电、热学综合 含答案

《电、热学综合题》
一、选择题
3．（2014•荆州）关于热现象，下列说法正确是（）D
A．棉被放在太阳下晒的暖暖的，是通过做功方式改变物体的内能
B．太阳出来后，大雾逐渐散去是升华现象
C．小草上挂的露珠是水蒸气汽化形成的
D．水蒸气液化时，要放出热量
7、（2014年广东省）一杯酒精用掉一半，剩下一半的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是（D）
A、质量、密度、比热容和热值不变
B、质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
C、质量和热值变为原来的一半，密度好比热容不变
D、质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
5．（2014•荆州）下列说法正确是（）C
A．某种电能表铭牌上标有10（20）A字样，表示该电能表的额定最大电流是10A
B．使用试电笔检测火线、零线时，手指不能接触试电笔的金属笔卡
C．电动机的工作原理是通电导线在磁场会受到力的作用
D．某电路中的两个灯泡由一个开关同时控制，则两灯泡一定是串联的
4．（2分）（2014•威海）当温度降到很低时，某些金属导题如铝在﹣271.76℃以下，铅在﹣265.95℃以下时，电阻就变成了零，这种现象称为超导现象．假如白炽灯的灯丝、电动车内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作，当用电器通电时，假设这些导体的电
C．
二、填空题
（2014济南）28、(4分)湿地是具有美化环境、调节气候等功能。

近年来，济南市已建立各地湿地公园17处，有力地保护了我市湿地生态系统，改善了我市的生态环境。

从物理学的角度分析。

湿地能调节空气的湿度，是因为大量水（填写物态变化名称）可以提高空气中水蒸气的含量；湿度能调节空气的温度，是因为水的。

汽化（蒸发）比热容大
15．（湖北省咸宁市2014年）图9甲是一种电热暖手宝，其主要参数如图9乙所示。

袋内通常用水来当吸热或放热的物质，因为水的较大；使用前要先给其通电加热，如果在额定电压下加热10min，暖手宝内水的温度由原来的5℃上升至65℃，指示灯熄灭，则此过程中水吸收的热量是J，电热暖手宝的发热效率为。

（C水=4.2×103J/（kg·℃）
15. 比热容 2.52×105 84%
38、（达州市2014年）完全燃烧0.3m3的天然气来加热水箱中的水，放出的热量是J；若放出热量的84%被水吸收，则可以将水箱中20kg，20℃的水加热到℃【天然气的热值为3.0×107J/m3，C水=4.2×103J/(kg·℃)，当地大气压为一个标准大气压】。

在洗浴过程中我们看到浴室里有大量“白气”产生，这些“白气”是水蒸气（填物态变化）形成的。

9×106,100，液化；
（2014济南）27、(4分)物理学中通过其效应对自然界中看不到的事物进行研究是物理学中一种重要的研究方法。

例如，我们虽然看不到空气，但可以通过它运动产生的效应---树叶的摆动“观察到它的存在。

在初中物理学习中，我们就是通过小灯泡是否发光来判断灯丝中是否有无通过；通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在。

电流磁场
13．（2分）科学研究发现，某些材料在超低温的情况下电阻突然减小为零，这种性质称为超导性，具有超导性的物体称为超导体．超导体有着十分诱人的应用前景．
（1）请就超导现象提出一个探究性问题，如：哪些材料具有超导性？低温超导的原理是什么．
（2）请列举未来超导体可能应用的一个例子电动机．
17．（4分）（2014•眉山）小明在老师指导下，用一个标明“1800revs/（kW•h）”的电能表测量某盏灯的电功率，他让其它用电器停止工作，在10min内测得转盘转过的转数为30转，则这盏灯的电功率为100W．若这盏灯正常工作42min消耗的电能全部被水吸收，则可使质量为 1.2kg的水温度从20℃升高到70℃．（c水=4.2×103J/（kg•℃））
8．（2分）（2014•抚州）电饭煲是一种常见的家用电器，它是根据电流的热效应工作的；从安全角度考虑，电饭煲应使用三孔插座．这样做是为了让它的金属外壳与大地相连．20．（2分）（2014•娄底）家庭浴室中常用的暖灯型浴霸由四只标有“220V 750W”的同规格发热灯组成，当四只灯泡同时正常工作100s时，发热灯产生的热量是3×105J，此过程能使浴室内10kg空气的温度从10℃上升到25℃，空气的比热容为1.0×103J/（kg•℃），则浴霸加热浴室内空气的能量转化率是83.3%．
12．（6分）（2014•梅州）家庭电路中，电冰箱、电饭煲、日光灯等家用电器的连接方式是并联，其中电饭煲是利用电流的热效应工作的．如图所示的A点是灯头接导线的螺丝（灯丝完好），当电路中的开关S断开时，站在地面上的人用手接触电路中的A点会（选填“会”或“不会”）触电．
15. 比热容 2.52×105 84%
13．（4分）（2014•荆州）科学家们发现，以一种新式钙钛矿为原料的太阳能电池对太阳能转化为电能的转化效率可高达50%，为当前市面上太阳能电池转化效率的2倍．如果某工厂安装了总功率为200KW 的钙钛矿太阳能电池发点系统，且某天的有效光照时间为9h ，则该发电系统在这天能发电 900 度；该发电系统在这天的发电量，如果由热电转化效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧热值为3.0×107J/kg 的煤 360 kg ．
(2014安徽)9.某太阳能热水器装有100kg 初温为20的冷水，经过一天的太阳照射，水温升高到65，则这些水吸收的热量等于完全燃烧________m3天然气所放出的热量；假如用功率为2kW 的电热水器产生同样多的热量，则通电的时间为_______s 。

（已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)、天然气的热值为4.2×107J/m 3）0.45 9450
(2014沈阳)16、乘坐地铁是一种环保、便捷的出行方式。

地铁中的电动机是利用 对通电导体产生力的作用这一原理来工作的。

行驶的地铁车身与空气摩擦起电却没有吸附大量的灰尘，是因为车轮是由 （填“导体”或“绝缘体”）制成的，可以将电荷移走。

磁场 导体
(2014沈阳)17、现在许多家庭为了保健购置了足浴盆，表1中是某品牌足浴盆的技术参数。

向该足浴盆中注入温度为27℃的清水至最大加水量时，所加水的质量是 kg 。

若足浴盆正常工作10min ，水温将升高到 ℃[不计热量损失，3331.010/, 4.210/()kg m c J kg C ρ=⨯=⨯
︒水水]。

10 37
表1：
12．（9分）（2014•乌鲁木齐）电冰箱是我们普遍使用的家用电器．
（1）普通家用电冰箱的电源使用的是 交流电 （选填“直流电”或“交流电”）．它与其它家用电器应 并 联．为了使用的安全，应使用 三 孔的插座．
（2）某电冰箱的铭牌上标有“220V，120W“字样．当压缩机正常工作时，通过电冰箱的电流为 0.54 A ．此冰箱一昼夜正常工作6h 消耗的电能为 0.72 度，
图9 甲
（3）如图是电冰箱结构图，冷藏室内部的液态制冷剂发生 汽化 （填物态变化名称）此过程要 吸收 热量．生成蒸汽又被压缩机压入冷凝器，在冷凝器处 放出 热量．
（4）热的食物放入电冰箱之前应将其自然冷却到 室温 ．如果在密闭的房间里长时间打开电冰箱门，房间的温度 不会 （选填“会”或“不会”）降低．
三、实验探究
(2014连云港)20．（8分）小华同学利用图甲所示装置对100g 冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态．图乙是他根据记录的数据绘制的温度﹣﹣时间图象，根据图象可知：
（1）冰属于 晶体 （选填“晶体”或“非晶体”）；
（2）在BC 阶段物质处于 固液共存 状态（选填“固体”、“液体”或“固液共存”）；
（3）设相同时间内物质吸收的热量相同，则BC 阶段物质共吸收了 2.1×103 J 的热量（c
冰=2.1×103J/kg•℃，c 水=4.2×103J/kg•℃）
； （4）图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度﹣﹣时间图象，老师认为他的C 段数据有问题，老师做出这样的判断的依据是 水的比热容较大，质量相同的冰和水吸收相同的热量，水升温应较慢 ．
14．（4分）（2014•菏泽）利用干电池、导线、小灯泡、铅笔芯、橡皮、塑料尺，可以完成下列探究实验中的哪几个实验（写出实验的序号）： ①④ ．
①物质导电性； ②电流与电压、电阻的关系；
③导体在磁场中产生电流的条件； ④电阻大小与导体长度的关系．
27．（8分）（2014•眉山）某同学做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为4V ，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样
（1）在检查仪器时，发现电流表的指针如图1所示，则他接下来的操作是调零．（2）请你根据图2电路图用笔画线代替导线，将图3中未完成的电路连接好．要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，导线不能交叉．
（3）检查仪器和电路无误后，闭合开关，调节调动变阻器片到某一位置时，电压表示数如图4所示，现要测定小灯泡的额定功率，应将滑片适当地向左（选填“左”或“右”）移动，同时眼睛应观察电压表示数，使电压表示数为2.5V．
（4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据画出了如图5所示的小灯泡的电流随电压变化的关系图象．由此可知，小灯泡的额定功率为0.625W，小灯泡灯线形电阻随电压的增大而增大（选填“增大”、“不变”或“减小”）．
（5）完成了上述实验后，小明进一步探究通电直导线周围的磁场分布情况，找来小磁针、铁屑、硬纸板等，做了如图6所示的实验，发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈，并找到了判断直导线周围磁场的方法：“用右手握住直导线．让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向．”请你用小明的方法判断如图7中小磁针北极转向纸外．图8中小磁针北极转向纸内（两空均选填“纸内”或“纸外”）．
四、计算题26．（7分）（2014•扬州）家用电冰箱主要用于冷藏或冷冻食品．
（1）冷藏室中照明灯和电冰箱压缩机是并（串/并）联的．
（2）利用电冰箱制成的冻豆腐有许多孔洞，这是因为冷冻时，豆腐中的水发生熔化（填物态变化名称）．
（3）某天，小刚同学惊奇地发现，放在冷藏室内下部的酸奶盒表面上有冰，而放在上部的同种酸奶盒表面无冰，为什么呢？他猜想：冷藏室内上部温度高，下部温度低．
①为了验证猜想，小刚需要的器材室温度计，实验方案是在冰箱的上中下三层分别放一只温度计，过一段时间后观察温度计示数，看温度计示数是否相同，从而得出结论．
③夏天，家里立式空调制冷时，为使整个房间达到较好的制冷效果，你应该调节出风口叶片，向上（向上/向下）吹出冷风．
19．（5分）（2014•青岛）运用知识解决问题：
（1）小雨家新买了一台空调，刚接入电路，家里的空气开关就自动断开了，这是因为：家庭电路的电压一定，接入空调后，电路中的总功率过大，导致电路中的总电流过大．（2）请根据图甲电路图，连接好图乙实物电路．
（3）把阻值为R1和R2的两个定值电阻串联起来，接在电压为U的电源两端，则R1两端的电
压U1= ，写出解题思路．根据电阻的串联求出电路中的总电阻，由I=求出电路中的电流，利用U1=IR1求出R1两端的电压．
四、计算题
24．（12分）（2014•东营）无内胆饮水机﹣﹣管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．该管线机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．问：
（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？
答：（1）当开关S闭合时，只有电阻R0接入电路；此时饮水机处于加热状态；
当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时饮水机处于保温状态．
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是10A；电热丝R0的电阻是22Ω；
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收了1.68×105J的热量；
如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要的时间为95.45s．
32．（8分）（2014•衡阳）如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜．使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下表是该防雾镜的相关数据：
面积大小110dm2
镜子质量 1.1kg
额定电压220V
额定功率1W/dm2
（1）求防雾镜正常工作时的电流．
（2）经测试，在﹣10℃环境下．正常工作400s使平面镜的平均温度升高了40℃，求电热膜绐平面镜的加热效率．[玻璃的比热容为0.75×103J/（kg•℃）]
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热极的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要．请求出R的最大阻值．
答：（1）防雾镜正常工作时的电流约为0.5A；
（2）电热膜给平面镜的加热效率为75%；
（3）R的最大阻值为440Ω．
17．（6分）（2014•安顺）小丽家新买了一台电热水器，下表是该热水器的一些技术参数．
型号FED﹣H50 额定电压220V
最大水量50L 额定功率2000W
现将水箱中装满水，通电后正常工作40min，水温从25℃上升到45℃，求：
（1）此过程中水所吸收的热量；
（2）热水器中电热丝的电阻；
（3）热水器的效率．
答：（1）热水器水箱中水所吸收的热量为4.2×106J；
（2）热水器中电热丝的电阻为24.2Ω；
（2）热水器的效率为87.5%．
23．（9分）（2014•黔东南州）如表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶（一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便水壶）的铭牌，某同学用这种电水壶烧开水，他将水放至最大容量，测得水的初温是20℃通电5分50秒，水烧开（在一个标准大气压下），试通过计算，回答
（2）该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大？
（3）水从20℃烧开所吸收的热量是多少？（水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃））
（4）现测得电源电压为0伏，算一算此电水壶工作的效率．
答：（1）电水壶正常工作时的电流约为5.5A；
（2）该电水壶电热丝的电阻约为40Ω；
（3）水从20℃烧开所吸收的热量是3.444×105J；
20．（7分）（2014•天津）小华家额定功率为2000W的电热淋浴器，装满30kg水后连续正常加热35min．水的温度由20℃升高到50℃．已知c水=4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）加热过程中水吸收的热量；
（2）此过程电热淋浴器的热效率．
答：（1）加热过程中水吸收的热量为3.78×106J；
（2）此过程电热淋浴器的热效率为90%．
26．（9分）（2014•曲靖）小华购买了一个暖手宝，某次小华测得暖手宝正常工作时，袋内0.3kg的水由19℃加热到79℃耗时3min，若暖手宝的热效率为70%，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则：
（1）加热过程中水吸收的热量是多少？
（2）如图所示为暖手宝的工作电路图，发热体的额定功率是多少？
（3）为了使用更加安全，暖手宝内部采用了双重温控保护开关，这两个温控开关之间应如何连接？
答：（1）加热过程中水吸收的热量是7.56×104J；
（2）发热体的额定功率是600W；
（3）为了使用更加安全，暖手宝内部采用了双重温控保护开关，这两个温控开关之间应串联连接．
26．（8分）（2014•内江）如图所示，是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图．它包括了工作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温．其中，R′为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻R0=20Ω，加热器的电阻R1=484Ω．当控制电路的电流I≥0.04A时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流I≤0.036A时，电磁继电器的衔铁被弹簧拉起，则：
（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为多少？
（2）如果当滑动变阻器的电阻R′=300Ω时，可变电阻R=180Ω时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？那么，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是多少？
答：（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为100W；
（2）控制电路的电源电压是18V，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是430Ω．
27．（10分）（2014•锦州）家用电磁炉以其高效、节能成为新一代智能灶具，小明在家中关闭其他所有用电器，在只有电磁炉正常工作的情况下．请你回答下列有关问题：
（1）1标准大气压下，锅内装有4.5L温度为20℃的水，给电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？[水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （2）把上述水烧开用了20min．家中安装的标有“3000r/（kW•h）”的电能表转了1400圈，求该电磁炉的额定功率？
（3）此电磁炉烧水时的效率是多少？
答：（1）水至少吸收1.152×106J的热量；
（2）该电磁炉的额定功率为1400W；
（3）此电磁炉烧水时的效率是68.6%．
27．（6分）（2014•丹东）小明家的电饭锅铭牌上标有“220V 1000W”的字样．他想知道电饭锅的加热效率，于是他在电饭锅内倒入体积为2L、温度为20℃的水，把这些水加热到80℃，电饭锅正常工作了10min，这个过程中：[水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电饭锅消耗了多少电能？
（3）电饭锅的加热效率是多少？
答：（1）水吸收的热量是5.04×105J；
（2）电饭锅消耗了6×105J的电能；
（3）电饭锅的加热效率是84%．
（2014龙东）33．今年冬天比往年同期气温低，学校为了使师生能喝到热水，买了多台电
热水壶。

其铭牌上标有“220V 2000W”字样。

请解答下列问题：
（1）一台电热水壶正常工作4.2h消耗多少电能？
（2）若电热水壶放出的热量全部被水吸收,那么一台电热水壶4.2h内可将质量为多少千克初温为20℃的水加热到100℃?【C水=4.2×103Ｊ/（kg·℃）】
解:(1) W=Pt ......................................................... 1分=2KW×4.2h ............................................... 1分
=8.4KWh=3.024×107J ...................................... 1分
(2) W =Q吸=cmΔt ............................................. 1分
3.024×107J =
4.2×103J/(kg.℃)×m×(100℃-20℃).............. 1分
m=90kg .................................................... 1分
（2014龙东）34．2014年3月8日，马来西亚航空公司的MH370次航班发生了失联事件，我国派出多艘舰船进行搜救。

其中一艘船的排水量为5000t，海水的密度是 1.0×103kg/m3。

（g=10N/kg）
请解答下列问题：
（1）满载时，该船受到的浮力是多少？
（2）该船用声呐搜寻到水下2000m处有一疑似失联客机的物体，该物体受到海水的压强是多少？
（3）在某次执行搜寻任务时，该船以18km/h匀速行驶5h，受到的动力为1.2×106Ｎ，则该船在５h内动力做的功是多少？
解:(1) F浮=G排=m排g ................................................. 1分
=5×106kg×10N/kg ..................................... 1分
=5×107N .............................................. 1分
(2) P =ρgh.............................................. 1分
34题图
=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m .......................... 1分
=2×107Pa ............................................ 1分
(3) S=vt=18km/h×5h=90km=9×104m ............................. 1分
w=Fs ..................................................... 1分
=1.2×106N×9×104m=1.08×1011J ........................... 1分
14．（8分）（2014•包头）某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示．“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示．电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻R0，“浴霸”共安装有2盏标有“220V，440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合．
求（1）工作电路正常工作时，每盏灯泡在1min内产生的热量是多少？
（2）若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值是多少？
I
I=可得：
==240
==300。