水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×105J； （2）当S1、S2都闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，由P可知，功率较大，为加热状态；由P＝UI可得，通过R1的阻值：R140Ω， 当S1闭合、S2断开时两电阻串联，电路中电阻较大，由P可知，电路消耗的功率较小，为保温状态，由欧姆定律I可知， 通过R1的电流：I12.75A； （3）已知商业用电电价约为0.8元/（kW•h），由所交电费0.32元可得，消耗电能：W0.4kW•h， 已知显示时间t＝20minh，则该电饭锅工作过程消耗的实际功率：P实1.2kW。 答：（1）水吸收的热量为4.2×105J； （2）电饭锅在保温挡工作时，通过R1的电流是2.75A； （3）该电饭锅工作过程消耗的实际功率1.2kW。 22．（2025•湖北孝感一模）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S2可以断开、接A或接B，R1和R2都是用于加热的纯电阻，电煮锅的部分参数如下表所示。（R1和R2的电阻值不随温度变化而变化） 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 P高 （1）电煮锅处于中温挡正常工作时，求电路中的电流大小？ （2）高温挡的功率P高是多少？ （3）为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅，可以采用能够存储2.2kW•h的移动电源对其进行供电，使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作15min把水烧开后，若调至低温挡进行保温，还可以正常工作多长时间？ 【解析】由P可知当开关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；当开关S1闭合，S2接A时，此时R2被短路，电路中只有R1一个电阻，此时为中温挡；当开关S1闭合，S2接B时，此时电路为并联电路，根据并联电路电阻规律可知，此时电路总电阻最小，功率最大，为高温挡。 （1）由P＝UI可得，电煮锅处于中温挡工作时，电路中的电流大小：I中5A； （2）由题可得R1的阻值：R144Ω， 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：R总88Ω， 根据串联电路电阻规律可知：R2＝R总﹣R1＝88Ω﹣44Ω＝44Ω， 由R2＝R1＝44Ω可知，高温挡的功率：P高＝P1+P2＝1100W+1100W＝2200W； （3）电煮锅在中温挡工作15min消耗的电能：W1＝P高t＝1100W×15×60s＝0.99×106J， 剩余的电能：W2＝W﹣W1＝2.2×3.6×106J﹣0.99×106J＝6.93×106J， 由W＝Pt可得，在低温挡工作的时间：t12600s。 答：（1）电煮锅处于中温挡工作时电路中的电流为5A； （2）高温挡的功率为2200W； （3）这个充满电的户外电源能够使电煮锅在中温挡工作15min把水烧开后，还能继续在低温挡工作12600s。 23．（2025•湖北仙桃一模）图甲为某品牌饮水机，其铭牌如表所示，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＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （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22s时间内电热丝R1产生的热量。 水桶容量：20L 热水箱水量：1kg 额定电压：220V 加热功率P2：1100W 保温功率P1：100W 【解析】（1）由图乙可知，当开关S2接a时，R2和R1串联，电路的总电阻最大，由P可知，电路消耗的功率最小，饮水机处于保温状态；当开关S2接b时，电路为R2的简单电路，电路的电阻最小，由P可知，电路消耗的功率最大，饮水机处于加热状态。 饮水机处于保温挡时，电路的总电阻：R总484Ω， 饮水机处于加热状态时，R2的阻值：R244Ω， 所以电热丝R1的阻值：R1＝R总﹣R2＝484Ω﹣44Ω＝440Ω； （2）热水箱中水量为1kg，水温由70℃升至100℃，吸收热量： Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣70℃）＝1.26×105J； （3）饮水机处于保温挡时，电路中的电流：I， 根据热量Q＝I2Rt可得，饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量： Q＝I2R1t＝（）2×440Ω×22s＝2000J。 答：（1）电热丝R1的阻值为440Ω； （2）热水箱中的水由70℃加热到100℃所吸收的热量为1.26×105J； （3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量为2000J。 24．（2025·湖北恩施·一模）如图甲所示为小明家的电饭锅，从铭牌上可知该电饭锅为三级能效，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路如图乙所示，有加热和保温两挡，R1和R2均为发热电阻，且阻值不随温度的变化而改变。求： (1)电饭锅加热时的电流和R1的阻值 (2)小明用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里其它用电器，让电饭锅在“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了30圈。该电饭锅的保温功率为多少？ (3)在加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）应不低于75%。小明对电饭锅测试：在“加热”状态下，将温度为20℃，质量为2.5kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时800s。请你通过计算判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。（） 【解析】（1）电饭锅的额定电压为220V，加热功率为1210W，所以加热时的电流为 由乙图可知，闭合S，只有R1接入电路，电阻最小，电功率最大，是加热挡，所以R1的阻值为 （2）电饭锅在“保温”状态下正常工作，电能表转盘在5min内转了30圈，此过程中消耗的电能为 该电饭锅的保温功率为 （3）温度为20℃，质量为2.5kg的水加热到100℃吸收的热量为 “加热”状态下，电饭锅正常工作用时800s消耗的电能为W=P加t=1210W×800s=9.68×105J 该电饭锅的热效率为 故该电饭锅的热效率值能达到三级能效。 综合性计算题 25．（2025•湖北黄冈一模）2025年2月21日，由中航工业自主研制的电动型载人飞艇“祥云”AS700D在湖北荆门成功完成科研首飞，如图。“祥云”AS700D采用先进的锂电池电驱动系统取代传统的航空发动机和燃料系统，实现零排放、低噪声。其部分技术参数如下表。g取10N/kg。 最大起飞质量 4t 最大飞行高度 3000m 最大飞行速度 80km/h 最大航程 700km 最多搭乘人数 10 （1）若飞艇从地面竖直起飞到最大飞行高度，用时25min，该过程中飞艇的平均速度多大？ （2）飞艇以最大起飞质量悬停在空中时，所受的浮力多大？ （3）飞艇在某高度飞行时，携带的气压计测得该高度的大气压相当于600mm高水银柱产生的压强，该高度的大气压强多大？水银的密度取13.6×103kg/m3。 （4）若飞艇在水平方向上沿直线匀速飞行时，推进器提供的水平推力为1.8×103N，飞艇推进系统的推进效率为70%，按设计最大航程计算，飞艇携带的锂电池至少需要储存多少焦耳的电能？ 【解析】（1）飞艇的平均速度： v2m/s； （2）飞艇以最大起飞质量悬停在空中时，所受到的浮力： F浮＝G＝mg＝4×103kg×10N/kg＝4×104N； （3）h＝600mm＝0.6m， 水银柱产生的压强为： p水银＝ρ水银gh＝13.6×103kg/m3×10N/kg×0.6m＝8.16×104Pa； 该高度的大气压强： p＝p水银＝8.16×104Pa； （4）按最大航程计算，飞艇推进器做的功为： W＝Fs＝1.8×103N×700×103m＝1.26×109J； 锂电池至少需要储存的电能： W电1.8×109J。 答：（1）飞艇的平均速度为2m/s； （2）飞艇以最大起飞质量悬停在空中时，所受到的浮力为4×104N； （3）该高度的大气压强为8.16×104Pa； （4）锂电池至少需要储存的电能为1.8×109J。 26．（2025•湖北荆门沙洋县一模）如图甲是某款便携式电热饭盒，电热饭盒工作时可在高温、低温两挡进行调节，高温挡电功率为200W，简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值为758Ω．求： （1）R1的阻值是多少？ （2）1kg初温30℃的饭菜用高温挡加热5min后，不计热量损失，饭菜的温度是多少？[饭菜的比热容取3×103J/（kg•℃）] （3）如果实际电压是200V，低温挡工作时的实际功率是多少？ 【解析】（1）开关S接2时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电热饭盒处于高温挡，由P＝UI可得，R1的阻值：R1242Ω， （2）高温挡加热5min消耗的电能：W＝P高t＝200W×5×60s＝6×104J， 不计热量损失，则饭菜吸收的热量：Q吸＝W＝6×104J， 由Q吸＝cmΔt可得，1kg饭菜升高的温度： Δt20℃； 则饭菜的温度t＝t0+Δt＝30℃+20℃＝50℃； （3）如果实际电压是200V，低温挡工作时的实际功率： P低实40W。 答：（1）R1的阻值是242Ω； （2）饭菜的温度是50℃； （3）如果实际电压是200V，低温挡工作时的实际功率是40W。 27．（2025•湖北孝感一模）如图甲所示是一款双人智能飞行汽车，该汽车在飞行中无二氧化碳排放，符合城市绿色交通出行的目标，可满足城市内短途出行需求。该款飞行汽车空载时质量为0.68t，可搭载两位乘客，最大载重0.16t。在某次测试过程中该款飞行汽车满载从地面竖直匀速升空，水平匀速飞行一段距离后又竖直匀速降落至地面，其通过的路程s与时间t的关系图像如图乙所示。g取10N/kg。 （1）求该飞行汽车运动全程的平均速度。 （2）若水平匀速飞行过程中，飞行汽车所受阻力为车重力的，求该过程中牵引力做的功。 （3）若（2）中牵引力所做的功由汽油完全燃烧来提供，则需要消耗多少千克汽油？（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，结果保留两位有效数字） 【解析】（1）由图乙可知，飞行汽车运动的路程为800m，所用的时间为100s，则该飞行汽车运动全程的平均速度为： v8m/s； （2）该款飞行汽车空载时质量为0.68t，最大载重0.16t，则该款飞行汽车满载时的重力为： G＝（m车+m载）g＝（0.68+0.16）×103kg×10N/kg＝8.4×103N， 飞行汽车所受阻力为车重力的，则fG8.4×103N＝1680N， 因飞行汽车水平匀速飞行，根据二力平衡可知，牵引力大小为F'＝f＝1680N； 由图乙可知，水平匀速飞行的距离为s'＝700m﹣100m＝600m， 故该过程中牵引力做的功为： W＝F's'＝1680N×600m＝1.008×106J； （3）若（2）中牵引力所做的功由汽油完全燃烧来提供，即Q放＝W＝1.008×106J，则需要消耗汽油的质量为： m0.02kg。 答：（1）该飞行汽车运动全程的平均速度为8m/s； （2）该过程中牵引力做的功为1.008×106J； （3）若（2）中牵引力所做的功由汽油完全燃烧来提供，则需要消耗0.02kg的汽油。 28．（2025•湖北鄂州一模）长期航行于海洋的船舶，水下船体易附着贝类、藻类，并会生锈，每年至少清洗一次。如图所示，某科技公司研发的水下清洗机器人，集潜水、巡检、清洗于一体，靠4个电动螺旋桨驱动，能灵活地浮游、翻转、前行、下潜，可在50m深水下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人质量180kg，无水舱设计，浸没在水中时的排水体积为0.2m3，线缆对机器人的作用力可忽略不计，ρ海水＝1.03×103kg/m3，求： （1）完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为多少N？ （2）正在水下30m处作业的机器人，其摄像头处的一块20cm2平面玻璃罩受到的海水压力是多少？ （3）清洗机器人自主下潜时，4个电动螺旋桨旋转到竖直方向驱动，使清洗机器人受到竖直方向的推力，以0.5m/s的速度从水面匀速竖直下潜至50m处作业。此过程中机器人受到水对它竖直向上的阻力恒为60N，消耗的总电能为0.006kW•h，则电动机驱动螺旋桨的效率为多少？（结果保留整数） 【解析】（1）机器人浸没在水中时的排水体积为0.2m3，受到的浮力F浮＝ρ海水V排g＝1.03×103 kg/m3×0.2 m3×10 N/kg＝2060 N； （2）正在水下30m处，所受压强p＝ρ海水gh＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg×30 m＝3.09×105 Pa； 根据p知，摄像头处的一块20cm2平面玻璃罩受到的海水压力F＝pS玻璃＝3.09×105 Pa×20×10−4 m2＝618 N； （3）机器人的重力G＝mg＝180kg×10 N/kg＝1800N； 机器人匀速下潜时受平衡力F推+G＝F浮+F阻； 螺旋桨的推力F推＝F浮+F阻−G＝2060N+60N−1800N＝320N； 推力所做的有用功W有＝F推s＝320N×50m＝16000J； 消耗的电能W总＝0.006kW•h ＝0.006×3.6×106J＝21600J； 电动机驱动螺旋桨的效率。 答：（1）完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为2060 N； （2）正在水下30m处作业的机器人，其摄像头处的一块20cm2平面玻璃罩受到的海水压力是618 N； （3）电动机驱动螺旋桨的效率为74%。 29．（2025•湖北监利市一模）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，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑料丝的比热容为2×103J/（kg•℃）。求： （1）3D打印笔在快挡时，打印30s，塑料丝吸收的热量； （2）R1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。 【解析】（1）塑料丝吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝2×103J/（kg•℃）×4×10﹣3kg×（260℃﹣20℃）＝1920J； （2）由图乙可知，当开关S接1、2时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，打印笔处于慢挡打印； 当开关S接触头2、3时，只有R2工作，电路的总电阻最小，总功率最大，打印笔处于快挡打印； 快挡打印30s，电能表指示灯闪烁2次，则打印笔消耗的电能：， 由Wt可知，R2的阻值：R2t30s＝605Ω， 由可知，R1、R2的串联总电阻：， 则R1＝R总﹣R2＝2420Ω﹣605Ω＝1815Ω； （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：η100%100%＝80%。 答：（1）3D打印笔在快挡时，打印30s，塑料丝吸收的热量为1920J； （2）R1的阻值为1815Ω； （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为80%。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$