2021年中考物理专项复习-热学、电学综合计算

2021年中考物理专项复习——热学、电学综合计算专题

1.（2021毕节模拟）太阳能热水器是利用太阳能来加热水的一种装置，小新同学家有一台太

阳能热水器安装在离地面10m高的屋顶上。现需要将初温为10℃、质量为100kg的水加

热到60℃。则：必取10N/kg,c*=4.2X103J/（kg-℃）］

⑴把这些水从地面输送到屋顶的热水器中，需要对水做多少功？

⑵这些水要吸收多少热量？

（3）遇到阴雨天，就要改用热水器中的电辅助设备加热（加热功率为1500W）,若不计热损失，

加热这些水需要多长时间？

2.（2021孟津模拟）空气能热水器（如图甲所示）其工作原理是压缩机运转时，制冷剂汽

化吸收空气中的热量，到冷凝器液化放热，释放的热量传递给水箱中的水，使水温升高。

其能效利用更高且更为环保，我国政府一直在大力推行环保政策，而空气能热水器具备很

好的节能环保特性，从而得到政府部门的大力支持。因此，空气能热水器在国内迅速发展

起来。

（1）空气能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源。水箱中水

的温度升高，是通过方式增加了水的内能；

（2）若某同学洗一次澡用水30kg,则这些水温度由20七升高到50七吸收的热量是多少？

[C*=4.2X103J/（kg*t）]

（3）图乙是某兴趣小组设计的热水温度监测模拟电路。其中2温度传感器，通过温度计力

（实质是一个量程为0〜0.6A的电流表）读出温度的大小，若电源电压为9V,几为10C的

定值电阻，温度传感器〃电阻的倒数1/2与温度的关系如图丙所示。当温度计的示数为20七

时电路中的电流为多少安？

（4）小明家的空气能热水器在实际使用中节能效果不是太理想，他经过观察发现可能是安

装在阳台上的原因。根据空气能热水器的工作原理，分析一下为什么不能安装在阳台上。

3.（2021郑城育才中学模拟）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中，

低三挡加热，其简化电路图如图乙所示，R、R?、及为电热丝，已知RF202Q,加热杯的部

分参数如下表。[c*=4.2X103J/（kg-X：）,P*=lX103kg/m3]

额定电压22OV

高温挡功率121OW

中温挡功率44OW

低温挡功率

容蚩1L

(1)电热水壶是根据工作的。

(2)加热杯的低温挡功率是多少？

(3)若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从220c升高到1001，需要多长

时间？(保留一位小数)

4.(2021河北模拟)如图所示为新型多挡位电火锅的原理图，其中S为温控器(控制电火锅

不超过某一个温度，对其起保护作用)，三个灯泡为发热电阻鸟、用、五3相应的工作指示灯，

其功率忽略不计。表格给出了部分相应状态时电火锅的功率值。为了延长锅的使用寿命，不

得同时闭合，、S2、S3三个开关。电火锅的铭牌上标有“220V,50Hz”的字样。根据图表资

料，分析计算：

(1)电火锅处于1挡位时电路中的电流；(保留两位小数)

(2)电火锅处于3挡位时，10分钟消耗的电能；

(3)电火锅处于4挡位时，加热42秒后，锅内1kg水的温度升高了8℃,求此过程中电火

锅的加热效率7。[c水=4.2X103J/(kg.t)]

挡位功率(W)

1匍合断开断开200

2断开田合断开500

3断开断开闱合

4闭合断开闭合

断开闭合用合1300

5.(2021天津西青区模拟)小青将家中其他用电器与电源断开，仅让淋浴器工作，用电能表

测量电热淋浴器的热效率。他把淋浴器内质量为50kg,初温为25℃的水加热到55℃,加热

前后电能表示数如图所示。求：

⑴水吸收的热量；

⑵电热淋浴器的热效率。

kW・h

|0|8|6|2国加热前

1。|8|6|4回加热后

6.(2021江西模拟)如图所示为某品牌电热开水壶及其铭牌，当水烧开时温控开关自动断开

停止加热。如果这段时间内，电热开水壶正常工作500s恰能将1kg、20℃的水烧开(气压为

1标准大气压，c水=4.2X10”(kg-℃)),求：

⑴此过程消耗的电能是多少？

⑵此过程中水吸收的热量是多少?

(3)电热开水壶的效率是多少?

电热开水壶

型号：JST-200A

额定电压：220V

额定功率：800W

7.(2021广东模拟)某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、

方便、安全等优点。如图所示，是其简化等效电路，此时处于空挡位置。闭合开关S,旋钮

绕P转动，实现挡位转换。旋至1挡时R1、比同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2挡

时Rz和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R和&均为电热丝，其阻值不受温度

影响。Ri=22Q,主要参数如下表。[C*=4.2X103J/(kg*℃)]

**牌智能液管洗衣机

额定电压220W

加热功率2400W

设定温度范围3(rc-9(rc

电动机功率240W

防电墙电阻ixitfo

(1)洗衣机内注入10kg的水，在额定电压下连续加热1050秒，水温由20七上升到50七,

此过程中的加热效率是多少？

(2)R?限值是多少?

(3)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？

8.(2021深圳模拟)某一家用两档可控的恒温餐盘，其高温档电功率为880W,简化电路如

图甲所示，Ri、R2均是发热电阻，R2的阻值是R的3倍。求:

(1)餐盘处于低温档时，电路中电流是多少？

(2)1kg米饭温度升高40℃,吸收的热量是多少？[米饭的比热容取2.5X10]/(kg«℃)]

(3)若电路中只使用该恒温餐盘，同样加热1kg的米饭，电能表的脉冲指示灯闪烁了125

次，如图乙所示，这个恒温餐盘的效率是多少？

9.(2021江西模拟)如图是小燕家的电饼铛(chen0,可以灵活进行烤、烙、煎等烹饪操作.

它采用双控电路，额定电压为220V,上、下盘同时加热时额定功率为1320W,其简化电路如

图乙所示.S为总开关，S1和S2为两个温控开关，“和心为上、下两盘的加热电阻，且Ri=&

甲乙

(1)求为正常工作时消耗的电功率.

(2)用此电饼铛烙饼时，已知一个大饼的质量约为200gs初温为10°C,假设该大饼被烙熟

后的温度为100°C,求其吸收的热量.[面粉的比热容取©=3.2心(中/3・°Q]

(3)小燕的妈妈总感觉做晚饭时烙熟一个大饼所用的时间比在其他时段要长.小燕决定用家

中的电能表和手表测一测做晚饭时电饼铛的实际功率，于是，她关闭家中其他用电器，让电

饼铛单独工作5min,测得其消耗的电能为2.7x10sJ,问：

①电饼铛的实际功率是多大？

②烙熟一个大饼所用的时间变长的原因是什么？

10.(2021安徽模拟)某电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图甲所示。其中控制

电路中的电磁铁线圈电阻不计,五为热敏电阻，热敏电阻中允许通过的最大电流/g=15nM,

其阻值五随温度变化的规律图象如图乙所示，电源电压见恒为60,当电磁铁线圈中的电流

时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点a、6接触，加热电路接通：当电磁铁

线圈中的电流/W8nM时，继电器上方触点c接触，保温电路接通，热敏电阻H和工作电路

中的三只电阻丝公、/?2、R3,均置于储水箱中，U2=220V,加热时的功率P加热T200W,

保温时的功率P东流=11°卬，加热效率4=90%,R2=2R1,水的比热容，Jt=4.2x

103J/ikg■℃},水箱内最低温度为0二。

I(X)

打*!电路।n电跻

、、01020304050M)

L

(1)为使控制电路正常工作，保护电阻Ro的阻值至少为多大？若Ro为该值，试求热水器刚开

始保温时水的温度。

(2)电阻丝Ri、7?2、R3的阻值分别为多少欧姆？

(3)该热水器在加热状态下，将44核20度的水加热到50度需要多少时间？

11.(2021安徽模拟)如图甲所示是某种电热饮水机的简化电路示意图。图乙是它的有关参

数。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关So自动控制)。试问:

电热饮水机

型号：XF-LS22额定加热功率：1210,

容租：1.5L额定保温功率：40N

额定电£：220V额定频至：50Hz

乙

(1)饮水机处于保温状态时温控开关So应处于什么状态？并说明理由.

(2)%和处的电阻值各是多大?

(3)在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200匕加热效率为63%,若将装满水箱的

水从25f加热至100需要多长时间？(c水=4.2xl03〃(kg©,p水=i.ox

33

10fc5/m忽略温度对电阻的影响)

12.(2021新康国际学校模拟)图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，下表丙为其部分技

术参数。R、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2=3R„S为旋转型开关,1、2、3,4

为触点,，通过旋转开关S可实现“关”“低档"高档”之间的切换(低档为小功率加热，高

档为大功率加热)

尊定电压(V)220

育杓发达功率S)400

220V30H«

最大It水量(kg)3

丙T

(1)求加湿器处于低档位置时的发热功率;

(2)某次使用加温器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。如图乙所示是该

次使用加湿器工作30min的图象，请计算加湿器在高档正常工作时消耗的电能。如果电阻R1

在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少。C?[计算

结果保留整数，水的比热容为4.2X103J/(kg-℃]

(3)一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低加热，发现家中如图丁所的电能

表的转盘在5min内转了27圈，求此时电阻Ri的实际加热功率是多少?

2021年中考物理专项复习一一热学、电学综合计算专题参考答案

1.（2021毕节模拟）太阳能热水器是利用太阳能来加热水的一种装置，小新同学家有一台太

阳能热水器安装在离地面10m高的屋顶上。现需要将初温为10°C、质量为100kg的水加

热到60℃。则：团取10N/kg,c*=4.2X103J/（kg-℃）］

⑴把这些水从地面输送到屋顶的热水器中，需要对水做多少功？

⑵这些水要吸收多少热量？

（3）遇到阴雨天，就要改用热水器中的电辅助设备加热（加热功率为1500W）,若不计热损失，

加热这些水需要多长时间？

【答案】解：⑴水的重力G=mg=100kgXION/kg=l000N,则需要对水做的功W=Gh

4

=1000NX10m=lX10Jo

7

⑵水吸收的热量Q吸=，水小（—@=4.2义103"念8.©*1001^义（60℃-10℃）=2.1X10Jo

WW

⑶根据题意有W=<2^=2.1X107，由p=1得，加热这些水富要的时间t=—=

2.1X107J

=1.4X104So

1500W

2.（2021孟津模拟）空气能热水器（如图甲所示）其工作原理是压缩机运转时，制冷剂汽

化吸收空气中的热量，到冷凝器液化放热，释放的热量传递给水箱中的水，使水温升高。

其能效利用更高且更为环保，我国政府一直在大力推行环保政策，而空气能热水器具备很

好的节能环保特性，从而得到政府部门的大力支持。因此，空气能热水器在国内迅速发展

起来。

（1）空气能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源。水箱中水

的温度升高，是通过方式增加了水的内能；

（2）若某同学洗一次澡用水30kg,则这些水温度由20C升高到50七吸收的热量是多少？

[C*=4.2X103J/（kg*t）]

（3）图乙是某兴趣小组设计的热水温度监测模拟电路。其中。温度传感器，通过温度计t

（实质是一个量程为0〜0.6A的电流表）读出温度的大小，若电源电压为9V,而为10。的

定值电阻，温度传感器。电阻的倒数1/月与温度的关系如图丙所示。当温度计的示数为2QX2

时电路中的电流为多少安？

（4）小明家的空气能热水器在实际使用中节能效果不是太理想，他经过观察发现可能是安

装在阳台上的原因。根据空气能热水器的工作原理，分析一下为什么不能安装在阳台上。

【答案】解：（2分）（1）可再生；热传递

（3分）（2）这些水温度由20七升高到50七吸收的热量：

。吸=C*0（t—to）

=4.2X106/（kg•七）X30kgX（50七一20七）

=3.78X106；

（3分）（3）当温度计的示数为20七时，由图象知，温度传感器D电阻的倒数1/40.05,

所以温度传感器D电阻：Q20C,

温度传感器和定值电阻尼是串联的，电路总电阻为：

而=20Q+10Q=30。，

电路电流为：

I=U/RB

=9V/30Q

=0.3Ao

（1分）（4）因为空气能热水器是通过吸收空气中的热量进行加热的，所以主机安装在通风

良好、排气顺畅的位置才能保证其正常工作，从周围空气中吸取热量，如果主机放在了密

闭的空间内，就会影响主机从空气中取热，最终导致热能不足，节能作用无法发挥出来。

3.（2021郑城育才中学模拟）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中，

低三挡加热，其简化电路图如图乙所示，R、R2、R为电热丝，已知R|=2O2Q,加热杯的部

分参数如下表。[c*=4.2X103J/（kg«X?）,P*=lX103kg/m3]

额定电压220V

高温挡功率121OW

中温挡功率440W

低温挡功率

容蚩1L

（1）电热水壶是根据工作的。

（2）加热杯的低温挡功率是多少？

（3）若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从22七升高到100七，需要多长

时间？（保留一位小数）

【答案】（1）电流的热效应

（2）解：当S接高温挡时，电路为心的简单电路，息的限值/?3=/J=啜缁=40。

P禹溟1210W

当S接低温挡时，R1、R3串联，加热杯的低温挡功率p低产谷=,d：。=200W

，氐加LR1+R3202Q+40Q

(3)解：满壶水的体积V=lL=ldm3=lXl(Tm3

水的质量m=p次V=1.0x103kg/m3x1.0x10-3m3=lkg

水吸收的热量

Q吸=c^mAt=4.2x103J/(kg-°C)x1.0kgx(100V-22V)=3.276x105J

若不计热量损失，消耗的电能UZ==3.276X105J

需要的时间》=公=三第%27。外

mtfna

4.(2021河北模拟)如图所示为新型多挡位电火锅的原理图，其中S为温控器(控制电火锅

不超过某一个温度，对其起保护作用)，三个灯泡为发热电阻凡、凡、用相应的工作指示灯，

其功率忽略不计。表格给出了部分相应状态时电火锅的功率值。为了延长锅的使用寿命，不

得同时闭合和、S2、S3三个开关。电火锅的铭牌上标有“220V,50Hz"的字样。根据图表资

料，分析计算：

(1)电火锅处于1挡位时电路中的电流；(保留两位小数)

(2)电火锅处于3挡位时，10分钟消耗的电能；

(3)电火锅处于4挡位时，加热42秒后，锅内1kg水的温度升高了8℃,求此过程中电火

锅的加热效率如[c水=4.2X103j/(kg«℃)]

挡位功率(W)

1闱合断开断开200

2断开田合断开500

3断开断开匍合

4闭合断开田合

5断开田合闭合1300

【答案】(1)0.91A;(2)4.8X101；(3)80%

5.（2021天津西青区模拟）小青将家中其他用电器与电源断开，仅让淋浴器工作，用电能表

测量电热淋浴器的热效率。他把淋浴器内质量为50kg,初温为25℃的水加热到55℃,加热

前后电能表示数如图所示。求:

⑴水吸收的热量;

⑵电热淋浴器的热效率。

kW-h

|0|8I6I2国加热前

回8|6|4回加热后

【答案】解：⑴水吸收的热量为

(2=cmAz=4.2X103J/kg•℃X50kgX(55℃-25℃)=6.3X106)

⑵由图可知，加热后电热淋浴器消耗的电能为

片864.5kW-h-862.5kW-h=2kW-h=7.2X10^J

则电热淋浴器的热效率为

_3=6(336

87.5%

'一铲―7.206j

答：⑴水吸收的热量为6.3X10%

⑵电热淋浴器的热效率为87.5%。

6.(2021江西模拟)如图所示为某品牌电热开水壶及其铭牌，当水烧开时温控开关自动断开

停止加热。如果这段时间内，电热开水壶正常工作500s恰能将1kg、20℃的水烧开(气压为

1标准大气压，c水=4.2X10，/(kg-℃)),求：

⑴此过程消耗的电能是多少？

⑵此过程中水吸收的热量是多少？

(3)电热开水壶的效率是多少？

电热开水壶

I|J型号：JST-200A

1I额定电压：220V

额定功率：800W

【答案】⑴4X10);(2)3.36X10。;(3)84%

7.(2021广东模拟)某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、

方便、安全等优点。如图所示，是其简化等效电路，此时处于空挡位置。闭合开关S,旋钮

绕P转动，实现挡位转换。旋至1挡时R、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2挡

时R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。比和比均为电热丝，其阻值不受温度

影响。Ri=22Q,主要参数如下表。[C*=4.2X103J/(kg•七)]

♦*牌智能液管洗衣机

额定电压220W

加热功率2400W

设定温度范困3(TC~90P

电动机功率240W

防电墙电阻ixltfQ

(1)洗衣机内注入10kg的水，在额定电压下连续加热1050秒，水温由20七上升到50七,

此过程中的加热效率是多少？

(2)&阻值是多少？

(3)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？

【答案】(1)此过程中的加热效率是50%；

(2)R,阻值是242Q；

(3)洗衣机处于保温洗涤状杰时，干路电流是2A。

8.(2021深圳模拟)某一家用两档可控的恒温餐盘，其高温档电功率为880W,简化电路如

图甲所示，Ri、R2均是发热电阻，R2的阻值是R1的3倍。求：

甲乙

(1)餐盘处于低温档时，电路中电流是多少?

(2)1kg米饭温度升高40℃,吸收的热量是多少？[米饭的比热容取2.5X10^/(kg•℃)]

(3)若电路中只使用该恒温餐盘，同样加热1kg的米饭，电能表的脉冲指示灯闪烁了125

次，如图乙所示，这个恒温餐盘的效率是多少？

【答案】(1)解：当开关S与2接触时，R连入电路，恒温餐盘处于高温档Ri=^=

*4

需=550

当开关s与1接触时，R1和R2串联连入电路，恒温餐盘处于低温档R2=3X55。=165a

UU220V

I=_===1A

R+«255Q+165C

答：餐盘处于低温档时，电路中电流是1A

(2)解：米饭吸收的热量是Q吸=<^m饭(t-to)=2.5XlO号/(kg«℃)XlkgX40℃=105J

答：米饭吸收的热量是1曲

(3)解：恒温餐盘消耗的电能为W=^^777=1-25x105J

3600imp/(kW*h)

恒温餐盘的效率是〃=**端

100%=1gxl00%=80%

答：这个恒温餐盘的效率是80%。

9.(2021江西模拟)如图是小燕家的电饼铛(chen0,可以灵活进行烤、烙、煎等烹饪操作.

它采用双控电路，额定电压为220V,上、下盘同时加热时额定功率为1320W,其简化电路如

图乙所示.S为总开关，&和S2为两个温控开关，凡和心为上、下两盘的加热电阻，且R】=心■

(1)求得正常工作时消耗的电功率.

用此电饼铛烙饼时，已知一个大饼的质量约为初温为假设该大饼被烙熟

(2)200gl10°C,

后的温度为100°C,求其吸收的热量.[面粉的比热容取c=3.2xl0]/(kg・°Q]

(3)小燕的妈妈总感觉做晚饭时烙熟一个大饼所用的时间比在其他时段要长.小燕决定用家

中的电能表和手表测一测做晚饭时电饼铛的实际功率，于是，她关闭家中其他用电器，让电

饼铛单独工作5min,测得其消耗的电能为2.7x1051问：

①电饼铛的实际功率是多大？

②烙熟一个大饼所用的时间变长的原因是什么?

【答案】

*；n）分析电路图可知,当用和用郁正前工作时，

电耕科।•.下两盘同时I作、此时,用此并联.口匕T3

R,=&

故乂消耗的电功率片=1330Wx:=660需

*

C）大爆吸收的燃量

0••―（-0）=3.2x10'）//•'：）xO.2

（100T-10T）*5.76x10*J（2分）

（3）电的钙的寞斥电功率

2盎叫=900W（2分）

I.nW■

电快销格姆1个大饼所用的时间变法的瞭内是电矫

铛的实标功本变小「,（1分》

10.（2021安徽模拟）某电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图甲所示。其中控制

电路中的电磁铁线圈电阻不计,五为热敏电阻，热敏电阻中允许通过的最大电流〃=15m4,

其阻值五随温度变化的规律图象如图乙所示，电源电压%恒为60,当电磁铁线圈中的电流

/>8m4时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点a、b接触，加热电路接通：当电磁铁

线圈中的电流/W8zn4时，继电器上方触点c接触，保温电路接通，热敏电阻&和工作电路

中的三只电阻丝之、R2、R3,均置于储水箱中，&=220V,加热时的功率P加我T200W,

保温时的功率P东流=11°卬，加热效率4=90%,R2=27?!，水的比热容，Jt=4.2x

103J/（kg-f）,水箱内最低温度为0乙。

01020304050M)70M)

(1)为使控制电路正常工作，保护电阻Ro的阻值至少为多大？若岛为该值，试求热水器刚开

始保温时水的温度。

(2)电阻丝Ri、7?2、R3的阻值分别为多少欧姆？

(3)该热水器在加热状态下，将44核20度的水加热到50度需要多少时间？

【答案】解：(1)由题意可知，热敏电阻中允许通过的最大电流/o=15m4,电源电压Ui=6%

控制电路中最小总电阻：％总小=£=而黯J=400。，

当水箱内最低温度为Of时，热敏电阻阻值最小，五最小，R裹小=100°。

此时保护电阻Ro的最小值，

保护电阻阻值至少为&=R总小-R蓑小=400。-1000=300。，

热水器刚开始保温时，控制电路中的总电阻^卷=念=辞布=7500,

热敏电阻的阻值为：R=R忠-R。=750。-300。=4500,

由图乙可知，此时水温为70f；

(2)由题意和电路图知：衔铁被吸下时，Ri、出并联，电热水器处于加热状态，

P就片髀髀2200W,且&=2),

所以(+去=2200W,

—=22001V,

3X(22OV)Z=2200W,

2Ri

解得：JRJ=33/2,/?2=2Ri=2x330—66/2；

根据题意可知，电磁继电器上方触点和触点c接通时，电热水器处于保温状态，则由电路图

知，此时R?、R3串联，

根据电阻的串联特点和欧姆定律可得保温功率：

P,=-^—=1101V,即(呸%2=now,

保温R2+R3'66/2+R3'

解得：R3=3740;

3

(3)水吸收的热量：=cm(t-t0)=4.2x107/(fc5't?)x44fc5x(50f-20t?)=

5.544X106/:

根据热效率公式4=%可得，

1w

加热电路消耗的能量：W=—=5-4xlt)-=6.16x106/,

rj90%」

，口…卬6.16x1()6J-、八八

加热时间：f=K=F^=2g。

答：(1)为使控制电路正常工作，保护电阻Ro的阻值至少为4500;

若Ro为该值，热水器刚开始保温时水的温度为70f。

(2)电阻丝&、&、R3的阻值分别为330、660、374。；

(3)该热水器在加热状态下，将44格20度的水加热到50度需要2800s。

11.(2021安徽模拟)如图甲所示是某种电热饮水机的简化电路示意图。图乙是它的有关参

数。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关So自动控制)。试问:

电热饮水机

型号：XF-LS2