2021年全國中考物理真題匯編專題20熱電學(xué)計算題第三期

2021年全國中考物理真題全解全析匯編(第三期)專題24熱電學(xué)計算題一、第一期匯編試題來源：2021年江蘇連云港、2021年四川樂山、2021年四川瀘州、2021年四川遂寧、2021年云南、2021年浙江湖州、2021年浙江金華、2021年浙江麗水、2021年安徽、2021年浙江嘉興、2021重慶A卷年、2021年重慶B卷等13套試卷。二、第二期試題來源：2021年浙江溫州、2021年浙江寧波、2021年四川內(nèi)江、2021年四川南昌、2021年四川成都、2021年甘肅武威、2021年江蘇揚州、2021年陜西、2021年山東臨沂、2021年山東泰安、2021年上海等12套試卷。三、第三期試題來源：2021年北京、2021年福建、2021年廣東、2021年海南、2021年河北、2021年河南、2021年吉林、2021年寧夏、2021年青海、2021年山西、2021年天津、2021年新疆、2021年云南等12套試卷。歡迎各位下載。1、(2021?北京?T25)圖示的是某款家用電熱器的簡化電路，R1、R2為阻值一定的電熱絲。該電熱器接入電壓恒為220V的電路中。電熱器高溫檔的功率為990W,低溫檔的功率為110W求：(1)低溫檔時通過電路的電流；(2)電熱絲R2的阻值。220V2、(2021?福建?T33)為節(jié)約用水，小華為農(nóng)場的儲水箱設(shè)計了一個自動抽水控制裝置。如圖，水箱高為1m,容積為0.8m3。在空水箱底部豎直放置一重5N的長方體，長方體高為1m、底面積為0.02m2,上端通過絕緣輕桿與控制電路的壓敏電阻R接觸，此時壓敏電阻受到的壓力為零。壓敏電阻R的阻值隨壓力F的增大而減小，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表?？刂齐娐冯娫措妷篣=12V,定值電阻R0為保護電阻。當(dāng)控制電路的電流/三0.5A時，電磁鐵將銜鐵吸合，工作電路斷開，水泵停止給儲水箱抽水。(1)若水泵的額定功率為440W,正常工作時通過的電流是多少?（2）要使儲水箱裝滿水時水泵恰能自動停止工作，R0應(yīng)為多少?3、（2021?福建?T32）如圖是某電蒸鍋的內(nèi)部簡化電路圖，R3、（2021?福建?T32）如圖是某電蒸鍋的內(nèi)部簡化電路圖，R1、R2均為發(fā)熱電阻，R1的阻值為484Q，力口壓力F/N180185190195200壓敏電阻R/Q1817161412（3）從水箱頂部給空水箱注滿水的過程中，水的重力所做的功是多少?熱檔功率為1200W。用此電蒸鍋對質(zhì)量為1.2kg的水加熱使其溫度升高75℃，需要的時間為375$,已知。水=4.2x1031/(kg-D)o求：（1）保溫檔的功率;（2）電阻R2的阻值;（3）電蒸鍋的加熱效率。（3）電蒸鍋的加熱效率。4、（2021?廣東?T22）如圖甲電路，電源電壓不變，閉合開關(guān)S,將滑動變阻器R的滑片P由a移動到b時，R0的電功率和電流的P-I關(guān)系圖像如圖乙所示，求:（1）電源電壓;（2）滑動變阻器的最大阻值。4.EW中 —— >00.10.20JC.40.5G.6J7A乙5、(2021?廣東?T17)如圖甲是某品牌家用電吹風(fēng)，其電路如圖乙所示，R1、R2為電阻絲，M為電動機。通過調(diào)節(jié)開關(guān)，可使電吹風(fēng)分別處于“停止”“冷風(fēng)”“暖風(fēng)”或“熱風(fēng)”四種狀態(tài)。(1)要使電吹風(fēng)正常工作，圖甲中的A處應(yīng)安裝,B處應(yīng)安裝(選填“電動機”或“電阻絲”)；(2)如圖乙，要使電吹風(fēng)處于“冷風(fēng)”狀態(tài)，應(yīng)閉合開關(guān)。要使電吹風(fēng)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)，應(yīng)閉合開關(guān);(3)已知電吹風(fēng)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)時，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了20℃；處于“熱風(fēng)”狀態(tài)時，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了30℃,假設(shè)這兩種狀態(tài)下的熱效率相同，相同時間內(nèi)吹出的空氣質(zhì)量相同，則Ri:R2=；(4)電吹風(fēng)用了幾年后，由于電阻絲的升華，實際發(fā)熱功率會(選填“變大”“變小”或“不變”)。■22OV*■22OV*6、(2021?海南?T22)為了慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年，某校開展了科技競賽活動，物理興趣小組設(shè)計了車速提醒簡化電路，如圖甲所示，電源電壓保持不變，定值電阻R的阻值為10Q,Rv為可變電阻，當(dāng)電壓表的示數(shù)達到某一數(shù)值時提醒駕駛員車速過快，需要減速。當(dāng)車速從0加速到120km/h的過程中，Rv消耗的電功率隨電流變化的圖像如圖乙所示；圖丙是Rv的阻值與車速關(guān)系的圖像。求：(選填“大”或“小”);由圖丙可知，車速越大(1),Rv的阻值越.(2(選填“大”或“小”);由圖丙可知，車速越大(1),Rv的阻值越.(2)電源電壓的大小當(dāng)車速是60km/h時，電壓表的示數(shù)當(dāng)車速為120km/h時，電流表示數(shù)為0.2A,求此時電壓表的示數(shù)和Rv的阻值7、(2021?吉林?T18)如圖所示，R的電阻為5，閉合開關(guān)后，通過電阻R和R2的電流分別為0.6A和0.3A，求：(1)電源電壓；(2)整個電路消耗的總功率。8、(2021?寧夏?T16)國產(chǎn)某品牌手機配置“3.7V,4200mAh ”大容量電池，采用“超級快充”技術(shù)，極大方便了人們的使用。(1)電池充滿電后，儲存的電能為多少？(2)如圖所示的兩個充電器，一個標(biāo)注“輸出5V,1A"，另一個標(biāo)注“輸出5V,4.5A”，其中哪一個是快速充電器？請通過計算說明。(3)有人發(fā)現(xiàn)，“超級快充”的充電線比普通的充電線粗。請從線路安全的角度分析原因。

9（2021?青海?T30）酒駕、醉駕會給交通安全帶來巨大隱患，便攜式酒精測試儀給交警執(zhí)法帶來了極大的便利。如圖1所示，是便攜式酒精測試儀的原理圖，電源電壓恒為3V,Rp是酒精氣體傳感器，其阻值隨酒精氣體濃度變化的規(guī)律如圖2所示，R0是報警器，其電阻值恒定為50Q。問：（1）當(dāng)氣體中酒精濃度為0時，電路中的電流是多少？通電10s電流產(chǎn)生的熱量是多少？（2）我國法律規(guī)定，當(dāng)每100ml的氣體中酒精濃度大于或等于20mg小于80mg為酒駕，大于或等于80mg為醉駕。在對某司機的檢測中，電壓表的示數(shù)為2V,通過計算分析該司機屬于酒駕還是醉駕。10、（2021?山西-T22）小偉家的電熱飲水機通過旋鈕開關(guān)可以實現(xiàn)加熱和保溫兩個擋位的切換。小偉查閱資料得到飲水機的部分信息如下表。飲水機正常加熱7min,可將質(zhì)量為1kg的水從20口加熱到沸騰（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），然后轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。請你結(jié)合小偉的調(diào)查研究，解決下列問題：（1）在圖中虛線框內(nèi)畫出導(dǎo)線、電阻R1和電阻R2三個元件的符號，將飲水機的電路圖連接完整。（旋鈕開關(guān)位于a、a點，表示a與a接通）（2）加熱過程中，飲水機的加熱效率。（水的比熱容4.2103J/（kg-D））額定電壓U/V220加熱功率P/W1000保溫功率P2/W100電阻R/Q435.6電阻r2/q48.4220V11、（2021?天津-T25）現(xiàn)準(zhǔn)備自制一個最大阻值為Rm的滑動變阻器，要購買涂有絕緣層的電阻絲，需提前借助實驗得知所用電阻絲的長度?？晒┻x擇的器材有：一段長為10的電阻絲樣品（阻值在2?3Q之間，兩端留有接線頭），電壓約為12V的電源（電源電壓不變），阻值為5Q的定值電阻R0,一個量程為0~0.6A的電流表，一個量程為0~15V的電壓表，開關(guān)和導(dǎo)線若干。請你合理選擇器材設(shè)計實驗方案，確定出制作變阻器的電阻絲長度L。要求：（1）畫出實驗電路圖（電阻絲用“一一”表示）;（2）寫出主要的實驗步驟和需要測量的物理量；（3）寫出電阻絲長度L的數(shù)學(xué)表達式（用己知量和測量量表示）。12、（2021?天津?T21）如圖所示的電路，電源電壓保持不變，電阻RpR2分別為20Q和30Q,只閉合開關(guān)S1時，電流表的示數(shù)為0.3A,求：（1）電源電壓；（2）SpS2均閉合時，電流表的示數(shù)。13、(2021?天津燈20)額定功率為1000W的電熱水壺正常工作時，把質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到100℃。已知c成4.2X103j/(kg?℃),不計熱量損失，求：(1)水吸收的熱量；(2)加熱所需的時間。14、(2021?新疆?T21)如圖所示的電路中，R1=2Q,R2=4Q,閉合開關(guān)S后，電流表的示數(shù)為0.50A。求:(1)電路的總電阻；(2)電壓表的示數(shù)；(3)電阻R2在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量。15、(2021?云南昆明?T24)如圖所示的電路，電源電壓為6V保持不變，R1=4Q。開關(guān)閉合，滑動變阻器R2的滑片置于a端時，電壓表V1的示數(shù)為2V,求：(1)電壓表V2的示數(shù)；(2)電流表的示數(shù)；(3)整個電路的功率；(4)當(dāng)滑片滑到b端時，通電1min電流做的功。16、(2021?河北?T18)如圖所示，小燈泡L規(guī)格為“5V1W"，R0=50Q,電源電壓不變，電流表的量程為“0?0.6A”、“0?3A”。閉合開關(guān)，小燈泡L正常發(fā)光。(1)求R0的功率和電源電壓；(2)拆除小燈泡L,從規(guī)格分別為“10Q1A”、“100Q0.5A”的滑動變阻器中選擇其中之一，以及若干導(dǎo)線連入電路，選擇哪種規(guī)格的變阻器電路消耗的功率最大？最大功率是多少？1【答案】(1)0.5A；(2)550【解析】解：(1)低溫檔時，開關(guān)S1閉合S2斷開，R1接入電路，低溫檔功率為110W,通過電路的電流=0.5A(2)高溫檔時，開關(guān)S1S2閉合，R1、R2并聯(lián)，R2功率為P=P—P=990W-110W=880W2高低

電熱絲R2的阻值R二生二空生二55電熱絲R2的阻值R二生二空生二55Q2P880W2答：（1）低溫檔時通過電路的電流0.5A；（2）電熱絲R2的阻值55Q。2【答案】(1)2A；(2)10Q；(3)3900J【解析】解：（1）正常工作時通過的電流是440W小a二2AU220V（2）長方體體積V=Sh=0.02m2x1m=0.02m3裝滿水時長方體浮力為F、、后pgV=103kg/m3X10N/kgx0.02m3=200N浮對壓敏電阻壓力F=200N-5N=195N此時壓敏電阻為14Q，R0應(yīng)為R=幺-R=12V-14Q=10Q0I0.5A

1（3）水體積為匕=匕一V=0.8m3—0.02m3=0.78m3水的重力

G=mg=p匕g=103kg/m3x0.78m3x10N/kg=7.8x103N重心高度變化為0.5m,所以水的重力所做的功是W=Gh1=7.8x103Nx0.5m=3900J答：（1）若水泵的額定功率為440W,正常工作時通過的電流是2A；（2）要使儲水箱裝滿水時水泵恰能自動停止工作，R0應(yīng)為10Q；（3）從水箱頂部給空水箱注滿水的過程中，水的重力所做的功是3900J。3【答案】（1）100W；（2）44Q；（3）84%【解析】解：（1）閉合開關(guān)Sy斷開開關(guān)S2，電路中只有R1接入電路，此時電路處于保溫檔，保溫檔功率U2(220V2P=——= =100W（2）保R（2）閉合開關(guān)SjS2,電路中只有4、R2并聯(lián)接入電路，電路處于加熱檔，R2的功率P=P—P=1200W—100W=1100WU2=-R可知，R2的電阻U2(220V)2R=——= =44Q2P1100W2(3(3)水溫度升高75口吸收的熱量Q=cmAt=4.2x103J/kg℃x1.2kgx75℃=3.78x105J吸這個過程消耗的電能10W=Pt=1200Wx375s=4.5x105j加電蒸鍋的加熱效率Q 3.78x105j80/丑=三吸= =84%W 4.5x105J答：(1)保溫檔的功率為100W；(2)電阻R2的阻值44Q；(3)電蒸鍋的加熱效率為84%。4【答案】(1)9V；(2)72歐【解析】解：(1)當(dāng)滑片P在b端時，只有R0工作電流最大為Ib=0.5A電源電壓為P4.5WU=—= =9VI0.5Ab(2)R0的阻值為R。耳b9V——二18Q0.5A當(dāng)滑片P在。端時，電阻最大，電流最小，此時I=0.1A總電阻為9V0.1A=90Q滑動變阻器最大電阻為R=R—R=90。-18Q=72?；?/A答：（1）電源電壓為9V；（2）滑動變阻器的最大阻值為72Q。5【答案】電阻絲電動機S S和S1 1:2變小【解析】（1）［1］［2］電阻用來發(fā)熱，電動機用來產(chǎn)生風(fēng)，若A處裝電動機，B處裝電阻，則B處產(chǎn)生的熱無法被風(fēng)帶出，會燒壞電吹風(fēng)，因此A處應(yīng)裝電阻，B處裝電動機，風(fēng)將產(chǎn)生的熱帶出，形成熱風(fēng)。（2）［3］要吹冷風(fēng)狀態(tài)，則電阻不工作，電動機工作，應(yīng)閉合開關(guān)S。［4］要吹暖風(fēng)，由圖，R1工作、R2不工作，因此應(yīng)閉合開關(guān)S、S1。（3）［5］電吹風(fēng)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)時，R1和電動機并聯(lián)，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了20℃，此時發(fā)熱功率為U2P—12R——1 1 1Ri處于“熱風(fēng)”狀態(tài)時，R「R2、電動機并聯(lián)，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了30℃,此時發(fā)熱功率為U2 U2P―12R+12R―—十一2 112 2RR12假設(shè)這兩種狀態(tài)下的熱效率相同且都為n,則二種情況下空氣吸熱分別為12

==cmAt2兩式相比得TOC\o"1-5"\h\zQ Ptn cmAt At 20℃ 2—暖二—t-= 1=—i= =—Q Ptn cmAt At 30℃ 3熱2 2 2化簡整理得U2P R~ 2T= 1 =一P U2U2 32 + RR?可求得（4）［6］電阻絲升華，會變細，電阻值會變大，為純電阻電路，根據(jù)功率公式可知，電阻增大時，發(fā)熱功率會變小。6【答案】大 10V，500 12V9V【解析】（1）［1］由丙圖可知，車速越快4的阻值越大。（2）［2］圖甲的電路中，R與Rv串聯(lián)，電壓表測RV的電壓由圖乙可知，電流為0.2A時,Rv的功率為2.0W，此時電壓表的示數(shù)pP2.0W二10VU=二10VVI0.2ARv的阻值為

U10VI0.2AU10VI0.2A二50Q（3）[3]定值電阻R兩端電壓為U=IR=0.2AX10Q=2VR根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得，電源電壓為U=UV+UR=10V+2V=12V（4）[4]由圖內(nèi)可知，當(dāng)車速達到60km/h時，Rv的電阻記為R；,根據(jù)數(shù)學(xué)相似三角形的知識可得60km/h_RJ-10Q

120km/h_500-10Q解得RV阻值為30Q，由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可得，此時電路的總電阻R總'=RJR=300+100=400根據(jù)歐姆定律可得，電流為fU12VI= = =0.3AR；400此時電壓表的示數(shù)為UV=IRV=0.3Ax300=9V7【答案】（1）3V；（2）2.7W【解析】解：（1）因為并聯(lián)，所以電源電壓等于R1電壓為U=IR=0.6Ax50=3V（2）整個電路消耗的總功率P=U（4+12）=3Vx（0.6A+0.3A）=2.7W答：（1）電源電壓3V；（2）整個電路消耗的總功率2.7W。8【答案】（1）55944J（2）“輸出5V,4.5A”；（3）快充電器的線粗，電阻小，電線消耗的電能少，更節(jié)約用電。【解析】解（1）電池充滿電后，儲存的電能為W=UIt=3.7Vx4200x10-3Ax3600s=55944J（2）輸出的功率為P=UI=5Vx1A=5W另外一個充電器P=UI=5Vx4.5A=22.5W故”輸出5V，4.5A”充電快。答：（1）電池充滿電后，儲存的電能為55944J（2）“輸出5V，4.5A”充電快；（3）根據(jù)Q=UIt=12Rt可知，快充比普通充電器充電快，因為電流大，快充電器的線粗，電阻小，電線消耗的電能少，更節(jié)約用電。9【答案】（1）0.01A，0.3J；（案醉駕15【解析】解：（1）當(dāng)氣體中酒精濃度為0時，由圖知Rp=250Q,又R解：（1）當(dāng)氣體中酒精濃度為0時，R=Rp+R°=250Q+50Q=300Q電源電壓恒為3V，電路中電流為U_3VR—300Q=0.01A通電10s電流產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt=（0.01A）2x300Qx10s=0.3J（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時，通過報警器的電流為I=—報-=2V=0.04A報R 50Q0由于傳感器和報警器串聯(lián)，傳感器兩端的電壓為U傳=U-U報=3V-2V=1V此時傳感器的阻值為R=4=-V—=25Q傳I0.04A

報由圖像可知，100ml的氣體中酒精濃度大于80mg，該司機屬于醉駕。答：（1）當(dāng)氣體中酒精濃度為0時，電路中的電流是0.01A，通電10s電流產(chǎn)生的熱量是0.3J；（2）該司機屬于醉駕。10【答案】（1）1680%【解析】U2解（1）接aa表示開關(guān)斷開，當(dāng)開關(guān)接cc可知，可以是兩電阻串聯(lián)，根據(jù)P=UI=—可知，電源電壓不U2變，總電阻最大，故電功率比較小，是保溫檔，根據(jù)P=UI=—可知，電阻最小時，總功率最大，故選擇小電阻，故R2作為加熱電阻，是加熱檔。如接bb；同理也可以接bb時，是保溫檔，接aa時，是高溫檔，故如下圖所示：（2）水吸收的熱量。吸=emM=4.2x10J/(kg.℃)x1kgx(100℃-20℃)=3.36x105J飲水機加熱7min，消耗的電能W=Pt=1000Wx7x60s=4.2x105J飲水機的加熱效率

丑=Q吸x100%=3.36x105JX100%=80%W 4.2x105J答：（2）飲水機的加熱效率80%；（2）①按照電路圖連接電路；②只閉合開關(guān)S1,該出電壓表「UR1的示數(shù)U.1；③再閉合開關(guān)S2,讀出電壓表的不數(shù)U,2；（3）電阻絲長度L=力1r/pI2 2 （U—U）R02 1 0【解析】（1）想要知道最大阻值為Rm的電阻絲的長度。可供選擇的器材是一段長為/0的電阻絲樣品（阻值在2?3Q之間），我們需要測出這段長為100的電阻絲的具體阻值是多大，電流表量程為0?0.6A,將定值電阻R0和電阻絲串聯(lián)接入電路時電阻最大，此時電路中電流R廣R廣R5Q+3Q12V =1.5A此電流已超過電流表最大測量值，基于此考慮，設(shè)計如下電路:電能絲樣品電能絲樣品'I（2）□按照電路圖連接電路;口閉合開關(guān)S1,R0和電阻絲串聯(lián)接入電路，電壓表測R0兩端電壓，該出電壓表的示數(shù)U1,此時電路電流口再閉合開關(guān)S2，只有R0接入電路，電壓表測電源電壓，讀出電壓表的示數(shù)U2。故R0和電阻絲串聯(lián)接入電18路時電阻絲兩端電壓電阻絲的電阻-a3I0(U—U)R 1——0U1該電阻絲的長度為/0，假設(shè)阻值為Rm的電阻絲長度為L—0-R3l(U-U)R——2 1——0U1解得rURL- 1-m (U—U)RTOC\o"1-5"\h\z2 1 0（3）由（2）分析可知電阻絲長度\o"CurrentDocument"L_ UR l（3）由（2）分析可知電阻絲長度^L- 1—m l(U—U)R02 1 012【答案】（1）6V；（2）0.5A【解析】解：（1）電源電壓為U=IR=0.3Ax20Q=6V（2）此時兩電阻并聯(lián)，流過R2電流為196V30Q=0.2A電流表的示數(shù)I=11+12=0.3A+0.2A=0.5A答：（1）電源電壓6V；（2）SjS2均閉合時，電流表的示數(shù)0.5A。13【答案】（1）3.36X105J；（2）336s【解析】解：（1）水吸收的熱量Q=cm(t-1)=4.2X103J/(kg?℃)x1kgx(100℃—20℃):3.36x105J0(2)加熱所需的時間二336s1000WWQ3.36x105J

t=——=—= 二336s1000W答：（1）水吸收的熱量3.36x105J（2）加熱所需的時間336s。14【答案】（1）6Q；（2）3V；（3）60J【解析】解：（1）從圖中可以看到，兩電阻R1和R2是串聯(lián)的，串聯(lián)電路的總電阻等于各用電器的電阻之和，R「2Q，R2=4Q，那么電路的總電阻Rg=R1+R2=2Q+4Q=6Q電路的總電阻是6Q口（2）從圖中可以看到，閉合開關(guān)后，電壓表并聯(lián)在電源的兩端，測的是電源電壓，電路的總電阻是6Q,這是一個串聯(lián)電路，電流表的示數(shù)是0.50A，即流過R1和R2的電流是0.50A，則根據(jù)歐姆定律的變換式U=IR可知，電源電壓U=IR《=0.50Ax6Q=3V電源電壓是3V，即電壓表的示數(shù)是3V。（3）流過電阻R2的電流是0.50A，R2=4Q，時間是1min=60s，根據(jù)焦耳定律Q=12Rt可知，電阻R2在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=12R2t=（0.50A>x4Qx60s=60J電阻R2在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是60J。答：（1）電路的總電阻是6Q；（2）電壓表的示數(shù)是3V；（3）電阻R2在1