初中物理能量计算题

如图所示，质量为70kg的工人站在水平地面上，用带有货箱的滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时，放入货箱的货物质量为160kg，工人用力F₁匀速拉绳的功率为P₁，货箱以0．1m／s的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N₁。第二次运送货物时，放人货箱的货物质量为120kg，工人用力F₂匀速拉绳，货箱以0．2m／S的速度匀速上升，地面对工人的支持力为N₂，滑轮组机械效率为η₂。N_l与N₂之比为15:19。（不计绳重及滑轮摩擦，g取10N／kg）求：（1）货箱和动滑轮的总质量m；（2）功率P₁；（3）机械效率η₂。

心电图的出纸速度（指带移动的速度）是2.5cm/s，记录下的某人的心电图如下（图纸上每小格边长为1mm）则：
（１）此人的心率为多少次/分（保留两位有效数字）？
（２）若某人的心率为75次/分，每跳一次输送80mL血液，他的血压（可看作心脏压送血液的平均压强）为1.5×10⁴Pa，据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P。
（３）按第二问的答案估算一下，人的心脏工作一天所做的功相当于把1吨重的物体举起多高？

(14分)如图所示电路，已知电源电压为U并保持不变，阻值为R₀的定值电阻，滑动变阻器的最大电阻为R，变阻器的总匝数为N。则：

（1）变阻器允许通过的最大电流不得小于多少？
（2）要使变阻器滑片P移动过程中电路的电流最小变化值不大于电路电流的，则变阻器的匝数N不得小于多少？

(12分)某同学在科学实践活动中，对一个电路元件A进行了探究。他将元件A与电源、开关、变阻器、电流表串联成电路，在元件A两端并联—个电压表，研究通过元件A的电流跟电压的关系，得到如下表所示的数据：

电压/伏	0	1	2	3	4
电流/安	0	0	2	4	6

(1)请在图甲中画出元件A的电流跟电压的关系图线。

(2)然后，该同学在电路中去掉变阻器、电流表、电压表，再连接一个电阻R，如图乙所示。若电源电压为5伏并保持不变，元件A消耗的功率超过4瓦时将被烧坏。
①串联电阻R至少要多大才不会烧坏电路元件A?
②在保证不致烧坏电路元件A的条件下，R值为多大时，输入给R的功率达到最大，此最大功率值为多大?

(12分)淋浴用水的流量约为10升/分，合适的水温约为50℃，用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10A，电加热的效率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？

(10分)山区某工地方程式时，照明电路需用导线从离工地250m处的电源引来，工地上要用一只“220V　100W”和一只“220V　200W”的灯泡来照明，所用导线的电阻为0.018Ω/m，如果电源两端的电压为220V，且保持不变，试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。（计算时不考虑灯丝电阻的变化，数值只取整数，小数可四舍五入）

(10分)一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机，汽缸的直径为95毫米，活塞冲程为127毫米，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛／厘米²，飞轮的转数是1200转／分，这台发动机的功率是多少瓦？

(10分)由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗，测得该灯泡的实际功率只有81瓦，而电源的电压确为220伏。输电导线上消耗的功率约有多大？你在计算中用到了什么近似？

(10分)引体向上是一项缎炼臂力和腹肌的健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，身体自然悬垂，上拉时，下颚超过单杠；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉、下放，重复动作，达到锻炼的目的。今测得小明的体重m＝54kg，在时间t＝1min内完成n＝20次引体向上的动作，每次上拉时上升的高度h＝0.5m，g取10N/kg，试求(1)每完成一次动作，小明所做的功；(2)小明做引体向上时的功率。

例：如图所示，电源电压恒定，R₁和R₂阻值不随温度变化，当S₁闭合后，S₂、S₃断开时，电流表示数为3A；当闭合S₁、S₂，断开S₃时，电流表的示数为5A。当闭合S₃断开S₁、S₂时，电路的总电阻与R₁的比值是多少？电路消耗的总功率与R₁上消耗的功率之比是多少？

工人用如图所示的滑轮组提起2000N的货物，所用的拉力是800N，绳子自由端被拉下4m，求该滑轮组的机械效率。

有一高温物体被投入质量为10kg、温度为20℃的水中，如果传给水的热量是2.73×10⁶J，则水的温度会升高到多少度？【水的比热容为4．2×10³J／（kg·℃）】

某校自制一个太阳能热水器，它的反射面的有效面积是2.5m²，太阳光对此镜面辐射的能量平均每小时为2.5×10⁶ J/m²，如果整个装置的效率是52%，那么这个热水器每小时可把多少千克15℃的水加热到60℃？

小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体匀速提升，所用的拉力为360N，物体被提升的高度为1m。求：(1) 所做有用功是多少； (2) 小明做的总功是多少；(3) 滑轮组的机械效率是多少；
 

质量为50㎏的小明做爬杆运动，当他爬到离地面3m的高度时，所用的时间为10S，（g=10N/㎏）
求：（1）小明所受到的重力。
（2）小明爬杆时所做的功。
（3）小明爬杆时所做的功率。