初中物理能量计算题

美国建筑师凯文•朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如右图所示），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50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．2.5×10^2 N

B．2.5×10^3 N

C．2.5×10^4 N

D．2.5×10^5 N

（2） 若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴m²，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s钟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
    m/s。
（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。从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示。

①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为     N。从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为       J
②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）

质量为6×10³kg的四轮汽车在平直的公路上以10m/s的速度匀速行驶，在行驶过程中受到的阻力等于车重的0.08倍,每个轮胎与地面的接触面积为0.05㎡,g取10N/kg，求：
（1）汽车所受重力的大小；
（2）汽车在1min内通过的路程；
（3）汽车牵引力在1min内做的功；
（4）汽车静止在水平地面上时对地面的压强。

2011年3月26日晚8︰30～9︰30，江阴与世界众多城市一起参与了“地球一小时”活动，活动倡议熄灭不必要的灯光，切断电视、电脑等电器电源。小明在活动宣传中了解到：只要电源插头没有拔掉，在待机状态下，每台电脑的功率为5.8W，每台电视机的功率为8.2W。
（1）小明所在小区有100台电脑和100台电视机，若在活动中均由原来的待机状态改为切断电源1h，此举一共可节约电能多少J？
（2）节约的电能完全被水吸收，能让多少kg水温度从20℃升高到60℃？[c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）标有“220V，1000W”的电热水器正常工作，将与第（2）问中质量相同的水升高相同的温度，需要100min，该电热水器的效率是多少？用电高峰期，若此电热水器两端的实际电压仅为200V，它的实际电流为多大？（电热水器的电阻恒定，结果只保留整数，四舍五入）

如图所示是某型号的电动巡逻车，其主要技术参数如表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，电动机能把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功。总质量为120kg的两名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min。求：

⑴电动机消耗了多少电能？
⑵巡逻车通过了多少路程？
⑶若轮胎与地面的总接触面积是，巡逻车停止时，人和车对地面的压强是多大？（）

图甲是家庭常用的电饭锅，其内部电路如图乙所示，R₁是加热电阻,R₂是限流电阻。煮饭时，接通电源(220V)，闭合手动开头S₁，电饭锅处在加热状态。电饭锅内食物温度达到103°时，开关S₁会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合；S₁断开后，电饭锅进入保温状态，S₂是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。已知水的比热容为4.2×l0³J/ (kg．℃)。

请简答下列问题
(1)铭牌上所标加热时额定功率是1000W，求电饭锅加热时R₁的阻值。
(2)若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2. 5kg的水浇开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？
(3)若电饭锅中加入一些水（1标准大气压）．将手动开关S_l闭合，若无外力作用于S_l，水是否会烧干？请说明原因。

重60N的物体在15N的水平拉力作用下，经过10s（秒）,沿水平地面向右匀速直线前进6m。在这一过程，通过分析求：
（1）物体运动的速度；
（2）物体受到滑动摩擦力的大小和方向；
（3）拉力做功和功率。

某电动观光车的技术参数如下表：根据技术参数，解答下列问题：（g取10N/kg）

空车质量	1180kg	车身长度	3.8m
满载人员	12人	电动机额定电压	48V
满载时轮胎与地接触面积	4×250cm^2	最大车速	45km/h
电动机效率	80%	平路连续行驶里程	≤80km

 
（1）设乘员质量平均为60 kg，求满载时车对水平路面的压强.
（2）求观光车在水平路面上以最大速度匀速行驶5×10³ m所用的时间.
（3）若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×10³ N，求观光车匀速行驶5×10³m过程中，牵引力所做的功.

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具（如图）．它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．列表是某型号电动自行车主要技术参数．

（1）请你仔细观察电动自行车的构造，会发现很多地方用到了物理知识．请列举一例．
示例：电动自行车的车座大而扁平，可减少压强．
答：　_________　．
（2）行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0.01m²，当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（取g=10N/kg）
（3）电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？
（4）蓄电池一次充足电可储存的能量是多少焦？
（5）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？
（6）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优点？

如图是用滑轮组提起重物的装置示意图；物重为8×10⁴N，
滑轮组的机械效率为 80％，要把重物匀速提升1m，求：

(1)有用功和总功各是多少?
(2)需用的拉力F为多大?
(3)假若将重物提升1m所用的时间是2s，那么拉力F的功率是多大?

小波班上有一台饮水机，它的铭牌如右表，工作电路如图所示，S₀是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态.问：

⑴当热水箱中盛满水时，水的质量是多少？
⑵在加热状态下，饮水机正常工作20min可以将满箱的水从20℃加热到100℃，则在此过程中：
①通过饮水机的电流是多少？饮水机消耗的电能是多少?
②水吸收的热量是多少? [c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
③饮水机的效率是多少？
⑶R₂的阻值是多少?

下表是某种型号自行车的主要技术参数。某同学到学校的路程是6×10³m的平直路面，匀速骑车从家到学校的时间为20min，该同学的质量是40kg，骑车过程中所受的阻力为人和车重的0.02倍（g=10N/kg），求该同学骑车上学时：

⑴速度
⑵对地面的压强
⑶人克服阻力做的功
⑷人克服阻力做功的功率。

如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜。使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像。右表是该防雾镜的相关数据

(1)求防雾镜正常工作时的电流；
(2)经测试，在－10℃环境下，正常工作2分钟，可以使平面镜的平均温度升高到30℃。求电热膜给平面镜的加热效率；[玻璃的比热容为0.75×10³J／(kg·℃)]
(3)如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热膜的功率在原功率的25％～100％之间变化，以满足不同季节使用的需要。请求出R的最大阻值。

2012年春节前，强降雪覆盖全国很多地区，导致交通、农业等民生问题受到严重影响，在除雪活动中，除雪车发挥着重要的作用。如图所示是ZL300除雪车，其额定功率是120kW，质量是5×10³kg，车轮与地面的总接触面积是0.25m²。g取10N/kg。

（1）除雪车对地面的压强是多少？
（2）当除雪车以额定功率进行推雪作业时，在平直的路面上以5.4km/h的速度前进了1.5km，求除雪车所做的功和受到的阻力？

会飞汽车不是梦！
美国一家公司研制出了“会飞的汽车”（如图），这款车的车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀．在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开．从汽车到“飞机”的变形在30秒内完成，驾驶员在车内即可完成操作．该车已获准可在美国的空中飞行和公路行驶，是允许上路的第一辆飞行和地面行驶混合车．
以下是该车的一些信息：

汽车质量	600kg	发动机功率	75kw
空中最大飞行速度	200km/h	最大飞行距离	800km
地面最大行驶速度	150km/h	轮胎与地面接触面积	4×0.03m^2

（2）该汽车停在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（3）该汽车以最大飞行速度飞行了800千米，则汽车发动机做功多少？

如图是在舟山最后安装、测试后的“海洋石油981”钻井平台，远远望去，该钻井平台的四个立柱“踩”着两只船，处于半潜状态．

（1）5月9日，“海洋石油981”钻井平台在南海荔湾6﹣1区域成功钻探，该地点位于舟山东南约1728千米的海面．如果在两艘船的拖曳下，以2m/s的速度移动，则从舟山到达钻探地至少需连续航行多少小时？
（2）钻井平台工作时，如果要将1立方米的石油从深1500米的海底抽到海面，为克服其重力需要做多少功？（ρ_石油=0.8×10³千克/米³，g=10牛/千克）