《2026年江苏13大市中考名卷优选38套物理》

(2022 镇江)即热式饮水机工作原理如图甲所示，水箱中的水被水泵抽出后，流经电阻丝时被加热，实现边加热边出热水的即热功能，电阻丝最大加热功率为 $2000 W $. 用户可根据需要调节出水温度和出水量. 小军对该饮水机进行了探究.

(1) 小军探究过程如下（设电阻丝产生的热量全部被流经的水吸收且无热量损失）：
① 将出水量设置为 $250 mL $，出水质量为0.25 $ kg $；
② 用温度计测出水箱内水的初温如图乙所示，示数为24 $ ° C $；
③ 保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，测量出水时间并记录在表 1 中；

④ 根据表 1 数据计算出加热功率，第 1 次实验时的加热功率为1050 $ W $.
(2) 小军采用的实验方法是控制变量法，小军由表 1 数据得出结论：饮水机可根据出水温度自动选择不同的控制方式，当出水温度低于 $85 ° C $ 时，仅通过改变加热功率来调节出水温度，若上述实验中将出水温度设定为 $88 ° C $，可估算出水时间约为33.6 $ s $.
(3) 小军对实验进行了反思：上述结论在冬季还适用吗？为得到精准的结论，小军将表 1 设计优化如下并重新实验，你认为①、②处应分别填写的是水的初温/℃和水升高的温度/℃.
表 2

答案：
(1)①0.25　②24　④1050　　
(2)控制变量法加热功率　　33.6　　
(3)水的初温/℃　　水升高的温度/℃
解析:
(1)①将出水量设置为V = 250mL = 250cm³，出水质量m = ρV = 1g/cm³×250cm³ = 0.25kg.②由图乙知温度计的分度值为1℃，则温度计的示数为24℃.④第1次实验,水吸收的热量Q吸 = c水mΔt = 4.2×10³J/(kg·℃)×0.25kg×(40℃−24℃)= 1.68×10⁴J,由于无热量损失，所以加热器产生的热量W = Q吸 = 1.68×10⁴J,加热器的功率$P = \frac{W}{t} = \frac{1.68×10⁴J}{16s} = 1050W.$
(2)实验中保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，用到了控制变量法.由表1数据知当出水温度低于85℃时，仅通过改变加热功率来调节出水温度.由表1数据知当出水温度高于85℃时，加热功率不变，都为1999W,此时水吸收的热量Q吸' = c水mΔt' = 4.2×10³J/(kg·℃)×0.25kg×(88℃−24℃)= 6.72×10⁴J,由于无热量损失，所以加热器产生的热量W' = Q吸' = 6.72×10⁴J,由$P = \frac{W}{t}$得水时间$t' = \frac{W'}{P'} = \frac{6.72×10⁴J}{1999W} ≈ 33.6s.$
(3)由于冬季温度变化较大，为得到精准的结论，实验中需要记录水的初温度、末温度以及升高的温度，所以表格①处应该填“水的初温/℃”,②处应填“水升高的温度/℃”