由η＝Q吸/W得W＝Q吸/η＝3.36×10 J/80%＝4.2×10 J 实/R＝(200 V)/40 Ω＝1 000 W P实＝U2
由P＝W/t得t＝W/P＝4.2×10 J/1 000 W＝420 s＝7 min
实
5
2
55
3．(2016·泰安)如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数．接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热．当锅内混合物质温度达到102 ℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态．现将质量为2.0 kg，初温为36 ℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20 min.假设加热器产生的热量全部被混合物
3
质吸收，混合物质的比热容为c＝4.0×10 J/(kg·℃)．求：
额定电压/V 1挡加热器额
550
定功率/W 2挡加热器额
110
定功率/W 最大容积/dm
(1)R1、R2的阻值．
(2)电压力锅加热多少秒后开始(3)电压力锅最后
2 min内消耗的电能．
S自动与a、b断开，并与触点
保压温度/℃
3
220
3 102
保压？
解：(1)根据题意知：开关c接通，2挡加热器工作，此时只有R2接入电路中
U2U2（220 V）2工作，由P＝得R2＝＝＝440 Ω
110 WRP2
开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热，此时
W＝440 W
R1、R2并联，则P＝P1＋P2，P1＝P－P2＝550 W－110
U2U2（220 V）2
由P＝得R1＝＝＝110 Ω
RP1440 W
(2)锅内混合物吸收的热量
Q吸＝cmΔｔ＝4.0×10 J/(kg·℃)×(102－36) ℃×2.0 kg＝5.28×10 J
不计热量损失，有
35
Q吸＝W电＝P1t，所以加热到保压的时间
Q吸5.28×105 J
＝＝960 s t＝P1550 W
4
(3)最后t2＝2 min内，2挡加热器工作W＝P2t2＝110 W×2×60 s＝1.32×10 J
4．(2016·怀化)爱好科学的小明同学找来了一种电热饮水机．如图甲是饮水机的简化示意图，S是温控开
关，当S、S1都闭合时为加热状态，S断开、S1闭合为保温状态．图乙是饮水机的铭牌参数．请你帮他求出：
甲
型号：YSJ－66 额定电压：220 V 额定加热功率：1 000 W
6 / 13
额定保温功率：44 W 满箱水的质量：2 kg 频率：50 Hz
乙
(1)初温为20 ℃的一满箱水，用此饮水机将水加热到90 ℃需要吸收的热量是多少？
[c水＝4.2×10
3
(kg·℃)]
(2)电阻丝R2的阻值多大？(3)在正常加热状态下，加热
5 min需要消耗的电能是多少焦耳？
解：(1)水吸收的热量：Q103
吸＝cm(t－t0)＝4.2× J/(kg·℃)×2 kg×(90 ℃－20 ℃)＝5.88×10(2)S断开、S1闭合为保温状态．此时电路为
R2的简单电路，已知
P，由P＝U2
保温＝44 WR
可得，
电阻丝RU2
（220 V）22的阻值：R2＝P保温＝44 W＝1 100 Ω
(3)已知P加热＝1 000 W，t＝5 min＝300 s
由P＝W
t
可得，加热5 min需要消耗的电能：
W
＝P加热t＝1 000 W×300 s＝3×105
J 7 / 13
5
J
J/题型之三力、热综合计算
1．(2015·滨州)小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学，最近他家中新安装了天然气热水器，如图所示．小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌，获得了以下信息：①包装箱及热水器的总质量为16 kg；②“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11层，超过则可能把最底层的
2
包装箱压坏；③根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为0.4 m；④热效率为87%，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能有87%转化为水的内能；⑤加热模式为“即热式”，即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温．
小明想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确．他接通热水器工作开关，当流出40 kg热水时，让热水器停止工作．已知当时自来水的温度是15 ℃，热水器输出的热水温度为40 ℃，观察天然气表得
3733
知共用了0.15 m的天然气．天然气的热值为3.2×10J/m，水的比热容4.2×10J/(kg·℃)，g取10 N/kg.请帮小明解答下列问题：
(1)若在仓储时堆码层数达到了极限11层，则最下层的包装箱承受的压强是多大？
(2)小明在估测过程中：①流过热水器的水吸收的热量是多少？②天然气完全燃烧释放的热量是多少？(3)该热水器的实际热效率是多少？解：(1)最下层的包装箱受到的压力：它所承受的压强：
F＝G总＝10m总g＝10×16 kg×10 N/kg＝1 600 N
F1 600 Np＝＝＝4 000 Pa
S0.4 m2
Q吸＝c
水
(2)①水吸收的热量：m水Δt＝4.2×10
3
J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－15 ℃)＝4.2×10
7
6
J
②天然气完全燃烧释放的热量是：(3)热水器的实际热效率为：η＝
Q放＝qV＝3.2×10Q吸Q放
×100%＝
J/m×0.15 m＝4.8×10
×100%＝87.5%
336
J
4.2×106 J4.8×106 J
2．(2016·镇江)最近，一项“中国原创”重大发明成为世界关注的焦点！它被称为“空中奔跑的巴士”(又
称巴铁)，预计今年7月进行测试，巴铁依靠电力驱动在钢轨上行驶，相当于40辆柴油公交车的运量，若1辆柴
油公交车日常行驶时发动机的平均输出功率为60 kW，发动机的效率为30%，每消耗1 kg柴油排放二氧化碳约为3 kg，柴油的热值取
q＝4.0×10 J/kg.
1 500 m，求这段时间内巴铁的平均速度；
1辆巴铁取代40辆柴油公交车，则每日可减少二氧化碳排
7
(1)若巴铁在100 s内沿直线行驶了(2)按柴油公交车每日行驶放量多少千克？
10 h计算，镇江若引进
(3)巴铁车内电器每天需消耗60 kW·ｈ的电能，若这些电能全部由车顶上的太阳能电池板来提供，已知该太
2
阳能电池板1 m面积上接收到的太阳平均辐射功率为1 kW，光电转化效率为20%，每天日照时间按6 h计算，求需太阳能电池板的最小面积．
解：(1)巴铁的平均速度
s1 500 mv＝＝＝15 m/s
100 st
8 / 13
W
(2)根据P＝可得，每日每辆公交车发动机做的功
tW
根据η＝可得，放出的热量
Q
＝Pt＝60×10 W×10×3 600 s＝2.16×10 J W
39
W2.16×109 J9
Q＝＝＝7.2×10 J
η30%
Q7.2×109 Jm＝＝＝180 kg
q4.0×107 J/kg
m′＝180 kg×3×40＝21 600 kg
根据Q＝qm可得，消耗柴油的质量
则引进一辆巴铁每日减少的二氧化碳排放量
E电
(3)根据η＝可得，接收的太阳能
E光
接收光的功率
E电60 kW·ｈE光＝＝＝300 kW·ｈ
η20%
E光300 kW·ｈ
P光＝＝＝50 kW
6 ht
1 m面积上接收到的太阳平均辐射功率为
2
已知该太阳能电池板50 kW2
S＝＝50 m
1 kW/m2
1 kW，则电池板的面积
3．(2015·德州)混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点．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的电能过低时，内燃机启动，既
可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电．汽车所受阻力与车速的关系如图所示．在某次测试中，蓄电池储存
8
的电能为5.12×10 J．由内燃机提供能量，汽车以50 km/h的速度匀速行驶了0.5 h，同时蓄电池的电能增加了10%，求：
(1)汽车牵引力做的功．(2)若所用燃料的热值是是多少．
(3)内燃机的效率．
4.5×10 J/kg，测试过程中消耗
7
8 kg的燃料(假设燃料完全燃烧)，则放出的总热量
s4
解：(1)由速度公式v＝变形得s＝vt＝50 km/h×0.5 h＝25 km＝2.5×10 m
t
由图象可知，汽车速度为
50 km/h时，所受阻力为
4 000 N
由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：牵引力做功：
F＝f＝4 000 N
4
8
W＝Fs＝4 000 N×2.5×10 m＝1×10 J
Q放＝qm＝4.5×10 J/kg×8 kg＝3.6×10 J
8
7
7
8
(2)燃料完全燃烧放出的热量：(3)增加的电能：有用能量：
W电＝5.12×10 J×10%＝5.12×10 J
8
7
8
W有用＝W＋W电＝1×10 J＋5.12×10 J＝1.512×10 J
W有用1.512×108 J
内燃机的效率：η＝×100%＝×100%＝42%
Q放3.6×108 J
9 / 13
4．(2016·泸州)据统计，全国发生的车祸中有超过半数以上是超速、超载引起的．我市加大了道路交通安全监控管理力度，将“区间测速”作为判断是否超速的依据之一．所谓的“区间测速”，就是测算出汽车在某一区
A、B相距18 km，全程限速40 间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速即被判为超速．若监测点
km/h，由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过监测点A、B的速度分别为30 km/h和45 km/h，通过A、B
两个监测点的时间为
20 min.问：
货车自重
(1)按“区间测速”标准判断
轮胎触地总面积
车厢容积
5×10 N 0.3 m10 m
2
4
该货车在AB段行驶是否超速？
3
5
(2)按照规定，货车车轮对地载．该型号货车部分参数如表所
的情况下，在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少？面的压强超过7×10 Pa即被判为超示．根据表中参数计算，该货车在不超载
33
(ρ沙＝2.0×10 km/m，g取10 N/kg)
0.2
(3)该货车在某路段平直公路上运动60 s的速度－时间图象如图所示，这段时间内发动机完全燃烧柴油
7
kg，已知发动机的效率η＝40%，柴油的热值q＝4.5×１0 J/kg，则货车在这段时间内运动受到的阻力为多大？
解：(1)该货车在AB段行驶时的平均速度
s18 km
v＝＝＝54 km/h，因为全程限速
t1
h
3
40 km/h
54 km/h＞40 km/h，所以该货车在AB段行驶超速
F＝pS＝7×10 Pa×0.3 m＝2.1×10 N F＝G沙子的重力
5
5
2
5
F
(2)由p＝可得，车轮对路面的最大压力：
S
水平面上物体的压力和自身的重力相等
5
4
G沙＝G－G车＝2.1×10 N－5×10 N＝1.6×10 N
则沙子的质量
G沙1.6×105 N4
m沙＝＝＝1.6×10 kg
g10 N/kg
m沙1.6×104 kg3
V沙＝＝＝8 m
ρ沙2.0×103 kg/m3
s
v＝可得，这段时间内的路程
t
m
由ρ＝可得沙子的体积
V
(3)由图象可知，货车在这段时间内作匀速直线运动，由
s′＝v′t′＝10 m/s×60 s＝600 m
完全燃烧柴油放出的热量
Q＝m汽油q＝0.2 kg×4.5×10 J/kg＝9×10 J
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W66
由η＝×100%可得W＝ηＱ＝40%×9×10 J＝3.6×10 J
QW3.6×106 J
由W＝Fs可得，F＝＝＝6 000 N
s′600 m
因为匀速行驶，则在这段时间内运动受到的阻力
f＝F＝6 000 N
5．(2016·西宁)如图是太阳能热水器内部水箱的结构示意图．A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度
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为2×10 kg/m，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S上．当S受到竖直向下的拉力达到一定值时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力等于10 N时，S断开，电动水泵M停止注水，此时水箱水位最高为1.2 m．g取10 N/kg.求：
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中考物理总复习题型复习(四)综合计算题第3讲力、热、电大综合的计算(含16年中考)试题新人教版
