《2025年5年中考3年模拟九年级物理全一册人教版》

1.如图是一款电饭锅的简化电路图,旋转开关可以实现加热或保温功能,已知加热挡的功率是 1 000 W,$R_{1}$、$R_{2}$为定值电阻,$R_{1}的阻值是R_{2}$阻值的 19 倍,闭合开关 S,当旋转开关旋转到触点2(选填“0”“1”或“2”)时实现保温功能,电饭锅在保温挡工作 10 min 产生的热量是3×10⁴J。

答案： 2 3×10⁴

2.新特色 中华优秀传统文化 「2024 山东潍坊中考」中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图,电源电压$U = 220V$,$R_{0}$、$R_{1}$、$R_{2}$是阻值不变的电热丝,用于“加热”或“保温”,$R_{1} = 20.5Ω$,$R_{2} = 840Ω$,S 为电源开关,通过温控开关$S_{1}$可实现“加热”和“保温”状态的切换,煮茶机的“加热”功率$P_{加热} = 800W$,“加热”效率$η = 80\%$。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作,其工作过程是首先将水“加热”至$100^{\circ}C$,然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”(“煮茶加热”时间如表格所示),最后自动进入“保温”状态。将 0.8 L、初温为$20^{\circ}C$的水装入煮茶机,水的比热容$c = 4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$,水的密度$ρ = 1.0×10^{3}kg/m^{3}$。
|茶品|低浓度“煮茶加热”时间|中浓度“煮茶加热”时间|高浓度“煮茶加热”时间|
|乌龙茶|2 min|5 min|10 min|
|红茶|1 min|2 min|5 min|
|黑茶|2 min|5 min|7 min|
(1)求将水“加热”至$100^{\circ}C$过程中水吸收的热量；
(2)求煮茶机的“保温”功率；
(3)若用户选择“红茶高浓度煮茶”,煮茶机经过将水“加热”至$100^{\circ}C$、“煮茶加热”和“保温”状态,共工作 15 min,求这个过程煮茶机消耗的电能。

答案：
(1)水的质量$m=\rho V=1.0×10^{3}\ \text{kg/m}^{3}×0.8×10^{-3}\ \text{m}^{3}=0.8\ \text{kg}$,将水加热至100℃过程中水吸收的热量$Q=cm\Delta t=4.2×10^{3}\ \text{J/(kg·℃)}×0.8\ \text{kg}×(100\ \text{℃}-20\ \text{℃})=2.688×10^{5}\ \text{J}$;
(2)由$P=\frac{U^{2}}{R}$知,在电源电压不变时,电路电阻越小,功率越大。由图知,电路在不同状态时分别为R₀与R₁串联或者R₀与R₂串联,$R_{1}＜R_{2}$,所以R₀与R₁串联时为加热状态,R₀与R₂串联时为保温状态;加热状态时电路的总电阻$R_{01}=\frac{U^{2}}{P_{加热}}=\frac{(220\ \text{V})^{2}}{800\ \text{W}}=60.5\ \Omega$,$R_{0}=R_{01}-R_{1}=60.5\ \Omega-20.5\ \Omega=40\ \Omega$,保温状态时电路的总电阻$R_{02}=R_{0}+R_{2}=40\ \Omega+840\ \Omega=880\ \Omega$,则煮茶机的“保温”功率$P_{保温}=\frac{U^{2}}{R_{02}}=\frac{(220\ \text{V})^{2}}{880\ \Omega}=55\ \text{W}$;
(3)将水加热至100℃,消耗的电能$W_{1}=\frac{Q}{\eta}=\frac{2.688×10^{5}\ \text{J}}{80\%}=3.36×10^{5}\ \text{J}$,此阶段所用时间$t_{1}=\frac{W_{1}}{P_{加热}}=\frac{3.36×10^{5}\ \text{J}}{800\ \text{W}}=420\ \text{s}=7\ \text{min}$,由题意知煮茶时间为$t_{2}=5\ \text{min}=300\ \text{s}$,则保温时间$t_{3}=15\ \text{min}-5\ \text{min}-7\ \text{min}=3\ \text{min}=180\ \text{s}$,整个煮茶过程煮茶机消耗的电能$W=W_{1}+P_{加热}t_{2}+P_{保温}t_{3}=3.36×10^{5}\ \text{J}+800\ \text{W}×300\ \text{s}+55\ \text{W}×180\ \text{s}=5.859×10^{5}\ \text{J}$。

3.跨学科 日常生活 「2024 山东德州中考」图甲是一款家用蒸箱,图乙是其加热盘模块的简化电路,蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡,其中$R_{1}$、$R_{2}$为阻值不变的电热丝,当开关$S_{1}$断开、$S_{2}$接 a 时,蒸箱处于低温挡,此时通过温控开关的电流为 2 A,已知蒸箱的额定电压为 220 V,$R_{1} = 88Ω$,则$R_{2}$的阻值为22Ω,高温挡的电功率为2750W。

答案： 低温 22 2750