初中物理能量试题

2017年5月18日，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产量的国家。下面是有关可燃冰的简要介绍：

可燃冰是一种由天然气与水在低温 $(0~{10}^{°}\text{C})$高压 $(>{10}^7\mathit{Pa})$条件下形成的类冰状结晶物质，又名天然气水合物。它的主要成分是甲烷，燃烧后仅产生少量的水和二氧化碳，但燃烧时产生的热量极大。例如，用汽油作燃料的小汽车，100升汽油大约能行驶 $1000\mathit{km}$，若用相同体积的可燃冰作燃料则可以行驶约 $50000\mathit{km}$．据科学家估测地球上可燃冰的总储量约为21000万亿立方米，若能完全开采，可满足人类使用1000年。

根据以上介绍和所学物理知识，下列关于可燃冰的说法中正确的是 $($　　 $)$

A．可燃冰是一种可再生能源

B．可燃冰形成过程中的主要物态变化是汽化

C．可燃冰的热值大于汽油的热值

D．可燃冰在燃烧时将内能转化为机械能

如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内 ${20}^{°}\text{C}$， $5\mathit{kg}$水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为 $28\%$，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间 $10\mathit{kg}$水从 ${20}^{°}\text{C}$加热至 ${40}^{°}\text{C}$， $q_{煤}=3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，以上过程中，

问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？

（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？

非洲旱季，常用 $\mathit{Hipporoller}$（中间有转轴的塑料桶）运水。如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为 $3m^2$，假设某天有效光照时间为 $6h$，每平方米太阳的平均辐射功率为 $2.4\times {10}^{6}J/h$，将热水器内初温为 ${15}^{°}\text{C}$的水温度升高到 ${70}^{°}\text{C}$．（太阳能热水器的工作效率为 $50\%)$

（1）家用燃气热水器的工作效率为 $60\%$，把相同质量的水从 ${15}^{°}\text{C}$加热到 ${70}^{°}\text{C}$，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？（液化石油气的热值为 $4\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用　　将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过　　将太阳能转化为化学能。

汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为　 能，这些能量不能自动地用来驱动汽车；而有些新能源汽车有“动能回收装置”，即在刹车时带动发电机工作，将汽车的动能转化为　　能并为电池充电，之后电池又可以再次驱动汽车。

前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是 $($　　 $)$

A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能

B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量

C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹

D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源

一辆厢式小货车某次运货，满载后总质量是 $5.0\times {10}^3\mathit{kg}$，在平直的公路上匀速行驶 $100\mathit{km}$，耗油 $10\mathit{kg}$，货车受到的阻力是总重力的0.05倍，发动机的牵引功率是 $50\mathit{kW}$（油的热值是 $5.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g=10N/\mathit{kg})$，求：

（1）货车受到的牵引力；

（2）货车匀速行驶的速度；

（3）货车发动机的效率。

下列有关说法错误的是 $($　　 $)$

A．磁极间的相互作用是通过磁场发生的

B．电动机工作时将电能主要转化为机械能

C． $5G$时代的人和物连接、物和物连接是利用电磁波来传递信息的

D．核电站利用铀核聚变释放出核能发电

关于下列几个图形，说法正确的是 $($　　 $)$

A．图甲中被测物体的长度为 $4.8\mathit{cm}$

B．图乙中向两纸片中间吹气，两纸片靠拢

C．图丙中的人站在绝缘椅子上，通电后不会触电

D．图丁中的人提着滑板在水平路面上前行，人的竖直拉力对滑板做功

工人师傅用如图所示的滑轮组将重为 $600N$的货物匀速提升了 $2m$，做了 $1500J$的功。求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）当他用 $400N$的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的 $15\%$，求提升货物的重。

如图所示的情境中，人对物体做功的是 $($　　 $)$

A．人用力搬石头，没有搬动

B．人将重物从地面拉到高处

C．人推一块大石头没推动

D．人提箱子沿水平方向做匀速直线运动

用如图所示的滑轮组将重为 $G$的物体匀速提升了 $h$，作用在绳上的拉力大小为 $F$，则总功为　 ，额外功为　　，效率为　　。（用题中给出的物理量表示）

随州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三档，铭牌见下表 $($ “中温”档功率空出），其电路原理如图乙， $S$是自我保护开关，当电暖器倾倒时 $S$自动断开，切断电源保证安全。当 $S$、 $S_1$闭合， $S_2$断开时电暖器为“低温”档。 $(R_1>R_2)$

$\mathit{XX}$牌电暖器
额定电压		$220V$
额定功率	低温挡	$440W$
	中温挡
	高温挡	$1650W$
频率		$50\mathit{Hz}$

求：（1） $R_1$的阻值；

（2）“中温”档正常工作时电路中的电流；

（3）若室内空气质量为 $50\mathit{kg}$，用该电暖器的“高温”档正常工作 $10\mathit{min}$，放出热量的 $50\%$被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（假设空气的比热容为 $1.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right))$

一只木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力 $F$（如图甲）； $F$的大小与时间 $t$的关系、木箱的运动速度 $v$与时间 $t$的关系图象如图乙所示。以下说法正确的是 $($　　 $)$

A．在第一个 $2s$内木箱所受摩擦力为 $2N$

B．在第二个 $2s$内木箱所受摩擦力为 $3N$

C．在第一个 $2s$内推力 $F$对木箱所做的功为 $2J$

D．在第三个 $2s$内推力 $F$对木箱做功的功率为 $8W$

近年来，十堰市委、政府十分重视精神文明建设，倡导“绿色出行，低碳生活”的生活理念。全市主要公园、游乐场都配备了旅游观光自行车（如图）。小华一行四人在农业观光园游玩时，租借了一辆四人骑联排自行车骑行观光，在某一段平直路面上，他们用时 $50s$匀速骑行了 $150m$。已知他们每个人的质量均为 $50\mathit{kg}$，该自行车自重为 $400N$，绕观光园一圈的路程是 $5.4\mathit{km}$，假定在匀速骑行过程中人和车受到的阻力始终为总重的0.05倍，求：

$(g=10N/\mathit{kg})$

（1）若他们绕观光园骑行的平均速度与平直路面上的速度相同，则绕观光园骑行一圈需要多长时间？

（2）假若骑行时前后轮胎和地面的总接触面积为 $120c{m}^2$，他们骑行时车对水平地面压强。

（3）平直路面上骑行时的功率。