初中物理能量计算题

2016年9月，世界上最大的“升船电梯”﹣﹣三峡升船机试运行成功。实现了“小船坐电梯”过坝。某次试航时，总质量为3000t的游轮从大坝上由江面驶入升船机的承船厢，随后升船机历时8min将邮轮从海拔高度为156m的上游江面，沿竖直方向运送至海拔高度为60m的下游江面，已知水的密度为1.0×10³kg/m³。

（1）求游轮下降的平均速度大小；

（2）若游轮驶入承船厢后，箱内水深为5m，求承船厢底部受到水的压强。

（3）求游轮下降过程中，油轮重力做的功及功率。

东风悦达汽车是我市最大的汽车生产企业。该厂某型号车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶50km，受到的阻力是1.0×10³N，消耗燃油4×10^－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×10³kg/m³，热值q＝4×10⁷J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功。
（2）已知热机效率（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

以汽油为燃料的助动车，由于燃烧不充分和对环境造成污染等原因。已逐步被电动自行车取代（如图）下表是泰州飞龙电动自行车整车技术性能的一些数据。

最高车速	6m/s
一次充电持续里程	50km
一次充电贮存的能量	1.8×10^6J
蓄电池电压	36V
骑行最大噪声	≤62dB

⑴请你写出电瓶车在下列使用过程中的能量转化。电瓶充电：________；电瓶放电：_______；电瓶车行驶过程中：_____。
⑵电瓶车与摩托车相比，电瓶车有什么优点？（至少写两点）
①__________________②___________________________
⑶如果电瓶车蓄电池贮存的能量全部用于车辆行驶，当车以6m/s 的速度在水平路面上匀速行驶时，电瓶车的功率是多大？
⑷这种电动车以最高车速行驶时，电路中的电流是多少安?

常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体，，

（1）某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为、密度为的实心物体静止不动，该力的大小是多少？

（2）若机器人在水下处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间，物体竖直上升所需要的动力与物体运动速度的关系如图所示，求：

①物体上升的速度是多少？

②这个过程动力对物体做了多少功？

一辆重为5×10⁴N的汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶，遇到的阻力为车重的0.02，每小时需汽油7kg，汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，求这辆汽车发动机的热机效率。（计算结果保留两位小数）

用装有84g煤油的煤油炉对4kg 13℃的水加热，煤油完全燃烧放出的热量有60%散失，其余被水吸收。在1标准大气压下水温能升高到多少摄氏度？（煤油的热值：4.6×10⁷J/kg）

如图所示是一款电蒸锅的简化电路图，它具有高温和低温两个挡位。高温挡加热功率为 $2000W$。 $R_1$、 $R_2$均为加热电阻丝， $R_2$的电阻为 $72.6\Omega$。求：

（1）电阻 $R_1$的阻值是多少？

（2）电蒸锅低温挡的功率是多少？

（3）若不计热量损失，用电蒸锅高温挡将 $2.5\mathit{kg}$水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${100}^{°}\text{C}$，需要多长时间？ $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂衣服质量为，动滑轮、杆和晾衣架总质量为。小燕同学用力拉动绳子自由端，在时间内使衣服匀速上移，不计绳重和摩擦）求：

（1）绳子自由端拉力的大小；

（2）拉力所做的功；

（3）拉力的功率；

（4）整个过程中机械效率。

小红同学家买了新房，要在阳台上铺设地砖，她仔细测量了阳台地面和某型号地砖的一些数据，结果如下表所示。她家位于离地6米高的三楼，不考虑地砖损坏和铺设时砖与砖之间的缝隙，搬运过程花费了300秒。求：

阳台	长	3米
宽	1.5米
一块地砖	长	0.3米
宽	0.3米
质量	1千克

（1）把所需地砖搬到小红家中所做的功；
（2）搬运过程的功率。

在光滑的水平桌面上有一木块，木块的质量是2千克，现用F=12牛的水平力拉着物体前进0．5米，问：（1）该木块受几个力作用？各是多大？画出力的示意图（2）每个力做的功各是多少？

如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两档功率，挡位可自动调节，其工作过程是：按下开关，自动选择1000W档将汤煮至100℃，然后自动跳至400W档进行保温慢炖，设汤的初温为20℃，质量为3kg，汤的比热容为4.0×10³J/（kg•℃）。求：

（1）若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min，在此过程中汤吸收的热量是多少？电炖锅的效率是多少？

（2）R₁的阻值是多少？

（3）电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理。

小明利用他的玩具电动机进行物理知识的新探究，他先按图把器材连接好后，保持电源电压不变，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，进行了两次实验，并把实验中得到的有关数据记录在下面表格中。


请你参加小明的研究，解答下列问题：
(1)在实验过程中，发生了哪些形式的能量的转化(指出其中的两种)。
(2)计算出第一次实验中，电动机提升重物做的有用功和电动机消耗的电功率。
(3)求出电源电压和滑动变阻器的最大阻值。
（4）第二次实验过程中，滑动变阻器消耗的电能是多少？

用锯锯木头，每分钟拉锯15次，每次移动0.6 m，人拉锯的作用力是150 N，如果拉锯时所做的功有70%转化为内能，那么2 min木头增加的内能是多少？

如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为 $48.4\Omega$，电动机线圈电阻为 $2\Omega$，电源电压 $220V$稳定不变。求：

（1）加热电阻正常工作时的电功率是多少？

（2）在足浴盆中加入体积为 $4L$、初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水，加热电阻正常工作 $420s$，它的电加热效率为 $80\%$，则水的温度会升高到多少摄氏度？ $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为 $0.1A$，按摩 $10\mathit{min}$，电动机线圈产生的热量是多少？

小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动，共用时12s，小明重450N，自行车重250N，轮子与地面的总接触面积是2×10^-3m²，图1是速度V随时间t变化的关系图象，小明在t=7s时刚好到达这段路程的中点，图2是动力F随时间t变化的关系图象。

（1）请问小明骑自行车在水平地面行驶时，对地面的压强为多大？

（2）在7∽12s内，自行车所受的摩擦阻力是多少？自行车克服摩擦阻力做了多少功？此时功率是多少？

（3）自行车在0∽7s内的平均速度是多少？（保留小数点后两位）