初中物理能量计算题

(6分)某记者报道：他在植物园内，看到一位老人伸手抱起一根长约3m，横切面积为0.1 m²的木头轻轻地举在头顶尽情玩耍，如图甲，该木头就是地球上最轻的木料——轻木，其密度为0.2g/cm³．(g=10N/kg)
⑴请你通过文中给出的数据计算并回答上述报道是否真实．
 
图甲             图乙
(2)若小华用图乙所示滑轮组匀速提升该木头至1 m高的车上，所用拉力F为250N，时间为10秒，求小华做功的功率．
(3)用此滑轮组匀速提升900 N的物体的机械效率．(不计摩擦和绳重)

如图所示，一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A端用绳子系在竖直墙壁的B点，在杠杆的C点悬挂一重为20N的物体，杠杆处于水平静止状态．已知OA长为50cm，OC长为30cm，∠OAB=30º．
(1)请在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂．
(2)拉力F的大小是多少?

(7分)如图所示，电源电压为12V，且保持不变，己知滑动变阻器R₃的最大阻值为20Ω，定值电阻R₁ = 10Ω，R₂= 15Ω，电流表的量程为0.6A。
(l)S，S₁闭合，S₂断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到何处?此时电压表的示数为多少? 10min内电流通过R₁产生的热量是多少?
(2)S、S₂闭合，S₁断开时，求电路允许消耗的最大功率。

(6分)一列质量为1×10³t的火车，以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9×10³N。
(1)火车的牵引力多大?
(2)火车行驶1 min时间内，重力做了多少功?机车牵引力做了多少功?牵引力的功率多大?

图（甲）是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图，其中R₁是定值电阻。

实验序号	1	2	3
电压／v	2.0	2.4	2.8
电流／A	0.40	0.48	0.56

（1）用笔画线代替导线，补充图21（乙）中实验器材的连接。要求：滑动变阻器滑片向左移动时电阻变小。
（2）当探究电流与电压的关系时，通过调节变阻器滑片P的位置来改变 ___________ 两端的电压．三次改变滑片位置，测得三组电压和电流值(见右表)，发现每次电压与电流的比值是________________的(选填“相同”或“不同”)，固此可得出电流与电压关系的初步结论：当电阻一定时，__________________________________________。
（3）要探究电流与电阻的关系，仅凭图21(乙)所示器材是不够的．你认为(除导线外)还应增加的器材是____________________．

(8分)本题有两小题：
（1）图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置．
①加热过程中，用搅棒搅动的目的是_________________；水和煤油吸热的多少是通过_______________________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。
②关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是______________（填字母）
A．采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等)
B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
C．使用相同的烧杯

（2）用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”

①图19所示压强计是通过U形管中液面的______________来反映被测压强大小的．使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置_________________（选填“漏气”或“不漏气”）。
②图20甲、乙、丙、表示探究过程中的三个情景．容器中的液体、金属盒插入的深度以及U形管中液面情况，都可以从图上看出．比较图_________________可知液体压强大小与深度有关；比较图______________可知液体压强大小还与液体的密度有关。

图所示的装置很有创意——它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机（有关技术参数见铭牌），下部是马桶，中间设有贮水箱．洗衣机还设有加热功能，洗涤前先将水加热到适宜温度．可以提高洗涤效果。

××滚筒式洗衣机
电压/V	220
洗衣功率/W	200
胶水功率/W	330
最大洗涤容量/kg	5
水加热功率/W	2000

（1）冲一次马桶需要5L水，若一次洗衣服用的总水量是50L，则可供马桶冲几次?
（2）求脱水时的正常工作电流
（3）某次洗衣时，首次进水量为15L，正常加熟15min水温达到设定要求。
①求首次进水的质量；
②求加热过程消耗的电能；
③若加热时电能的84％转化为水的内能，求水升高的温度．[c_水=4.2× l0³J／(kg·℃)]

用图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m求：

（1）拉力所做的功和拉力的功率；
（2）滑轮组的机械效率．

(10分)科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，不仅为人们到海滨旅游提供了方便，而且节约了能源、减少了对环境的污染．某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为9.0×10³W，能为该房供应热水和在水上移动等提供能量．
(1)漂浮房冬暖夏凉，利用了水的 ▲ 比较大的特性．
(2)太阳能电池板将太阳能转化为 ▲ 能．若只用来给水加热时，电池板两极的电压为200V，加热电阻丝的电阻为15Ω，设电阻丝产生的电热全部转化为水的内能，则加热5min，水的内能增加了 ▲ J．
(3)有5位中学生从岸上进入漂浮房参观，则水对漂浮房的浮力约增加 ▲ N．
(4)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量，漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变．从某一时刻开始，漂浮房受到承平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动．则在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为 ▲ N，太阳能转化为机械能的效率为 ▲ ．

(8分)实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻．提供的器材有：电源(电压约5V)、学生用电压表(0～6V)、电阻箱R(0～9999Ω  5A)、开关S₁和S₂、导线若干．现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的实验电路图．

(1)小虎进行的实验过程如下：
①根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“×"，并用笔画线代替导线画出正确的接法．
②电路连接正确后，闭合S₁，将S₂拨到触点1时，电压表的读数为U₁，则电源电压为    ▲ ．
③闭合S₁，将S₂拨到触点2，当电阻箱的阻值调为R₀时，电压表的示数为U₂，则待测电阻的阻值Rx= ▲ ．
(2)如果实验器材中没有提供电压表，现再提供一只电流表(0～0.6A)，利用上述器材，你认为    ▲    (选填“能”或“不能”)较准确测出该待测电阻的阻值，原因是 ▲ ．

(9分)氢是地球上最丰富的元素之一，氢燃烧放出能量，产物是水，不产生污染．氢能源开发是解决能源危机和环境问题的理想途径．某实验室使用的氢燃料电池电压U=220V，给一照明电路供电，照明电路由若干个“220V  100W”的灯泡并联组成．
(1)已知氢气的热值q=1.43×10⁸J/kg，则完全燃烧m=0.20kg的氢气释放的热量是多少?
(2)每个灯泡正常发光时的阻值是多大?
(3)若照明电路中的总电流I=15A，且灯泡正常发光，则电路中所接灯泡的个数是多少?

(8分)如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子匀速提升5m，动滑轮的质量为8kg，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．
(2)在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大?
(3)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少?

(8分) 如图所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置。是滑动变阻器，它的金属片是杠杆的一端，是阻值为12的定值电阻，电流表量程为0—0.6A，电源电压为6V，由油量表（用电流表改装）的指针指示的刻度就可知油箱内油的多少。求：
(1) 定值电阻的主要作用。
(2) 当油量表的指针指在刻度盘中央时，滑动变阻器两端电压是多少？
(3) 能否用电压表代替电流表来改装成油量表接入这个电路？若能，怎么接？若不能，说明理由。

图中两灯泡L₁、L₂在盒内的连接方式未知，电源电压为6V。开关闭合后两灯均发光，电流表读数为0．9A；若把L₁取下，L₂仍发光，电流表读数变为0.3A
（1）L₁和L₂是并联还是串联的？
（2）L₁的电阻多大？

(6分) 低碳经济成为全国“两会”“一号提案”，成为从中央到地方、从企业到消费者的焦点话题。低碳生活意味着节能环保，低耗高能，经济实惠，绿色健康。近年来，太阳能热水器的普及率越来越高，1台普通太阳能热水器1天能提供200 kg、80℃的热水，如果这些水从进水管进来时的初温是20℃，问：
(1)每天热水器吸收多少太阳能来加热水?
(2)使用这样的热水器，相当于每月(按30天算)节省多少千克的煤油?(煤油的热值是4.6×10⁷ J／kg)