初中物理能量试题

图甲为小阳家的电热水瓶，图乙是其电路原理图， $R_1$和 $R_2$为阻值不变的电热丝， $R_1=44\Omega$， $R_2=1166\Omega$， $S_1$为温控开关，可以实现“加热”和“保温”态的转换。为了测量电热水瓶的实际电功率，小阳找来了一块标有“ $2000\mathit{revs}/(\mathit{kW}·h)$”字样的电能表，在电热水瓶中加入 $1L$温度为 ${20}^{°}\text{C}$的水后，把它单独通过电能表接入家庭电路中，将水加热到 ${56}^{°}\text{C}$，用了 $3.5\mathit{min}$。小阳根据电能表的参数和转盘转数，计算出电热水瓶的实际电功率为 $900W$（水的比热容 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right))$。

求：（1）水吸收的热量是多少？

（2）电热水瓶正常工作时保温功率是多少？

（3）在给水加热的过程中，电能表的转盘转了多少转？

（4）电热水瓶的加热效率是多少？

某旅行车满载时总质量为 $8t$，车轮与地面接触的总面积为 $0.4m^2$．求：

（1）旅行车满载静止在水平地面上，对地面的压强是多少？

（2）如果在某路段，旅行车牵引力的功率恒定为 $72\mathit{kW}$，当它以 $108\mathit{km}/h$的速度匀速行驶时，受到的阻力是多少？

（3）2020年的年底，朝阳至北京的高铁将开通，该段铁路线长约 $450\mathit{km}$，若高铁列车全程以 $360\mathit{km}/h$的最高设计速度行驶时，受到的阻力为 $1.4\times {10}^{5}N$，则列车从朝阳到北京需要多少小时？列车要克服阻力做多少功？

图中是一辆满载防疫物资的货车，货车满载时，车轮与水平地面接触的总面积为 $1m^2$，对地面的压强为 $5\times {10}^5\mathit{Pa}$．货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥限重 $55t$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，柴油的热值 $q=4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（1）请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过这座桥。

（2）货车以 $20m/s$的速度在平直公路行驶，发动机的输出功率为 $200\mathit{kW}$，求货车受到的阻力。

（3）若货车发动机的效率为 $40\%$，以 $20m/s$的速度在该平直公路上行驶 $17.2\mathit{km}$，消耗柴油的质量是多少？

小鹏家购买了一箱重 $960N$的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高 $9m$，用时 $3\mathit{min}$，若滑轮组的机械效率为 $80\%$（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是 $($　　 $)$

A．绳子自由端移动的速度为 $0.05m/s$

B．做的有用功为 $8640J$

C．拉力为 $240N$

D．拉力的功率为 $48W$

足够长的光滑水平面上，有10个相同的小球沿着直线等间隔均匀分布，总长度为 $l$，并以相同的速度 $v_0$向右运动。如图甲所示，在小球的正前方有一“加速带” $\mathit{AB}$，当小球从左端 $A$进入加速带后在水平恒力作用下被加速，直至从右端 $B$离开，小球经过加速带前后速度的变化情况如图乙所示，已知1号球刚从 $B$端离开时，4号球刚好从 $A$端进入，不考虑球的大小，请解答下列问题。（结果用已知物理量的字母表示）

（1）小球在加速带上运动的时间 $T=$　　。

（2）最终10个小球分布的总长度 $L=$　　。

（3）已知小球在加速带上运动的平均速度为 $2v_0$，所受水平恒力为 $F$，试求加速带对10个小球做功的总功率 $P$。

如图是小孩通过竖直吸管喝饮料的情景，忽略杯中液面的变化，当管内液面被缓慢吸起并上升 $h$时，吸管内、外的气压差为　　。小孩至少需要做功　　。已知饮料的密度为 $\rho$，吸管的横截面积为 $S$， $g$为已知常量。

据报道，我国正在建造的第二艘国产载人航母将安装弹射器。航母弹射器能推动舰载机增大起飞速度，缩短滑跑距离。舰载机弹射起飞有蒸汽弹射和电磁弹射两种，从能量转化的角度看，它们工作时 $($　　 $)$

A．蒸汽弹射是将内能转化为机械能

B．蒸汽弹射是将机械能转化为内能

C．电磁弹射是将电能转化为机械能

D．电磁弹射是将机械能转化为电能

一台电风扇通电后电流 $I$随时间 $t$变化的图象如图所示，电流稳定后正常工作，设它正常工作一段时间线圈产生的热量为 $Q_1$．后因机械故障叶片停止了转动，仍通电相同时间，线圈产生的热量为 $Q_2$．忽略温度对电阻的影响，则 $($　　 $)$

A． $Q_1=Q_2$

B． $Q_1>Q_2$

C． $Q_1<Q_2$

D．条件不足，无法比较 $Q_1$和 $Q_2$的大小

如图，一顾客用一水平恒力 $F$将购物车从粗糙斜坡的底端匀速推上顶端，斜坡长 $s$，高 $h$，购物车（含车上物品）重 $G$，在这过程中，水平推力做的功为 $($　　 $)$

A．0B． $\mathit{Fs}$C． $\mathit{Gh}$D． $F\sqrt{s^2-h^2}$

我市为了净化市区空气，环卫工人每天定时驾驶洒水车对市区道路洒水（如图）。下表是该洒水车的相关数据。已知水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，请根据题意回答下列问题：

空车质量	水罐容积	装满水时车轮与地面的总接触面积	额定功率
$6t$	$3m^3$	$0.6m^2$	$100\mathit{kW}$

（1）该洒水车装满水时对地面的压强为多少？

（2）若水罐内有一漂浮的物体，浸入水中的体积为 $1.5\times {10}^{-2}{m}^3$，则该物体受到的浮力和重力各为多大？

（3）该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶 $2000m$用时 $4\mathit{min}$，试计算此过程汽车所受到的牵引力大小。

如图，用滑轮组提升重物时，重 $400N$的重物在 $10s$内匀速上升了 $1m$。已知拉绳子的力 $F$为 $250N$，则提升重物的过程中 $($　　 $)$

A．绳子自由端下降速度为 $0.3m/s$

B．动滑轮的重力为 $100N$

C．拉力 $F$的功率是 $40W$

D．滑轮组的机械效率是 $80\%$

用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图象，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．木块两次做匀速直线运动时，弹簧测力计示数分别为 $F_1$、 $F_2$，则 $F_1>F_2$

B．木块两次受到滑动摩擦力分别为 $F_1\text{'}$、 $F_2\text{'}$，则 $F_1\text{'}<F_2\text{'}$

C．两次拉力分别在 $10s$内对木块做功为 $W_1$、 $W_2$，则 $W_1<W_2$

D．两次拉力分别在 $10s$内对木块做功的功率为 $P_1$、 $P_2$，则 $P_1>P_2$

2017年5月，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试开采获得成功。我国可燃冰的总资源是常规天然气、页岩气资源总和的两倍，它与天然气、石油一样，都是　　（选填“可再生”或“不可再生” $)$能源；可燃冰燃烧时将化学能转化成为　　能。

天然水流蕴藏着巨大的能量，是人类可以利用的重要能源之一。兴建水电站可以把天然水流蕴藏着的巨大能量转换成电能，是水能利用的主要形式。有一处水利工程，在河流上修建了 $115m$高的拦河大坝，如图所示。年平均水流总量为 $3\times {10}^{10}{m}^3$．该水利工程的主要任务包括防洪、发电和航运，在发电方面，年平均发电总量为 $6\times {10}^9\mathit{kW}·h$．现安装水轮发电机20台，每台水轮发电机装机容量（即发电功率）为 $9.26\times {10}^4\mathit{kW}$．（水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）年平均水流总量所受的重力；

（2）若上、下游水位差为 $100m$，年平均水流总量做的总功及转化为电能的效率；

（3）若每台发电机平均年发电时间为180天，则平均每天约有多少台发电机在工作。

如图所示是小刚在中考体育测试中投掷铅球的过程示意图，铅球在 $b$点离手， $c$点是铅球运动的最高点， $d$点是铅球运动的最低点，整个过程中，若不计空气阻力，下列说法错误的是 $($　　 $)$

A．在 $a$到 $d$的过程中，铅球相对于地面是运动的

B．在 $b$到 $d$的过程中，铅球的机械能先增加后减少

C．在 $c$到 $d$的过程中，铅球的重力势能转化为动能

D．在 $a$到 $b$的过程中，小刚对铅球做了功