2025年中考物理二轮培优压轴题练习挑战24 综合能力与科普阅读题（综合32题）（解析版）

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一．密度的计算与公式的应用（共1小题）
二．固体的密度测量实验（共1小题）
三．速度的计算和公式的应用（共1小题）
四．压强的计算（共4小题）
五．探究浮力大小与哪些因素有关（共1小题）
六．浮力大小的计算（共1小题）
七．物体的浮沉条件及其应用（共2小题）
八．探究凸透镜成像的规律（共1小题）
九．电磁继电器的组成、原理和应用（共1小题）
一十．电磁波的传播与应用（共1小题）
一十一．燃料的热值及其计算（共2小题）
一十二．探究电流与电压、电阻的关系（共1小题）
一十三．欧姆定律的应用（共2小题）
一十四．电功与电能的计算（共1小题）
一十五．电能表（共1小题）
一十六．电功率的计算（共3小题）
一十七．焦耳定律的计算及其应用（共1小题）
一十八．电功与电热的综合计算（共5小题）
一十九．能源及其分类（共2小题）
一．密度的计算与公式的应用（共1小题）
1．（2023•淮安）阅读短文，回答问题。
能量密度
2022年，一款新的动力电池在中国问世，其能量密度达到0.255kW•h/kg，可实现整车1000km续航，中国汽车产业“换道超车”的愿望正走向现实。
什么是能量密度呢？能量密度是单位质量物体中储存的能量，即能量密度＝，其中E表示物体中储存的能量，m表示物体的质量。
能量密度包含多种形式，有食物能量密度、燃料能量密度（即燃料的热值）、电池能量密度等。为测量食物能量密度，可以将一定质量的食物放入测热器的燃烧室中完全燃烧，释放的能量用一定质量的水全部吸收，可以认为水吸收的能量等于食物储存的能量，再通过相关计算获得能量密度。目前提高电池能量密度是电动汽车面临的最大问题之一，在未来的发展中，我们仍然需要探索新的电池技术，实现电动汽车的真正普及。
（1）薯片是一种高能量食品，质量为20g的薯片完全燃烧所放出的热量全部被水吸收，可以使10kg的水温度升高10℃，则上述薯片储存的能量为 J，能量密度为 J/kg。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）某品牌纯电动汽车锂电池的能量密度为0.2kW•h/kg。该电动汽车的能耗为每100km消耗15kW•h电能，其理论续航里程为600km，则该汽车锂电池的质量为 kg。
（3）生活中常见的电动自行车使用的是铅酸电池，其能量密度约为0.04kW•h/kg。已知（2）中该品牌系列纯电动汽车的质量约为1.6～2.1t，若续航里程和能耗相同，（2）中的电动汽车换用铅酸电池是否合理？请写出计算、推理过程和结论： 。
二．固体的密度测量实验（共1小题）
2．（2023•大连）2023年是中国农历兔年，妈妈买了一个兔子形状的纯金吊坠，小明想判断这个吊坠是空心还是实心的。他利用实验箱里的天平和量筒进行测量。
（1）在调节天平横梁平衡时，将游码放在标尺左端的零刻度线处，发现指针偏向分度盘的右侧，则应将平衡螺母向 调节。
（2）用调好的天平测量吊坠的质量，测量结果如图甲所示。则吊坠的质量是 g。
（3）将吊坠放入装有30mL水的量筒内，量筒中的水面如图乙示。则吊坠的密度是 kg/m3。已知金的密度是19.3×103kg/m3，则该吊坠是 心的。
（4）小明发现了实验箱里面还有图丙所示的弹簧测力计，他想用这个弹簧测力计和水（ρ水＝1.0×103kg/m3）测量吊坠的体积。你认为小明是否能测出吊坠的体积？若能，请写出实验方法和吊坠体积的表达式；若不能，请写出理由。 。
三．速度的计算和公式的应用（共1小题）
3．（2023•苏州）人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”，在外界景物消失后，视神经对它的印象还会延续0.1s左右，这种特征叫视觉暂留。例如在一张白色卡片纸的正、反面分别画上鸟笼和鸟，让卡片纸快速旋转，当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在0.1s之内时，人眼就能看到鸟在笼中的现象（图甲）。一些城市地铁行驶在某些区间时，乘客能看到窗外出现清晰的动态广告，往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁内隧道广告的制作方法如下：在隧道侧壁与车窗相同高度处，沿运行方向每经过距离d，安装一块大小相同的广告灯箱，如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替，且工作时各灯箱亮、暗同步变化（人的视觉暂留时间以0.1s计算）。
（1）要实现时长15s的广告效果，至少需要安装 块广告灯箱；
（2）灯箱安装好后，调节灯箱发光频率f，控制地铁速度v，当它们满足下述哪种情况时，乘客能看到流畅稳定的广告画面？答： ；
A.f＝5Hz，且v＝df B.f＝10Hz，且v＝df
C.f＝20Hz，且v＝df D.f＝30Hz，且v＝3df
（3）座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动，可能原因是
（写出一种即可）。
四．压强的计算（共4小题）
4．（2023•鄂州）如图所示，放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水，把质量为300g的木块浸入水中，木块静止时有的体积露出水面，此时容器中水的深度为20cm。已知容器底面积为300cm2，容器重3N。求：
（1）木块受到的浮力。
（2）木块的密度。
（3）容器对桌面的压强。
5．（2023•齐齐哈尔）如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车，它既能在陆地上行驶，又能像船一样在水中航行。该车的总质量是12t，空载静止在水平地面上时，四个车轮与地面接触的总面积为0.2m2。求：
（1）该车空载静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是多少？
（2）该车空载（驾驶员质量忽略不计）在水中航行时，受到的浮力是多少？
（3）该车在水中以36km/h的速度匀速直线航行5min，此时发动机输出功率为180kW，观光车航行过程中受到的阻力是多少？
6．（2023•广西）人工涂抹油漆难精准且气味难闻，于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”，如图所示，上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg，底面积为2×10﹣3m2；力传感器固定且与浮杆接触但无压力；工作台固定在上漆器底部，其上表面积为0.5m2，高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央，将挡板固定在1m高处，开始注漆；当浮杆对力传感器的压力为14N时，停止注漆，完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg，底面积为1m2，高为0.8m，油漆密度为1×103kg/m3。g取10N/kg。求：
（1）当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强；
（2）当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强；
（3）停止注漆时，柱体A被上漆的高度。
7．（2023•成都）如图所示，薄壁长方体容器A放在水平桌面上，底面积为36cm2，高为12cm，质量为mA＝72g。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4cm，质量分别为mB＝54g，mC＝72g。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。
（1）求容器A对水平桌面的压强。
（2）若将B缓慢放入容器中，请分析B平衡时的状态，并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量。
（3）若将C放在B上，再将它们缓慢放入容器中，平衡时C与B的接触面水平，求C对B的压力。
五．探究浮力大小与哪些因素有关（共1小题）
8．（2023•滨州）“且夫水之积也不厚，则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上，则芥为之舟；置杯焉则胶，水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系，我们可以得到这样的启示：求大学问，干大事业，必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度，“水之积也不厚，则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量呢？即物体能否在水中漂浮（所受浮力的大小），究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢？为了探究这一问题，某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材，进行了如下探究，如图所示。
将两个完全相同的底面积为8cm2，高为10cm的圆柱形木块，分别放入底面积为10cm2和12cm2的甲、乙两个容器中。分别向两个容器中加水，观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态，实验数据及现象记录如下表。实验中，容器足够高，无水溢出，不考虑木块吸水，ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg。根据实验现象和实验数据，求：
（1）甲容器中木块刚好浮起时，水对容器底部的压强。
（2）木块的密度。
（3）木块刚好浮起时，甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断：木块能否浮起，取决于容器中水的深度还是水的质量？
（4）实验完成，把木块从甲容器拿出，甲容器对桌面压强的变化量。
六．浮力大小的计算（共1小题）
9．（2023•赤峰）小亮同学在测量浮力时发现：金属块浸没在密度不同的液体中，测力计示数不同。于是，他用测力计和重为4N、体积为1×10﹣4m3的金属块，组装成密度计，将金属块浸没在不同液体中静止，来探究液体密度与测力计示数的对应关系。
（1）如图所示，金属块浸没在水中静止，受到的浮力是多少？
（2）若将此时测力计指针所指刻度标为1.0×103kg/m3，这条刻度线的刻度值是多少N？
（3）该液体密度计的0kg/m3刻度标在 N处。这个液体密度计所能测量的液体密度值不能超过 kg/m3。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）
七．物体的浮沉条件及其应用（共2小题）
10．（2023•湘潭）“曹冲称象”是家喻户晓的典故，兴趣小组受此启发，找来一个上端开口的空透明圆筒，底部用细线系一块质量适当的铁块，然后将其静止放置在水中，如图1所示，此时圆筒浸入水中的深度为5cm，水面与圆筒A点相平。利用此装置标上刻度后放入水中，可以方便地测量出物体的质量。在圆筒内放上一个物体后，如图2所示，圆筒浸入水中的深度为10cm，水面与圆筒B点相平。已知圆筒底面积为10cm2，圆筒和铁块总重为0.6N，装置始终处于漂浮状态，圆筒始终竖直。则：
（1）图1中圆筒和铁块受到的总浮力是 N，它们浸入水中的总体积是 m3，铁块所受到的浮力为 N。
（2）图2中圆筒底部受到水的压强是 Pa，受到水的压力为 N。
（3）为方便测量，圆筒A点应标上 kg刻度线。
（4）利用此装置测量时，圆筒B点的刻度线对应的质量应为多少？
11．（2023•盐城）阅读短文，回答问题。
铜壶滴漏
铜壶滴漏是我国古代的一种计时工具，据专家推测，张衡时代制造的多级铜壶滴漏在24h内产生的误差不大于40s。
如图甲所示，早期的铜壶滴漏由一只播水壶和一只受水壶组成，受水壶上固定一把铜尺，铜尺上刻有十二时辰，受水壶里放置一个浮舟，浮舟上装一支浮箭。当水从播水壶滴入受水壶后，受水壶中的水位升高，浮箭被慢慢托起，古人根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。
由于播水壶水位下降会导致滴水速度发生变化，后人对铜壶滴漏进行了改良，将播水壶由原先的一只增加到三只（如图乙所示），分别称为日壶、月壶和星壶，自上而下依次放置在阶梯式座架上。使用时，定时给日壶补水，确保星壶始终处于满水状态，一昼夜恰好能将受水壶滴满。
据了解，铜壶滴漏中的每个壶都有盖，下面三个壶盖中还有圈孔承接上壶嘴滴漏的每一滴水。
（1）铜壶滴漏工作时，中午与傍晚浮舟受到的浮力大小 。
（2）铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因 而减少。
（3）以下为早期铜壶滴漏的铜尺标度，关于“子”“丑”“寅”三个时辰刻度的大概位置正确的是图 。
（4）据查，现在广州博物馆保存的铜壶滴漏受水壶容积为49L，如果从星壶底部流出的1滴水体积约为1.1×10﹣7m3，则从星壶底部每秒钟大约流出 滴水（保留整数）。
（5）为确保星壶始终处于满水状态，在铜壶滴漏设计和使用时应该注意哪些问题？写出一条即可。
八．探究凸透镜成像的规律（共1小题）
12．（2023•大连）某小组同学在“探究凸透镜成像规律”时，实验室中可供选择的器材有：由发光二极管组成的“F”和“T”形光源、凸透镜、光具座、光屏等。
（1）他们选择了“F”形光源进行实验，与“T”形光源相比，“F”形光源的好处是： 。
（2）将光源、凸透镜和光屏安装在光具座上，点亮光源，移动光屏，光屏上承接到不完整的像，如图所示。这是因为他们遗漏了一个实验步骤，这一步骤是： 。
（3）在探究物距大于二倍焦距的成像特点时，改变物距做了三次实验。与做一次实验相比较，做三次实验的好处是： 。
（4）完成实验后，同学们发现实验室中还有一个焦距不同的凸透镜，以及凹透镜、硬纸片各一个。他们想利用其中一个器材，采取增加或更换器材的方式对原实验进行拓展。请仿照示例写出两个不同的拓展实验。
示例：将凹透镜放在凸透镜与光源之间，研究近视眼的矫正原理。
① ；
② 。
九．电磁继电器的组成、原理和应用（共1小题）
13．（2023•湘潭）变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图1所示，其中控制电路的电源电压U1＝12V，Rs为调控电阻，可通过遥控调节其阻值大小，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图2所示，L为磁控开关，当热敏电阻Rt的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。电压U2＝220V，R0为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：
（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成 能；当S接通，电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片的前端为 名磁极。
（2）由图2可知，热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而变减 ；若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻Rt的阻值为 Ω。
（3）用遥控将Rs的阻值调小时，设定温度变 ；家用空调最高设定温度通常为30℃，则调控电阻Rs的阻值不能超过 Ω。
（4）由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图3所示，已知保护电阻R0＝2Ω，则10min内R0消耗的电能是多少？
一十．电磁波的传播与应用（共1小题）
14．（2023•烟台）阅读短文，回答问题。
中国空间站
2023年4月24日是我国第八个“中国航天日”，中央广播电视总台联合中国载人航天工程办公室共同推出了中国空间站首次慢直播节目“天宫之镜”。目前中国空间站呈现“T”字构型，如图所示，两个尺寸、质量大体一致的实验舱形成“T”字的一横，天和核心舱作为“T”字的一竖。中国空间站为什么选用“T”字构型？
“T”字构型结构对称，从姿态控制、组合实验舱体管理上都较为稳定，有利于组合体的飞行；太阳翼“T”字构型使各部分受到的地球引力、大气扰动等影响较为均衡，这样空间站姿态控制时消耗的推进剂和其它资源较少；不管空间站以何种姿势飞行，两对大型太阳翼都能接受到阳光的照射，获得高效的发电效果；两个实验舱的气闸舱分别位于实验舱的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不会对其密封舱造成影响，保持了空间站运行的安全性。
我国航天事业不断刷新纪录，航天科技实现跨越式发展，航天发射能力显著提升，航天强国建设迈出了坚实步伐。
（1）在中国空间站首次慢直播节目中，信息的传递主要依靠 （选填“电磁波”或“超声波”）；
（2）中国空间站呈现“T”字构型后，梦天实验舱相对于核心舱是 （选填“静止”或“运动”）的；
（3）我国空间站为什么要采用“T”字构型？（请用简洁的语言总结出两条原因） 。
一十一．燃料的热值及其计算（共2小题）
15．（2023•贵州）随着汽车科技的不断进步，混合动力汽车（简称：混动汽车）逐渐受到人们的青睐，目前广泛使用的混动汽车主要部件有：汽油机、蓄电池、电动机等，它们单独或组合向汽车提供动力。混动汽车有串联式和并联式等种类。
串联式混动汽车的工作流程如图1甲所示，蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车；汽油机仅带动发电机发电，产生的电能一部分输入电动机驱动汽车，另一部分还能通过发电机向蓄电池充电。
并联式混动汽车的工作流程如图1乙所示，汽油机和电动机分属两套独立的工作系统，蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机也能直接给汽车提供动力，两套系统还能同时工作驱动汽车。
（1）若某混动汽车匀速行驶10km用时0.2h，则其速度是多少km/h？
（2）若汽油机完全燃烧2kg汽油，释放的热量是多少J？（q汽油＝4.6×107J/kg）
（3）如图2所示是并联式混动汽车内部结构透视图。若系统提供的动力一定，油箱油量或蓄电池电量是否会影响汽车行驶路程的长短？请结合乙图的工作流程，以其中一套工作系统为例，从能量转化的角度结合功的相关知识分析说明。
（4）若两种方式混动汽车的质量相同，相同部件能量转化的效率相同，油电系统同时工作，蓄电池仅处于放电状态且放电情况相同。请对比甲、乙两图的工作流程分析，在汽车整体输出能量相同的情况下，哪种方式混动汽车的效率低？为什么？
16．（2023•广东）阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）
（1）完成图戊风力发电的主要能量转化流程图；
① ；
② 。
（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。
（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量。（q煤＝3.0×107J/kg）
（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈。若发电机输出电能1kW•h，叶片需要转动 圈。
（5）若14：00—15：00和15：00—16：00两段时间内输出电能之比为1：3，则14：00—20：00的时间段内风力发电机组的输出电能为 kW•h。
一十二．探究电流与电压、电阻的关系（共1小题）
17．（2023•大连）在“探究导体中的电流与电压的关系”的实验中，所用的器材有：定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、干电池、开关、导线等。
（1）甲小组同学连接的电路如图所示。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至 （选填“a”或“b”）端，并检查电流表、电压表的指针是否 。
（2）他们设计的实验表格如表：
电阻R＝10Ω
请指出表格设计的不规范之处： 。
（3）乙小组同学不用滑动变阻器，通过改变干电池节数来改变电阻两端电压（每节干电池的电压为1.5V），他们选用的电阻上标有“5Ω 1.5A”字样。当串联六节干电池进行实验时，竟闻到焦糊味，发现是电阻温度过高了。请你用初中物理知识分析说明电阻温度过高的原因。 。
一十三．欧姆定律的应用（共2小题）
18．（2023•滨州）某科研小组用如图甲所示的电路，对由多种半导体材料混合制成的一种新材料电阻R3（标有2.5V字样）进行了测量。电源电压恒定不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。当闭合S和S1、断开S2，将滑动变阻器R2的滑片P从一端移至另一端，测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中的图象A所示。当把电压表并联在R3两端，闭合S和S2、断开S1，移动滑动变阻器R2的滑片P，测得新材料电阻R3电流随电压变化情况如图乙中的图象B所示。求：
（1）新材料电阻R3正常工作时的电功率。
（2）滑动变阻器R2的最大阻值。
（3）电源电压。
（4）在图甲电路中，电压表并联在R2两端，当闭合S和S2、断开S1时，为保证电路安全，滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。
19．（2023•南通）阅读短文，回答问题。
综合实践活动——研究制作风速仪
【提出问题】风速是气象观测中的重要参数，常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么？怎样设计制作简易风速仪呢？
【实地学习】同学们来到气象馆，了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示，质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动，转动时传感器将风速转换成输出电流信号，再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。
【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发，同学们设计并制作了简易风速仪，其原理如图乙所示。
电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，电流表量程为0～0.6A，R0为10Ω的定值电阻，R1为压力传感器，无风时R1受到的压力为零，有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1，R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数，即可知此时的风速。
同学们通过查阅资料，知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力，风压与风速的关系如下表。
【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板，测量时风始终垂直吹在迎风板上，记录电表示数，发现风速增大，电流表示数随着增大。
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
（1）关于文中杯式风速仪，下列说法不正确的是 。
A.风吹动风杯说明风具有能量 B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成 D.能在60m/s风速下正常工作
（2）杯式风速仪正常工作20min，最多消耗 J的电能；某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s，则输出的电流信号为 mA。
（3）实验中，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。
①R1＝ Ω，所测的风速＝ m/s；
②恒流源提供 A的恒定电流；
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速，则迎风板的面积至少需要 （选填“增大”或“减小”） m2。
（4）对比文中杯式风速仪，简易风速仪存在的不足之处有： （写出一点即可）。
一十四．电功与电能的计算（共1小题）
20．（2023•鄂州）如图甲所示，空气炸锅利用热空气流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而广受大众的认可和欢迎。如图乙所示是某品牌空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R2＝44Ω。通过开关S1的通断和单刀双掷开关S2在A、B间的连接转换可实现高、中、低三个挡位的调节。已知中温挡的额定功率为440W。求：
（1）当开关S1 （选填“断开”或“闭合”）、S2 （选填“接A”或“接B”）时，空气炸锅为低温挡。
（2）R1的阻值。
（3）当空气炸锅处于高温挡时，正常工作10min消耗的电能。
一十五．电能表（共1小题）
21．（2023•黄冈）图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为220V，定值电阻R1是加热部分，R2是最大阻值为176Ω的滑动变阻器。开关S接1时，电热器处于加热挡，通过调节R2接入电路的阻值来改变R1的加热功率，其最大加热功率为1100W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间，开关S自动接2，电热器处于保温挡。
（1）求以最大功率工作时电路中电流大小；
（2）如图乙，电能表上参数“R/（kW•h）”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作72s，与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小；
（3）求电热器处于保温挡时，电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建议。
一十六．电功率的计算（共3小题）
22．（2023•包头）某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。控制电路中电源电压恒为12V，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随水温的变化关系如图乙所示，电流鉴别器相当于电流表；加热电路中电源电压为220V，加热电阻R1阻值为48.4Ω。当热水器中水温降到40℃时，鉴别器中电流减小到30mA，开关S2闭合，加热电路开始加热；当水温升至某温度时，鉴别器中电流增大到40mA，开关S2断开，加热电路停止加热。
（1）开关S2闭合，求加热电路的电功率；
（2）求定值电阻R0的阻值；
（3）求加热电路停止加热时水的温度。
23．（2023•广西）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻R0为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求：
（1）若R与R0阻值相等，R消耗的电功率；
（2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果；
（3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加R0的阻值即可。你认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。
24．（2023•陕西）如图﹣1，是某型号电暖器。它有高温、低温两个挡位，其简化电路图如图﹣2所示。R1和R2均为发热电阻，其部分参数如表所示。
（1）该电暖器是利用电流的 效应工作的。当开关S1、S2均闭合时，电暖器处于 挡。
（2）该电暖器在低温挡正常工作时，电路中的电流是多少？在高温挡正常工作时，发热电阻R2的阻值是多少？
（3）在某次用电高峰期，小明用如图﹣3所示的电力监测仪，测出该电暖器在低温挡工作时的实际电压为210V，实际功率为900W。小明认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压造成的。请你通过计算，判断小明的观点是否正确。
一十七．焦耳定律的计算及其应用（共1小题）
25．（2023•牡丹江）某家用电热毯的铭牌和工作原理的简化电路图如表和图所示。当电热毯在额定电压下工作时：
（1）通过R1的电流和R1的电阻各是多少？
（2）高温挡工作1h，电热毯产生的热量是多少？
（3）写出一条使用电热毯的注意事项。
一十八．电功与电热的综合计算（共5小题）
26．（2023•湘潭）如图为小明家的电压力锅，下表是它的铭牌，在锅内装入2.5kg初温为15℃的食材，加热至95℃，已知c食材＝3.3×103J/（kg•℃），q天然气＝4.4×107J/m3。问：
（1）电压力锅加热时，电流为 A，电阻为 Ω。
（2）此过程中，食材吸热 J；这些热量相当于完全燃烧 m3天然气放出的热量。
（3）若该压力锅的加热效率为80%，此加热过程需要多长时间？
27．（2023•赤峰）小明给家里买电热水壶，他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶，它们的铭牌如表所示。均正常工作，都把质量为1kg的水从20℃加热到42℃，甲用时125s，乙用时120s。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大？
（2）质量为1kg的水从20℃加热到42℃，吸收的热量是多少？
（3）如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶，通过计算分析，他应该选择哪一款？
甲
乙
28．（2023•齐齐哈尔）如图甲所示是一款小型电火锅，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变）。已知R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求：
（1）R2的阻值是多少？
（2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？
（3）某次使用时，用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时5.6min，该电火锅的实际功率是多少？（不计热损失）
29．（2023•岳阳）小明同学设计了一款自动控温烧水壶，其电路原理如图甲所示。S1为温控开关，当温度低于98℃时自动闭合，当温度达到100℃时自动断开。电源电压恒为220V，S为总开关。R为水壶的电热丝，其阻值是44Ω。
（1）求R工作时的电流；
（2）求R工作时的电功率；
（3）某次烧水过程中，壶的加热效率恒为75%，水的初温为20℃，质量视为不变。从开关S闭合到温控开关S1第一次断开，水吸收的热量为2.64×105J，S1每次断开的时间均为48s。将S1第一次断开时作为计时起点，作出此后水的温度—时间图像如图乙。求S1第一次断开后220s内电路消耗的总电能。
30．（2023•怀化）甲图是一款恒温箱的内部原理电路图。工作电压220V，电热丝R0的阻值为44Ω；控制电路电源电压为8V，继电器线圈的电阻R1＝10Ω，滑动变阻器（调温电阻）R2的最大阻值为130Ω；热敏电阻R3的阻值随温度t变化的关系如乙图所示。R0和R3均置于恒温箱中，当继电器线圈中电流达到50mA，继电器的衔铁会把弹簧片吸到左边，右边工作电路断电停止加热。求：
（1）加热时，经过R0的电流？
（2）当最高控温设置在60℃时，滑动变阻器接入电路中的阻值应为多少？
（3）利用恒温箱把1kg的牛奶从20℃加热到60℃，牛奶吸收多少热量？[牛奶的比热容c＝2.5×103J/（kg•℃）]
（4）把1kg的牛奶从20℃加热到60℃需要2min，则该恒温箱的加热效率为多少？（结果精确到0.1%）
一十九．能源及其分类（共2小题）
31．（2023•齐齐哈尔）阅读短文，回答问题。
化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭，也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引起了人类对能源问题的思考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某风力发电基地，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。
（1）风力发电是把风能转化为电能，风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）某段风机叶片的形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面形状不同导致叶片两面空气流速不同，从而产生 差，可以使风机叶片转动。
（3）风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度 （选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成。
（4）某风力发电机输出功率与风速的关系如图丙所示。由图像可知，当风速在v1到v2之间时，风速越大，风力发电机输出功率 （选填“越大”、“不变”、“越小”）；当风速大于v2时，风速增大， （选填“能”或“不能”）提高风力发电机输出功率。
32．（2023•苏州）阅读材料，回答问题。
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成，整体高度超200米，总质量达1.1×107kg。平台采用“半潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括3个边立柱和1个中间立柱，图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子，柱子上方安装有机舱，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达2.2×107kW•h。
（1）风能属于 （可/不可）再生能源；
（2）根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为 m（保留整数）；
（3）风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积达 m3（海水密度用1.0×103kg/m3计算，不考虑锚链对平台的作用）；
（4）每年的发电量相当于 kg天然气完全燃烧放出的热量（天然气的热值q取4.4×107J/kg）；
（5）海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式（图乙）。两种方式相比较，你认为“半潜式”的一个明显优点是 。
实验次数
容器中水深（h/cm）和木块的状态
甲容器
甲容器中木块
乙容器
乙容器中木块
1
4cm
不能浮起
4cm
不能浮起
2
5cm
不能浮起
5cm
不能浮起
3
6cm
刚好浮起
6cm
刚好浮起
4
7cm
浮起
7cm
浮起
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I
杯式风速仪工作参数
量程
0.4～50m/s
输出电流信号范围
4～20mA
启动风速
0.4m/s
电功率
≤0.48W
风速v/（m•s﹣1）
2
4
6
10
12
16
24
风压p/Pa
2.5
10
22.5
62.5
90
160
360
额定电压
220V
额定功率
高温挡
2200W
低温挡
1100W
××牌电热毯
额定电压
220V
额定功率
高温挡
110W
低温挡
88W
高速压力锅
加热功率：1100W
额定容量：4.0L
额定电压：220V﹣50Hz
工作压强：105kPa
型号：MY﹣HT4085PG
生产批号：1711211619
额定电压
220V
额定功率
880W
频率
50Hz
额定电压
220伏
额定功率
1000瓦
频率
50赫兹
额定电压
220V
低温挡功率
中温挡功率
440W
高温挡功率
1100W