《2026年金考卷中考试题汇编45套物理山东专版》

26. (8分)小杨用压岁钱给奶奶买了一台电动足浴盆，该足浴盆具有按摩、加热、保温等功能，其内部的简化电路如图所示，R₁和R₂均为加热电阻(阻值恒定)，足浴盆的部分参数见下表。


(1)闭合开关S₁，开关S₂接触点1时，足浴盆处于加热(选填“保温”或“加热”)状态。
(2)加热电阻R₁和R₂的阻值分别是多少？
(3)小杨帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入初温为15℃的水至最高水位，只开启加热功能，足浴盆正常工作15min，水温升高到48℃。此过程中足浴盆的加热效率是多少？[水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)，水的密度为1.0×10³kg/m³]

答案： 26.
(1)加热(2分)
(2)R₂的电阻R₂ = $\frac{U²}{P加热}$ = $\frac{(220V)²}{880W}$ = 55Ω
R₁和R₂串联时的总电阻R串 = $\frac{U²}{P保温}$ = $\frac{(220V)²}{44W}$ = 1100Ω
R₁的电阻R₁ = R串 - R₂ = 1100Ω - 55Ω = 1045Ω
(3)水的质量m = ρV = 1.0×10³kg/m³×5×10⁻³m³ = 5kg
水吸收的热量Q吸 = cm(t末 - t₀) = 4.2×10³J/(kg·℃)×5kg×(48℃ - 15℃) = 6.93×10⁵J
足浴盆消耗的电能W = P加热t = 880W×15×60s = 7.92×10⁵J
足浴盆的加热效率η = $\frac{Q吸}{W}$×100% = $\frac{6.93×10⁵J}{7.92×10⁵J}$×100% = 87.5%

27. (8分)近年来风能和太阳能发电逐渐增多，为增加供电稳定性，需要利用储能系统进行调节。重力储能是通过提升和放下重物实现能量的储存和释放的，可有效提升风能、太阳能等新能源的综合利用率。对重力储能系统感兴趣的小明进行了以下专题研究。(g取10N/kg)
(1)储能原理
如图所示是与某风力发电项目配合使用的“深井拉铁”重力储能系统的示意图。风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能将重物提升至高处；风能不足时，使重物下降并带动发电机发电。重物质量一定，井越深，可转化的电能越多。
(2)储能过程
某次风能充沛时，系统利用富余电能将两个质量均为3×10⁴kg的重物从深井中提升30m，用时2min；风能不足时，储能系统又将两个重物从30m高处放回深井，该过程产生的电能为1.44×10⁷J。则在此次储能系统工作的过程中：
①重物储存的能量为多少？
②储能系统发电的效率为多大？

答案： 27.
(1)多(2分)
(2)①两个重物的重力G总 = 2mg = 2×3×10⁴kg×10N/kg = 6×10⁵N
则重物储存的能量W = G总h = 6×10⁵N×30m = 1.8×10⁷J
②重物下落过程产生的电能W电 = 1.44×10⁷J
储能系统发电的效率η = $\frac{W电}{W}$×100% = $\frac{1.44×10⁷J}{1.8×10⁷J}$×100% = 80%