初中物理能量计算题

2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图所示．该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录．在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×10⁵N．问：在测试过程中，

（1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？
（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？
（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是什么？

如图1所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压为24V，R₀为定值电阻，A为油量指示表（一个量程为0～0.6A的电流表）；R₁为压敏电阻（厚度不计），它的上表面受力面积为10cm³，其阻值与所受压力的对应关系如图2所示．油箱的横截面积为20dm²，油箱加满汽油时深度为0.4m，油量指示表的示数在最大值处．（汽油的密度ρ=0.7×10³kg/m³）汽油的热值q=3.0×10¹⁰J/m³）．请解答下列问题：

（1）当该车匀速行驶1h消耗10L（1L=1dm³）汽油时，汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功，则汽车在这段时间内的功率是多少？
（2）当油箱装满汽油时，压敏电阻R₀上表面受到的压力是多大？
（3）定值电阻R₀的阻值是多大？当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？

某款汽车油箱内可承装50kg的汽油，装满一箱油可从西安开到延安，改装为新型高效混合燃气车后，装满“油箱”的是0.24m³的混合燃气，汽车只用半箱“油”就可跑到延安（汽油的热值q_汽油=4.6×10⁷J/kg，新型混合燃气的热值q_混合燃气=11.5×10⁹J/m³）试计算：
（1）完全燃烧50kg汽油能释放出多少热量？若汽油机的效率为30%，从西安开到延安汽车做了多少有用功？
（2）新型高效混合燃气汽车的效率为多少？

随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）发动机所做的功；
（3）消耗汽油的质量．

在农村常有家庭挖井取水．小明同学用如图（甲）所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图（乙）所示．求：

（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的大小；
（4）拉力的功率．

如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，当容器中水深为20cm时，木块A有3/5的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，即没有发生形变（已知水的密度为1.0×10³kg/m³,不计弹簧所受的浮力，g取10N/kg）

（1）求此时容器底部受到水的压强；
（2）求木块A的密度；
（3）先向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没在水中，此时弹簧对木块的作用力为F₁，再打开阀门B缓慢放水，直至木块A完全离开水面时，再关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F₂，求F₁与F₂之比。

2014年6月，台湾省农民张文任栽种出一个超级大南瓜．为将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组．在20s时间内，村民们用750N的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，此过程中滑轮组的机械效率为90％．(g取10N/kg)问：

(1)按题意画出滑轮组的绳子绕法．
(2)村民们拉动滑轮组的功率为多大?
(3)超级大南瓜的质量为多大?

一辆使用汽油为燃料，发动机的实际功率为6×10⁴W的小汽车，以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，若小汽车行驶的距离为1.44×10⁵m，汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：（W=Pt）
（1）小车运动的时间；
（2）发动机所做的功（提示：W=Pt）；
（3）消耗汽油的质量．

如图所示，L是标有“2V 1W”字样的灯泡，电流表A₁、电流表A的量程均为0～0.6A，电源电压保持不变．将滑动变阻器的滑片P滑至b端．

（1）断开S₁、闭合S₂，电压表的示数为6.0V，电流表A的示数为0.30A．求滑动变阻器的最大阻值以及它在1min内产生的热量；
（2）闭合S₁、S₂，电流表A₁的示数为0.10A，求R₁的阻值；
（3）断开S₁、S₂，为了保证电路的安全，求滑动变阻器的阻值调节范围．

在某一温度下，两个电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示．

（1）由图可知，元件      中的电流与它两端电压之间的关系遵循欧姆定律．
（2）将A和B并联后接在电压为2.0V的电源两端，求：①元件A的电功率？②通过A和B的总电流．

我国太阳能热水器已走进了千家万户．泰安市正常情况下每平方米的面积lh得到的太阳辐射能量平均为3×10⁶J．每天接收太阳能的时间以8h计算热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能．

（1）若王锐家的太阳能热水器的采光面积是2.1m²，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃？
（2）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太用能电动车．如图甲是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电．王锐同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图乙所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为100Ω．闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表示数5A，电动机电功率最大为1.2kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少？

如图所示，L是“12V 6W”的小灯泡R₁是定值定值．R₂是最大阻值为24Ω的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变．

（1）求小灯泡的阻值；
（2）闭合开关S、S₁，滑片P在a端时，小灯泡恰能正常发光，且电流表示数为0.9A，求R₁的阻值；
（3）闭合开关S，断开开关S₁，求滑片P在中点时通电1分钟，灯泡消耗的电能．

图甲中电源为5V，R₁为定值定值，R₂为滑动变阻器（允许通过的最大电流为5A），闭合开关S后，移动附片P时a、b两端电压U和通过的电流I之间的关系如图乙；R₂消耗的功率P与电流I的关系如图丙，求：

（1）R₁的阻值；
（2）当R₂的功率为120W时，电路消耗的总功率；
（3）滑动变阻器连入阻值的范围．

如图，是利用潮汐发电的原理图．左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，无论涨潮或落潮，水流经过通道均可带动发电机发电．一昼夜中两次涨、落潮，四次发电．涨潮时，堵住通道，潮水涨至最高水位时打开通道，进水发电，如图甲所示；当海湾水位涨至最高时，堵住通道，如图乙所示；落潮至最低水位时，打开通道放水发电，如图丙所示．（取g=10N/kg，海水的密度1.0×10³kg/m³）
以下是某小型潮汐发电站的一组数据，据此回答下列问题：

水坝高度	15m	海湾面积	4.5×10^6m^2
涨潮海湾最高水位	10m	发电机日平均发电量	4.4×10^4kw•h
退潮海湾最低水位	6m	水轮发电机总效率	10%

（1）当海湾水位涨至最高时，海湾底部所受水的压强是多少？
（2）每次涨潮（或落潮）经过通道水的质量为多少？
（3）试计算每日水流对水轮发电机做了多少功？
（4）若某次落潮过程中经过通道的水的平均流量为3.6×10⁶m³/h，试求这次落潮过程中水流对水轮发电机做功的平均功率．

一只小灯泡上标有“6V 3W”，与滑动变阻器串联连入电路，电源电压为18V并保持不变，电路如图所示，电流表选择量程为0～0.6A，电压表选择量程为0～15V，不考虑温度对灯泡电阻值的影响．

（1）灯泡电阻是多少？
（2）灯泡正常工作时电路的总功率是多少？
（3）在保证器材安全的情况下，滑动变阻器连入电路的最小阻值是多少？