初中物理能量试题

我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了 $200\mathit{kg}$燃料油，若燃料油的热值为 $4.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则这些燃油完全燃烧放出的热量为　　 $J$，燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为　　能。

在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，即为番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连，如图所示。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．锌电极是番茄电池的正极

B．番茄电池可将化学能转化为电能

C．番茄电池形成通路后，电子将从铜电极流出

D．将电压表直接接在该番茄电池上，会损坏电压表

为了减少煤碳燃烧对环境的污染，达州市委要求推广使用天然气，天然气燃烧时，将　　能转化为内能，小王将质量为 $5\mathit{kg}$、温度为 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开（在一个标准大气压下），水吸收了　　 $J$的热量；若他家每天需要3壶同样的开水，至少需要燃烧　　 $m^3$的天然气；如改用电热水壶烧水，则至少需要消耗　　 $\mathit{kW}·h$的电能 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{天然气}}=1.68\times {10}^{7}J/m^3]$。

为了丰富学生的课余生活，某学校开设了“实验拓展课”。如图（甲 $)$是某一学习小组设计的“测量滑轮组机械效率”的实验装置图，图（乙 $)$是物体上升高度 $h$随时间 $t$变化的关系图象，已知物体的重力 $G=36N$，不计绳重及摩擦，手对绳自由端施加的拉力 $F=20N$，求：

（1） $0~2s$内，滑轮组所做的有用功；

（2）该滑轮组的机械效率；

（3） $0~2s$内，拉力 $F$的功率。

如图，有人利用该滑轮将G＝100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重和摩擦），此过程克服物体重力做的功为 　    　J，若动滑轮重10N，则F＝ 　    　N。

在这次新冠肺炎抗疫战中，中医药为诊疗发挥了积极作用，成为抗疫“中国方法”的重要组成部分。小明对家里的电中药壶进行观察，并用水替代中药进行了相关研究。收集和记录数据如下表。请你结合他的调查研究，完成下列问题。

观察对象	观察记录	研究记录
电中药壶	成分：紫砂 电源： $220V/50\mathit{Hz}$ 容积： $2L$ 挡位：高温 $\left(1100W\right)$ 低温	①水的质量 $m=2\mathit{kg}$，水的初温 $t={20}^{°}\text{C}$ ②用高温挡加热 $5\mathit{min}$，水的末温 $t={50}^{°}\text{C}$ ③壶内加热体由两个相同的发热电阻组成 ④ $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$

（1）请在虚线框内画出电中药壶内部的电路图；

（2）求电中药壶内部一个发热电阻的阻值；

（3）求高温加热时，电中药壶的加热效率。

为缓解城市交通压力，近几年成都大力发展有轨交通，几条地铁线路已经开通运行，同时又在积极投建有轨电车，以取代部分用柴油机作动力的公交车。关于电车和柴油车，下列说法不正确的是 $($　　 $)$

A．电车电动机工作时利用了磁场对电流的作用

B．电车电动机能够将电能全部转化为机械能

C．一般情况下，电车电动机的效率比柴油机的效率高

D．电车对环境的污染比柴油车对环境的污染小

一名建筑工人用如图所示的滑轮组，将一个重为450N的货物，在10s内沿竖直方向匀速提升了4m，建筑工人所用的拉力是300N。则该建筑工人所做的有用功是 　 　J，建筑工人做功的功率是 　 　W，该滑轮组的机械效率是 　 　。

如图所示，一位同学用滑轮组拉着重 $450N$ 的物体 $A$ ，使它 $5s$ 内在水平面上匀速前进 $1m$ ，水平拉力 $F=75N$ ，若与地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	他做的总功是 $150J$	B．	他做的有用功是 $450J$
C．	拉力做功的功率是 $15W$	D．	该滑轮组的机械效率是 $60\%$

中国首次火星探索任务"天问一号"探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。

表1

	第1代	第2代	第3代	第4代
燃料	氧气和汽油混合	偏二甲肼	煤油	液态氢
氧化剂		四氧化二氮	液态氧	液态氧

表2

燃料	热值	燃料	热值
汽油	$4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$	煤油	$4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$
柴油	$4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$	氢	$1.4\times {10}^{8}J/\mathit{kg}$

（1）使用氢作为燃料的主要优点是： 　　和 　　。

（2）某火箭发射时携带了 $3\times {10}^4\mathit{kg}$ 液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为 ${20}^{°}\text{C}$ 的水加热至沸腾？ $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$ ，当地大气压为1标准大气压 $]$

（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以 $70\mathit{kW}$ 的功率匀速行驶 $0.5h$ ，消耗了 $2\mathit{kg}$ 燃料，求该发动机的效率。

小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m ³。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c _水＝4.2×10 ³J/（kg•℃）。求：

（1）在这个过程中水吸收了多少热量？

（2）请你帮小明算出天然气的热值。

合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1kg垃圾能“榨”出0.17kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×10⁷J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 　        　J，燃烧时燃料油的化学能转化为 　        　能；如果这些热量的42%被水吸收，则可以使 　        　kg的水温度从20℃升高到100℃，这是通过 　        　的方式改变水的内能。

如图是网红擦玻璃神器，质量为 $1\mathit{kg}$，其磁性强弱可调节，某时刻神器静止在竖直玻璃窗上，对玻璃的压力为 $100N$，所受摩擦力为　       　 $N$：减弱磁性，神器对玻璃的压力为 $30N$，其匀速下滑，所受摩擦力　       　（选填“变大”“变小”或“不变”）下滑过程中的能量转化是　         　。

在斜面上将一个重 $600N$的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力 $F=400N$，拉动的距离 $s=4.5m$，提升高度 $h=1.8m$，所用时间 $t=30s$。则拉力 $F$做功的功率为　　 $W$，此过程中物体受到的摩擦力为　　 $N$．

如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力。用图甲绕法匀速提升重为 $900N$的物体时，机械效率为 $90\%$．下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．拉力 $F_1$的大小为 $450N$

B．用图乙绕法匀速提升 $400N$重物时，机械效率为 $80\%$

C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大

D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度， $F_2$做功少