初中物理能量计算题

热熔胶是常用的粘合剂，它在常温下是固体。图甲是热熔胶枪（简称“胶枪”）的外形，其内部有两只相同的PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示。电路如图乙所示，单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示。胶枪扳机松开时，开关S₁断开，开关S₂的触片与b触点接通，若此时接通电源，胶枪就进入预热状态，约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度（150℃～180℃）。此后，若扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态：开关S₁闭合，开关S₂的触片与a触点接通，固体胶条向前挤压，枪口冒出温度为150℃～180℃的胶液。在近似计算时，可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同。问：

（1）单只PTC加热元件在预热过程中的最小电阻为多少？

（2）胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多少？

（3）接通电源60s后，假设胶枪在恒温为150℃的条件下正常工作100s，它产生热量的60%被胶条吸收，在这过程中胶条吸收了多少热量？

用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变，箱子质量300kg、体积0.1m³，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g＝10N/kg）。求：

（1）箱子在水底时下表面受到水的压强。

（2）电动机把箱子提升到地面做的总功。

（3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值。

（4）整个打捞过程中，箱子上升的最大速度。

如图所示，一个底面积为2m²的圆柱状容器，装有适量的水。现将一个底面积为0.5m²、体积为5m³的物体A放入其中，物体A漂浮于水面上。当再给A物体施加一个竖直向下的大小不变的力F以后，A物体最终恰好浸没于水中静止，此时容器底部受到的压强增大了1×10⁴Pa。

则：

（1）A物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少？

（2）A浸没于水中时受到的浮力为多少？

（3）A物体受到的重力为多少？（g＝10N/kg）

（4）从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做了多少功？

陆羽公园矗立着由汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像，其质量为5.4t，吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3m的高台。已知提升雕像时，拉力F的功率为6×10³W，绳子自由端移动速度为0.3m/s。（g＝10N/kg）求：

（1）滑轮组将雕像吊上3m高台需要的时间t为多少秒？

（2）滑轮组对雕像做的有用功是多少？

（3）提升雕像的过程中滑轮组的机械效率是多少？

陆羽公园矗立着由汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像，其质量为5.4t，吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3m的高台。已知提升雕像时，拉力F的功率为6×10³W，绳子自由端移动速度为0.3m/s。（g＝10N/kg）求：

（1）滑轮组将雕像吊上3m高台需要的时间t为多少秒？

（2）滑轮组对雕像做的有用功是多少？

（3）提升雕像的过程中滑轮组的机械效率是多少？

学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶的电功率和热效率。他把质量为1kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中，然后把家中的用电器都与电源断开，仅让电水壶工作，在5分钟内将这壶水烧开（在标准气压下），他观察到电能表转盘转了70转。试求：

（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？

（2）电水壶的电功率为多少？

（3）电水壶的热效率为多少？

如图所示工人师傅正在用叉车搬运货物，现将质量为1t的货物匀速提高1.5m用时5s。试求：

（1）货物上升的速度是多少？

（2）货物所受到的重力是多少？

（3）叉车提升货物时对货物所做的功是多少？

（4）叉车提升货物的功率是多少？

如图是小明家电热水壶的铭牌，小明把电热水壶灌满20℃冷水，然后把电热水壶接入家庭电路中，正常工作8分钟将这壶水烧开（在标准气压下）。

（1）电热水壶装满水时，水的质量为多少？

（2）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？

（3）电热水壶的热效率为多少？（保留一位小数）

在某工地上，起重机在20s内把质量为3t的石头匀速提升2m。试求：

（1）货物上升的速度是多少？

（2）货物所受到的重力是多少？

（3）起重机提升货物时对货物所做的功是多少？

（4）起重机提升货物的功率是多少？

小明跑1000m用时4分30秒。为了提高成绩，体育老师建议他通过快速爬楼梯训练来加强耐力和腿部力量。小明的质量为50kg，双脚与地面的接触面积是400cm²。

（1）训练前，小明1000m跑的平均速度是多少？（计算结果保留1位小数）

（2）爬楼梯前，小明双脚站在水平地面上，对地面的压强是多少？（g＝10N/kg）

（3）某次训练时，小明在30s内从一楼爬到四楼（每层楼高3m），在这个过程中他至少做了多少功？功率是多少？

一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图象如图所示，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：

（1）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4000N，那么在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少？

（2）若发动机的转化效率为80%，则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功？（已知汽油的热值大约为5×10⁷J/kg）

某燃气热水器工作时，燃烧产生热量的功率为 $20\mathit{kW}$ ，水温升高 ${25}^{°}\text{C}$ 时，每分钟出水量为 $10L$ ．此时 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}$ ， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ．求：

（1） $1\mathit{min}$ 内水吸收的热量；

（2）热水器的效率。

2016年3月7日，三明沙县机场成功首航，许多市民乘坐新能源公交车（如图所示）去看机场。公交车满载时的质量为 $1.2\times {10}^4\mathit{kg}$，车轮与地面总接触面积为 $0.2m^2$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）求满载的公交车静止在水平路面时，对路面的压力和压强大小；

（2）若该车在 $5\times {10}^{3}N$牵引力的作用下，沿平直路面匀速行驶， $40s$内通过了 $600m$。

求：①牵引力所做的功； ②牵引力的功率。

"嘉庚号"科考船（如图 $1)$ 于2016年5月8日下水，厦门大学由此成为中国大陆综合性大学中第一所拥有自己的全球级科考船的高校。科考船满载时排水量为 $3.5\times {10}^{3}t$ ，在某段航行中牵引力与速度的关系图象是双曲线，如图2所示，求：

（1）科考船满载航行受到的浮力；

（2）请根据图2所示规律推算，科考船航速为 $20\mathit{km}/h$ 时受到的牵引力；

（3）在该段航行时，科考船发动机每分钟所做的功。

用电热水壶把 $1\mathit{kg}$ 的水从 ${25}^{°}\text{C}$ 加热到 ${100}^{°}\text{C}$ ，消耗的电能为 $3.6\times {10}^{5}J$ ．求： $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（1）这壶水加热到 ${100}^{°}\text{C}$ 需吸收的热量 $Q$ ；

（2）该电热水壶的效率 $\eta$ 。