专题12 计算题组训练-2026年中考物理复习第三轮冲刺专题训练

**基本信息** 聚焦力热电计算，以情境化题组构建知识应用体系，强化综合解题能力 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |力学计算|10题|结合物流机器人、新能源汽车等场景，涉及速度、压强、功率、机械效率、浮力计算|以运动和相互作用观念为核心，串联密度、压强、功与功率公式应用| |热学计算|10题|围绕能源利用（沼气、天然气、太阳能），考查热量、热值、效率计算|基于能量观念，构建燃料燃烧与热传递的能量转化逻辑链| |电学计算|10题|通过电路动态分析、滑动变阻器功率调节，涉及欧姆定律、电功率计算|以电路模型为载体，强化电流、电压、电阻关系的科学推理| |综合计算|10题|整合力热电知识（如新能源汽车充电与行驶、电热设备效率）|跨模块融合物理观念，培养复杂问题的科学探究与模型建构能力|

专题12 计算题题组训练 题组一 力学计算 限时训练35min 自主评价 1．快递业务服务提升了生活质量，为了提高快递配送效率，可使用如图所示的物流机器人完成快速智能配送。若空载时该物流机器人的重力为N，轮胎与地面的总接触面积为，当该物流机器人完成所有配送任务后返回服务站时，在某平直道路上匀速行驶了m，用时s，已知机器人匀速行驶时，牵引力为800N，g取10N/kg。求此过程中： (1)机器人匀速行驶时的速度为多少？ (2)机器人对水平路面的压强为多少？ (3)机器人匀速行驶时牵引力的功率为多少？ 【答案】(1)2.5m/s (2)3×104Pa (3)2000W 【详解】（1）机器人匀速行驶的速度 （2）机器人对水平路面的压力 机器人对水平路面的压强 （3）机器人匀速行驶时牵引力所做的功 机器人匀速行驶时牵引力的功率 2．以纯电动汽车为代表的新能源汽车具有节能、环保的特点。图为某国产新能源汽车，质量为，静止在水平地面上时，轮子与地面的总接触面积为。当它以恒为的牵引力在平直公路上匀速行驶时，通过的路程为。（g取） (1)求这段路程中，汽车的平均速度。 (2)求汽车空载静止在水平地面上时，对地面的压强。 (3)求这段路程中，汽车牵引力做功的功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）汽车的平均速度 （2）汽车静止在水平地面上，对地面的压力大小等于其受到的重力 汽车对地面的压强 （3）牵引力做的功 牵引力做功的功率 3．工人用如图所示的起吊装置提升建筑材料，在1min内将质量为540kg的材料匀速提升10m。若电动机输出功率恒为1200W，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求此过程中： (1)提升材料所做的有用功； (2)电动机对绳子的拉力； (3)该滑轮组的机械效率。 【答案】(1)54000J (2)2400N (3)75% 【详解】（1）提升材料受到的重力 提升材料所做的有用功 （2）拉动绳子的拉力做的总功 电动机对绳子的拉力大小 （3）该滑轮组的机械效率 4．为了将放置在水平地面上重G=800N的重物提升到高处，小明同学设计了如图所示的滑轮组装置，在重物匀速上升2m的过程中拉力F的功率为200W，整个装置的机械效率为80%，（不计绳重和摩擦）。求： (1)滑轮组做的有用功； (2)拉力F所做的总功； (3)若滑轮组上的绳子能承受的最大拉力500N，该滑轮组最大能提升多重的物体？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）提升重物时滑轮组做的有用功为克服物体重力做功 （2）根据机械效率公式 可得拉力F所做的总功 （3）由图可知，承担物重的绳子段数 在不计绳重和摩擦的条件下，克服动滑轮重力所做的额外功 由此求得动滑轮的重力 当滑轮组绳子承受最大拉力，根据滑轮组受力平衡公式，可得最大提升物重 5．如图所示，一斜面放在水平桌面边缘且与水平面的夹角为，斜面高度为2m。斜面顶端有一定滑轮，细绳绕过定滑轮连接在物体A和物体B上，物体B从斜面的顶端由静止释放，此时物体A从斜面的底端匀速运动到顶端用时10s。已知物体B的质量为2kg，斜面的机械效率为75%。（不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦）求： (1)物体B的重力大小； (2)物体B对细绳拉力所做功的功率； (3)物体A受到的摩擦力。 【答案】(1)20N (2)8W (3)5N 【详解】（1）物体B的重力 （2）物体B下降高度为4m，物体B对绳子的拉力所做功 功率 （3）绳子对A物体所做的总功 斜面的有用功 额外功 物体A所受的摩擦力 6．用如图甲所示滑轮组从某液体中匀速向上提升密度为、体积为0.02m3的物体A，已知甲图中每个滑轮的质量均为5kg（不计绳重、摩擦及液体的阻力，g取10N/kg）。求： (1)物体A受到的重力是多少？ (2)将物体A完全拉出液面后，滑轮组的机械效率为多少？ (3)若作用在绳子末端的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，且拉力，则液体的密度为多少？ 【答案】(1)300N (2)75% (3) 【详解】（1）根据公式可知物体A的重力 （2）每个滑轮重力 图甲中动滑轮数量 所以动滑轮总重力 由图甲可知绳子股数 因为不计绳重、摩擦，将物体A完全拉出液面后，滑轮组机械效率 （3）当物体A完全在液体中时，以物体A和两个动滑轮整体为研究对象，受力分析可得 当物体A完全拉出液面后，以物体A和两个动滑轮整体为研究对象，受力分析可得 由可得 则 因为 所以 将代入可得 解得 因为物体A浸没在液体中，所以 根据的变形式可得，液体密度 7．某同学想知道将船上的船锚抛入水中沉底后，会引起水面如何变化。他用玻璃杯和金属块模拟抛锚过程如下：先向底面积为的长方体水槽中注入0.2 m深的水；将一个质量为3 kg、边长为0.1 m的正方体金属块，放入水平放置的玻璃杯中，再将玻璃杯放入水槽中，玻璃杯漂浮在水面上静止（如图所示），此时水面上升了0.035 m；然后将金属块从玻璃杯中取出放入水中沉底、待水面稳定后，分析水面变化（整个过程中没有水溢出）。（，）求： (1)刚注完水后，水对水槽底部的压强； (2)玻璃杯的质量； (3)金属块放在玻璃杯中漂浮时和放入水中沉底后，水面高度的变化量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）刚注完水后，水对水槽底部的压强 （2）装有金属块的玻璃杯放入水中时排开水的体积 由阿基米德原理可得玻璃杯受到的浮力为 金属块的重力为 玻璃杯的重力为 则玻璃杯的质量为 （3）正方体金属块的体积为 金属块放入水中时，金属块会沉到底部，所以金属块排开水的体积等于金属块的体积，此时的浮力为 正方体金属块放在玻璃杯中时处于漂浮状态，金属块受到的浮力等于其自身的重力，即 金属块放在玻璃杯中漂浮时和放入水中沉底后，浮力的减小量为 排开水体积的变化量为 所以金属块放入水中后，玻璃杯仍漂浮，不影响液面的变化，金属块会影响容器中水位变化，水面高度变化量为 8．如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为，当驱逐舰以20m/s的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍。海水密度近似取1×103kg/m3，。求： (1)船底在水面下3m深处，船底受到的海水的压强p； (2)驱逐舰满载时，受到的浮力F浮； (3)驱逐舰满载时以20m/s的速度匀速航行，驱逐舰的功率P。 【答案】(1)3×104Pa (2)7×107N (3)1.4×107W 【详解】（1）船底在水面下3m深处受到的海水的压强为 （2）驱逐舰满载时的排水量为 驱逐舰满载时，受到的浮力为 （3）驱逐舰满载漂浮，所受重力 驱逐舰做匀速直线运动，所受阻力为 根据二力平衡可知，驱逐舰的牵引力为 驱逐舰的功率为 9．如图所示，细线的一端固定在杯底，另一端拴住小球A．向杯内缓慢注酒精，小球A逐渐上浮。当小球A露出液面的体积为总体积的二分之一时，细线对小球的拉力为2N；当小球A浸没在酒精中时，细线对小球的拉力为6N。已知，。求： (1)小球A浸没到酒精中受到的浮力为多少？ (2)小球的密度为多少？ 【答案】(1)8N (2) 【详解】（1）小球在两种状态下均静止，受力平衡，满足，当露出液面的体积为总体积一半时，根据阿基米德原理，则有 同理，当小球浸没在酒精中时，则有 联立两式，解得 则小球完全浸没在酒精中受到的浮力为 （2）小球的重力 小球的质量 小球的体积 小球的密度为 10．全球首艘高速可潜无人艇“蓝鲸号”下水，如图所示。其体积为，依靠智能压载水舱系统进行浮沉调节，可实现数十米深的下潜、静态悬浮和水下航行。（取10N/kg，近海海水密度取），求： (1)“蓝鲸号”在近海悬浮时所受浮力； (2)“蓝鲸号”躲避台风风浪时至少要下潜至30m深处，若此时它正在近海悬浮躲避台风风浪，那其距海面40m处的顶部受到海水的压强是多少？ (3)若“蓝鲸号”从近海水平潜行至远海，海水密度突变为时，至少应增加多少自重才能防止上浮。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）悬浮时所受浮力 （2）海水的压强 （3）在远海，若保持不变，所受浮力变为 浮力增加量 为防止上浮，需增加同等自重以抵消增大的浮力，故 题组二 热学计算 限时训练35min 自主评价 1．随着世界性能源危机的日益加剧，一向被人们唾弃的垃圾也变成了能源再生的“宝库”。将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气驱动汽轮机带动发电机发电。若每吨填埋垃圾可产生沼气，燃烧后可发电300kW·h。已知沼气的主要成分是甲烷，甲烷的热值为。求： (1)的沼气完全燃烧放出的热量； (2)沼气发电的效率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）的沼气完全燃烧放出的热量为 （2）燃烧后可发电量为 沼气发电的效率为 2．如图所示，“围炉煮茶”是一种休闲方式，源自云南的“火塘烤茶”，采用木炭作为燃料，茶壶中装入1kg初温为10℃的山泉水，用围炉加热至100℃消耗了一些木炭，水的比热容为、煤油的比热容是、木炭热值是（当地气压为一个标准大气压）求： (1)若水吸收的热量完全用来加热煤油，可以使多少千克煤油温度升高？ (2)若该装置加热效率为50%，则这次围炉煮茶消耗的木炭质量为多少克？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）水吸收的热量为 煤油的质量为 （2）木炭完全燃烧放出的热量为 则这次围炉煮茶消耗的木炭质量为 3．某同学家使用天然气热水器，将100kg的水从20℃加热到某温度，水吸收的热量为1.68×107J。求：[，] (1)加热后水的温度； (2)若加热水的过程中，天然气热水器消耗的天然气的体积为1m3，天然气热水器加热水时的效率。 【答案】(1)60℃ (2)40% 【详解】（1）水升高的温度为 加热后水的温度为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 天然气热水器加热水时的效率为 4．我国自研的航空加热系统采用新型节能材料，热转化效率高。该系统加热时，燃烧40g航空煤油，可使20kg的航空专用冷却液温度从15℃升高到35℃。已知航空煤油的热值，航空专用冷却液的比热容，求： (1)40g航空煤油完全燃烧释放的热量； (2)冷却液吸收的热量； (3)该航空加热系统的热效率。（结果保留一位小数） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）煤油完全燃烧释放的热量 （2）冷却液吸收的热量 （3）该航空加热系统的热效率 5．晓畅家积极响应国家推出的家电国补政策，购买了更环保、更节能的天然气热水器。如图所示是他们家新装的天然气热水器，铭牌上标注的能效等级为二级。国家规定能效等级为二级，其热效率不低于88%。他想通过洗澡测试这款热水器的能效等级是否达标，于是他将热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为5L/min，洗澡用时20min，所用天然气为，已知进入热水器的冷水温度为，水的比热容，水的密度，天然气的热值。求： (1)这次洗澡用水多少千克？ (2)通过计算说明这款天然气热水器是否达到能效二级标准。（结果精确到0.1%） (3)已知这款热水器的额定产热水能力为10kg/min（温升25℃），即每分钟最多让10kg的水温升高25℃。当热水器在额定产热水情况下，每分钟放出的热量是多少？ 【答案】(1)100kg (2)达到 (3) 【详解】（1）由题意得，水的总体积 水的质量 （2）水吸收的热量 天然气完全燃烧放出的总热量 热水器的热效率 国家规定二级能效热效率不低于，，因此这款热水器达到二级能效标准。 （3）热水器放出的热量全部被水吸收，因此每分钟放出的热量 6．随着绿色能源的普及，壁挂式太阳能热水器成为许多家庭的常用设备。某家用壁挂式太阳能热水器，水箱容积为60L，已知水的密度为，水的比热容为。求装满水时： (1)水箱内水的质量； (2)若阳光照射集热器一段时间后，水温从20℃升高到45℃，则水吸收的热量； (3)若改用加热效率为的天然气热水器将这些水加热到（2）中的温度，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为）。 【答案】(1)60kg (2) (3) 【详解】（1）由题意得，水箱容积 根据密度公式，可得水的质量 （2）由题意得，水升高的温度 水吸收的热量 （3）天然气完全燃烧放出的热量 需要天然气的体积 7．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为，面积上1h接收到的太阳能平均为，若阳光照射该热水器5h，可以使体积为的水温度升高30℃。[，]求： (1)热水器中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)该太阳能热水器的效率。 【答案】(1)80kg (2) (3)40% 【详解】（1）水的质量 （2）水吸收的热量为 （3）热水器接收到的总太阳能 太阳能热水器的效率为 8．某家庭用燃气热水器将质量为200kg、温度为20℃的自来水加热到60℃，消耗的天然气体积为（天然气的热值为，水的比热容为。求： (1)天然气完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)该热水器的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意得，消耗天然气体积，天然气完全燃烧放出的热量 （2）由题意得，水的质量，水的初温，末温。 水吸收的热量 （3）热水器的效率 9．中国秫酒的发源地，酒文化的摇篮——汝阳杜康村，杜康酒酿造中有“馏酒”工序，需将酒醅加热至一定温度。现将体积为25L、初温为20℃的酒醅放入加热锅，用天然气灶进行加热。已知酒醅的平均比热容约为，酒醅的密度为，天然气的热值为。假设天然气完全燃烧放出的热量有50%被酒醅吸收。 (1)求将酒醅加热到所需的95℃需要吸收多少热量？ (2)完成此加热过程至少需要消耗多少立方米的天然气？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）25L的酒醅的质量 将酒醅加热到所需的95℃需要吸收的热量 （2）由得，天然气完全燃烧释放的热量 由可得，需要消耗天然气的体积 10．2026年3月12日，长三角地区首台“华龙一号”核电机组——中广核浙江三澳核电项目1号机组并网成功，标志着该机组正式具备向电网输入电力的能力。“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术，具有完全自主知识产权。核电站利用核燃料在反应堆中发生裂变释放的巨大内能，通过蒸汽发生器产生高温高压蒸汽，驱动汽轮机带动发电机发电。核电站的能量转化过程主要包括三个环节：核能→内能（核燃料裂变产生内能）、内能→机械能（蒸汽推动汽轮机转动）、机械能→电能（发电机发电），如图所示。 (1)“华龙一号”每年发电量可达100亿千瓦时。这些电能相当于完全燃烧多少吨标准煤所释放的热量？（标准煤的热值为，计算结果保留三位有效数字） (2)已知1kg铀-235完全裂变释放的能量为，“华龙一号”机组每年消耗的核燃料约为30t铀-235.计算该机组的核燃料利用率（即核燃料裂变释放的总能量转化为电能的效率，百分号前保留一位小数） (3)核电站工程上通常说的“热效率”指反应堆热功率→电功率的转化效率。“华龙一号”反应堆的热功率约为3060MW，电功率约为1160MW。 ①计算该机组的热效率； ②若核电站能量转化中核能→内能的效率为98%，内能→机械能的效率为40%，请计算机械能→电能的效率。并计算核电站核能→电全程的总效率。 【答案】(1) (2)1.5% (3)94.8%；37.1% 【详解】（1）由题意，标准煤完全燃烧释放的热量等于年发电量，即 根据热值公式 ，可得标准煤质量 （2）由题可知，年消耗铀-235总质量 铀完全裂变释放的总能量 所以核燃料利用率 （3）根据热效率定义，热效率为电功率与反应堆热功率的比值，即 热效率是热功率（内能）到电功率的总转化效率，该过程分为内能→机械能、机械能→电能两步，因此满足 已知 ，所以可得机械能→电能的效率 全程总效率为三个步骤效率的乘积，即 题组三 电学计算 限时训练35min 自主评价 1．如图所示，将标有“3V  3 W”和“3V  1.5 W”的灯泡L1和L2串联起来接入电路，电源电压可以调节。闭合开关S，使电源电压从0 V逐渐增加，直到其中一个灯泡正常发光并保证另一个灯泡不被烧坏，不考虑灯丝电阻随温度的变化。求： (1)电路中的电流大小； (2)电源电压的大小； (3)灯泡L1和L2消耗的总功率。 【答案】(1)0.5A (2)4.5V (3)2.25W 【详解】（1） 额定电流 额定电流 两灯串联，串联电路电流处处相等，为保证一个灯泡正常发光、另一个不被烧坏，电流不能超过较小的额定电流，因此电路电流为0.5A。 （2）电阻为 电阻为 串联总电阻为 由（1）可知此时电路中电流为0.5A，则电源电压 （3）两灯泡消耗的总功率为 2．如图所示，的灯丝阻值为，仅闭合开关S时，电流表示数为0.2 A；再闭合开关，电流表示数变为0.5 A。（忽略温度对灯丝电阻的影响）请计算： (1)通过的电流； (2)电源电压； (3)工作时功率； (4)整个电路工作100 s消耗的电能。 【答案】(1)0.3 A (2)6 V (3)1.2 W (4)300 J 【详解】（1）仅闭合开关S时，电流表示数；再闭合开关，电流表示数，通过的电流 （2）仅闭合开关S时，通过的电流，的灯丝阻值为，电源电压 （3）工作时功率 （4）整个电路工作100 s消耗的电能 3．如图所示，电源电压保持6V不变，Ω，Ω，滑动变阻器标有“15Ω 0.5A”字样，电压表的量程为0~3V。 (1)当开关S、、均闭合时，的滑片P滑至a端，电流表的示数为多少？ (2)当闭合开关S、，断开时，电压表的示数为2V，此时电流表的示数为多少？ (3)当闭合开关S、，断开时，要使电路安全操作，则滑动变阻器的接入电路中的最大阻值是多少？ 【答案】(1)1.8A (2)0.4A (3)10Ω 【详解】（1）当开关S、、均闭合，的滑片P滑至a端时，接入电路电阻为0，与并联，电流表测干路电流；根据并联电路的电压规律 根据欧姆定律可知，的电流 的电流 根据并联电路的电流规律，干路电流 （2）当闭合开关S、，断开时，与串联，电压表测两端的电压，即，电流表测电路电流；根据串联电路的电压规律，两端的电压 根据欧姆定律，的电流 根据串联电路的电流规律，可知 （3）当闭合开关S、，断开时，与串联，电压表测两端的电压，电压表量程为，因此两端最大电压为，此时滑动变阻器接入阻值最大。根据串联电路电压规律，此时两端电压 电路电流为 小于滑动变阻器允许的最大电流，电路安全；根据欧姆定律，滑动变阻器接入的最大阻值 4．如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻，灯泡标有“  ”字样（不考虑灯丝电阻变化）。只闭合、，灯泡正常发光；再闭合，电流表示数变化了。求： (1)灯泡正常发光时的电流； (2)电阻的阻值； (3)通过控制开关通断，整个电路消耗的最小功率。 【答案】(1)0.5A (2)30Ω (3)0.8W 【详解】（1）灯泡正常发光时的电流 （2）只闭合、时，被短路，断路，只有灯泡接入电路，灯泡正常发光，因此电源电压等于灯泡额定电压，即 再闭合后，灯泡与并联，电流表测干路电流，电流表示数的变化量就是通过的电流，即=。并联电路中各支路电压等于电源电压，根据欧姆定律变形得=== （3）不考虑灯丝电阻变化，根据欧姆定律得=== 电源电压恒定，根据可知，电路总电阻越大，总功率越小。 当只闭合，断开、时，与串联，此时电路总电阻最大，总电阻为=+=+= 因此整个电路消耗的最小功率为=== 5．在如图所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻，，电流表的量程为，电压表的量程为，滑动变阻器R标有“  ”字样。在电路安全的条件下，闭合开关S，将开关接触点1，滑动变阻器的滑片调到最左端时，电流表的示数是。 (1)求电源电压； (2)闭合开关S，将开关接触点1，为保证电表不被损坏，求滑动变阻器接入电路的最大阻值； (3)闭合开关S，将开关接触点2，为保证电表不被损坏，求此时电路中的最小电功率。 【答案】(1)24V (2)50Ω (3)21.6W 【详解】（1）闭合开关S，将开关接触点1，滑动变阻器和串联，电压表测滑动变阻器的电压，电流表测电路电流。滑动变阻器的滑片调到最左端时，电路中只有，则电源电压 （2）电压表的量程为，根据串联电路分压原理，当电压表的示数最大为时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，则此时两端的电压 此时通过的最小电流 则滑动变阻器接入电路的最大阻值 （3）闭合开关S，将开关接触点2，滑动变阻器和串联，电压表测滑动变阻器的电压，电流表测电路电流。 电压表的量程为，根据串联电路分压原理，当电压表的示数最大为时，通过电路中的电流最小，则此时两端的电压 此时通过的最小电流 此时电路中的最小电功率 6．当前，体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测中学生的体重情况，小天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=15Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，当电流表示数为0.3A时，体重计会发出警示信号，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求： (1)闭合开关，当体重计空载时，电路中的电流为0.15A，电源电压为多少？ (2)体重计发出警示信号时所测量的体重？ (3)要使体重计示数在800N才会发出警示信号，需要串联一个多大的电阻？ 【答案】(1)9V (2)600N (3)5Ω 【详解】（1）当体重计空载时，压力，由图乙可得压敏电阻阻值，压敏电阻R与定值电阻R0串联，电路总电阻 根据欧姆定律，可得电源电压 （2）当体重计发出警示信号时，电路电流，此时电路总电阻 压敏电阻的阻值 由图乙可知，压敏电阻阻值为15Ω时，受到的压力，踏板重力不计，因此所测体重 （3）当体重为800N时，压力，由图乙可得此时压敏电阻阻值，警示时电路电流仍为，因此电路总电阻仍需要为，设需要串联的电阻阻值为R串，串联电路总电阻等于各电阻之和，即 则需要串联的电阻 7．如甲图所示电路中，电源电压不变，，滑动变阻器的最大电阻为100Ω，电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V，其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合时，电流表的示数为0.25A。求： (1)电源电压； (2)当只闭合时，要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器连入电路的电阻； (3)当闭合、、时，电路消耗的总电功率的最小值。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当只闭合时，和小灯泡L串联，电流表测电路中电流。电流表的示数为0.25A，由图乙可知，灯泡电压为3V，此时电压为 根据串联电压规律，电源电压 （2）当只闭合时，滑动变阻器与小灯泡L串联。由图乙可知，小灯泡L正常发光时，电压为3.8V，电流为0.3A，此时滑动变阻器电压为 则要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器连入电路的电阻为 （3）当闭合、、时，小灯泡L被短路，和滑动变阻器并联，电流表测干路电流。滑动变阻器的最大阻值接入电路时，滑动变阻器的电流最小为 此时电流为 根据并联电流规律，干路电流最小为 则电路消耗的总电功率最小 8．在物理实验室中，为了对实验器材、小型容器或管道进行微温加热与保温，会使用一种安全低压直流加热垫，学校物理社团在跨学科实践活动中，设计了一款电路图为如图所示（不存在、、，同时接入电路的情况）的具有高、中、低三个挡位加热垫，且低温挡的功率可调。该加热垫部分参数如表，已知：和为发热电阻，是规格为“15Ω  3A”的滑动变阻器，不对外加热。求： 产品名称 直流加热垫 额定电压 36V 额定功率 高温挡 244W 中温挡 144W 低温挡 ？ (1)当开关闭合、均断开时，加热垫处于______挡； (2)加热垫高温挡正常加热消耗的电能； (3)、的电阻大小； (4)在安全范围内调节滑动变阻器滑片，低温挡功率的可调范围。 【答案】(1)低温 (2) (3)， (4) 【分析】根据，分析开关不同状态下的电路总电阻，判断挡位，因为已知额定电压和对应挡位功率，利用分别计算、的电阻；根据可计算出消耗的电能；滑动变阻器规格已知，所以分别计算滑动变阻器阻值最大和最小时的电路总功率，得到低温挡功率的可调范围。 【详解】（1）S闭合，S1、S2均断开时，R1与R3串联，电路中总电阻较大，根据可知，加热垫处于低温挡。 （2）加热垫高温挡正常加热消耗的电能 （3）由题意知，S、S1闭合，通过控制S2的通断，可以使电器处于高温挡或中温挡，当S2断开，只有R1工作，电阻较大，根据可知，处于中温挡，则R1的阻值为 当S2闭合时，R1与R2并联，根据并联电阻的特点可知，此时总电阻较小，处于高温挡，根据并联电路功率的特点，则R2的功率为 则R2的阻值为 （4）S闭合，S1、S2均断开时，R1与R3串联，加热垫处于低温挡，电路中的最大电流，此时加热功率为 滑动变阻器阻值最大时，电路中的电流最小，电流为 此时加热功率最小为 低温挡功率的可调范围。 9．图甲为某简易电陶炉，图乙是其内部简化电路图，是一根电阻丝，其铭牌标有“220V 1100W”。 (1)电陶炉正常工作时的电流是多少； (2)电陶炉正常工作10min消耗的电能是多少； (3)现将电阻丝从中间裁剪成两个阻值相同的电阻，再增加一只开关，即可将电陶炉的挡位改装成“2200W快热挡”和“1100W保温挡”，请在丙图方框内画出电路的连接图。 【答案】(1)5A (2) (3) 【详解】（1） （2） （3）原电阻丝的阻值 将从中间裁剪为两个阻值相同的电阻，每个电阻的阻值 ，由可知，在电压不变时，电阻越大，功率越小，为低温挡，电阻越小，功率越大，为高温挡；所以要增加一个“2200W的快热挡”，且“保温挡”功率仍为1100W，应将两电阻串联接入电路，然后用一个开关和其中一个电阻并联如下图所示： 10．如图所示为某电饭煲的电路原理图，其中和都是发热电阻。该电饭煲有“加热”和“保温”两种工作状态，由温控开关自动控制。该电饭煲铭牌上提供的部分信息如下表所示。 电饭煲 额定电压 保温功率 加热功率 阻值      (1)开关、闭合后，该电饭煲在额定电压下工作时的总功率是多少？结合表格数据判断电路处于哪一种工作状态？ (2)发热电阻的阻值是多少？ (3)用电高峰期电压会降低。若电路中只让该电饭煲在加热状态下单独工作180秒，图中电能表指示灯闪烁了150次，请计算此时电饭煲工作的实际功率。 【答案】(1) 1210W，电路处于加热状态 (2) (3) 【详解】（1）由电路图可知，开关、闭合后，被短路，电路只有接入工作，此时电路的总功率为 因为（已知保温功率），所以电路处于加热状态。 （2）当闭合、断开时，与串联，为保温状态，保温功率 保温状态下电路的总电阻为 根据串联电阻规律，可得 （3）电能表参数表示每消耗电能，指示灯闪烁3000次，因此指示灯闪烁150次时，电饭煲消耗的电能 此时电饭煲工作的实际功率为 题组四 力、热、电综合计算 限时训练35min 自主评价 1．2026年3月，在世界超级摩托车锦标赛中，张雪机车创造了中国品牌首次在该顶级赛事夺冠的历史。如图所示，这款张雪机车静止时与地面接触的总面积约，机车质量约180kg，某次测试中，该车开足马力以最大功率约100kW行驶9min，消耗了5kg汽油。（汽油的热值取，取10N/kg） (1)估算赛车手骑上机车准备测试时，机车对水平赛道的压强。 (2)求本次测试中该车发动机的效率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）赛车手的重力约（估测合理即可），机车所受的重力 赛车手骑在机车上时，对水平赛道的压力 机车对水平赛道的压强 （2）汽油完全燃烧放出的热量 根据可得，机车发动机此过程所做的功 机车发动机的效率 2．运20飞机是我国研究制造的新一代大型运输机，具有航程远、载重大、飞行速度快、巡航高度高、低速性能佳等特点。它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的动力。若运20飞机在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油5000kg。已知飞机发动机提供的机械功率是，航空煤油的热值为。试求在这1h内： (1)发动机推力所做的功是多少？ (2)发动机获得的水平推力F是多大？ (3)该飞机发动机的热机效率是多大？ 【答案】(1) (2) (3)54% 【详解】（1）发动机推力所做的功 （2）飞机通过的距离 发动机获得的水平推力 （3）航空煤油完全燃烧放出的热量 飞机发动机的热机效率 3．图甲所示是小丽爸爸办公的时候用的电热桌垫，小丽想知道它的工作原理，查看说明书后发现：该电热桌垫的材质为亲肤硅胶，质量为0.15kg，工作电路如图乙所示，使用12V电源供电，电热丝、，设计高、低温两挡，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。某次高温模式下工作2min桌垫的温度升高了20℃（不考虑温度的变化对电阻的影响）。 (1)当开关置于“2和3”时处于_________挡，此时电路中的总电流为_________A； (2)求电热桌垫处于高温模式时的加热效率？（，结果保留一位小数） 【答案】(1) 低温 2 (2)83.3% 【详解】（1）电源电压U不变，根据电功率公式，电路总电阻越大，功率越小，温度挡位越低；当开关置于“2和3”时，只有接入电路，总电阻大于并联时的总电阻，因此功率更小，属于低温挡。 已知，根据欧姆定律 （2）高温挡时开关接“3和4”，与并联，通过的电流 电路总电流 工作时间 总消耗电能 桌垫吸收的热量 加热效率 4．某品牌新能源车，质量为2000 kg，静止在水平地面上四轮着地面积为，它采用了“兆瓦闪充”技术，采用最高充电电压1000 V、最大充电电流1000 A，对汽车进行充电6 min。（忽略电池充、放电过程中的能量损失）（取）求： (1)该款汽车静止时对水平地面的压强； (2)若以最高电压、最大电流充电6 min，为电池储存的能量； (3)若该车的机械效率为，汽车匀速直线行驶时牵引力为600 N，充电6 min电池储存的能量可让该车行驶的距离； (4)为了节能，请你为新能源汽车在生产设计上或使用过程中，提出一条合理化建议。 【答案】(1) (2) (3) (4)建议合理即可，如设计成流线型减小风阻，减小车重，绿色出行等。 【详解】（1） （2） （3） （4）建议合理即可，如设计成流线型减小风阻，减小车重，绿色出行等。 5．如图所示是某电水壶的内部电路图，其中R1、R2均为电热丝，S1是电源开关，S2是温控开关（水温达到100℃时，自动从加热状态切换到保温状态），该电水壶的相关参数见表。[，]求： 额定容量/L 1.5 额定电压/V 220 加热功率/W 1540 保温功率/W 27.5 (1)当电水壶处于加热状态时，温控开关是断开的还是闭合的？请说明判断的依据。 (2)该电水壶工作时电热丝R2的阻值。 (3)用该电水壶将1.5L的水从20℃加热到100℃，若加热效率为90%，求此过程中水吸收的热量和加热的时间。 【答案】(1)闭合，根据可知，在电源电压U一定时，电路的总电阻R越小，电功率P越大。当开关S1闭合、S2断开时，只有电阻R1接入电路。当开关S1、S2都闭合时，电阻R1和R2并联，根据并联电路的电阻特点，并联后的总电阻比任何一个分电阻都小。因此，当温控开关S2闭合时，电路的总电阻最小，总功率最大，电水壶处于加热状态。 (2)32Ω (3)，363.6s 【详解】（1）见答案 （2）由题意可知，电水壶处于保温状态时，只有R1工作，其功率；当电水壶处于加热状态时，R1和R2并联工作，总功率，由于并联电路中各支路独立工作，互不影响，所以电热丝R2的功率为 电水壶的额定电压，根据电功率公式可得，电热丝R2的阻值为 （3）水的体积 水的质量为 水吸收的热量为 电水壶消耗的电能为 加热所需的时间为 6．氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点，其热值为。求： (1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？ (2)用这些热量给质量为400kg，温度为15℃的水加热（不计热量损失），水的末温是多少摄氏度？已知水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃） (3)某氢能源汽车以1.4×105W的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有50%用来做有用功，能使该汽车匀速行驶多长时间？ 【答案】(1)4.2×107J (2)40℃ (3)150s 【详解】（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 （2）水吸收的热量 由得，水升高温度 水的末温为 （3）由题知汽车所做的功 由得公交车行驶时间 7．如图甲为现在很多家庭使用的双控温多功能涮烤两用分体电火锅。该锅可实现汤锅、烧烤同时进行，也可以分开控制，其部分简化电路图如图乙所示，该涮烤锅部分参数如下表所示。 求： 额定电压 额定功率 汤锅 烧烤盘 220 V 加热 保温 左盘 右盘 1100 W 440 W (1)若的电阻为66Ω，则汤锅保温挡的额定保温功率； (2)若，则烧烤盘电路正常工作时，通过左盘的电流； (3)若将汤锅中1 kg的水从26℃加热至100℃用时5 min，则加热过程汤锅电路的效率。（结果保留三位有效数字）［］ 【答案】(1)440W (2)4A (3)94.2% 【详解】（1）由图乙可知，S1和温控开关均闭合，汤锅电路中只有工作，总电阻较小，由可知总功率较大，汤锅处于加热状态，所以可得 S1闭合、温控开关断开，汤锅电路中、串联，总电阻较大，由可知总功率较小，汤锅处于保温状态，此时，汤锅保温挡的额定保温功率 （2）由公式可得 所以通过左盘的电流 （3）水吸收的热量 加热时间，消耗的电能 加热过程汤锅电路的效率 8．为了减少大气污染，促进公共交通实现“低碳”化，许昌市在中心城区新增了许多纯电动新能源公交车，如表是某燃油汽车与纯电动汽车进行测试时的部分数据；已知汽油的热值为，，若燃油汽车与电动汽车都正常匀速行驶100km。则： 燃油汽车 纯电动汽车 能源种类 汽油 电能 牵引力 600N 650N 匀速行驶100km消耗 20kW•h 二氧化碳排放量 每消耗1kg汽油排放2kg二氧化碳 0 (1)燃油汽车消耗汽油的质量为多少？ (2)燃油汽车所消耗的汽油完全燃烧产生的热量为多少？ (3)二者牵引力做的功分别为多少？ 【答案】(1)5.6kg (2) (3)， 【详解】（1）燃油汽车消耗汽油的质量为 （2）燃油汽车所消耗的汽油完全燃烧产生的热量为 （3）燃油汽车牵引力做功为 纯电动汽车牵引力做功为 9．某小型智能垃圾箱能实现可回收垃圾自动称重、自动压缩功能。称重系统如图甲，测量垃圾质量的电子秤由电压表改装而成，恒流电源能提供的恒定电流，压力传感器的阻值与所受压力的关系如图乙。压缩系统如图丙，当垃圾高度超过预设阈值时，电动机通过推拉杆带动压板竖直向下压缩垃圾，已知电动机的效率。压缩过程分为两挡：当垃圾高度时，压板压力；当垃圾高度时，压板压力。 (1)收集箱内未放入垃圾时，电压表示数是多少？ (2)电压表示数为时，垃圾的质量为__________。 (3)垃圾堆放到一定高度时，触发压缩系统。压板从处竖直向下压缩至处的过程中，电动机消耗的电能是多少？ (4)为了提高电子秤的测量精度，小华建议将恒流电源的电流调小，判断此方案是否可行，运用有关物理规律进行论证。 【答案】(1) (2)2 (3) (4)不可行 【分析】（3）把工作过程分成两个阶段，分别计算出各段过程所做的功，再利用效率公式即可求解。 （4）根据U与RF的关系式和欧姆定律进行分析。 【详解】（1）收集箱内无垃圾，即，，由图像得 （2）当时， 由图乙可知，对应压力 垃圾重力等于压力，垃圾的质量为 （3）压板从0.4m压缩至0.25m时，， 压板从0.25m压缩至0.1m时，， （4）根据，相同质量（压力）变化对应相同的，若电流I调小，则电压变化量会变小；在电压表分度值不变的情况下，更小的电压变化则指针的偏转角度更小，更难准确读数，测量误差变大，测量精度降低，因此方案不可行。 10．增程式汽车作为一种新型绿色交通工具，它的动力系统主要由电池组、电动机和增程器组成，增程器主要由一个发动机（内燃机）和发电机组成，如图所示。在电池能量充足时，车辆以“纯电模式”行驶，此时发动机不工作，完全依赖电池组进行驱动。当电池组的电量降至20%时，增程器会自动启动，车辆以“增程模式”行驶，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池组，以备后续使用。下表是某品牌增程式汽车的部分参数，“电动机的能量效率”指电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功与消耗电能之比，“增程系统的效率”指发电机输出的电能与汽油完全燃烧产生的热量之比。（电池组充放电时不计能量损失） 某品牌增程式电动汽车部分参数 电池组容量 电动机的能量效率 90% 增程系统的效率 40% (1)在“增程模式”下，发电机给电池组充电时，电池组相当于电路中的____________。 (2)某次测试时，该增程式汽车电池组充满电后匀速行驶，受到的阻力恒为600N，则该车以“纯电模式”最多能行驶多少千米？ (3)小明爸爸某天驾驶传统燃油汽车上下班，总路程为20km，消耗汽油2kg，传统燃油汽车发动机的效率为30%。若驾驶该增程式汽车，在“增程模式”下行驶相同距离，消耗汽油2.1kg，则该过程充入电池组的电能是多少J？（设传统燃油汽车和该增程式汽车行驶相同距离克服阻力做的功相同，） 【答案】(1)用电器 (2) (3) 【详解】（1）在“增程模式”下，当发电机给电池充电时，电池消耗电能，在电路中相当于用电器。 （2）电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功最多为 汽车匀速行驶时，牵引力，行驶的最大距离为 （3）2kg汽油完全燃烧放出的热量为 汽车克服阻力做的功为 在“增程模式”下消耗2.1kg汽油，发电机输出的电能为 “增程模式”下驱动电动机消耗的电能为 “增程模式”下充入电池组的电能为 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 计算题题组训练 题组一 力学计算 限时训练35min 自主评价 1．快递业务服务提升了生活质量，为了提高快递配送效率，可使用如图所示的物流机器人完成快速智能配送。若空载时该物流机器人的重力为N，轮胎与地面的总接触面积为，当该物流机器人完成所有配送任务后返回服务站时，在某平直道路上匀速行驶了m，用时s，已知机器人匀速行驶时，牵引力为800N，g取10N/kg。求此过程中： (1)机器人匀速行驶时的速度为多少？ (2)机器人对水平路面的压强为多少？ (3)机器人匀速行驶时牵引力的功率为多少？ 2．以纯电动汽车为代表的新能源汽车具有节能、环保的特点。图为某国产新能源汽车，质量为，静止在水平地面上时，轮子与地面的总接触面积为。当它以恒为的牵引力在平直公路上匀速行驶时，通过的路程为。（g取） (1)求这段路程中，汽车的平均速度。 (2)求汽车空载静止在水平地面上时，对地面的压强。 (3)求这段路程中，汽车牵引力做功的功率。 3．工人用如图所示的起吊装置提升建筑材料，在1min内将质量为540kg的材料匀速提升10m。若电动机输出功率恒为1200W，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求此过程中： (1)提升材料所做的有用功； (2)电动机对绳子的拉力； (3)该滑轮组的机械效率。 4．为了将放置在水平地面上重G=800N的重物提升到高处，小明同学设计了如图所示的滑轮组装置，在重物匀速上升2m的过程中拉力F的功率为200W，整个装置的机械效率为80%，（不计绳重和摩擦）。求： (1)滑轮组做的有用功； (2)拉力F所做的总功； (3)若滑轮组上的绳子能承受的最大拉力500N，该滑轮组最大能提升多重的物体？ 5．如图所示，一斜面放在水平桌面边缘且与水平面的夹角为，斜面高度为2m。斜面顶端有一定滑轮，细绳绕过定滑轮连接在物体A和物体B上，物体B从斜面的顶端由静止释放，此时物体A从斜面的底端匀速运动到顶端用时10s。已知物体B的质量为2kg，斜面的机械效率为75%。（不计绳重及绳子与滑轮之间的摩擦）求： (1)物体B的重力大小； (2)物体B对细绳拉力所做功的功率； (3)物体A受到的摩擦力。 6．用如图甲所示滑轮组从某液体中匀速向上提升密度为、体积为0.02m3的物体A，已知甲图中每个滑轮的质量均为5kg（不计绳重、摩擦及液体的阻力，g取10N/kg）。求： (1)物体A受到的重力是多少？ (2)将物体A完全拉出液面后，滑轮组的机械效率为多少？ (3)若作用在绳子末端的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，且拉力，则液体的密度为多少？ 7．某同学想知道将船上的船锚抛入水中沉底后，会引起水面如何变化。他用玻璃杯和金属块模拟抛锚过程如下：先向底面积为的长方体水槽中注入0.2 m深的水；将一个质量为3 kg、边长为0.1 m的正方体金属块，放入水平放置的玻璃杯中，再将玻璃杯放入水槽中，玻璃杯漂浮在水面上静止（如图所示），此时水面上升了0.035 m；然后将金属块从玻璃杯中取出放入水中沉底、待水面稳定后，分析水面变化（整个过程中没有水溢出）。（，）求： (1)刚注完水后，水对水槽底部的压强； (2)玻璃杯的质量； (3)金属块放在玻璃杯中漂浮时和放入水中沉底后，水面高度的变化量。 8．如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为，当驱逐舰以20m/s的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍。海水密度近似取1×103kg/m3，。求： (1)船底在水面下3m深处，船底受到的海水的压强p； (2)驱逐舰满载时，受到的浮力F浮； (3)驱逐舰满载时以20m/s的速度匀速航行，驱逐舰的功率P。 9．如图所示，细线的一端固定在杯底，另一端拴住小球A．向杯内缓慢注酒精，小球A逐渐上浮。当小球A露出液面的体积为总体积的二分之一时，细线对小球的拉力为2N；当小球A浸没在酒精中时，细线对小球的拉力为6N。已知，。求： (1)小球A浸没到酒精中受到的浮力为多少？ (2)小球的密度为多少？ 10．全球首艘高速可潜无人艇“蓝鲸号”下水，如图所示。其体积为，依靠智能压载水舱系统进行浮沉调节，可实现数十米深的下潜、静态悬浮和水下航行。（取10N/kg，近海海水密度取），求： (1)“蓝鲸号”在近海悬浮时所受浮力； (2)“蓝鲸号”躲避台风风浪时至少要下潜至30m深处，若此时它正在近海悬浮躲避台风风浪，那其距海面40m处的顶部受到海水的压强是多少？ (3)若“蓝鲸号”从近海水平潜行至远海，海水密度突变为时，至少应增加多少自重才能防止上浮。 题组二 热学计算 限时训练35min 自主评价 1．随着世界性能源危机的日益加剧，一向被人们唾弃的垃圾也变成了能源再生的“宝库”。将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气驱动汽轮机带动发电机发电。若每吨填埋垃圾可产生沼气，燃烧后可发电300kW·h。已知沼气的主要成分是甲烷，甲烷的热值为。求： (1)的沼气完全燃烧放出的热量； (2)沼气发电的效率。 2．如图所示，“围炉煮茶”是一种休闲方式，源自云南的“火塘烤茶”，采用木炭作为燃料，茶壶中装入1kg初温为10℃的山泉水，用围炉加热至100℃消耗了一些木炭，水的比热容为、煤油的比热容是、木炭热值是（当地气压为一个标准大气压）求： (1)若水吸收的热量完全用来加热煤油，可以使多少千克煤油温度升高？ (2)若该装置加热效率为50%，则这次围炉煮茶消耗的木炭质量为多少克？ 3．某同学家使用天然气热水器，将100kg的水从20℃加热到某温度，水吸收的热量为1.68×107J。求：[，] (1)加热后水的温度； (2)若加热水的过程中，天然气热水器消耗的天然气的体积为1m3，天然气热水器加热水时的效率。 4．我国自研的航空加热系统采用新型节能材料，热转化效率高。该系统加热时，燃烧40g航空煤油，可使20kg的航空专用冷却液温度从15℃升高到35℃。已知航空煤油的热值，航空专用冷却液的比热容，求： (1)40g航空煤油完全燃烧释放的热量； (2)冷却液吸收的热量； (3)该航空加热系统的热效率。（结果保留一位小数） 5．晓畅家积极响应国家推出的家电国补政策，购买了更环保、更节能的天然气热水器。如图所示是他们家新装的天然气热水器，铭牌上标注的能效等级为二级。国家规定能效等级为二级，其热效率不低于88%。他想通过洗澡测试这款热水器的能效等级是否达标，于是他将热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为5L/min，洗澡用时20min，所用天然气为，已知进入热水器的冷水温度为，水的比热容，水的密度，天然气的热值。求： (1)这次洗澡用水多少千克？ (2)通过计算说明这款天然气热水器是否达到能效二级标准。（结果精确到0.1%） (3)已知这款热水器的额定产热水能力为10kg/min（温升25℃），即每分钟最多让10kg的水温升高25℃。当热水器在额定产热水情况下，每分钟放出的热量是多少？ 6．随着绿色能源的普及，壁挂式太阳能热水器成为许多家庭的常用设备。某家用壁挂式太阳能热水器，水箱容积为60L，已知水的密度为，水的比热容为。求装满水时： (1)水箱内水的质量； (2)若阳光照射集热器一段时间后，水温从20℃升高到45℃，则水吸收的热量； (3)若改用加热效率为的天然气热水器将这些水加热到（2）中的温度，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为）。 7．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为，面积上1h接收到的太阳能平均为，若阳光照射该热水器5h，可以使体积为的水温度升高30℃。[，]求： (1)热水器中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)该太阳能热水器的效率。 8．某家庭用燃气热水器将质量为200kg、温度为20℃的自来水加热到60℃，消耗的天然气体积为（天然气的热值为，水的比热容为。求： (1)天然气完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)该热水器的效率。 9．中国秫酒的发源地，酒文化的摇篮——汝阳杜康村，杜康酒酿造中有“馏酒”工序，需将酒醅加热至一定温度。现将体积为25L、初温为20℃的酒醅放入加热锅，用天然气灶进行加热。已知酒醅的平均比热容约为，酒醅的密度为，天然气的热值为。假设天然气完全燃烧放出的热量有50%被酒醅吸收。 (1)求将酒醅加热到所需的95℃需要吸收多少热量？ (2)完成此加热过程至少需要消耗多少立方米的天然气？ 10．2026年3月12日，长三角地区首台“华龙一号”核电机组——中广核浙江三澳核电项目1号机组并网成功，标志着该机组正式具备向电网输入电力的能力。“华龙一号”是我国自主研发的第三代核电技术，具有完全自主知识产权。核电站利用核燃料在反应堆中发生裂变释放的巨大内能，通过蒸汽发生器产生高温高压蒸汽，驱动汽轮机带动发电机发电。核电站的能量转化过程主要包括三个环节：核能→内能（核燃料裂变产生内能）、内能→机械能（蒸汽推动汽轮机转动）、机械能→电能（发电机发电），如图所示。 (1)“华龙一号”每年发电量可达100亿千瓦时。这些电能相当于完全燃烧多少吨标准煤所释放的热量？（标准煤的热值为，计算结果保留三位有效数字） (2)已知1kg铀-235完全裂变释放的能量为，“华龙一号”机组每年消耗的核燃料约为30t铀-235.计算该机组的核燃料利用率（即核燃料裂变释放的总能量转化为电能的效率，百分号前保留一位小数） (3)核电站工程上通常说的“热效率”指反应堆热功率→电功率的转化效率。“华龙一号”反应堆的热功率约为3060MW，电功率约为1160MW。 ①计算该机组的热效率； ②若核电站能量转化中核能→内能的效率为98%，内能→机械能的效率为40%，请计算机械能→电能的效率。并计算核电站核能→电全程的总效率。 题组三 电学计算 限时训练35min 自主评价 1．如图所示，将标有“3V  3 W”和“3V  1.5 W”的灯泡L1和L2串联起来接入电路，电源电压可以调节。闭合开关S，使电源电压从0 V逐渐增加，直到其中一个灯泡正常发光并保证另一个灯泡不被烧坏，不考虑灯丝电阻随温度的变化。求： (1)电路中的电流大小； (2)电源电压的大小； (3)灯泡L1和L2消耗的总功率。 2．如图所示，的灯丝阻值为，仅闭合开关S时，电流表示数为0.2 A；再闭合开关，电流表示数变为0.5 A。（忽略温度对灯丝电阻的影响）请计算： (1)通过的电流； (2)电源电压； (3)工作时功率； (4)整个电路工作100 s消耗的电能。 3．如图所示，电源电压保持6V不变，Ω，Ω，滑动变阻器标有“15Ω 0.5A”字样，电压表的量程为0~3V。 (1)当开关S、、均闭合时，的滑片P滑至a端，电流表的示数为多少？ (2)当闭合开关S、，断开时，电压表的示数为2V，此时电流表的示数为多少？ (3)当闭合开关S、，断开时，要使电路安全操作，则滑动变阻器的接入电路中的最大阻值是多少？ 4．如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻，灯泡标有“  ”字样（不考虑灯丝电阻变化）。只闭合、，灯泡正常发光；再闭合，电流表示数变化了。求： (1)灯泡正常发光时的电流； (2)电阻的阻值； (3)通过控制开关通断，整个电路消耗的最小功率。 5．在如图所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻，，电流表的量程为，电压表的量程为，滑动变阻器R标有“  ”字样。在电路安全的条件下，闭合开关S，将开关接触点1，滑动变阻器的滑片调到最左端时，电流表的示数是。 (1)求电源电压； (2)闭合开关S，将开关接触点1，为保证电表不被损坏，求滑动变阻器接入电路的最大阻值； (3)闭合开关S，将开关接触点2，为保证电表不被损坏，求此时电路中的最小电功率。 6．当前，体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测中学生的体重情况，小天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=15Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，当电流表示数为0.3A时，体重计会发出警示信号，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求： (1)闭合开关，当体重计空载时，电路中的电流为0.15A，电源电压为多少？ (2)体重计发出警示信号时所测量的体重？ (3)要使体重计示数在800N才会发出警示信号，需要串联一个多大的电阻？ 7．如甲图所示电路中，电源电压不变，，滑动变阻器的最大电阻为100Ω，电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V，其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合时，电流表的示数为0.25A。求： (1)电源电压； (2)当只闭合时，要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器连入电路的电阻； (3)当闭合、、时，电路消耗的总电功率的最小值。 8．在物理实验室中，为了对实验器材、小型容器或管道进行微温加热与保温，会使用一种安全低压直流加热垫，学校物理社团在跨学科实践活动中，设计了一款电路图为如图所示（不存在、、，同时接入电路的情况）的具有高、中、低三个挡位加热垫，且低温挡的功率可调。该加热垫部分参数如表，已知：和为发热电阻，是规格为“15Ω  3A”的滑动变阻器，不对外加热。求： 产品名称 直流加热垫 额定电压 36V 额定功率 高温挡 244W 中温挡 144W 低温挡 ？ (1)当开关闭合、均断开时，加热垫处于______挡； (2)加热垫高温挡正常加热消耗的电能； (3)、的电阻大小； (4)在安全范围内调节滑动变阻器滑片，低温挡功率的可调范围。 9．图甲为某简易电陶炉，图乙是其内部简化电路图，是一根电阻丝，其铭牌标有“220V 1100W”。 (1)电陶炉正常工作时的电流是多少； (2)电陶炉正常工作10min消耗的电能是多少； (3)现将电阻丝从中间裁剪成两个阻值相同的电阻，再增加一只开关，即可将电陶炉的挡位改装成“2200W快热挡”和“1100W保温挡”，请在丙图方框内画出电路的连接图。 10．如图所示为某电饭煲的电路原理图，其中和都是发热电阻。该电饭煲有“加热”和“保温”两种工作状态，由温控开关自动控制。该电饭煲铭牌上提供的部分信息如下表所示。 电饭煲 额定电压 保温功率 加热功率 阻值      (1)开关、闭合后，该电饭煲在额定电压下工作时的总功率是多少？结合表格数据判断电路处于哪一种工作状态？ (2)发热电阻的阻值是多少？ (3)用电高峰期电压会降低。若电路中只让该电饭煲在加热状态下单独工作180秒，图中电能表指示灯闪烁了150次，请计算此时电饭煲工作的实际功率。 题组四 力、热、电综合计算 限时训练35min 自主评价 1．2026年3月，在世界超级摩托车锦标赛中，张雪机车创造了中国品牌首次在该顶级赛事夺冠的历史。如图所示，这款张雪机车静止时与地面接触的总面积约，机车质量约180kg，某次测试中，该车开足马力以最大功率约100kW行驶9min，消耗了5kg汽油。（汽油的热值取，取10N/kg） (1)估算赛车手骑上机车准备测试时，机车对水平赛道的压强。 (2)求本次测试中该车发动机的效率。 2．运20飞机是我国研究制造的新一代大型运输机，具有航程远、载重大、飞行速度快、巡航高度高、低速性能佳等特点。它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的动力。若运20飞机在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油5000kg。已知飞机发动机提供的机械功率是，航空煤油的热值为。试求在这1h内： (1)发动机推力所做的功是多少？ (2)发动机获得的水平推力F是多大？ (3)该飞机发动机的热机效率是多大？ 3．图甲所示是小丽爸爸办公的时候用的电热桌垫，小丽想知道它的工作原理，查看说明书后发现：该电热桌垫的材质为亲肤硅胶，质量为0.15kg，工作电路如图乙所示，使用12V电源供电，电热丝、，设计高、低温两挡，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。某次高温模式下工作2min桌垫的温度升高了20℃（不考虑温度的变化对电阻的影响）。 (1)当开关置于“2和3”时处于_________挡，此时电路中的总电流为_________A； (2)求电热桌垫处于高温模式时的加热效率？（，结果保留一位小数） 4．某品牌新能源车，质量为2000 kg，静止在水平地面上四轮着地面积为，它采用了“兆瓦闪充”技术，采用最高充电电压1000 V、最大充电电流1000 A，对汽车进行充电6 min。（忽略电池充、放电过程中的能量损失）（取）求： (1)该款汽车静止时对水平地面的压强； (2)若以最高电压、最大电流充电6 min，为电池储存的能量； (3)若该车的机械效率为，汽车匀速直线行驶时牵引力为600 N，充电6 min电池储存的能量可让该车行驶的距离； (4)为了节能，请你为新能源汽车在生产设计上或使用过程中，提出一条合理化建议。 5．如图所示是某电水壶的内部电路图，其中R1、R2均为电热丝，S1是电源开关，S2是温控开关（水温达到100℃时，自动从加热状态切换到保温状态），该电水壶的相关参数见表。[，]求： 额定容量/L 1.5 额定电压/V 220 加热功率/W 1540 保温功率/W 27.5 (1)当电水壶处于加热状态时，温控开关是断开的还是闭合的？请说明判断的依据。 (2)该电水壶工作时电热丝R2的阻值。 (3)用该电水壶将1.5L的水从20℃加热到100℃，若加热效率为90%，求此过程中水吸收的热量和加热的时间。 6．氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点，其热值为。求： (1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？ (2)用这些热量给质量为400kg，温度为15℃的水加热（不计热量损失），水的末温是多少摄氏度？已知水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃） (3)某氢能源汽车以1.4×105W的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有50%用来做有用功，能使该汽车匀速行驶多长时间？ 7．如图甲为现在很多家庭使用的双控温多功能涮烤两用分体电火锅。该锅可实现汤锅、烧烤同时进行，也可以分开控制，其部分简化电路图如图乙所示，该涮烤锅部分参数如下表所示。 求： 额定电压 额定功率 汤锅 烧烤盘 220 V 加热 保温 左盘 右盘 1100 W 440 W (1)若的电阻为66Ω，则汤锅保温挡的额定保温功率； (2)若，则烧烤盘电路正常工作时，通过左盘的电流； (3)若将汤锅中1 kg的水从26℃加热至100℃用时5 min，则加热过程汤锅电路的效率。（结果保留三位有效数字）［］ 8．为了减少大气污染，促进公共交通实现“低碳”化，许昌市在中心城区新增了许多纯电动新能源公交车，如表是某燃油汽车与纯电动汽车进行测试时的部分数据；已知汽油的热值为，，若燃油汽车与电动汽车都正常匀速行驶100km。则： 燃油汽车 纯电动汽车 能源种类 汽油 电能 牵引力 600N 650N 匀速行驶100km消耗 20kW•h 二氧化碳排放量 每消耗1kg汽油排放2kg二氧化碳 0 (1)燃油汽车消耗汽油的质量为多少？ (2)燃油汽车所消耗的汽油完全燃烧产生的热量为多少？ (3)二者牵引力做的功分别为多少？ 9．某小型智能垃圾箱能实现可回收垃圾自动称重、自动压缩功能。称重系统如图甲，测量垃圾质量的电子秤由电压表改装而成，恒流电源能提供的恒定电流，压力传感器的阻值与所受压力的关系如图乙。压缩系统如图丙，当垃圾高度超过预设阈值时，电动机通过推拉杆带动压板竖直向下压缩垃圾，已知电动机的效率。压缩过程分为两挡：当垃圾高度时，压板压力；当垃圾高度时，压板压力。 (1)收集箱内未放入垃圾时，电压表示数是多少？ (2)电压表示数为时，垃圾的质量为__________。 (3)垃圾堆放到一定高度时，触发压缩系统。压板从处竖直向下压缩至处的过程中，电动机消耗的电能是多少？ (4)为了提高电子秤的测量精度，小华建议将恒流电源的电流调小，判断此方案是否可行，运用有关物理规律进行论证。 10．增程式汽车作为一种新型绿色交通工具，它的动力系统主要由电池组、电动机和增程器组成，增程器主要由一个发动机（内燃机）和发电机组成，如图所示。在电池能量充足时，车辆以“纯电模式”行驶，此时发动机不工作，完全依赖电池组进行驱动。当电池组的电量降至20%时，增程器会自动启动，车辆以“增程模式”行驶，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池组，以备后续使用。下表是某品牌增程式汽车的部分参数，“电动机的能量效率”指电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功与消耗电能之比，“增程系统的效率”指发电机输出的电能与汽油完全燃烧产生的热量之比。（电池组充放电时不计能量损失） 某品牌增程式电动汽车部分参数 电池组容量 电动机的能量效率 90% 增程系统的效率 40% (1)在“增程模式”下，发电机给电池组充电时，电池组相当于电路中的____________。 (2)某次测试时，该增程式汽车电池组充满电后匀速行驶，受到的阻力恒为600N，则该车以“纯电模式”最多能行驶多少千米？ (3)小明爸爸某天驾驶传统燃油汽车上下班，总路程为20km，消耗汽油2kg，传统燃油汽车发动机的效率为30%。若驾驶该增程式汽车，在“增程模式”下行驶相同距离，消耗汽油2.1kg，则该过程充入电池组的电能是多少J？（设传统燃油汽车和该增程式汽车行驶相同距离克服阻力做的功相同，） 1 学科网（北京）股份有限公司 $