初中物理能量计算题

小明家的小汽车如图甲所示，他查阅了说明书上的有关参数：

汽车总质量    600 kg	额定功率  90kW
每个轮胎与地面的接触面积  50cm^2	百公里耗油量  10L
汽油密度  O.75×10^3kg／m^3

请根据有关参数求解下列问题．（g取10 N／kg）
（1）小汽车行驶100 km，它的耗油量为多少千克?
（2）小汽车静止在水平路面上时，它对路面的压强多大?
（3）若小汽车以恒定的额定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示。则在0—5s时间内，小汽车发动机做了多少功？ 小汽车运动过程中受到的阻力多大？
（4）小明观察到汽车尾部安装有丙图所示的装置，爸爸告诉他这叫气流偏导器，当汽车快速行驶时，能提高汽车的抓地性能，保证行车安全。小明听后一头雾水，你能运用物理道理帮他解释清楚吗？   

小林同学家新买了一台电热水器，说明书的部分内容如表所示。小林按说明书要求给热水器装满水，通电50 min，观察到热水器上温度计示数由23℃上升到45℃，已知水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）。求：

额定电压  220V 额定频率  50Hz 输入功率  1600W 水箱容积  50L 生产编号 ××

（1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少?
（2）电热水器加热过程中消耗的电能是多少?
（3）比较（1）、（2）两问计算结果， 你认为违背能量守恒吗? 为什么?

阅读短文，回答问题
清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。

清洗机的铭牌
型号	CC5020	额定压强	5×10^6Pa
电源	220V/50Hz	额定流量	20L/min
额定功率	2.2KW	防护等级	IP25

（1）你认为该清洗机动力设备的主要原理与下图中的    相同。

（2）若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水多少kg？清洗机对水做的功是多少J？
（3）该清洗机正常工作时的效率是多少？

一辆汽车以25m/s的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机产生的牵引力为1000N，效率为30％，一次行程为250km，汽油的热值为4．6×10⁷ J／kg。求：
（1）在这次行程中汽车发动机所做的功是多少J？
（2）汽车至少要加多少kg汽油？

电动自行车因为具有轻便、快捷和低碳环保等优点，所以受到许多人的喜爱．下表是小亮购买的某型号电动自行车的一些数据：

质量m/kg	30
行驶时轮胎与地面接触的总面积S/m2	8×10^-3
工作电压U/V	36
骑行时的平均阻力f / N	20

若小亮的质量是70kg，他骑车时在5min 内匀速行驶了1.8km，求：
（1）该电动自行车的运动速度；
（2）小亮在水平地面上骑车时，车对地面的压强（取g=10N/kg ）；
（3）该电动自行车在5min内克服阻力所做的功．

“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图9所示.一辆正在运送一座“海宝”的汽车以30m／s的速度在平直公路上匀速行驶，行驶30min后到达目的地.已知汽车受到的阻力为2000N，“海宝”（材质均匀、实心）的质量为3.0×10³ kg，体积为2m³，与水平车厢的接触面积为1m²（g＝10N／kg）.求：

（1）海宝的密度；
（2）海宝对水平车厢的压强；
（3）汽车行驶30 min牵引力所做的功；
（4）汽车牵引力做功的功率.

如图所示是家庭中常用的电吹风，其主要是由电动机和电热丝组成的，当电动机单独工作时吹出冷风，当电动机和电热丝同时工作时吹出热风。物理小组的同学们收集到某型号电吹风的相关信息如下表：

××电吹风
额定电压	220V
电热丝额定功率	400W	电动机额定功率	20W

（1）电热丝的电阻是多少？
（2）经测试，该电吹风正常工作的情况下吹热风时，在180s时间吹出了1.28kg热空气，这些热空气具有3240J机械能，温度升高了45℃。此电吹风的能量转化效率是多少？
（结果保留整数）【空气的比热容c_空气=1.0×10³ J/(kg·℃)】
（3）根据电吹风工作特点和安全用电原则，同学们设计了如图所示的三种电吹风电路图。你认为哪个符合实际情况？请说明理由。

如图所示是小明家新购买的小轿车。已知轿车的质量为800kg，轮胎与地面总接触面积约为0.1m²，请你计算：

(1)静止的小车对水平地面的压强多大?(g取10N／kg)
(2)小明的爸爸驾驶新车在水平公路上沿直线匀速行驶2km，用了100s。如果该车匀速行驶时的牵引力是2000N，求此过程中牵引力所做的功和功率各是多大?
(3)行驶的车辆对环境产生哪些污染(至少写出一条)?请你提出一条合理的建议。

上海国际一级方程式赛车场呈“上”字造型，赛道总长约5.4公里，拥有14个不同转弯半径的弯道和9种不同组合的赛道。赛车比赛中，车手要不断改变赛车的速度和运动方向。赛车比赛精彩激烈、难度大、科技含量高。
（1）为了保证比赛的安全，赛场安排了巡警，如图是巡警所用的某品牌电动巡逻车，其主要技术参数如表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，设该电动机能把电能全部用来牵引巡逻车克服阻力做功。总质量为220kg的四名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min。求：

①电动机消耗了多少电能？
②巡逻车通过了多少路程？
③若轮胎与地面的总接触面积是9×10^-2m²，巡逻车停止时，人和车对地面的压强是多大？（g取10 N/kg）
（2）赛车运动对汽车工业的促进作用很大，为节约能源．目前汽车刹车器均采用油压制动。油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费。现有一种汽车再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量。将汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率。从能量转化的角度看，汽车再生制动器相当于          。（电动机/汽油机/发电机）
（3）某次测试过程中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能E_k，作出E_k-s图像，如图。可以看出，开启再生制动器进行测试的图线是①、②中的_______，该次测试中储能效率为______。

如图所示为某景区的电动观光车，

有关技术参数如下表：

空车质量	omkg	电动机额定功率	5kW
满载乘员（含驾驶员）	11人	电动机额定电压	72V
满载时轮胎与地接触面积	4×250cm	最大车速	28km/h
电动机效率	80%	平路续驶里程	≤80km

根据上表的技术参数，求：
（1）设乘员和驾驶员的质量均为60kg，求满载时车对水平路面的压强。
（2）电动机以额定功率工作15min消耗多少电能？
（3）由表可知，电动机效率为80%，即消耗的电能中有80%的能量用于电动机对外做了功，若电动机以额定功率工作15min的过程中，观光车以18km/h的速度沿水平路面匀速行驶，求该车在行驶过程中受到的阻力。

在新农村建设中，为解决村民饮用水，政府和村民共同兴建了一批蓄水池。吕兵家二楼顶上的蓄水池长3 m，宽2m，高1 m，楼房每层高3 m。求：
（1）水池最大储水质量是多少？
（2）若这些水是从深2m的井中抽上来的，水泵至少做多少功？
（3）若要求一次灌水的时间不能超过8 min，他家所购水泵的功率至少要多大？

如图甲是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为20N。某次操作中，将重423N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。细绳的质量忽略不计。

求：（1）拉力F做功的功率；
（2）利用该装置提升泥土的机械效率；
（3）在提起泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。

如图所示，一个质量60kg的物块，通过滑轮组在25N拉力作用下作匀速直线运动，在
水平方向前进0.5m用时2s，已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍，(不计绳重和滑轮摩擦)。求：
 
（1）该滑轮组的有用功是多少？ （2）该滑轮组的机械效率是多少？(3)拉力F做功的功率是多少？

右下表为一台家用饮水机的铭牌，每次饮水机内胆装满水的质量是1 kg，正常工作10min时可将30℃的饮用水加热到100℃，（水的比热容c=4.2×10³J/(kg·℃)求

小天鹅饮水机
额定电压	220V
额定 功率	加热档	1000W
保温档	50W
内胆（每次加热的水量）容积	1000ml

（1）每次加热过程水吸收的热量。
（2）饮水机每次正常工作，把水烧开消耗的电能是多少？
（3）此饮水机正常工作时的热效率是多少？

小明家新安装了一台太阳能热水器，装了500 kg水，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．
问：(1)在这4h内水吸收了多少热量?(2)若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭?
[水的比热容C_水＝4.2×10³J/(kg·℃)、焦炭的热值q＝3.0×10⁷J/kg]