初中物理能量计算题

通过多年的努力，今年5月，我国正式获得北极圈观察员国身份。破冰船是赴北极考察的重要工具。如图是我国“雪龙”号破冰船。该破冰船自身质量约10000吨，满载时总质量约20000吨，在普通海域最大航速为36千米/小时，在1米厚冰层海域破冰航速１米/秒。已知破冰船在最大航速时受到的阻力为1.5×10⁶牛，在1米厚冰层海域破冰前行所受的阻力为l.5×l0⁷牛。试计算：

(1)“雪龙”号破冰船在普通海域以最大航速航行1昼夜通过的距离；
(2)“雪龙”号在1米厚冰层海域破冰前行1000米，克服阻力所做的功；
(3)破冰时，船头的一部分压在冰面上，利用巨大的压强使冰层破裂。若船头压在冰面上的受力面积是10米²，冰面受到的压力为破冰船满载时总重力的0.1倍。那么船对冰面的压强是多少。

压路机是一种利用碾轮的碾压作用，使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程。某型号压路机质量为3×10⁴千克，发动机的额定功率为120千瓦，g取10牛/千克。求：

（1）如图所示该压路机在沥青路面辗压时，压路机对水平路面的压强为2×10⁵帕，压路机对水平路面的压力为多少牛？压路机与路面的接触面积为多少米²？
（2）该压路机发动机正常工作，压路机在沥青路面上行驶500秒， 发动机所做的功为多少焦？
（3）该压路机发动机正常工作，压路机在水平地面以4米/秒的速度匀速直线行驶，则压路机的牵引力为多少牛？压路机受到的阻力为多少牛？

表一是某电热水壶的铭牌；表二是小红探究该电热水壶效率所记录的数据。
表一：

表二：

求：（1）电热水壶的电阻。
（2）当电热水壶实际工作电压为110V时，它的实际功率。
（3）电热水壶的效率。[c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]

武平梁野山素有天然氧吧之称，其险峻的高山、飞流的瀑布令人叹为观止。依瀑流而建的木栈道蜿蜒至山脚，长约4km，高度差约90m，方便了人们近距离感受瀑布的磅礴气势。体重50kg的小王从栈道最高处小跑至山脚，用时30min，求这段时间小王自身重力做的功及功率约为多少？（g取10N/kg）

我们食用的大米和面粉是对谷和麦进行一定的加工而生产出来的。事实上，越靠近稻谷或小麦表面，营养越丰富。如果“过度加工”，多余刨去的米、面成为了饲料或其他工业原料，不仅损失粮食，而且增加电能消耗。

材料一：稻谷去壳后产出可食用的糙米。为了增加表面光泽，需要进行抛光。每吨大米进行一次抛光，要损失1千克，消耗10千瓦时电能。
材料二：从小麦提取食用面粉，加工精细程度越高，麦粒表面磨去越多，最终加工成的面粉等级越高。
(注：图中三种面粉，特一粉等级最高，标准粉等级最低)
材料三：镉、汞等有害金属可能通过空气和水进入土壤，污染稻米。如果人体摄入镉过量，会在肾脏累积，严重的会造成肾衰竭，同时对骨骼造成不良影响。国际权威机构建议：一个质量为60千克的成年人，每天的镉摄入量不应超过60微克。
(1)大米、面粉的主要营养成分是_________。
(2)下列说法正确的是________(选填序号)

A．加工精细程度越高，营养损失越多	B．材料中的铁、镉、汞是指元素
C．食物纤维不能提供能量，它对人体没有好处	D．特一粉中维生素E的含量比标准粉高

(3) 2012年全国生产大米总量为1.077亿吨。这些大米经一次抛光，需消耗电能达_______千瓦时，可以使_________万户下表所示的家庭正常使用一年。(一年按365天计)

用电器类型	照明灯	空调	其他用电器
总额定功率	100瓦	1500瓦	1000瓦
使用情况	平均每天2小时	平均每年200小时	平均每天1.5小时

(4) 某食品药品监督管理局对大米进行例行抽检，其中一份样品的镉含量：每千克大米中是0.25毫克。如果一个60千克的成年人每天摄入该大米200克，请通过计算说明，该成年人镉摄入量是否超过国际权威机构建议值？

按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×10⁵Pa以内。某型号货车部分参数如表所示。司机师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶8km，所用时间是6min，该路段限速60km/h（取g=10N/kg，r_沙=2.5´10³kg/m³）。

自重	5´10^4N
车轮个数	10
每个轮胎触地面积	3´10^-2m^2
车厢容积	10m^3

（1）车厢内所装沙子的质量是多少？
（2）货车的速度为多少km/h？
（3）货车轮胎对地面的压强是多少？
（4）货车在这段公路上行驶时所受阻力为车重的 0.03倍，这段时间内货车牵引力所做的功和功率分别是多大？
（5）根据以上计算，请指出该车存在的一条违规行为并说出其危害。

电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐．某型号电动自行车的主要技术参数如右表所示．

（1）小明质量为60kg，重力为多大?（g取10N／kg）
（2）小明骑上电动自行车行驶时两轮胎与地面的接触面积共为1．0×10^－2m2，那么此时车对地面的压强多大？（g取10N／kg）
（3）在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N．若行驶速度为7m/s，则5s内动力对自行车所做的功是多少?电动自行车的效率是多大? （2+2分）

俯卧撑是一项常见的体育健身运动。如图所示是李华同学做俯卧撑时的示意图。已知李华体重600N，1min钟内做了30个，每做一次肩膀升高40cm，李华身体可视为杠杆，O点为支点，A′点为重心，OA＝1m，B点到O点的距离OB＝1.5m.求：

（1）地面对手的支持力F；
（2）若每个手掌的面积是0.02m²，求双手对地面的压强是10⁴Pa；
（3）1min钟内李华所做的功是4800J；
（4）李华做功的功率P。

太阳能汽车是靠太阳能电池提供动力．若某太阳能汽车质量是500kg，在平直路面上行驶速度最大可达15m/s，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍，一个轮胎接触地面的面积是50 cm²，则该汽车在平直路面上以最高速度行驶5min时，（g取10N/kg）
（1）太阳能汽车的重力是多少？驱动电机提供的牵引力是多少？
（2）太阳能汽车克服阻力做了多少功？驱动电机的输出功率是多少？
（3）该太阳能汽车对水平路面的压强为多大？

在南极考察中使用的“雪龙号”破冰船自重10250t，针对不同的破冰层有不同的破冰方法。其中一种破冰方法是：接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰面压碎。它的发动机额定功率为1.2×10⁴KW排水体积为900m³。
（1）当破冰船撞击厚的冰层时，相对于冰层，破冰船是_________的。船的_______能减小，转化为冰的______能
（2）空载时，破冰船所受的浮力是多少？
（3）若破冰船以额定功率在海面上以36Km/h的速度匀速前进了20Km，破冰船的阻力是多少？所做的功是多少？

太阳能汽车是靠太阳能电池提供动力．若某太阳能汽车质量是500kg，在平直路面上行驶速度最大可达15m/s，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍，轮胎接触地面的总面积是200 cm²，则该汽车在平直路面上以最高速度行驶5min时，（g取10N/kg）
（1）驱动电机提供的牵引力是多少？
（2）太阳能汽车克服阻力做了多少功？驱动电机的输出功率是多少？
（3）该太阳能汽车对水平路面的压强为多大？

建造设计师设计出了一种能漂浮在水中的城市,漂浮城市装有动力装置,可以移动,该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×10⁸W，请回答下列问题：

（1）假如某班级有40位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加（     ）

A．2.0×10^2N，

B． 2.0×10^3N

C． 2.0×10^4N

D．2.0×10^5N

（2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴ m²，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1S
流入空洞的空气质量是1.92×10⁶kg,该地的空气密度是 1.2kg/m³，则飓风的风速是
      。
（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的
水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。某一时刻开始，漂浮城市受到的水平
方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，漂浮城市运动速度v与时间t的
关系如图乙所示。则在50s—100s，漂浮城市做       运动。漂浮城市运动到第25s
时受到的阻力为         N。
（4）从50s到100s内牵引力做的功为多少？（写出计算过程）
（5）漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少？（写出计算过程）

为了将放置在水平地面上、重G="100" N的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10^-2 m²，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：


（1）在2~3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
（2）在1~2s内，拉力F做的功W。
（3）在0~1s内，重物对地面的压强p。

小明家新买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点。为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率。
为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为1 000 W，他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200 imp / kW·h(它表示每消耗电能1 kW·h，该电能表上面的发光二极管闪烁3 200次)。之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为1L、温度为20°C的水放入微波炉并用高火开始加热，同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，历时4 min，电能表上面的发光二极管闪烁了288次，此时取出并测得水的温度为76°C。则
（1）4分钟微波炉消耗的电能是多少？
（2）微波炉烧水时的效率是多少？（保留一位小数）

混凝土泵车是一种用于混凝土连续浇筑施工的现代化建筑设备.如图所示．某施工工地使用的小型号泵车部分参数如下表所示，其中“泵送排量”是指一小时运送混凝土浆的体积．该泵车工作时利用活塞将密度为2.5×10³kg/m³的混凝土浆先压送到离活塞20m高处，活塞面积为2×10^-2m²，然后经一段水平管和一股竖直管送到距离地面16m高的楼板上，其示意图如图所示．混凝土浆是流体，其内部的压强与液体内部的压强遵循相同的规律，泵管的粗细、摩擦忽略不计．求：



（1）泵车连续工作1h所输送混凝土浆的质量；
（2）泵车连续工作1h对混凝土浆做功的功率；
（3）在输送混凝土浆过程中，若泵车因故突然停止，此时泵管内混凝土浆对活塞的压强。