初中物理能量计算题

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线．若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），煤的热值约为3×10⁷J/kg．求：

（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率．

质量为 $2.5t$的小型载重汽车，额定功率为 $100\mathit{kW}$，车上装有 $5t$的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.1倍，汽车先以 $10m/s$的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油 $2\mathit{kg}$，然后又以额定功率行驶 $100s$的时间，将砂石从坡底运送到 $50m$高的坡顶施工现场 $(g=10N/\mathit{kg})$，求：

（1） $2\mathit{kg}$的汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值取 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？

（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？

重为2000牛的集装箱，借助5米长的斜面装上2米高的卡车，如图所示．

（1）若不计摩擦，拉力F的大小是多少牛?
（2）若实际拉力F＝1000牛，则该斜面受到的摩擦力为多大？斜面的机械效率是多少?

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃，求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容c＝4.2×10³J／（kg·℃）]
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q＝4.2×10⁷J／kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）

如图所示，斜面长 $s=1.5m$，高 $h=0.3m$。建筑工人将重 $G=500N$的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力 $F=150N$．忽略绳子重力。求：

（1）该过程拉力 $F$做的功；

（2）该装置的机械效率；

（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小。

效率是 30%，水平叉臂面积为1m² 的电动叉车（如图甲），托着重量为 6000N，底面积为 6m2 的货物（如图乙），5s 内从 A 点匀速水平移动到 B 点，再从 B 点匀速竖直提升 10s 到达 C 点，所用时间及各点间距离如丙图所示，求：

（1）A 到 B 过程，货物对叉臂的压强
（2）A 到 C 过程，叉车对货物的支持力做的功
（3）B 到 C 过程，叉车对货物做功的功率
（4）B 到 C 过程，叉车消耗的电能

为了将放置在水平地面上、重G="100" N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10^-2 m²，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：

（1）在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
（2）在1~2s内，拉力F做的功W。
（3）在0~1s内，重物对地面的压强p。

图甲为雯雯家新买的电煲锅，它有加热和保温两种功能。图乙是其简化电路。当S接a时，电煲锅加热；当S接b时，电煲锅保温。已知：电源电压为220V．R₁＝55Ω，加热时总功率与保温时总功率的关系为：P_加热＝5P_保温．[c_米饭＝4×10³J/（kg•℃）]求：

（1）若电煲锅内装有1kg米饭，从12℃加热到100℃，米饭吸收多少热量？

（2）电阻R₂的阻值为多少？

（3）若电煲锅的热效率为80%，加热这些米饭需要多长时间？

如图所示的电动观光车，有关技术参数如下表。根据技术参数，求解下列问题：

空车质量1180kg	电动机额定功率4kW
满载乘员11人	电动机效率80%
满载时轮胎与地 接触面积4×250cm^2	最大车速45km/h

 
（1）设乘员质量均为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半小时对外做了多少功？若这一过程中，观光车以36km/h的速度沿水平路面匀速行驶，求车在行驶过程中受到的阻力。

为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如图所示某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共 $3000\mathit{kg}$所受阻力为总重力的0.01倍。在 $40s$时间内匀速直线行驶 $400m$，共消耗天然气 $0.025\mathit{kg}$（天然气完全燃烧，其热值为 $6.4\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g=10N/\mathit{kg})$。针对此次行驶过程，求：

（1）汽车对地面的压强；

（2）汽车的功率；

（3）汽车发动机的效率。

如图所示，小强沿着斜坡进行晨跑。已知小强体重500N，单只脚与地面的接触面积为125cm²，他用50s的时间跑完长为200m、高为10m的斜坡。

求：（1）小强的平均速度是多少？

（2）小强克服重力做功的功率是多少？

（3）小强晨跑结束后双脚站在水平地面上，对地面的压强是多少？

某电水壶铭牌上的一些数据如表格所示：

（1）电水壶正常工作电流是多大？（结果保留1为小数）

（2）如果将电水壶装满后，把20℃的水烧开，水吸收热量是多少？（1标准大气压）[C_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

（3）该电水壶正常工作时，烧开一壶水需要10min，电水壶的加热效率是多少？

容量	1.5L
额定电压	220V
加热功率	1000W
频率	50Hz

在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有 ${20}^{°}\text{C}$、质量为 $100g$的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精 $3g$。 $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，酒精的热值为 $3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。

（3）科学研究表明： $1g{100}^{°}\text{C}$的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收 $2.26\times {10}^{3}J$的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了 $5g$，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。

一个重260N的涂料桶放在水平地面上，涂料桶与地面的接触面积为0.1m²，工人用如图所示的滑轮组，在20s内将涂料桶提高了5m，工人对绳子自由端施加的拉力F为150N．试求：

（1）涂料桶放在水平地面上时，对地面的压强是多少？

（2）拉力F所做的功是多少？

（3）拉力F做功的功率是多少？

用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭。水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），焦炭的热值是3.0×10⁷J/kg。试求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量是多少？

（3）炉子烧水的效率是多少？