初中物理能量计算题

伦敦设计与创新组织Deciwatt设计了一种靠重力发电的重力灯，以替代部分欠发达地区仍在使用的煤油灯．如图所示，将18kg的重物挂在绳端，重物距地面2m高；松手后，在0.5h时间内匀速下落着地，重物下落时拉动绳子带动发电机转动，使3只规格均为“1.5V  0.05W”的小灯泡正常发光，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，问：

（1）重物下落过程中，重力做功的功率为多少？
（2）该装置把重力做的功转化为电能的效率为多少

为锻炼身体，小明利用物理知识设计了一个电子拉力计，图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R₁间的摩擦不计)。定值电阻R₀ = 5Ω，a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R₁最大值为25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程为 0～0.6A。则：

（1）小明在电路中连入R₀的目的                                              
（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，求此时闭合开关后电流表的示数；
（3）已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。闭合开关后，若电流表指针指在0.3A处，求作用在拉环上水平向右的拉力大小。

2014成都“西博会”展示的某型号的房车测试时，在一段平直公路上匀速行驶了36km，用时半小时，车的总质量为3×10³ kg，受到的阻力为车重的0.1倍 ，其中g="10N" /kg。求：
（1）该房车的行驶速度；
（2）该房车牵引力所做的功；
（3）已知这一过程消耗燃油1.5×10^-2 m³，则热机在这一过程中消耗的总能量（假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×10³kg/m³，燃油热值q 为4.5×10⁷J/kg）；
（4）该房车发动机的热机效率。

如图是小强设计的一种汽车油量表装置，R₁是粗细均匀的弧形滑动变阻器（两端黑点表示接线柱），金属滑片P做成一根可以绕O点转动的杠杆，另一端通过一根可以自由转动的轻杆和浮标相连，油量表是用量程为3V的电压表改装而成，要求它的示数随汽油液面的下降而减小，当继电器线圈中电流I≥0.5A时，提示灯亮表示油量不足，电源电压U=6V，汽油密度ρ_汽=0.7×10³kg/m³，线圈电阻不计．

（1）为达到上述要求，只需在图中加一根导线即可，请在图中用笔画线完成电路；
（2）完成电路后，小强进行电路调试，已知当油箱加满时（汽油体积为V₁），滑片P在A处，R₁接入电路的阻值为10Ω，为使此时油量表指针指在3V处，电阻箱R₂应调至多大？
（3）调试结束后，当汽油消耗至提示灯刚亮时，求此时R₁的电功率；
（4）某加油站在汽油中掺入一种与汽油能够相溶的有机物后进行销售（ρ_有机物=0.97×10³kg/m³），若将此种汽油加入该油箱，当油量表显示已满时，油箱内所加这种汽油的体积V₂  V₁（选填“＞”、“＜”或“=”），理是                                                                          ．

如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为0.12kW，光电池接收太阳光辐射的功率为1kW，吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示，风能转化为电能的效率为4%，光电池将光能转化为电能的效率为η_光．

风速（m/s）	2	4	6	8	10	12	16
风功率（W）	15	125	420	1000	2000	3375	8000

（1）无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是多少kW•h？光电池将光能转化为电能的功率η_光为多大？
（2）在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为多大？

如图所示，用手按住瓶盖，使塑料瓶浸入水中的体积为2×10^﹣4m³，塑料瓶受到的浮力为  N．若瓶的重力忽略不计，瓶盖的面积为1×10^﹣3m²，则手掌对瓶盖的压强为  Pa．取下瓶盖，在瓶底部开一个小孔，把塑料瓶压入水中，瓶中就会形成喷泉，压的越深，喷泉的高度越  （g取10N/kg）．

地效飞行器是一种可以低空高速飞行的飞机，它能停要水面或地面上，某型号飞行器的总质量为1.0×10³t，最大飞行速度为720km/h，以最大速度飞行时的运输效率为25，运输效率是指飞行器飞行时的总重与发动机推力的比值．（g取10N/kg）．

（1）飞行器停在水平地面上时，对地面压力大小为  N．
（2）飞行器飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速  ．
（3）油箱中汽油的质量为30t，完全燃烧放出的热量为    J．（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）
（4）飞行器以最大速度飞行1440km，需要  h，发动机推力的功率为    W（可以认为飞行器的总重不变）．

如图所示，用轻质薄木板AB做成杠杆，O为支点，OA＝OB＝2m，地面上一质量为3kg，边长为0.1m的实心正方体物块M用一不可伸长的细线系于OB的中点C，此时AB静止于水平位置，细线刚好被拉直。现将重为10N的小物块P放在O点的正上方的板上，对P施加F＝2N的水平向左推力，使P沿OA向左做匀速直线运动。求：（g取10N/kg）

（1）物块M的密度；
（2）小物块P所受滑动摩擦力的大小和方向；
（3）若细线能承受的最大拉力为14N，小物块P可从O点开始往左运动多远？小物块P往左运动到最远时，推力F做了多少功？物块M对地面的压强为多大？

一辆汽车沿着长为9.2km的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时6min，汽车发动机牵引力为1800N，共消耗汽油1kg（汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg）．求：
（1）汽车行驶的速度是多少km/h？
（2）汽车发动机牵引力的功率多少W？
（3）汽车发动机的效率是多大？

小刚家安装了一台太阳能热水器，水箱容积是200L，小刚进行了一次观察活动：星期天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为70℃。请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；（C_水=4.2×10³J/（kg•℃）、q_煤气=4.2×10⁷J/kg）
（2）水吸收的热量；
（3）如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供，求至少需要燃烧多少煤气？
（4）请你简述太阳能热水器的优点。

如图所示，一个木块用细绳系在容器的底部，向容器内倒水，当木块露出水面的体积是20cm3，时，细绳对木块的拉力为0.6N．将细绳剪断，木块上浮，静止时有的体积露出水面，如图（b）所示，求此时木块受到的浮力．（g取10N／kg）

（a）   （b）

如图所示，把甲铁块放在木块上，木块恰好浸没于水中，把乙铁块系在这个木块下面，木块也恰好浸没水中，已知铁的密度为7.9×103kg/m3．求：甲、乙铁块的质量比．

如图所示的木块浸没在水中，细线对木块的拉力是2N．剪断细线，待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，再在剩余的木块上加1N向下的压力时，木块有20cm³的体积露出水面．求木块的密度．（g取10N/kg）

如图为某小汽车测定油箱内油量的电路原理图。其中： R_x为压力传感器，它的电阻值随受到压力的变化而变化，阻值随压力变化的关系如图表所示；表A为油量表，它实质是一只电流表，油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示出来； R₀是阻值为5Ω的定值电阻；电源电压恒为15V；油箱位于压力传感器R_x上，空油箱重50N。若电流表的量程为0_—0.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求：

（1）此时，R₀两端的电压是多少？R_x的阻值是多少？                                                                                                                                                          
（2）油箱最多能储油多少升？（取g=10N/kg、ρ_汽油=0.7×10³kg/m³）

如图是某“汽车超载记录器”原理图。控制电路中，电源电压U=6V，压敏电阻的阻值随压力变化关系如图所示，继电器线圈电阻R0=10Ω。当通过线圈的电流达到0.2A以上时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的电控照相机工作，拍摄超载车辆。

（1）若某车的质量约为2000kg，静止时轮胎与路面接触的总面积约0.2m²，静止时车对路面的压强有多大？
（2）质量超过多少吨的车辆经过压敏电阻时才会被拍照？
（3）闭合开关S，控制电路每分钟至少消耗电能多少焦？