初中物理能量计算题

如图所示，杠杆MN可绕O点转动，A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点的距离为D环O点距离的一半，父子俩在吊环上做游戏，质量为40kg的儿子吊在B环上，父亲站在地面上抓着D环．（g=10N/kg）求：

⑴ 若不计杠杆和吊环的重以及转轴间的摩擦，为使杠杆在水平位置平衡，父亲要用多大的力拉吊环D？
⑵ 若父亲实际使用竖直向下的拉力为250N，在4s内将儿子匀速拉高0.5m，父亲要做多少功？做功的功率多大？
⑶ 父亲提升儿子的过程中，该器材的机械效率为多少？

如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，不计绳重和摩擦，求：

（1)动滑轮重是多少?
（2)拉力做功的功率是多少；
（3)滑轮组的机械效率是多少?
（4)当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率．

如图所示的电路，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R₁标有“50Ω 2A ”字样

（l）将滑片P移到最右端，闭合S₁，断开S₂，求电流表的示数I₁；
（2）保持滑片P在最右端，闭合S₁、S₂，电流表示数I=5I₁，求R₂的阻值；
（3）将滑片P移至某一位置，闭合S₁、S₂，电流表示数为0.68A，求此时滑动变阻器接入电路的阻值。

育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，如图中所示为其中两个量程的测试电路，G为灵敏电流表，其内阻Ro=100Ω、电流灵敏度（即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流）U=100μA，R为可调电阻，阻值变化范围为0～5kΩ，R_l和R₂为定值电阻，R₁=15Ω，R₂="ll" kΩ，E为1.5V干电池，S为量程选择开关．测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接．为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值，需在表盘上重新标注示数．请回答：

（1）在指针满偏处，盘面应标注的示数是多少？
（2）当A、B间断开时，指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少？
（3）开关分别置于1和2位置时，在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少？请简要说明理由．
（4）该欧姆表表盘上的刻度是否均匀？请从电路原理上说明理由．

有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）．其中AO：BO=5：1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×10⁶Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．


设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68V，取g=10N/kg．请回答：
（1）该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，这个人的体重是多少？
（3）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm²，则该秤的最大称量值是多少？

某物理兴趣小组的同学在室温为20℃的实验室内用煤炉给10kg的水加热，若在6min内完全燃烧了200g的煤，使水的温度升高到70℃．（水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），煤的热值约为3×10⁷J/kg）求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率．

用如图所示的滑轮组提升水中的物体M，物体M高为3m，底面积为0.02m²，密度为4.5×10³kg/m³。物体M完全在水面下以0.2m/s速度匀速竖直上升的过程中，电动机加在绳子自由端的拉力为F，拉力F做功的功率为ρ，滑轮组的机械效率为η。已知电动机的输出功率为480W恒定不变，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。求：

（1）物体M完全在水面下时的浮力；
（2）物体M完全在水面下时滑轮组的机械效率η。
（要求：画出受力分析图）

为了防止酒驾事故的出现，酒精测试仪已被广泛应用．交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示．电源电压恒为8V，传感器电阻R₂的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R₂的电阻为60Ω．使用前要通过调零旋扭（即滑动变阻器R₁的滑片）对酒精测试仪进行调零，此时电压表的示数为6V．

（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为多少？
（2）电压表的示数为6V时，滑动变阻器R₁的电阻值为多少？
（3）调零后，R₁的电阻保持不变．某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s，若电流表的示数达到0.2A，表明驾驶员酒驾，此时电压表的示数为多少？

如图是重庆一中初二科技小组设计的在岸边打捞水中文物的装置示意图，电动机固定在地面．O为杠杆BC的支点，CO：OB=1：2．配重E通过绳子竖直拉着杠杆C端，质量为280kg，每个滑轮重为100N；均匀实心文物的密度为8×10³Kg/m³，质量为80kg．绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对文物A的阻力均忽略不计，文物A一直匀速上升．求：

（1）在文物还未露出水面时，求此时文物A所受到的浮力及电动机拉力F的大小；（假定B端静止）
（2）在文物还未露出水面时，滑轮组的机械效率；
（3）当文物A在空中被匀速提起上升时，电动机拉力功率为5kW．求卷扬机拉动钢丝绳的速度？

随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房．小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图．如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F=250N，在0.4s内使质量为m=20kg的配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下．不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg．求：

（1）小明拉动拉力器的功率P；
（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；
（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η．

某汽车质量为5×10³kg，在一段平直公路上用0.5h匀速行驶了54km，车受到的阻力为车重的0.1倍。（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×10³kg/m³，燃油热值q为4.5×10⁷J/kg，g取10N/kg）
求：（1）该汽车的行驶速度；
（2）该汽车牵引力所做的功；
（3）已知这一过程消耗燃油3×10^﹣2m³，求该汽车的效率。

武汉神龙汽车有限公司是一家大型的专用汽车生产基地。

（1）该厂某型号专用车车上的一段电路如图所示，小明为了了解这段电路的特点，用三只电压表进行探究，得到下面一组数据：电压表V₁、V₂、V₃的示数分别为12V、9V、7V，请你根据你所学的电学知识计算出三个电阻两端的电压分别是多少？
（2）在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5×10－3m³（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：
①专用车牵引力所做的功。
②已知热机效率η＝W/Q（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

液化石油气的热值高达4.6×10⁷J/kg，一些不法商贩为谋取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×10⁷J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户．常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为100kg、初始温度为31℃的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84kg．通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%．已知水的比热容为c_水=4.2×10³J/（kg•℃），问：
（1）瓶内燃气的热值是多少？
（2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？

某汽车的最低油耗可达0.2kg/ （kW·h）.最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量[即0.2kg/（kW·h）表示获得1kW·h （1kW· h＝3.6×106J）的有用能量需要消耗0.2kg汽油]．已知汽油的热值为4.6×107J/kg。问：
（1）完全燃烧0.2kg汽油能放出多少热量？
（2）该汽车发动机的最高效率是多少？

如图所示的起重机把一重为6000N的工件在10s内匀速提高了2m，所用拉力F=2500N（不计摩擦和绳重）．求：

（1）重物上升的速度；
（2）此时起重机的机械效率多大?
（3）若用此起重机匀速提升7500N的重物时，需要的拉力多大?