专题09 综合应用题(辽宁专用)(5大考点)2026年中考物理一模分类汇编
2026-04-24
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内容正文:
专题09综合计算题
5大考点概览
· 考点01热学计算
· 考点02力学计算
· 考点03热学和力学综合计算
· 考点04电学计算
· 考点05电学和热学综合
热学计算
考点01
1. (2026·沈阳·一模)小明家购置了一款能效等级为2级的天然气热水器。国家标准规定能效等级为2级的热水器,其热效率不低于88%。小明想测试该热水器是否达标,于是将热水器的出水温度设为40℃,经记录发现,放出100kg热水,热水器共消耗的天然气。已知进入热水器的冷水温度为20℃,,。
(1)水吸收的热量是多少?
(2)燃料放出的热量是多少?
(3)请通过计算判定该热水器是否符合国家标准。
力学计算
考点02
1.(2026·大连·一模)如图所示是某公司研发的机器人,可以模仿人类行走、跑步、帮助劳动等。该款机器人体重,双脚与地面的接触面积为,某次测试中该机器人用且竖直向上的力将箱子匀速抬高1米用时2秒。求:(取)
(1)机器人静止站立在水平地面上时,对地面的压强;
(2)箱子所受的重力;
(3)机器人对箱子做功的功率。
2.(2026·朝阳市一中联盟校·一模)如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车,它既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中航行。该车的总质量是,空载静止在水平地面上时,四个车轮与地面接触的总面积为。求:
(1)该车空载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?
(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时,受到的浮力是多少?
(3)该车在水中以的速度匀速直线航行,此时发动机输出功率为,观光车航行过程中受到的阻力是多少?
3.(2026·辽阳部分学校·一模)早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为13kg的水缓慢上升了4m,水桶的重力为12N,在这一过程中,人做的总功为600J,g取10N/kg。在此次取水的过程中,求:
(1)人做的有用功;
(2)辘轳的机械效率;
(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少?
4.(2026·铁岭市·一模)图中桶质量为3kg,装有深20cm质量为6kg的水,桶与水平面的接触面积为。取,。求:
(1)桶和液体的总重;
(2)桶对水平面的压力;
(3)桶对水平面的压强;
(4)水对桶底的压强。
5.(2026·沈阳大东区·一模)将一边长为10cm的正方体木块放入水中,静止时木块下表面浸入水中深度为6cm,如图甲所示。将一石块放到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中,如图乙所示。若用轻质细线将该石块与木块连接后放入水中,静止时木块露出水面高度为2cm,如图丙所示。求:
(1)图甲中木块下表面受到水的压强为多少Pa?
(2)木块的重力为多少N?
(3)石块的密度为多少?
热学和力学综合计算
考点03
1. (2026•鞍山市立山区一模)混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研发的重点。某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电。其车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机提供能量,消耗8kg燃料,汽车以的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了。求测试过程中:()
(1)汽车行驶的路程;
(2)汽车牵引力所做的功;
(3)燃料完全燃烧放出的热量;
(4)内燃机的效率。
2.(2026·辽阳灯塔市·一模)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?
电学计算
考点04
1.(2026·辽宁抚顺·一模)如图是一种手持小风扇的铭牌。小风扇吹强风时以额定功率工作,求:
(1)小风扇吹强风时的工作电流?(结果保留1位小数)
(2)强风工作1.5h消耗的电能是多少?
(3)强风工作1.5h消耗的电能可以让小风扇吹中风工作2.5h,小风扇吹中风的电功率是多少?
(4)小风扇的锂电池充电电压为5V,充满电后储存了多少焦耳的电能?
2. (2026•鞍山市立山区一模)许老师为物理兴趣小组的实验活动设计了一张电路图,如图甲所示。由于组长小芳保存不善使画有电路图的纸张缺了一个角。已知缺角部分有一只标有“?Ω,2A”的滑动变阻器R1和一只标有“6V,0.5A”的灯泡L。为了帮助小芳重新补全现有的电路图,小华将许老师某次实验过程记录交给小芳。
①将滑动变阻器R1的滑片P1置于阻值最大处,滑动变阻器R2的滑片P2置于中点位置,闭合所有开关,灯泡正常发光,R1和L并联,此时电流表的示数为0.9A;
②保持滑片位置不变,只闭合S2,电流表示数变化了0.7A。
③实验过程中电源电压恒定不变。电流表的测量范围为0~3A,电压表的测量范围为0~15V。滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A,R2的最大阻值小于40Ω。灯泡L电流随电压变化如图乙所示。
(1)求小灯泡L正常工作时的电功率。
(2)求滑动变阻器R1的最大阻值。
(3)若电源电压可调,将R1和R2位置交换,V表与A表位置交换,所有开关可以任意闭合或断开,滑片均可以任意移动,在保证电路安全且电流表有明显示数前提下,求可调电源电压的最大值。
3. (2026·沈阳·一模)图甲是某家用小太阳取暖器,图乙是其内部的简化电路图。该取暖器可以实现低、高两挡发热功能。闭合开关S1时,取暖器处于低温挡,发热功率为440W;再闭合开关S2时,取暖器处于高温挡。加热丝R2的阻值为55Ω。
求:
(1)取暖器处于低温挡正常工作时,电路中电流;
(2)加热丝R1的电阻;
(3)取暖器处于高温挡正常工作5min,消耗的电能。
4.(2026·锦州·一模)某种植基地安装了一款可以自动注水的喷淋系统,该系统由控制电路和工作电路两部分组成,其简化电路如图甲;图乙是工作电路总电流随时间变化的图像;图丙是与工作电路连接的电能表。控制电路的电源电压,为压敏电阻,放置在注水系统水箱底部,其阻值随压力的增大而减小。随着注水系统水箱内水量的增加,通过电磁铁线圈中的电流逐渐增大,当电流增大到0.15A时,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。求:
(1)当衔铁恰好被吸下时,电阻的阻值;
(2)10min内与工作电路连接的电能表转盘转了多少转;
(3)注水系统的电功率。
5.(2026·沈阳市铁西区·一模)如图所示,灯泡L标有“6V 3W”字样(不考虑灯丝电阻变化),定值电阻R1=28,当开关S1、S2、S3全部闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.75A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R0的阻值;
(3)当开关S1闭合,S2、S3断开时,通电5分钟电流做的功。
电学和热学综合
考点05
1.(2025·铁岭·一模)一个规格为“220V 880W”的电热杯,其工作电路如图所示。电热杯正常工作5min,可以使杯内1.0kg的水温度升高44℃,工作中电阻保持不变。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]求:
(1)电热杯的额定电流;
(2)电热杯消耗的电能;
(3)电热杯的加热效率;
(4)如果实际电压为额定电压的80%,电热杯的实际功率。
2.(2026·辽阳灯塔市·一模)清代《理论骈文》记载:“临卧滛足,三阴皆起于足,指寒又从足心入,濯之所以温阴,而却寒也。”小明的外婆坚持每天泡脚,表格为她家的电热足浴盆的部分参数,其内部电路如图甲。控制电路的电源电压6V,电磁继电器线圈的电阻不计,热敏电阻R1的阻值随温度变化如图乙,某次加热至40℃时,自动进入保温模式,此时电磁继电器线圈中的电流是40mA。
(1)电阻的阻值是多少?
(2)一次正常使用时,注入最大注水量,从25℃加热到40℃,加热效率是75%,则加热时间是多少?
(3)进入保温模式时,滑动变阻器接入的电阻是多大?
3.(2026•抚顺市东洲区中考一模)电热暖手宝是生活中常见的取暖设备。某款电热暖手宝的主要参数如图所示,其正常工作4min,恰好将袋内液体从20℃加热至42℃[袋内液体的比热容取]求:
(1)电热暖手宝正常工作时的电流;
(2)袋内液体从20℃加热至42℃吸收的热量;
(3)该过程中、电热暖手宝的加热效率。
4.(2026·辽阳部分学校·一模))某汽车的后视镜镜片上配备了加热片,且该加热片有低功率除雾和高功率除霜两个挡位,以保持镜面清晰,确保驾驶安全。加热电路如图所示,电源电压恒为和为加热片,且。求:[玻璃片比热容,不考虑热量散失]
(1)除雾时,电路工作1min消耗的电能;
(2)除雾时,电路工作1min能使镜片升高,后视镜镜片的质量;
(3)除霜时,电路的发热功率。
试卷第1页,共3页
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专题09综合计算题
5大考点概览
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· 考点05电学和热学综合
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热
学计算
考点
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1. (2026·沈阳·一模)小明家购置了一款能效等级为2级的天然气热水器。国家标准规定能效等级为2级的热水器,其热效率不低于88%。小明想测试该热水器是否达标,于是将热水器的出水温度设为40℃,经记录发现,放出100kg热水,热水器共消耗的天然气。已知进入热水器的冷水温度为20℃,,。
(1)水吸收的热量是多少?
(2)燃料放出的热量是多少?
(3)请通过计算判定该热水器是否符合国家标准。
【答案】(1)8.4×106J
(2)1.4×107J
(3)不符合国家标准
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×106J
【小问2详解】
燃料放出的热量
Q放=Vq天然气=0.4m3×3.5×107J/m3=1.4×107J
【小问3详解】
热水器的热效率
该热水器是不符合国家标准。
(
力学计算
考点0
2
)
1.(2026·大连·一模)如图所示是某公司研发的机器人,可以模仿人类行走、跑步、帮助劳动等。该款机器人体重,双脚与地面的接触面积为,某次测试中该机器人用且竖直向上的力将箱子匀速抬高1米用时2秒。求:(取)
(1)机器人静止站立在水平地面上时,对地面的压强;
(2)箱子所受的重力;
(3)机器人对箱子做功的功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)机器人静止在水平地面上,对地面的压力等于其自身重力,即
受力面积
机器人对地面的压强
(2)因为机器人将箱子匀速抬高,所以箱子处于平衡状态。根据二力平衡条件可知,箱子所受的重力等于机器人对它的力,即
(3)机器人对箱子做的功
机器人对箱子做功的功率
2.(2026·朝阳市一中联盟校·一模)如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车,它既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中航行。该车的总质量是,空载静止在水平地面上时,四个车轮与地面接触的总面积为。求:
(1)该车空载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?
(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时,受到的浮力是多少?
(3)该车在水中以的速度匀速直线航行,此时发动机输出功率为,观光车航行过程中受到的阻力是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)观光车空载静止在水平地面上时,对地面的压力等于其自身重力。设观光车的质量为,其重力为,对地面的压力为,与地面的接触面积为,对地面的压强为;
观光车的质量 ,
观光车的重力 ,
因为观光车静止在水平地面上,所以对地面的压力,车轮与地面的接触总面积,
根据压强公式 ,可得观光车对水平地面的压强:。
(2)观光车空载在水中航行时,处于漂浮状态。根据物体的漂浮条件,观光车受到的浮力等于其自身重力:。
(3)观光车在水中匀速直线航行时,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等;首先将速度和功率的单位换算为国际标准单位,速度 ;发动机输出功率 ;
设发动机提供的牵引力为,观光车受到的阻力为;
根据功率公式 ,可求出发动机提供的牵引力:,
因为观光车做匀速直线航行,所以它处于平衡状态,受到的阻力与牵引力大小相等。
3.(2026·辽阳部分学校·一模)早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为13kg的水缓慢上升了4m,水桶的重力为12N,在这一过程中,人做的总功为600J,g取10N/kg。在此次取水的过程中,求:
(1)人做的有用功;
(2)辘轳的机械效率;
(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少?
【答案】(1)520J
(2)86.7%
(3)32J
【详解】(1)水的重力
人做的有用功为
(2)辘轳的机械效率
(3)此过程的额外功
额外功包含克服水桶重力做功和克服摩擦力做功, 对水桶做的额外功
克服井绳重力与摩擦阻力做的功
4.(2026·铁岭市·一模)图中桶质量为3kg,装有深20cm质量为6kg的水,桶与水平面的接触面积为。取,。求:
(1)桶和液体的总重;
(2)桶对水平面的压力;
(3)桶对水平面的压强;
(4)水对桶底的压强。
【答案】(1)90N
(2)90N
(3)4500Pa
(4)2000Pa
【分析】利用重力公式计算总重,计算压强时,先判断是固体还是液体压强,固体先算压力再算压强,液体用液体压强公式算压强,注意单位的换算。
【详解】(1)总质量
则总重
(2)桶静止在水平面上,桶对水平面的压力等于桶和水的总重力,因此
(3)接触面积为
桶对水平面的压强为
(4)水的深度为
水对桶底的压强为
5.(2026·沈阳大东区·一模)将一边长为10cm的正方体木块放入水中,静止时木块下表面浸入水中深度为6cm,如图甲所示。将一石块放到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中,如图乙所示。若用轻质细线将该石块与木块连接后放入水中,静止时木块露出水面高度为2cm,如图丙所示。求:
(1)图甲中木块下表面受到水的压强为多少Pa?
(2)木块的重力为多少N?
(3)石块的密度为多少?
【答案】(1)600Pa
(2)6N
(3)2×103kg/m3
【详解】(1)木块下表面受到水的压强为
(2)因为木块漂浮,所以木块的重力为
(3)木块的体积为
木块和石块受到的总浮力
石块的重力为
石块的质量
对比图乙和图丙可知,木块和石块受到的总浮力相同,则两图中露出水面的体积相同,则石块的体积为
石块的密度
(
热学和力学综合计算
考点0
3
)
1. (2026•鞍山市立山区一模)混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研发的重点。某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电。其车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机提供能量,消耗8kg燃料,汽车以的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了。求测试过程中:()
(1)汽车行驶的路程;
(2)汽车牵引力所做的功;
(3)燃料完全燃烧放出的热量;
(4)内燃机的效率。
【答案】(1) 2.5ⅹ104m
(2)
(3) 3.6ⅹ108m
(4)
【分析】先由公式求路程,再根据二力平衡以及计算牵引力做功(有用功),再由计算燃料燃烧释放的总热量,最后根据求内燃机效率,在计算的过程中注意单位统一。
【小问1详解】
由可得,汽车行驶的路程
【小问2详解】
由图像可知,汽车速度为时,所受阻力为,由于汽车匀速行驶,牵引力等于阻力,即
汽车牵引力做的功
【小问3详解】
燃料完全燃烧释放的总热量
【小问4详解】
由题可知,整个过程中燃料燃烧释放的能量有一部分转化成蓄电池的电能,即,由
2.(2026·辽阳灯塔市·一模)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)
【详解】解:(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。
(
电学计算
考点
0
4
)
1.(2026·辽宁抚顺·一模)如图是一种手持小风扇的铭牌。小风扇吹强风时以额定功率工作,求:
(1)小风扇吹强风时的工作电流?(结果保留1位小数)
(2)强风工作1.5h消耗的电能是多少?
(3)强风工作1.5h消耗的电能可以让小风扇吹中风工作2.5h,小风扇吹中风的电功率是多少?
(4)小风扇的锂电池充电电压为5V,充满电后储存了多少焦耳的电能?
【答案】(1)1.1A
(2)21600J
(3)2.4W
(4)32400J
【详解】(1)小风扇吹强风时的工作电流
(2)强风工作1.5h消耗的电能
(3)小风扇吹中风工作2.5h,小风扇吹中风的电功率
(4)充满电后储存的电能
2. (2026•鞍山市立山区一模)许老师为物理兴趣小组的实验活动设计了一张电路图,如图甲所示。由于组长小芳保存不善使画有电路图的纸张缺了一个角。已知缺角部分有一只标有“?Ω,2A”的滑动变阻器R1和一只标有“6V,0.5A”的灯泡L。为了帮助小芳重新补全现有的电路图,小华将许老师某次实验过程记录交给小芳。
①将滑动变阻器R1的滑片P1置于阻值最大处,滑动变阻器R2的滑片P2置于中点位置,闭合所有开关,灯泡正常发光,R1和L并联,此时电流表的示数为0.9A;
②保持滑片位置不变,只闭合S2,电流表示数变化了0.7A。
③实验过程中电源电压恒定不变。电流表的测量范围为0~3A,电压表的测量范围为0~15V。滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A,R2的最大阻值小于40Ω。灯泡L电流随电压变化如图乙所示。
(1)求小灯泡L正常工作时的电功率。
(2)求滑动变阻器R1的最大阻值。
(3)若电源电压可调,将R1和R2位置交换,V表与A表位置交换,所有开关可以任意闭合或断开,滑片均可以任意移动,在保证电路安全且电流表有明显示数前提下,求可调电源电压的最大值。
【答案】(1)
(2)15Ω
(3)
【详解】[1]据实验过程的记录可知,原有电路图为:
小灯泡正常工作的电功率为
[2]闭合所有开关,灯泡正常发光,和L并联,可知电源电压为
由并联电路电流规律
所以
所以的最大值为
[3]保持滑片位置不变,只闭合,两个滑动变阻器串联,电路总电阻增大,电流表示数变化了,说明此时电流为,则串联的总电阻为
滑动变阻器接入电路阻值为
又因为的滑片在中点,所以
将和位置交换,表与A表位置交换后,电压表测量滑动变阻器的电压,依据题意可知,当取最大值、电流取1A,且只闭合,和串联,的电阻越大,电源电压也越大,即可调电源电压的最大值
3. (2026·沈阳·一模)图甲是某家用小太阳取暖器,图乙是其内部的简化电路图。该取暖器可以实现低、高两挡发热功能。闭合开关S1时,取暖器处于低温挡,发热功率为440W;再闭合开关S2时,取暖器处于高温挡。加热丝R2的阻值为55Ω。
求:
(1)取暖器处于低温挡正常工作时,电路中电流;
(2)加热丝R1的电阻;
(3)取暖器处于高温挡正常工作5min,消耗的电能。
【答案】(1)2A (2)110Ω
(3)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S1时,电路中只有R1工作,取暖器处于低温挡。可得此时电路中的电流为
【小问2详解】
可得加热丝R1的电阻为
【小问3详解】
闭合开关S1、S2时,电路中R1与R2并联工作,取暖器处于高温挡。通过加热丝R2的电流为
电路中的总电流为
取暖器处于高温挡正常工作5min,消耗的电能为
4.(2026·锦州·一模)某种植基地安装了一款可以自动注水的喷淋系统,该系统由控制电路和工作电路两部分组成,其简化电路如图甲;图乙是工作电路总电流随时间变化的图像;图丙是与工作电路连接的电能表。控制电路的电源电压,为压敏电阻,放置在注水系统水箱底部,其阻值随压力的增大而减小。随着注水系统水箱内水量的增加,通过电磁铁线圈中的电流逐渐增大,当电流增大到0.15A时,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。求:
(1)当衔铁恰好被吸下时,电阻的阻值;
(2)10min内与工作电路连接的电能表转盘转了多少转;
(3)注水系统的电功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)控制电路中,电阻和线圈串联,当衔铁恰好被吸下时,电阻的阻值
(2)工作电路中,注水系统和喷淋系统并联,电能表在干路上,测整个工作电路消耗的电能。,由乙图可知,工作电路总电流为2A,工作电路总电流为0.5A,则10min内工作电路消耗的电能为
则电能表转盘转数为
(3)衔铁没有被吸下时,注水系统和喷淋系统并联,总电流为2A,衔铁被吸下后,注水系统停止工作,喷淋系统单独工作,总电流为0.5A,根据并联电流规律,注水系统的电流为
则注水系统的电功率
5.(2026·沈阳市铁西区·一模)如图所示,灯泡L标有“6V 3W”字样(不考虑灯丝电阻变化),定值电阻R1=28,当开关S1、S2、S3全部闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.75A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R0的阻值;
(3)当开关S1闭合,S2、S3断开时,通电5分钟电流做的功。
【答案】(1)6V
(2)24
(3)270J
【详解】(1)当开关S1、S2、S3全部闭合时,分析电路可知,电阻R1被开关S3短路,灯泡L与电阻R0并联。因为灯泡L正常发光,所以灯泡两端的电压等于其额定电压,即。在并联电路中,电源电压等于各支路两端的电压,所以电源电压
(2)电流表测量干路电流I总 = 0.75A。灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为
根据并联电路的电流特点(干路电流等于各支路电流之和),通过电阻R0的电流为
根据欧姆定律可得,定值电阻R0的阻值为
(3)根据可得,灯泡的电阻为
当开关S1闭合,S2、S3断开时,分析电路可知,电阻R1与灯泡L串联。
根据串联电路的电阻特点,电路的总电阻为
根据欧姆定律,电路中的电流为
根据电功公式可得,电流做的功为
(
电学和热学综合
考点
05
)
1.(2025·铁岭·一模)一个规格为“220V 880W”的电热杯,其工作电路如图所示。电热杯正常工作5min,可以使杯内1.0kg的水温度升高44℃,工作中电阻保持不变。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]求:
(1)电热杯的额定电流;
(2)电热杯消耗的电能;
(3)电热杯的加热效率;
(4)如果实际电压为额定电压的80%,电热杯的实际功率。
【答案】(1)4A
(2)
(3)70%
(4)
【详解】(1)由得,电热杯的额定电流
(2)由得,电热杯消耗的电能
(3)水吸收的热量
电热杯的加热效率
(4)由得,电阻
则实际电流
所以,电热杯的实际功率
2.(2026·辽阳灯塔市·一模)清代《理论骈文》记载:“临卧滛足,三阴皆起于足,指寒又从足心入,濯之所以温阴,而却寒也。”小明的外婆坚持每天泡脚,表格为她家的电热足浴盆的部分参数,其内部电路如图甲。控制电路的电源电压6V,电磁继电器线圈的电阻不计,热敏电阻R1的阻值随温度变化如图乙,某次加热至40℃时,自动进入保温模式,此时电磁继电器线圈中的电流是40mA。
(1)电阻的阻值是多少?
(2)一次正常使用时,注入最大注水量,从25℃加热到40℃,加热效率是75%,则加热时间是多少?
(3)进入保温模式时,滑动变阻器接入的电阻是多大?
【答案】(1)24.2Ω
(2)200s
(3)100Ω
【详解】(1)S1闭合,且电磁继电器的衔铁被弹起时,工作电路只有R1,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,处于保温状态,电磁继电器的衔铁被吸下时,工作电路中R1与R2并联,电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,处于加热状态;R2的电功率P2=P加热-P保温=2100W-100W=2000W
电阻的阻值
(2)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40℃-25℃)=3.15×105J
根据加热效率为75%知,消耗的电能
加热时间
(3)为使温度加热至40℃时,自动进入保温模式,此时电磁继电器线圈中的电流I=40mA=0.04A
根据欧姆定律知,电路的总电阻
由图乙可知,40℃时热敏电阻R1的阻值为50Ω,滑动变阻器接入的电阻R滑=R总-Rt=150Ω-50Ω=100Ω
3.(2026•抚顺市东洲区中考一模)电热暖手宝是生活中常见的取暖设备。某款电热暖手宝的主要参数如图所示,其正常工作4min,恰好将袋内液体从20℃加热至42℃[袋内液体的比热容取]求:
(1)电热暖手宝正常工作时的电流;
(2)袋内液体从20℃加热至42℃吸收的热量;
(3)该过程中、电热暖手宝的加热效率。
【答案】(1)2.5A
(2)
(3)70%
【详解】(1)由暖手宝参数知,当其正常工作时的电流
(2)袋内液体从20℃加热至42℃吸收的热量
(3)暖手宝消耗的电能
电热暖手宝的加热效率
4.(2026·辽阳部分学校·一模))某汽车的后视镜镜片上配备了加热片,且该加热片有低功率除雾和高功率除霜两个挡位,以保持镜面清晰,确保驾驶安全。加热电路如图所示,电源电压恒为和为加热片,且。求:[玻璃片比热容,不考虑热量散失]
(1)除雾时,电路工作1min消耗的电能;
(2)除雾时,电路工作1min能使镜片升高,后视镜镜片的质量;
(3)除霜时,电路的发热功率。
【答案】(1)720J
(2)0.125kg
(3)24W
【详解】(1)根据电功率公式 可知,在电源电压U一定时,电路的总电阻R越大,电功率P越小。当只闭合开关S,断开开关时,只有电阻接入电路,此时电路总电阻最大,为低功率除雾挡。除雾时的功率为
电路工作时间
消耗的电能为
(2)不考虑热量散失,镜片吸收的热量等于消耗的电能,即
根据热量计算公式,可得镜片的质量为
(3)当闭合开关和时,电阻和并联,此时电路总电阻最小,为高功率除霜挡。
电路的总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和
所以 除霜时电路的发热功率为
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专题09综合计算题
热学计算
考点01
1.
【答案】(1)8.4×106J
(2)1.4×107J
(3)不符合国家标准
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×106J
【小问2详解】
燃料放出的热量
Q放=Vq天然气=0.4m3×3.5×107J/m3=1.4×107J
【小问3详解】
热水器的热效率
该热水器是不符合国家标准。
力学计算
考点02
1.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)机器人静止在水平地面上,对地面的压力等于其自身重力,即
受力面积
机器人对地面的压强
(2)因为机器人将箱子匀速抬高,所以箱子处于平衡状态。根据二力平衡条件可知,箱子所受的重力等于机器人对它的力,即
(3)机器人对箱子做的功
机器人对箱子做功的功率
2.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)观光车空载静止在水平地面上时,对地面的压力等于其自身重力。设观光车的质量为,其重力为,对地面的压力为,与地面的接触面积为,对地面的压强为;
观光车的质量 ,
观光车的重力 ,
因为观光车静止在水平地面上,所以对地面的压力,车轮与地面的接触总面积,
根据压强公式 ,可得观光车对水平地面的压强:。
(2)观光车空载在水中航行时,处于漂浮状态。根据物体的漂浮条件,观光车受到的浮力等于其自身重力:。
(3)观光车在水中匀速直线航行时,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等;首先将速度和功率的单位换算为国际标准单位,速度 ;发动机输出功率 ;
设发动机提供的牵引力为,观光车受到的阻力为;
根据功率公式 ,可求出发动机提供的牵引力:,
因为观光车做匀速直线航行,所以它处于平衡状态,受到的阻力与牵引力大小相等。
3.
【答案】(1)520J
(2)86.7%
(3)32J
【详解】(1)水的重力
人做的有用功为
(2)辘轳的机械效率
(3)此过程的额外功
额外功包含克服水桶重力做功和克服摩擦力做功, 对水桶做的额外功
克服井绳重力与摩擦阻力做的功
4.
【答案】(1)90N
(2)90N
(3)4500Pa
(4)2000Pa
【分析】利用重力公式计算总重,计算压强时,先判断是固体还是液体压强,固体先算压力再算压强,液体用液体压强公式算压强,注意单位的换算。
【详解】(1)总质量
则总重
(2)桶静止在水平面上,桶对水平面的压力等于桶和水的总重力,因此
(3)接触面积为
桶对水平面的压强为
(4)水的深度为
水对桶底的压强为
5.
【答案】(1)600Pa
(2)6N
(3)2×103kg/m3
【详解】(1)木块下表面受到水的压强为
(2)因为木块漂浮,所以木块的重力为
(3)木块的体积为
木块和石块受到的总浮力
石块的重力为
石块的质量
对比图乙和图丙可知,木块和石块受到的总浮力相同,则两图中露出水面的体积相同,则石块的体积为
石块的密度
热学和力学综合计算
考点03
1.
【答案】(1) 2.5ⅹ104m
(2)
(3) 3.6ⅹ108m
(4)
【分析】先由公式求路程,再根据二力平衡以及计算牵引力做功(有用功),再由计算燃料燃烧释放的总热量,最后根据求内燃机效率,在计算的过程中注意单位统一。
【小问1详解】
由可得,汽车行驶的路程
【小问2详解】
由图像可知,汽车速度为时,所受阻力为,由于汽车匀速行驶,牵引力等于阻力,即
汽车牵引力做的功
【小问3详解】
燃料完全燃烧释放的总热量
【小问4详解】
由题可知,整个过程中燃料燃烧释放的能量有一部分转化成蓄电池的电能,即,由
2.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(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。
电学计算
考点04
1.
【答案】(1)1.1A
(2)21600J
(3)2.4W
(4)32400J
【详解】(1)小风扇吹强风时的工作电流
(2)强风工作1.5h消耗的电能
(3)小风扇吹中风工作2.5h,小风扇吹中风的电功率
(4)充满电后储存的电能
2.
【答案】(1)
(2)15Ω
(3)
【详解】[1]据实验过程的记录可知,原有电路图为:
小灯泡正常工作的电功率为
[2]闭合所有开关,灯泡正常发光,和L并联,可知电源电压为
由并联电路电流规律
所以
所以的最大值为
[3]保持滑片位置不变,只闭合,两个滑动变阻器串联,电路总电阻增大,电流表示数变化了,说明此时电流为,则串联的总电阻为
滑动变阻器接入电路阻值为
又因为的滑片在中点,所以
将和位置交换,表与A表位置交换后,电压表测量滑动变阻器的电压,依据题意可知,当取最大值、电流取1A,且只闭合,和串联,的电阻越大,电源电压也越大,即可调电源电压的最大值
3.
【答案】(1)2A (2)110Ω
(3)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S1时,电路中只有R1工作,取暖器处于低温挡。可得此时电路中的电流为
【小问2详解】
可得加热丝R1的电阻为
【小问3详解】
闭合开关S1、S2时,电路中R1与R2并联工作,取暖器处于高温挡。通过加热丝R2的电流为
电路中的总电流为
取暖器处于高温挡正常工作5min,消耗的电能为
4.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)控制电路中,电阻和线圈串联,当衔铁恰好被吸下时,电阻的阻值
(2)工作电路中,注水系统和喷淋系统并联,电能表在干路上,测整个工作电路消耗的电能。,由乙图可知,工作电路总电流为2A,工作电路总电流为0.5A,则10min内工作电路消耗的电能为
则电能表转盘转数为
(3)衔铁没有被吸下时,注水系统和喷淋系统并联,总电流为2A,衔铁被吸下后,注水系统停止工作,喷淋系统单独工作,总电流为0.5A,根据并联电流规律,注水系统的电流为
则注水系统的电功率
5.
【答案】(1)6V
(2)24
(3)270J
【详解】(1)当开关S1、S2、S3全部闭合时,分析电路可知,电阻R1被开关S3短路,灯泡L与电阻R0并联。因为灯泡L正常发光,所以灯泡两端的电压等于其额定电压,即。在并联电路中,电源电压等于各支路两端的电压,所以电源电压
(2)电流表测量干路电流I总 = 0.75A。灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为
根据并联电路的电流特点(干路电流等于各支路电流之和),通过电阻R0的电流为
根据欧姆定律可得,定值电阻R0的阻值为
(3)根据可得,灯泡的电阻为
当开关S1闭合,S2、S3断开时,分析电路可知,电阻R1与灯泡L串联。
根据串联电路的电阻特点,电路的总电阻为
根据欧姆定律,电路中的电流为
根据电功公式可得,电流做的功为
电学和热学综合
考点05
1.
【答案】(1)4A
(2)
(3)70%
(4)
【详解】(1)由得,电热杯的额定电流
(2)由得,电热杯消耗的电能
(3)水吸收的热量
电热杯的加热效率
(4)由得,电阻
则实际电流
所以,电热杯的实际功率
2.
【答案】(1)24.2Ω
(2)200s
(3)100Ω
【详解】(1)S1闭合,且电磁继电器的衔铁被弹起时,工作电路只有R1,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,处于保温状态,电磁继电器的衔铁被吸下时,工作电路中R1与R2并联,电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,处于加热状态;R2的电功率P2=P加热-P保温=2100W-100W=2000W
电阻的阻值
(2)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40℃-25℃)=3.15×105J
根据加热效率为75%知,消耗的电能
加热时间
(3)为使温度加热至40℃时,自动进入保温模式,此时电磁继电器线圈中的电流I=40mA=0.04A
根据欧姆定律知,电路的总电阻
由图乙可知,40℃时热敏电阻R1的阻值为50Ω,滑动变阻器接入的电阻R滑=R总-Rt=150Ω-50Ω=100Ω
3.
【答案】(1)2.5A
(2)
(3)70%
【详解】(1)由暖手宝参数知,当其正常工作时的电流
(2)袋内液体从20℃加热至42℃吸收的热量
(3)暖手宝消耗的电能
电热暖手宝的加热效率
4.
【答案】(1)720J
(2)0.125kg
(3)24W
【详解】(1)根据电功率公式 可知,在电源电压U一定时,电路的总电阻R越大,电功率P越小。当只闭合开关S,断开开关时,只有电阻接入电路,此时电路总电阻最大,为低功率除雾挡。除雾时的功率为
电路工作时间
消耗的电能为
(2)不考虑热量散失,镜片吸收的热量等于消耗的电能,即
根据热量计算公式,可得镜片的质量为
(3)当闭合开关和时,电阻和并联,此时电路总电阻最小,为高功率除霜挡。
电路的总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和
所以 除霜时电路的发热功率为
试卷第1页,共3页
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