初中物理能量计算题

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。

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？

电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐．某型号电动自行车的主要技术参数如右表所示．

（1）小明质量为60kg，重力为多大?（g取10N／kg）
（2）小明骑上电动自行车行驶时两轮胎与地面的接触面积共为1．0×10^－2m2，那么此时车对地面的压强多大？（g取10N／kg）
（3）在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N．若行驶速度为7m/s，则5s内动力对自行车所做的功是多少?电动自行车的效率是多大? （2+2分）

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______。

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？

水资源的缺乏越来越成为社会关注的热点，很多企业都通过污水处理来节约生产用水。我市某企业在生产系统中每使用100吨水，就有96.2吨来源于处理后的循环水，补充的水仅3.6吨，问：

（1）每使用100吨水，所补充新水的体积为多少？

（2）使用抽水机将这些补充的新水抽到比原来高10米的蓄水池中需用50秒，则抽水机对这些水所做功是多少？（g＝10N/kg）

（3）抽水机工作时两端的电压为380V，通过的电流为25A，则抽水机的效率是多少？

一辆小轿车质量为1.8t，四个轮子与地面的总接触面积为1000cm²．小轿车在水平路面上做匀速直线运动，2.5h行驶了225km，该车的发动机的额定功率为20kw，（g＝10N/kg，q_汽油＝4.5×10⁷J/kg）求：

（1）小轿车静止时对地面的压强；

（2）轿车在这次行驶过程中受到的牵引力；

（3）若汽油完全燃烧产生的热量的25%转化为车运动时的机械能，则这次行驶中要消耗多少kg的汽油？

一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其ν﹣t图象如图所示，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：

（1）在0～10s内汽车的平均速度；

（2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4000N那么在10～20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？

（3）若发动机的转化效率为80%，则10～20s内燃烧了多少千克汽油？（已知汽油的热值大约为5×10 ⁷J/kg）。

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？

空难事故发生后，为了找到事故原因，救援人员到现场后，总会寻找被誉为“空难见证人”的黑匣子。某架飞机的黑匣子质量 $30\mathit{kg}$，是一个长 $0.5m$，宽 $0.1m$，高 $0.2m$的长方体，现沉在距海面 $30m$的海底（黑匣子未与海底紧密接触），搜救人员将其匀速托出海面后依然完好，为破解事故真相提供了最有力的证据。根据以上信息请计算 $({\rho }_{\mathit{海水}}$近似取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少？

（2）黑匣子在海水中浸没时受到的浮力是多大？

（3）搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了多少功？

2020年是全面建成小康社会目标的实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。

（1）要将2kg初温为20℃的一壶水恰好加热到100℃，需要吸收多少热量？

（2）若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？[天然气热值为4.2×10 ⁷J/m ³，水的比热容为4.2×10 ³J/（kg•℃）]

如图所示是某款电热水壶及相关信息表。现在该水壶内装入1L、初温为20℃的水，放置在水平桌面上。接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开。求：

额定功率	1000W
自重	5N
与桌面接触面积	200cm ^2

（1）装入水后水壶对桌面的压强；

（2）水吸收的热量；

（3）此电热水壶在额定电压下正常工作7min可将1L水烧开，试计算该电热水壶的加热效率。[c _水＝4.2×10 ³J/（kg•℃），g＝10N/kg]

如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为 $4t$，体积为 $1m^3$。 $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（1）物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；

（2）物体下表面与水面距离为 $3m$时，求物体下表面所受水的压强；

（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；

（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为 $9\mathit{kW}$、对绳子的拉力为 $1.5\times {10}^{4}N$，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到 $0.1\%)$。

运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为80kg。只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的速度---时间图线如图所示。

（1）人在前50s内下落了2100m，求这段时间内人的平均速度。

（2）人在前30s内下落了1500m，求这段时间内人所受重力做的功和功率 （ g=10N/kg ）

（3）从第10到第30s这个过程中，人的动能、重力势能、机械能是如何变化的？

（4）人在第30s时所受空气阻力 　 　第50s时所受空气阻力（选填"大于"、"等于"、"小于"）。

如图所示，质量为960kg、底面积为0.5m ²的石材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A，使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m，水平拉力F＝500N，不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10N/kg。求：

（1）A对水平地面的压强；

（2）A在运动过程中受到摩擦力的大小；

（3）拉力F的功率。