初中物理能量计算题

2017年5月23日，"蛟龙"号载人潜水器在世界最深处的马里亚纳海沟首潜告捷，如图所示，若将"蛟龙"号下潜看作直线运动，它在2h内下潜4km，"蛟龙"号重2×10 ⁵N，海水的密度取1×10 ³kg/m ³．"蛟龙"号在下潜的过程中，求：

（1）它下潜的平均速度；

（2）它所受重力做功；

（3）它到达4km处受到海水的压强。

"共享单车"普及后。王老师由原来开汽车上班改成骑"共享单车"上班，如图所示的"共享单车"，它具有GPS定位功能，方便人们用手机寻找到附近"共享单车"的具体位置，它的前货仓底板是一个太阳能电池板，为GPS功能供电。

（1）太阳能电池板工作时，把光能转化为 　 　能。GPS工作是靠 　 　来实现定位的。

（2）王老师上班骑车的平均速度为15km/h，骑行时间为20min，比以前开汽车走相同的路上班要减少二氧化碳排放多少千克？（王老师开汽车上班的油耗为10L/100km，燃烧IL汽油要排放二氧化碳2.4kg。）

小芳给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求

（1）此时足浴器的工作电流。（计算结果保留一位小数）

（2）足浴器装入最大容量初温为25℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量。[C _水＝4.2×10 ³J/（kg•℃）]

（3）上述加热过程用时15min，该足浴器热效率。

（4）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图象如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴1小时，求这次足浴给水加热消耗的电能。

三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后，可以竖直升降，大大缩短船只过坝的时间，为了确保运行的安全性，工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船厢的方式。"水力浮筒式"也是其中一种受到广泛关注的升降船厢方式，下图是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时，竖井中水位下降，两个相同的浮筒也随之下降，船厢就会上升；反之船厢就会下降。

已知船厢装满水后船厢和水的总质量为1.55×10 ⁷kg，每个浮筒的质量为1.8×10 ⁷kg，求：

（1）若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行100m，则重力对船厢和船厢里的水做的功共是多少J？

（2）当质量为2×10 ⁶kg的船只驶入装满水的船厢，船厢上升到与上游水位相平时（即图中所示位置），进水阀、排水阀都关闭，此时每个浮筒排开水的体积是多少m ³？（不计钢绳和滑轮的重力及摩擦）。

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。

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？

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。

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）

2016年6月28日，备受关注的南宁地铁1号线东段将进入试运行阶段。若南湖站到金湖广场站的路程为380m，地铁1号专用列车从南湖站到金湖广场站的运行时间约为40s，列车牵引力约为2×10⁴N．求这段路程中：

（1）列车行驶的平均速度；

（2）列车牵引力所做的功。

如图所示，叉车在10s内将质量为2t的平桂大理石沿竖直方向匀速提升了1m，发动机所做的功是5×10⁴J，求：

（1）大理石在10s内被提升的平均速度是多少m/s。

（2）叉车支持力对大理石做的功是多少J？

（3）叉车提升大理石的功率是多少W？

（4）叉车提升大理石的机械效率是多少？

小华到商厦看到载货电梯后，对其结构和工作原理产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到，电梯是通过电动机带动钢丝绳，利用滑轮组来提升货物，其机械部分结构如图甲所示，某次工作电梯在25s内将质量为500kg的重物匀速提升15m，电动机对钢丝绳的拉力为F＝3×10³N，为了安全，电梯设置有超载自动报警系统，其控制电路工作原理如图乙所示，已知电源电压U＝8V，保护电阻R₁＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R₂的阻值随压力F大小变化如图丙所示，求：

（1）提升物体的有用功率；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于多少N？

随着生活水平的提高，新型智能扫地机器人逐步进入普通家庭，如图是某型号扫地机器人，该机前置大半径旋转式双边刷，中设V型滚刷，后置拖布，集扫卷拖于一体，高效干净；还具有定时预约清扫、智能远程操控、智能回归充电等功能，其铭牌上的部分参数如下表，请解答下列有关问题。

工作电压	15V
额定功率	30W
电池容量	2000mAh
充电时间	5h
平均速度	0.3m/s

（1）扫地机器人持续正常工作0.5h通过的路程是多少？

（2）扫地机器人正常工作时的电流是多大？

（3）如图乙所示，当机器人检测到电池容量低至5%时会自动返回充电，此时机器人剩余的电能是多少？

（4）若返回过程中剩余电池容量的20%用于克服阻力做功，机器人离充电座距离为60米时恰好能顺利返回充电，则返回过程中受到的阻力是多大？

电动车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，表1是某厂家生产的电动车的主要参数，测试员还做了其他参数的测试。

测试一：一次性充满电后，在相同的路面、不同负重情况下连续行驶的最大里程数s_m，结果如表2。

表1：

整车	整车质量	40kg
	最高车速	30km/h
蓄电池	蓄电容量	0.55kW•h
电动机	额定电压	48V
	额定功率	240W

表2：

负重（kg）	60	80	100	120
sm（km）	28	25.8	23.3	20.5

测试二：电动车一次性充满电后连续行驶直至储存电能将耗尽的过程中，在同样的路面，行驶里程s对电动机牵引力F的影响，得到的图象如图所示。

根据以上数据求：

（1）电动车以6m/s速度匀速行驶100s的路程。

（2）由表2数据反映的现象，其原因是　　。

（3）在测试二中电动车的蓄电池所储存的能量剩余量低于10%后电动车已无法连续行驶，此时行驶里程为30km，求这次测试中该电动车的效率。

在水平地面上，用50N的水平拉力拉着重为100N的小车匀速前进10m，所用时间为20s，求这一过程中：

（1）小车的速度；

（2）拉力所做的功；

（3）拉力做功的功率。