初中物理能量试题

某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物 $G_1=150N$时，人竖直向上拉绳的力为 $F_1$，人对高台的压强为 $p_1$；第二次他匀速提升另一重物 $G_2=270N$时，人竖直向上拉绳的力为 $F_2$，人对高台的压强为 $p_2$．两次物体匀速上升的速度均为 $0.5m/s$，人的重力 $G_{人}=500N$，且 $p_1:p_2=14:15$．求：

（1）若人的双脚与高台的总接触面积为 $4\times {10}^{-2}{m}^2$，当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强；

（2）第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率；

（3）第二次提升重物时，滑轮组的机械效率。

武都引水工程被誉为“第二个都江堰”，具有防洪、灌溉、生态环保、国土资源保护、工业生活供水、旅游以及发电等综合利用功能的大型骨干水利工程。作为武引一期工程的骨干屯水库 $--$沉抗水库位于绵阳市的游仙区沉抗镇境内，距离绵阳市区15公里，现已成为绵阳的著名旅游景点“仙海风景区”。作为二期工程内容的武都水库位于我市江油武都镇的涪江干流上。总库容5.72亿立方米，碾压混凝土大坝高120米，设计控灌面积228万亩。武都电站是依托武都水库兴建的坝后式电站，装有三台机组，总装机容量15万千瓦 $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$。

①若电站实际年平均发电量为6.1亿 $\mathit{kW}\cdot h$，电力系统吸收的有效电量为5.745亿 $\mathit{kW}\cdot h$，其中电厂用电 $0.5\%$，出厂后专用输变电损失 $1\%$，按平均上网电价0.28元 $/\mathit{kW}\cdot h$计算，电站年收益多少亿元？（保留三位数）

②若电站水面落差（水面与发电机之间的高度差）为 $80m$，按装机容量满负荷发电，发电机机械能转化为电能的效率为 $75\%$，水的流量 $Q$为多少？（流量 $Q:$单位时间内流过截面积的体积）

③仙海中学兴趣小组在仙海湖面上做实验，用一机动船拖拉一无动力的木船以 $1.5m/s$匀速前进，机动船的质量为 $2\times {10}^3\mathit{kg}$，内燃机功率为 $170\mathit{kW}$，木船下部都可以视为长方体，底面面积为 $12m^2$，吃水深度 $0.4m$，两船受到的阻力都是船重的0.5倍，机动船的内燃机效率是多少？

如图所示，甲用 $90N$的拉力，乙用 $50N$的推力，在 $30s$内共同使一辆小车从一个倾角为 $30°$长为 $60m$的斜坡底端匀速运动到顶端。甲乙二人对小车做功　   $J$，甲对小车做功的功率为　　 $W$。

一辆质量为 $1.4\times {10}^4\mathit{kg}$的小型压路机，以 $2\mathit{km}/h$的速度在路面上匀速行驶。在施工时可以等效为每次钢轮以 $2.5\times {10}^{5}N$的恒力垂直作用在路面上，下压路面的距离为 $1\mathit{mm}$，钢轮每秒钟压路25次。下列判断中正确的是 $(g=10N/\mathit{kg})($　　 $)$

A．压路机静止时对水平路面的压力是 $1.4\times {10}^{4}N$

B．压路机在 $5\mathit{min}$内通过的路程是 $200m$

C．压路机在 $1\mathit{min}$内对路面做功是 $3.7\times {10}^{5}J$

D．压路机在 $1\mathit{min}$内对路面做功功率是 $6.25\times {10}^{3}W$

关于能量的转移和转化，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．热量可以从低温物体转移到高温物体

B．能量转移和转化没有方向性

C．电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用

D．汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车

据统计，全国发生的车祸中有超过半数以上是超速、超载引起的。我市加大了道路交通安全监控管理力度，将“区间测速”座位判断是否超速的依据之一。所谓的“区间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速即被判为超速。若监测点 $A$、 $B$相距 $18\mathit{km}$，全程限速 $40\mathit{km}/h$，由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过监测点 $A$、 $B$的速度分别为 $30\mathit{km}/h$和 $456\mathit{km}/h$，通过 $A$、 $B$两个监测点的时间为 $20\mathit{min}$。问：

（1）按“区间测速”标准判断该货车在 $\mathit{AB}$段行驶是否超速？

（2）按照规定，载货车车轮对地面的压强超过 $7\times {10}^5\mathit{Pa}$即被判为超载。该型号货车部分参数如表所示。其中表中参数计算，该货车在不超载的情况下，在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少？ $({\rho }_{沙}=2.0\times {10}^3\mathit{km}/m^3$，取 $g=10N/\mathit{kg})$

（3）该货车在某路段平直公路上运动 $60s$的速度 $-$时间图像如图所示，这段时间内发动机完全燃烧柴油 $0.2\mathit{kg}$，已知发动机的效率 $\eta =40\%$，柴油的热值 $q=4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则货车在这段时间内运动受到的阻力为多大？

货车自重	$5\times {10}^{4}N$
轮胎触地总面积	$0.3m^2$
车厢容积	$10m^3$

如图甲所示，用弹簧测力计竖直向上缓慢提升静止在水平桌面上的钩码，弹簧测力计的示数 $F$与弹簧测力计的零刻度线 $A$点上升高度 $h_A$之间的关系如图乙所示。则钩码的重力大小为　　 $N$；当弹簧测力计的示数是 $1.5N$时，钩码受到的合力大小是　　 $N$．从开始提升到 $h_A=30\mathit{cm}$的过程中，弹簧测力计的拉力对钩码做功为　　 $J$。

如图所示，用滑轮组提升重物时，用大小为 $F_1$的拉力将重 $400N$的物体在 $10s$内匀速提升了 $2m$，已知动滑轮重为 $100N$（不计绳重和摩擦），则滑轮组的机械效率为　　 $\%$，拉力 $F_1$做功的功率为　　 $W$，如利用该装置使该物体沿竖直方向匀速下降时，绳子自由端的拉力为 $F_2$，则 $F_1$　　 $F_2$（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$。

如图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化为塞子的　机械　能，这个能量转化过程与汽油机工作时　　冲程的能量转化过程一样，汽油机工作过程中需要用水来冷却发动机以确保其正常工作，这是利用了水的　　大的特点。

如图所示，将一小钢球从 $a$点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过 $b$点到达最高点 $c$时速度为零，图中 $h_{\mathit{ab}}=h_{\mathit{bc}}$，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．小钢球在 $\mathit{ac}$段重力势能的增加量与动能的减小量相等

B．小钢球运动到最高点 $c$时所受的合力为零

C．小钢球在 $\mathit{ab}$段克服重力做功小于在 $\mathit{bc}$段克服重力做功

D．就 $a$、 $b$、 $c$三点而言，小钢球在 $a$点具有的机械能最大

下列生活中的物理现象，判断正确的是 $($　　 $)$

A．电磁起重机能够起吊很重的钢材。是利用了电流的磁效应

B．额定功率相同的电吹风和电熨斗正常工作相同的时间，产生的热量相等

C．一个带正电的甲物体能够吸引乙物体，则乙物体一定带负电

D．额定功率为 $1\mathit{kW}$的用电器工作 $1h$，消耗的电能一定是 $1\mathit{kW}·h$

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 $8\mathit{kg}$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 $4\mathit{min}$内完全燃烧了 $1.4\mathit{kg}$的煤，水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，煤的热值约为 $3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，求：

（1）经过 $4\mathit{min}$时间加热，水所吸收的热量。

（2）煤炉烧水时的热效率。

近年以来，安宁河谷地区大力发展风力发电，风力发电的过程中涉及到的能量转化说法正确的是 $($　　 $)$

A．太阳能转化为电能B．电能转化为风能

C．水能转化为电能D．风能转化为电能

如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面 $F=200N$的推力，将质量为 $30\mathit{kg}$的物体在 $5s$时间内匀速推到 $1m$高的平台上，斜面长 $s=2m$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$则 $($　　 $)$

A．推力的功率为 $40W$B．斜面的机械效率为 $75\%$

C．推力做的总功 $300J$D．斜面对物体的摩擦力 $100N$

下列关于能量的说法正确的是 $($　　 $)$

A．汽车发动机的做功冲程将机械能转化为内能

B．水力发电是将化学能转化为电能

C．人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中，动能减小，势能增大

D．人造卫星展开太阳电池板，把太阳能转化为电能提供给卫星上的用电器