初中物理能量试题

节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表：

空车质量	$1380\mathit{kg}$	最大功率	$100\mathit{kW}$
轮胎与地面总接触面积	$0.032m^2$	最高时速	$120\mathit{km}/h$
电池容量	$42\mathit{kW}·h$	最大续行里程	$260\mathit{km}$

假如汽车上只有司机一人，质量为 $60\mathit{kg}$，汽车以 $60\mathit{km}/h$的速度匀速行驶 $36\mathit{km}$，耗电 $9\mathit{kW}·h$，汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍。 $g=10N/\mathit{kg}$，试问：

（1）电动机的工作原理是　              　（选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”）电动汽车前进和倒退是通过改变　          　来改变电动机的转动方向的。

（2）电动汽车对水平地面的压强是多少？

（3）电动汽车牵引力所做的功是多大？

（4）电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？

给手机快速充电的过程，主要是将电能转化为　　能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流　　的方式，增大了物体的内能。

一个标准大气压下，将质量 $1.0\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到沸腾，水吸收的热量是　　 $J$．小明家天然气热水器的热效率是 $84\%$，他某次洗澡，耗水 $40\mathit{kg}$，自来水进热水器的温度是 ${24}^{°}\text{C}$，出热水器的温度是 ${40}^{°}\text{C}$，小明这次洗澡消耗天然气　　 $m^3$．已知水的比热容是 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值是 $3.2\times {10}^{7}J/m^3$。

如图所示，是某型号的爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关 $S_1$时， $R_1$加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关 $S_2$时， $R_2$保温，防止爆米花变凉；爆米花机的铭牌如表所示。 $\left[c_{\mathit{玉米}}=1.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{Kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

额定电压	$220V$
加热功率	$200W$
保温功率	$22W$
电动机功率	$40W$

（1）将 $100g$、 ${20}^{°}\text{C}$的玉米加热到 ${300}^{°}\text{C}$成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量；

（2）电阻 $R_1$发热，把 $100g$、 ${20}^{°}\text{C}$的玉米粒加热成为爆米花，需要用时 $5\mathit{min}$，求 $R_1$的加热效率。

（3）求保温电阻 $R_2$的阻值。

用一个动滑轮在 $5s$内将一重为 $300N$的物体匀速向上提升 $3m$，动滑轮的机械效率是 $75\%$，则拉力大小为　     　 $N$，若忽略绳重与摩擦，动滑轮的重力为　　 $N$。

如图所示，是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景，此现象说明力能改变物体的　　，台球在桌面上滚动的过程中，球杆对台球　　（选填“做功”或“不做功” $)$。

2021年5月15日，"天问一号"火星探测器所携带的祝融号火星车成功着陆火星，实现了中国航天史无前例的突破。着陆前，祝融号与环绕器分离。分离后，环绕器飞行在距火星最近200余km、最远12000余km的大椭圆轨道上，在地球和祝融号之间提供信号中继服务，当它从距火星200余km向12000余km运行的过程中，能量的转化情况是 　    　转化为 　    　（均选填"动能"或"势能"）。祝融号时刻跟随火星自转，依靠太阳能进行工作，它跟随火星自转时，相对于地球是 　    　（选填"运动"或"静止"）的。目前人类已知火星表面引力约为地球的38%，假设未来人类登上了火星，某质量为100kg的运动员站在火星的水平表面上，鞋底与火星表面的总接触面积为500cm ²，则站在火星上的运动员对火星表面产生的压强为 　    　Pa。

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