2019年中考物理试题分类汇编——热学计算专题答案

1.（2019龙东，36）如图甲为家用电热饮水机，图乙为它的电路原理图，下表为它的铭牌数据。

（1）当S1闭合，S2断开时，电热饮水机处于 状态（填“加热”或“保温”），此时电路中的电流是多大？

（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，求：水吸收的热量是多少？（水的比热容4.2×103J/（kg?℃））

（3）电热饮水机正常工作时加热效率为80%．求：将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为多少秒？

解：（1）由电路图可知，当S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，由P＝UI＝

可知电路的总功率最小，处于保温状态；

根据P＝UI知，

此时电路中的电流：I保温＝（2）根据ρ＝知，

水的质量 m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3＝1.0kg，

水吸收的热量为Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1.0kg×（90℃﹣20℃）＝2.94×105J， （3）因为η＝

，

＝

＝0.2A；

所以消耗的电能为：W电＝因为P＝，

所以加热所需时间为t＝＝

＝＝3.675×105J，

＝918.75s。

答：（1）保温；此时电路中的电流是0.2A；

（2）水吸收的热量是2.94×105J；

（3）将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为918.75秒。

2.(2019娄底，24)小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，R1、R2都是发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2=3R1；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”、“低挡”、“高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热），其部分技术参数如下表。

（1）开关处于图示位置，电热加湿器的状态是_____（选填“关”“低档”或“高档”） （2）求电热加湿器中R1的阻值；

（3）某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，其工作30min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻R1在此次高挡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℃？[计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]

（4）某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低档加热，发现家中3000revs/（kW?h）的电能表转盘在400s内转了27圈，求此时电阻R2的实际功率是多少？

（1）由图甲可知，开关S接“1、2”触点时，电路断路，据此判断电热加湿器的状态； （2）由图甲知，开关S接“3、4”触点时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电

热加湿器的功率最大，处于高挡，根据P＝UI＝求出电热加湿器中R1的阻值；

（3）由图乙知工作30min内高档工作的时间，根据P＝求出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，利用Q吸＝cm△t求出水升高的温度；

（4）3000revs/（kW?h）表示：每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘就转过3000r，据此求出电能表的转盘转过27r时消耗的电能，根据P＝求出加湿器在低挡加热的实际功率；由图甲知，开关S接“2、3”触点时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，电热加湿器的功率最小，处于抵挡，根据电阻的串联和P＝UI＝I2R求出电路中的电流，利用P＝I2R求出此时电阻R2的实际功率。

解：（1）由图甲可知，开关S接“1、2”触点时，电路断路，电热加湿器的状态是关； （2）由图甲知，开关S接“3、4”触点时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，

电源的电压一定，由P＝UI＝则电热加湿器中R1的阻值：

可知，电热加湿器的功率最大，处于高挡，

R1＝＝＝121Ω；

（3）由图乙知，工作30min时，其中高档工作时间为10min，低档工作时间为20min， 由P＝可得，在高档正常工作时消耗的电能： W高＝P高t高＝400W×10×60s＝2.4×105J，

如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，即Q吸＝W高＝2.4×105J， 由Q吸＝cm△t可得，水升高的温度：

△t＝＝≈19℃；

（4）因3000revs/（kW?h）表示：每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘就转过3000r， 则电能表的转盘转过27r时，加湿器在400s内消耗的电能： W＝

kW?h＝0.009kW?h＝3.24×104J，

加湿器在低挡加热的实际功率：

P低′＝＝＝81W，

由图甲知，开关S接“2、3”触点时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，电热加湿器的功率最小，处于抵挡，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，由P＝UI＝I2R可得，电路中的电流：

I＝＝＝＝＝A，

此时电阻R2的实际功率： P2＝I2R2＝I2×3R1＝（答：（1）关；

（2）电热加湿器中R1的阻值为121Ω； （3）可以使注水仓中冷水的温度升高19℃； （4）此时电阻R2的实际功率是60.75W。

3.(2019邵阳，34)如图所示，一平底热水壶，其质量为0.5kg，内底面积为180cm2．有一次小军同学用该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上，测得壶中水深15cm，初温20℃．请你通过计算回答：

A）2×3×121Ω＝60.75W。

（1）此时水和热水壶的总质量是多少？ （2）加热前水对壶底的压强多大？

（3）在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收多少热量？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），g＝10N/kg]

解：（1）水的体积：V水＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，

根据ρ可得水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg； 则水和热水壶的总质量：m＝m壶+m水＝0.5kg+1.5kg＝2kg；