初中物理能量试题

家庭常用电热水壶的铭牌数据如下表所示，若加热电阻的阻值不随温度的变化而改变 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$，下列选项正确的是 $($　　 $)$

额定电压	$220V$
额定加热功率	$1100W$
最大盛水量	$1\mathit{kg}$

A．电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是44欧

B．电热水壶正常工作时的电流是 $0.5A$

C．将 $1\mathit{kg}$、 ${20}^{°}\text{C}$的水在1标准大气压下烧开，水需要吸收的热量为 $3.36\times {10}^{5}J$

D．将 $1\mathit{kg}$、 ${20}^{°}\text{C}$的水在1标准大气压下烧开，电热水壶需正常工作 $5.5\mathit{min}$，此电热水壶的效率为 $85\%$

放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在 $0~6s$内，其速度与时间关系的图象和该拉力的功率与时间关系的图象如图所示，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．在 $0~2s$内，该物体做匀速运动

B．物体在 $2~6s$内受到的拉力为 $6N$

C．物体受到的滑动摩擦力大小为 $2.5N$

D．在 $2~6s$内，拉力对物体做功为 $90J$

某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以 $90\mathit{km}/h$的速度匀速行驶 $10\mathit{min}$的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量 $E_1=3\times {10}^{7}J$，其中 ${\eta }_1=60\%$来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的 ${\eta }_2=40\%$用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量 $E_2=2\times {10}^{6}J$，设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取 $q=5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。

（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是　　，产生的电能是从汽车的　　能转化而来的。

（2）求题述过程中汽车受到的阻力；

（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用 $m$表示。

①求汽车所消耗汽油的质量 $m$；

②请将下列表达式填写完整： ${\eta }_1{E}_1=$　　（用 $q$、 $m$、 ${\eta }_2$和 $E_2$表示）

自动感应门俯视图如图所示：当有物体进入半径为 $2m$的虚线圆（圆心处为 $O)$内时，宽度均为 $2m$的两扇感应门立即向两边匀速开启，开启速度为 $0.1m/s$，感应门在物体离开虚线圆后关闭，在水平地面上，人用 $100N$的水平推力 $F$推动宽 $D=40\mathit{cm}$的货物，使货物的中央沿虚线 $s$垂直地匀速通过该门，此过程中货物受到的摩擦力大小为　　 $N$，从门开始开启到货物被推至门处的过程中，推力 $F$做的功为　　 $J$；为能安全通过该感应门，货物运动的速度应不超过　　 $m/s$。

如图所示，用 $100N$的拉力 $F$匀速提升重为 $240N$的物体，在 $10s$内物体上升 $1m$，则有用功是　　 $J$，拉力的功率是　　 $W$，机械效率是　　。

华为公司推出首款 $5G$折叠屏 $\mathit{MateX}$手机，该款手机采用向外折叠、可弯曲的屏幕，屏幕材料具有的特性是　　；给手机充电是把　　能转化为化学能；手机采用双电池结构，电池总容量高达 $4500\mathit{mAh}$，可以在 $30\mathit{min}$内快速充电 $80\%$，则充电电流为　　 $A$。

下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $0^{°}\text{C}$的物体没有内能

B．物体具有内能，也可以同时具有机械能

C．只要设计巧妙，永动机就可以制成

D．核能属于可再生能源

用天然气灶将一壶质量为 $2\mathit{kg}$、初温为 ${30}^{°}\text{C}$的水加热到 ${80}^{°}\text{C}$，消耗了 $16g$天然气。已知水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值为 $4.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则天然气完全燃烧放出的热量为　　 $J$，水吸收的热量为　　 $J$，天然气灶烧水的效率为　　 $\%$。

工人用杠杆将重为 $180N$的物体匀速提升 $0.5m$，做了 $100J$的功。求：

（1）提升物体做的有用功；

（2）杠杆的机械效率。

在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具。图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图。使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动扳手使扳手绕 $O$点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起。丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形的实物图。

（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的。在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？　　。

$A$．滑轮 $B$．滑轮组   $C$．杠杆   $D$．斜面

（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为 $10000N$，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。

①若底部支撑台与地面接触面积为 $0.04m^2$，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对地面产生的压强是多大？

②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离。若人摇动扳手使顶升在 $1\mathit{min}$内升高 $12\mathit{cm}$，用千斤顶顶起车身时的机械效率为 $80\%$，则人做功的功率是多大？

如图，使用杠杆提升重物，拉力 $F$竖直向下，重物匀速缓慢上升，相关数据如表：

物重 $G/N$	拉力 $F/N$	时间 $t/s$	$A$端上升的竖 直距离 $h/m$	$B$端下降的竖 直距离 $s/m$
200	500	0.5	0.4	0.2

求：

（1）拉力所做的功。

（2）拉力做功的功率。

（3）此过程中，该杠杆的机械效率。

人用力水平向左推讲台，没有推动，在这个过程中 $($　　 $)$

A．人对讲台的推力小于讲台受到的摩擦力

B．讲台受到的惯性大于推力

C．讲台受到的推力与重力是一对平衡力

D．人对讲台没有做功

如图所示，利用动滑轮提升货物在竖直向上大小为 $250N$的拉力 $F$作用下，重为 $400N$的货物在 $20s$的时间内匀速上升 $5m$求：

（1）有用功 $W_{有}$；

（2）拉力 $F$的功率 $P$；

（3）此过程中动滑轮的机械效率 $\eta$。

共享单车是绿色环保的交通工具。用车前需手机扫码解锁，如强行开锁则会报警。开锁和报警所需电能由自行车传动放电提供。

（1）车锁外壳应采用硬度较　　的材料；骑行时车轮带动发电机发电将　　能转化为电能，车轮获得向前动力的同时也将地面的沙尘向后扬起，说明　　。

（2）单车和小明的总重 $600N$，小明骑单车时，车胎与地面接触的总面积为 $4.0\times {10}^{-3}{m}^2$，则车辆对地面的压强为　　 $\mathit{Pa}$。

（3）单车报警控制电路的原理图如图。电源电压为 $4.0V$， $R_0$为定值电阻， $R$为压敏电阻，阻值与所受压力 $F$的大小关系为 $R=10-0.3F\left(\Omega \right)$。当 $F=0$时电路电流 $I=0.25A$；当 $I⩾0.4A$时会报警。则报警时压敏电阻受到的压力至少为　　 $N$。

如图所示，用滑轮组将重为 $12N$的物体匀速提升 $0.2m$，作用在绳端的拉力 $F$为 $5N$，不计绳重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是 $($　　 $)$

A．拉力的功率B．动滑轮的重力

C．滑轮组的额外功D．滑轮组的机械效率