2025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练（高分法宝）
专题12 力热电磁大综合计算题（17道）
1．（力热综合）一辆四轮家庭轿车的部分数据如表所示，在一次旅行时，司机驾驶该汽车沿一平直公路持续行驶至A市的过程中，先后通过如图所示的甲、乙、丙三个标志牌，牌上的地址和数字表示从该标志牌处沿这一公路到达牌上地址的路程。已知从甲地到乙地汽车行驶的平均速度是24m/s，从乙地行驶到丙地，所花的时间为5min。求：
汽车（包括人员及物品）总质量/kg 2000
停放时每个轮胎与地面的接触面积/cm2 250
汽油的热值/（J/L） 3.6×107
汽油的热效率 25%
（1）这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强；
（2）求汽车从标志牌甲运动到丙这个过程中的平均速度；
（3）通过仪表盘显示的数据可知，从标志牌乙到丙的过程中，汽车消耗0.7L汽油，且汽车在这一过程中的牵引力恒定，求这一过程中牵引力的大小。
【答案】（1）这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强为2×105Pa；
（2）汽车从标志牌甲运动到丙这一过程中的平均速度为90km/h；
（3）牵引力的大小为700N
【解答】解：（1）这辆车（包括人员及物品）的总重力：
G＝mg＝2000kg×10N/kg＝2×104N，
车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压力：
F压＝G＝2×104N，
则车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强：
p＝＝＝2×105Pa；
（2）由图可知，汽车从标志牌甲运动到丙的路程为s＝47km﹣2km＝45km，
从甲运动到乙的路程s'＝47km﹣11km＝36km，
由v＝可知，从甲运动到乙的过程中所用时间：
t'＝＝＝h＝×60min＝25min，
则甲运动到丙所用时间：
t总＝25min+t'＝25min+5min＝30min＝h，
从甲运动到丙这一过程中的平均速度：
v＝＝＝90km/h；
（3）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.7L×3.6×107J/L＝2.52×107J，
由η＝×100%可知，牵引力做的功：
W＝ηQ放＝25%×2.52×107J＝6.3×106J，
牵引力的大小为：F＝＝＝700N。
答：（1）这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强为2×105Pa；
（2）汽车从标志牌甲运动到丙这一过程中的平均速度为90km/h；
（3）牵引力的大小为700N。
2. （力热综合）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40%
【解析】（1）汽车的平均速度
（2）全程消耗汽油的体积为
V=25L=0.025m3
汽油的质量为
m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg
汽油完全燃烧放出的热量
Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J
（3）汽车全程所做有用功为
W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J
则汽车发动机的效率
答：（1）汽车的平均速度为90km/h；
（2）汽汽油完全燃烧放出的热量为9×108J；
（3）汽车发动机的效率为40%。
3. （电热综合）如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中的阻值为48.4Ω，和均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温档，正常工作时，保温档功率为110W。[]
（1）求饮水机在保温档正常工作时的电流；
（2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃加热到100℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率；
（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天太阳能电池一天能发电0.4kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。
【答案】（1）0.5A；（2）90%；（3）29.1m2
【解析】（1）正常工作时，保温档功率为110W，则在保温档正常工作时的电流
（2）将3kg水从10℃加热到100℃，水吸收热量
由加热前后公园安装的数字式电能表示数可知，消耗电能
饮水机的加热效率
（3）由甲图可知，闭合开关S和S1，电路中只有R1工作，由可知为加热档，则加热档功率
饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，3天消耗电能
已知晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW·h，则至少要安装的太阳能电池面积
答：（1）饮水机在保温档正常工作时的电流为0.5A；
（2）饮水机的加热效率为90%；
（3）至少要安装的太阳能电池面积为29.1m2。
4. （热电综合）我国制造的新型材料PTC、NTC可制成热敏电阻，现已打破国外技术垄断，被广泛应用于新能源汽车、电热器等多种电子产品。如图甲所示为PTC、NTC热敏电阻阻值随温度变化关系的图像。如图乙所示的电路，电源电压恒为6V，电压表量程，滑动变阻器Rp的阻值范围为，Rx的位置可接入PTC或NTC热敏电阻。
（1）由图甲可知，在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是__________；
（2）NTC热敏电阻温度为240℃时阻值为56Ω，将其接入图乙中的Rx位置，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.8V，求通过NTC热敏电阻的电流和通电10s它所消耗的电能；
（3）现有PTC和NTC热敏电阻各一个，请任选其一接入图乙中的Rx位置，在热敏电阻温度为152℃时移动滑片，使电压表示数为2.5V，然后保持滑片位置不变。为保证电路安全，求所选热敏电阻允许降到的最低温度。（计算过程中若有近似，请用分数代入计算）
【答案】 （1）先变小后变大 （2）0.05A 1.4J （3）见解析
【解析】（1）在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高而增大，所以在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是先变小后变大。
（2）通过NTC热敏电阻的电流
通电10sNTC热敏电阻所消耗的电能
（3）在热敏电阻温度为152℃时，两曲线相交，无论是PTC还是NTC热敏电阻接入电路，阻值均为60欧姆，此时电压表示数为2.5V，则Rp两端的电压为
串联电路电压比等于电阻比，故Rp连入电路的阻值为
解得
电压表最大测量值为3V，此时和Rp两端电压相同，串联电路电流处处相等，所以和Rp的阻值相等，为84欧姆。由图甲可知，若将PTC接入电路，最低温度为24℃；若将NTC接入电路，最低温度为80℃。
5.（力电综合） 小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP。与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V，定值电阻R0为30Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，变阻器标有“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，求物体的重力G。
（2）在保证电路各元件安全的情况下，求RP的变化范围。
【答案】（1）4N；（2）18Ω~50Ω
【解析】（1）当电流表示数I=0.4A时，电路中的总电阻
此时RP大小
RP= R-R0=60Ω-30Ω=30Ω
根据图乙可知，此时物体重力为4N。
（2）因电压表的量程为0~15V，故R0能通过的最大电流
结合电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流可得，电路的最大电流
Imax=I0=0.5A
此时RP的最小阻值
当物体重力为0时，RP取最大阻值50Ω，此时电路安全，故
所以RP的变化范围为18Ω~50Ω。
答：（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，物体的重力为4N；
（2）在保证电路各元件安全的情况下，RP的变化范围为18Ω~50Ω。
6．（力电磁综合）电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性 （选填“增强”、“减弱”或不变”）。
（2）若小明的体重为400N，他站在静止的电梯上，脚与电梯地面的总接触面积为0.04m2，则此时小明对电梯地面的压强为多少？
（3）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为10mA，则此时电梯载重为多少？
（4）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为 1 000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？（g取10N/kg）
【答案】见解析
【解析】（1）在控制电路中，当压敏电阻 R2受到的压力 F 增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，由 I＝知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强。
（2）小明对电梯地面的压力 F＝G＝400 N；
小明对电梯地面的压强p＝＝＝1×104Pa；
（3）电路总电阻 R＝＝＝600Ω；
根据串联电路电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值 R2＝R﹣R1＝600Ω﹣100Ω＝500Ω；
由图乙可知此时压敏电阻所受的压力为 F1＝6×103 N，故此时电梯载重为 6×103 N；
（4）电梯厢内站立总质量为 1000kg 的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，
即 F2＝G'＝mg＝1000 kg×10 N/kg＝104 N；
由题图乙可知，当压力 F2＝104 N 时，对应的压敏电阻阻值 R2'＝100Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则控制电路中的电流；
I'＝＝＝0.03A＝30mA；
因 30 mA＞20 mA，所以，此时电梯超载；
答：（1）增强；
（2）小明对电梯地面的压强为1×104Pa；
（3）电梯载重为6×103 N；
（4）电梯超载。
7. （热电综合）某款家用储水式电热水器额定电压为220V，额定功率为3000W，额定容量为60L，图甲是其电路原理图。插上插头，电热水器储满水后，闭合开关S，温控器开关K接触点1，对水进行加热，当加热温度达到设定温度时，K跳转接触点2，保温指示灯L亮起，停止加热；当水温下降，低于设定温度时，K再次接触点1进行加热。、、为加热电阻，其中。该电热水器的加热模式有四个挡位，选择“一挡”，、均断开。选择“二挡”，闭合、断开；选择“三挡”，断开、闭合，“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍，选择“四挡”，、均闭合，此时电热水器在额定功率下工作。温控器开关K的结构如图乙所示，绕O点转动的杠杆OAB和绕点转动的杠杆通过弹簧相连。温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动触点C与触点2相接，电热水器停止加热。调温旋钮为凹轮结构，绕固定轴M转动，顺时针转动调温旋钮，ME距离减小。[，]
（1）该电热水器储满60L水后，若选择“四挡”加热，加热效率为84%，将水从30℃加热到45℃需要的时间为多少？
（2）电阻的阻值为______Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电流为______A（保留1位小数）。
（3）为提高所设定的加热温度，应如何旋转调温旋钮？请写出做法并说明理由。
【答案】（1）1500s；（2）96.8Ω，1.2A；（3）见详解
【解析】（1）60L水的质量
将水从30℃加热到45℃水吸收的热量
加热器消耗电能
选择“四挡”，、均闭合，此时电热水器在额定功率下工作，需要的时间
（2）选择“二挡”，闭合、断开，此时单独接入电路，电路功率
选择“三挡”，断开、闭合，此时单独接入电路，电路功率
“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍，则
则，选择“四挡”，、均闭合，此时、、并联，电路功率
解得，则电阻的阻值
选择“一挡”，、均断开，三个电阻串联，电热水器在“一挡”工作时的电流
（3）温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动触点C与触点2相接，电热水器停止加热。为提高所设定的加热温度，感温液体膨胀对杠杆OAB的推力变大，根据杠杆平衡条件，应使弹簧对B点的拉力变大，因为顺时针转动调温旋钮，ME距离减小，则应逆时针转动调温旋钮，使ME距离变大，增大弹簧伸长量，使弹簧对B点的拉力变大。
答：（1）将水从30℃加热到45℃需要的时间为1500s；
（2）则电阻的阻值为96.8Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电流为1.2A；
（3）应逆时针转动调温旋钮。
8.（力电综合） 学校开展了防溺水安全教育后，小华组经过合作探究，设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器，其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V，报警器由电压表改装，是定值电阻，是压敏电阻，图乙是压敏电阻阻值随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时，的阻值为40Ω，电流表示数是0.12A；报警器浸入水下深度h大于等于1m时，报警器报警，当h为1m时，两端的电压为1.5V。通过计算回答：
（1）报警器未浸入水中时，两端的电压是多少？
（2）报警器浸入水下深度h为1m时，通过的电流是多少？
（3）报警器浸入水下深度h为1m时，的电功率是多少？
【答案】（1）4.8V （2）0.15A （3）0.675W
【解析】（1）由甲图可知，与串联，电流表测串联电路中的电流，由乙图可知，报警器未浸入水中时，的阻值为40Ω，电流表示数是0.12A，则两端的电压
（2）由于报警器浸入水下深度h为1m时，两端电压为1.5V，电源电压为6V，由串联电路中电压规律可知，两端的电压
由乙图可知，报警器浸入水下深度h为1m时，的阻值为30Ω，通过的电流
（3）报警器浸入水下深度h为1m时，的电功率
9. 为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求：
（1）定值电阻在电路中的作用是什么？阻值为多少？
（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留一位小数）？此时对应的物体质量为多少？
（4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
【答案】（1）保护电路，；（2）；（3），1千克；（4），见解析
【解析】（1）根据甲图可知，定值电阻与滑动变阻器R串联，电压表测量R两端电压，在R接入电路中的电阻为0时，定值电阻可以保护电路；根据题意可知，电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω），滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg，此时的电压是15V，滑动变阻器R接入电路阻值最大，为100Ω，此时电路中的电流是
定值电阻的阻值为
（2）根据题意可知，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，所以滑片P在a端时，电路中只有定值电阻，根据
可知，整个电路消耗的电功率为
滑片P在b端时，定值电阻与滑动变阻器R串联，同理可知，整个电路消耗的电功率为
整个电路消耗的电功率的变化范围是；
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，滑动变阻器接入电路中的电阻为50Ω，此时电路中的电流为
电压表的示数为
滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，最大称量质量为2kg，当滑片P位于滑动变阻器的中点时，质量为1kg。
（4）要使表盘上刻度均匀，必须保证电流不变，电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比，电路如图；
与图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比图甲电路更节能。
10. （力热综合）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为______能；
（2）当储氢瓶内气体压强为时，求瓶内壁的面积上受到的压力；
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度；
②求卡车所受牵引力；
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取）
【答案】 （1）电 （2） （3） 20m/s 132kg
【解析】（1）氢燃料电池发生化学反应，将化学能直接转化为电能，供用电器使用。
（2）当储氢瓶内气体压强为时，由得，瓶内壁的面积上受到的压力
（3）①卡车的行驶速度
②根据可得，卡车输出能量
由可得卡车匀速行驶72km所受牵引力
③解法一：由
可得，燃油完全燃烧释放的热量为
由可得需要的燃油
减排的二氧化碳
解法二：
燃油燃烧生成的热量
效率
联立可得
需要的燃油
减排的二氧化碳
11. （力热综合）如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢4kg，最大起飞质量可达。已知飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为；在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为。已知氢的热值为。求：
（1）发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？
（2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？
（3）飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）飞机静止在水平地面上时的压力
飞机静止时对水平地面的压强
（2）氢完全燃烧放出的热量
（3）由可得，飞机匀速巡航的路程
牵引力做的功
答：（1）达到最大起飞质量时对地面的压强为6×104Pa；
（2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为5.6×108J；
（3）前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为1.8×108J。
12. （电热综合）如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热档位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变的电热丝，。求：
（1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为多少？
（2）若某次使用时，用高温档位正常工作，将0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少？
（3）若（2）问中用高温档位正常工作，加热过程共用时80s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效率是多少？
【答案】（1）500W；（2）；（3）84%
【解析】（1）当开关接触2和3时，与串联接入电路，使用低温档位工作，与串联总电阻为
使用低温档位正常工作时的电功率
（2）水吸收的热量是
（3）当开关接触3和4时，只有工作，用高温档位加热，挂烫机高温档位的电功率
挂烫机高温档位加热消耗的电能
该挂烫机的加热效率
答：（1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为500W；
（2）水吸收的热量是6.72×104J；
（3）此次加热过程，该挂烫机的加热效率是84%。
13. （电热综合）一款小型电火锅如图甲所示，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，均为加热电阻（阻值保持不变）。已知的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求：
（1）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，在标准大气压下，用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾，用时14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
【答案】（1）66Ω；（2）220W；（3）400W
【解析】（1）从表格中可知，高温档的功率为1100W，再由图乙可知，当高温档时，只R3连入电路，电源电压为220V，由得，R3的电阻值为
从表中还可知道，中温档的功率为400W，再由图乙，中温档时，只有R2和R3串联接入电路，电源电压220V，根据电功率推导式得
解得，即R2的阻值是。
（2）低温档时，R1，R3串联，由（1）得电火锅在低温挡工作时的功率为
（3）水吸收的内能为
不计热损失，高温档时，消耗的电能为
该电火锅的实际功率为
答：（1）的阻值是66Ω；
（2）电火锅在低温挡工作时的功率是220W；
（3）该电火锅中温档的实际功率是400W。
14. （力热综合）科技助“荔”打造智慧果园。海南荔枝农利用植保无人机巡逻、喷药、施肥，百苗荔枝施肥只需三小时。作业前，装满药剂和汽油的无人机停在水平地面上，对水平地面的压强为，支架与水平地面的总接触面积为。作业时，该无人机先匀速直线上升3m，接着水平匀速飞行喷洒药剂。无人机上升时空气阻力和汽油消耗忽略不计。请完成下列问题。（，，取）
（1）无人机匀速上升时升力与总重力_______（选填“是”或“不是”）一对平衡力。
（2）满载时无人机的总质量为多少kg？
（3）上升过程升力做了多少功？
（4）若无人机的热机效率是40%，无人机消耗200mL汽油所做的有用功是多少？
【答案】（1）是 （2）25kg （3） （4）
【解析】（1）无人机匀速上升时处于平衡状态，在竖直方向上受到的升力与总重力是一对平衡力，大小相等。
（2）满载时无人机的总重力为
满载时无人机的总质量为
（3）上升过程升力大小为
上升过程升力做的功为
（4）200mL汽油的质量为
200mL汽油完全燃烧放出的热量为
无人机消耗200mL汽油所做的有用功为
15. （力电综合）小海对压敏电阻的特性很感兴趣，他在老师的协助下制作了一个简易电子秤，图甲为设计原理图。电源电压保持不变，为定值电阻，为压敏电阻，重量指示表由一只量程为0~0.6A的电流表改装而成，放在上的是轻质绝缘托盘，的阻值与压力的关系如图乙所示。请完成下列问题。
（1）由图乙可知，压敏电阻的阻值随着压力F的增大而___________；
（2）闭合开关S后，在托盘中放置重为2N的物体时，电流表示数为0.24A；放置重为4N的物体时，电流表示数为0.6A。定值电阻为多大？
（3）在托盘中放置一个苹果，电流表指针指在满刻度的位置，此苹果的重力为多大？
（4）在调试过程中，发现此电子秤量程较小，想要增大电子秤的量程，请你用学运的物理知识，在不改变原电路及元件的基础上，设计一个增大量程的简要方案。（可用简要文字、表达式、示意图进行说明）
【答案】（1）减小 （2）10Ω （3）1N （4）将电流表的量程改用大量程
【解析】（1）由图乙的信息可得，压敏电阻的阻值随着压力F的增大而减小。
（2）由图甲得，定值电阻R0、压敏电阻Rx串联，电流表测量电路电流。闭合开关S后，在托盘中放置重为2N的物体时，压敏电阻Rx受到的压力
由图乙得，压敏电阻Rx的阻值为90Ω，电流表示数为0.24A，由欧姆定律得，此时压敏电阻Rx的电压为
放置重为4N的物体时，压敏电阻Rx受到的压力
由图乙得，压敏电阻Rx的阻值为30Ω，电流表示数为0.6A，由欧姆定律得，此时压敏电阻Rx的电压为
由欧姆定律得，定值电阻为
（3）由串联电路电压特点与欧姆定律得，电源电压为
在托盘中放置一个苹果，电流表指针指在满刻度的位置，电流表的示数为
由欧姆定律得，此时电路电阻为
则此时压敏电阻Rx阻值为
由图乙得，此时压敏电阻Rx阻值为1N，则此苹果的重力为
（4）电子称的量程增大，则压敏电阻Rx受到的压力变大，压敏电阻Rx的阻值变小，则电路的总电阻变小，由欧姆定律得，电路电流变大，则应将电流表的量程改为大量程。
16. （力热综合）电动汽车因具有零排放、低噪音、节能等优点，得到了快速发展，但仍然存在一些制约其发展的因素，目前主要应用于城市内部交通。某智能出行平台出租的电动汽车部分参数如下表。
电池容量 8kWh
百公里耗电量 12kWh/100km
（1）①如果用120kW的“快充”充电桩给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间；
②就解决电动汽车充电时间长的问题提出一条合理建议。
（2）电池容量是决定电动汽车续航里程的主要因素，若此电动汽车的能量利用率是75%，计算该车的续航里程（按汽车电池电量不得低于电池容量的20%来计算）
（3）同样条件下，电动汽车比燃油汽车能耗小很多。某燃油汽车百公里消耗汽油10L，则电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是多少焦耳。
（汽油的密度，汽油的热值）
【答案】（1）①8min；②提高充电功率；（2）44km；（3）4.32×107J，3.22×108J
【解析】（1）①由 可得，给该车从最低电量到充满电所需的时间：
②提高充电功率，可以缩短充电时间；
（2）汽车行驶时消耗的电能
由题意可知，百公里耗电量为12kW h/100km，因此该车的续航里程为
（3）汽油的质量
m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10 3m3=7kg
汽油完全燃烧释放的热量
Q放 =mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J
即燃油汽车百公里消耗的能量为3.22×108J，电动汽车百公里消耗的能量
W1 =12kW h=4.32×107J
答：（1）①给该车从最低电量到充满电需8min；②提高充电功率；
（2）该车的续航里程为106.7km；
（3）电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是4.32×107J、3.22×108J。
17. （力热电综合）图甲为低温液化制酒示意图，天锅内装有1m高的冷水，底部连有控制排水与注水的装置，该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V，为热敏电阻，其阻值随天锅中水温变化关系如图丙所示，当水温达到50℃时，排水口打开将水全部排出；为压敏电阻，其阻值随水对锅底的压强变化关系如图丁所示，当水压为0时，注水口打开排水口关闭，将冷水注入天锅，注水高度达到1m时注水口关闭。（，g取10N/kg，不考虑水的蒸发）求
（1）水高为1m时，的阻值；
（2）排水口刚打开时，电路中的电流；
（3）排水过程中，当的功率为1W时，的阻值（设排水过程中水温保持50℃不变）。
【答案】（1）100Ω；（2）0.06A；（3）20Ω
【解析】（1）水高为1m时，压敏电阻受到液体产生的压强为
由图丁可知，的阻值为100Ω；
（2）当水温达到50℃时，排水口打开，热敏电阻为100Ω，根据串联电阻的规律及欧姆定律，排水口刚打开时，电路中的电流为
（3）水温达到50℃时热敏电阻为100Ω，当的功率为1W时，根据P=I2R可知，通过
根据串联电阻的规律及欧姆定律，的阻值
答：（1）水高为1m时，的阻值为100Ω；
（2）排水口刚打开时，电路中的电流为0.06A；
（3）当的功率为1W时，的阻值为20Ω。
12025年中考物理三轮复习临门一脚挑战13个压轴专题练（高分法宝）
专题12 力热电磁大综合计算题（17道）
1．（力热综合）一辆四轮家庭轿车的部分数据如表所示，在一次旅行时，司机驾驶该汽车沿一平直公路持续行驶至A市的过程中，先后通过如图所示的甲、乙、丙三个标志牌，牌上的地址和数字表示从该标志牌处沿这一公路到达牌上地址的路程。已知从甲地到乙地汽车行驶的平均速度是24m/s，从乙地行驶到丙地，所花的时间为5min。求：
汽车（包括人员及物品）总质量/kg 2000
停放时每个轮胎与地面的接触面积/cm2 250
汽油的热值/（J/L） 3.6×107
汽油的热效率 25%
（1）这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强；
（2）求汽车从标志牌甲运动到丙这个过程中的平均速度；
（3）通过仪表盘显示的数据可知，从标志牌乙到丙的过程中，汽车消耗0.7L汽油，且汽车在这一过程中的牵引力恒定，求这一过程中牵引力的大小。
2. （力热综合）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
3. （电热综合）如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中的阻值为48.4Ω，和均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温档，正常工作时，保温档功率为110W。[]
（1）求饮水机在保温档正常工作时的电流；
（2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃加热到100℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率；
（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天太阳能电池一天能发电0.4kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。
4. （热电综合）我国制造的新型材料PTC、NTC可制成热敏电阻，现已打破国外技术垄断，被广泛应用于新能源汽车、电热器等多种电子产品。如图甲所示为PTC、NTC热敏电阻阻值随温度变化关系的图像。如图乙所示的电路，电源电压恒为6V，电压表量程，滑动变阻器Rp的阻值范围为，Rx的位置可接入PTC或NTC热敏电阻。
（1）由图甲可知，在之间PTC热敏电阻的阻值随温度升高的变化情况是__________；
（2）NTC热敏电阻温度为240℃时阻值为56Ω，将其接入图乙中的Rx位置，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.8V，求通过NTC热敏电阻的电流和通电10s它所消耗的电能；
（3）现有PTC和NTC热敏电阻各一个，请任选其一接入图乙中的Rx位置，在热敏电阻温度为152℃时移动滑片，使电压表示数为2.5V，然后保持滑片位置不变。为保证电路安全，求所选热敏电阻允许降到的最低温度。（计算过程中若有近似，请用分数代入计算）
5.（力电综合） 小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP。与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V，定值电阻R0为30Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，变阻器标有“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，求物体的重力G。
（2）在保证电路各元件安全的情况下，求RP的变化范围。
6．（力电磁综合）电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性 （选填“增强”、“减弱”或不变”）。
（2）若小明的体重为400N，他站在静止的电梯上，脚与电梯地面的总接触面积为0.04m2，则此时小明对电梯地面的压强为多少？
（3）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为10mA，则此时电梯载重为多少？
（4）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为 1 000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？（g取10N/kg）
7. （热电综合）某款家用储水式电热水器额定电压为220V，额定功率为3000W，额定容量为60L，图甲是其电路原理图。插上插头，电热水器储满水后，闭合开关S，温控器开关K接触点1，对水进行加热，当加热温度达到设定温度时，K跳转接触点2，保温指示灯L亮起，停止加热；当水温下降，低于设定温度时，K再次接触点1进行加热。、、为加热电阻，其中。该电热水器的加热模式有四个挡位，选择“一挡”，、均断开。选择“二挡”，闭合、断开；选择“三挡”，断开、闭合，“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍，选择“四挡”，、均闭合，此时电热水器在额定功率下工作。温控器开关K的结构如图乙所示，绕O点转动的杠杆OAB和绕点转动的杠杆通过弹簧相连。温包内充满热胀冷缩的感温液体，置于水中，温度与水温一致，水温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动触点C与触点2相接，电热水器停止加热。调温旋钮为凹轮结构，绕固定轴M转动，顺时针转动调温旋钮，ME距离减小。[，]
（1）该电热水器储满60L水后，若选择“四挡”加热，加热效率为84%，将水从30℃加热到45℃需要的时间为多少？
（2）电阻的阻值为______Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电流为______A（保留1位小数）。
（3）为提高所设定的加热温度，应如何旋转调温旋钮？请写出做法并说明理由。
8.（力电综合） 学校开展了防溺水安全教育后，小华组经过合作探究，设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器，其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V，报警器由电压表改装，是定值电阻，是压敏电阻，图乙是压敏电阻阻值随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时，的阻值为40Ω，电流表示数是0.12A；报警器浸入水下深度h大于等于1m时，报警器报警，当h为1m时，两端的电压为1.5V。通过计算回答：
（1）报警器未浸入水中时，两端的电压是多少？
（2）报警器浸入水下深度h为1m时，通过的电流是多少？
（3）报警器浸入水下深度h为1m时，的电功率是多少？
9. 为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求：
（1）定值电阻在电路中的作用是什么？阻值为多少？
（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留一位小数）？此时对应的物体质量为多少？
（4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
10. （力热综合）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为______能；
（2）当储氢瓶内气体压强为时，求瓶内壁的面积上受到的压力；
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度；
②求卡车所受牵引力；
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取）
11. （力热综合）如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢4kg，最大起飞质量可达。已知飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为；在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为。已知氢的热值为。求：
（1）发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？
（2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？
（3）飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？
12. （电热综合）如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热档位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变的电热丝，。求：
（1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为多少？
（2）若某次使用时，用高温档位正常工作，将0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少？
（3）若（2）问中用高温档位正常工作，加热过程共用时80s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效率是多少？
13. （电热综合）一款小型电火锅如图甲所示，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，均为加热电阻（阻值保持不变）。已知的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求：
（1）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，在标准大气压下，用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾，用时14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
14. （力热综合）科技助“荔”打造智慧果园。海南荔枝农利用植保无人机巡逻、喷药、施肥，百苗荔枝施肥只需三小时。作业前，装满药剂和汽油的无人机停在水平地面上，对水平地面的压强为，支架与水平地面的总接触面积为。作业时，该无人机先匀速直线上升3m，接着水平匀速飞行喷洒药剂。无人机上升时空气阻力和汽油消耗忽略不计。请完成下列问题。（，，取）
（1）无人机匀速上升时升力与总重力_______（选填“是”或“不是”）一对平衡力。
（2）满载时无人机的总质量为多少kg？
（3）上升过程升力做了多少功？
（4）若无人机的热机效率是40%，无人机消耗200mL汽油所做的有用功是多少？
15. （力电综合）小海对压敏电阻的特性很感兴趣，他在老师的协助下制作了一个简易电子秤，图甲为设计原理图。电源电压保持不变，为定值电阻，为压敏电阻，重量指示表由一只量程为0~0.6A的电流表改装而成，放在上的是轻质绝缘托盘，的阻值与压力的关系如图乙所示。请完成下列问题。
（1）由图乙可知，压敏电阻的阻值随着压力F的增大而___________；
（2）闭合开关S后，在托盘中放置重为2N的物体时，电流表示数为0.24A；放置重为4N的物体时，电流表示数为0.6A。定值电阻为多大？
（3）在托盘中放置一个苹果，电流表指针指在满刻度的位置，此苹果的重力为多大？
（4）在调试过程中，发现此电子秤量程较小，想要增大电子秤的量程，请你用学运的物理知识，在不改变原电路及元件的基础上，设计一个增大量程的简要方案。（可用简要文字、表达式、示意图进行说明）
16. （力热综合）电动汽车因具有零排放、低噪音、节能等优点，得到了快速发展，但仍然存在一些制约其发展的因素，目前主要应用于城市内部交通。某智能出行平台出租的电动汽车部分参数如下表。
电池容量 8kWh
百公里耗电量 12kWh/100km
（1）①如果用120kW的“快充”充电桩给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间；
②就解决电动汽车充电时间长的问题提出一条合理建议。
（2）电池容量是决定电动汽车续航里程的主要因素，若此电动汽车的能量利用率是75%，计算该车的续航里程（按汽车电池电量不得低于电池容量的20%来计算）
（3）同样条件下，电动汽车比燃油汽车能耗小很多。某燃油汽车百公里消耗汽油10L，则电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是多少焦耳。
（汽油的密度，汽油的热值）
17. （力热电综合）图甲为低温液化制酒示意图，天锅内装有1m高的冷水，底部连有控制排水与注水的装置，该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V，为热敏电阻，其阻值随天锅中水温变化关系如图丙所示，当水温达到50℃时，排水口打开将水全部排出；为压敏电阻，其阻值随水对锅底的压强变化关系如图丁所示，当水压为0时，注水口打开排水口关闭，将冷水注入天锅，注水高度达到1m时注水口关闭。（，g取10N/kg，不考虑水的蒸发）求
（1）水高为1m时，的阻值；
（2）排水口刚打开时，电路中的电流；
（3）排水过程中，当的功率为1W时，的阻值（设排水过程中水温保持50℃不变）。
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