初中物理内能试题

2015年6月6日，在湖北武汉矩形的亚洲田径锦标赛中，中国选手李玲在女子撑杆跳决赛中以4.66m的成绩打破亚洲记录．请结合撑杆跳的过程示意图（如图），回答下列问题．

（1）在助跑阶段，李玲受到地面对她的静摩擦力而前进，这个力的方向与她前进的方向     （选填“相同”或“相反”）；助跑的目的是为了在起跳前获得较大的     ．
（2）撑杆起跳时，由于     ，李玲继续前冲，从开始起跳到碳纤维轻质撑杆（不考虑其质量）达到最大弹性形变的过程中，发生了怎样的能量转化？
（3）李玲超过横杆后，在1s时间内落地，若李玲的质量是50kg，求她下落过程中重力做功的功率（g=10N/kg）

运用知识解决问题：
（1）因为液体的压强随深度的增加而      ，拦河坝上部受到水的压强比下部____，所以拦河坝设计成上窄下宽的形状。
（2）汽车在水平公路上匀速直线行驶'请画出它在水平方向上所受力的示意图。

（3）如图所示，小雨在轻质杠杆的两端施加竖直向下的拉力，使其水平平衡。已知小雨的拉力为120N。OA：OB=3：2，浸没在液体中的物体M的重力为300N、体积为0.01m³，则液体的密度ρ_液=             

请写出解题思路。

如图是某型号电压力锅的工作电路简图。接通电源后，开关S自动闭合，开始加热。当锅内温度达到105℃时，开关S自动断开，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾，保压时的额定功率为220W。把2.5L初温为25℃的水加入电压力锅中，将它单独接入家庭电路，使其工作1min40s，观察到家中标有“220V 3600imp/kW•h”字样的电能表指示灯闪烁84次。已知水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃),假设电能全部转化为内能。求：

（1）保压状态时的电流大小。
（2）加热状态时的实际功率。
（3）加热多少秒后开始保压？

近年来，我市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。图乙为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6V，R₀是阻值为5Ω的定值电阻，A是油量指示表（实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来）。R_x为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。

压力/N	0	50	100	150	200	250	300	350	400
电阻/Ω	550	395	275	170	90	60	40	25	5

 

（1）若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图丙所示。在0～25s时间内，轿车的牵引力与阻力关系可能的是：牵引力      阻力（选填“大于”、“等于”、“小于”、“大于或等于”）。
（2）由（1）中的条件求在0～5s时间内轿车发动机做功多少？
（3）如果空油箱的质量为5kg，油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少？
（4）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，求油箱的容积。（ρ_汽油=0.7×10³kg/m³）

如图为某电饭锅的内部电路。R₁是加热电阻，阻值为48.4Ω；R₂是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V  50Hz），闭合手动开关S₁，电饭锅处于加热状态。当锅内食物温度达到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；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4.2×10³J/（kg·℃），电饭锅在一个标准大气压下工作。请回答下列问题：

（1）小明将室温下的水和米放入这个电饭锅煮饭，接通电源后却忘了闭合手动开关S₁。请问电饭锅会对锅内的水和米加热吗？为什么？
（2）若将温度为20℃、质量2.5kg的水烧开需要1000s，求电饭锅正常工作时的加热效率。
（3）用电饭锅烧水时，小明发现水沸腾了，但手动开关S₁却没有自动断开，于是小明认为电饭锅坏了。小明的观点对吗？请说明理由。

小杨家新装了电辅式太阳能热水器，如图是内部水箱的结构示意图。R的阻值为30Ω。
S_l是自动温控开关：水温低于20℃时闭合，电阻R开始加热；当水温高于60℃时自动断开。
A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，体积均为500cm³，重力均为9N， 悬挂在水箱顶部的压力传感开关S₂上。当水面下降后S₂受到竖直向下的拉力达到16N时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当水面上升后拉力小于等于10N时，S₂断开，电动水泵M停止注水。
请计算：（细绳的质量和体积、导线和电阻的体积均忽略）

(1)水箱内有50kg水，夜晚在辅助加热系统正常工作下，10min内共吸收了8.4×10⁵J的热量，求该状态下热水器的能量利用效率。（结果精确到0.1%）
（2）正常情况下水箱中水面最高时，A浸入水中的体积多大？

如图所示是小丽家厨房安装的一个小厨宝。小厨宝利用水箱储水，加热一段时间后，拧开水龙头就会有热水流出。其相关参数如下表所示。

产品名称	储水式小厨宝
额定电压	220V	额定功率	1200 W
最高温度	75℃	额定容量	6.0 L

 
（1）小厨宝正常工作时的电阻是多大？（计算结果保留一位小数）
（2）要把满箱水从15℃加热到38℃，需要吸收多少热量？小厨宝正常工作时至少需要加热多长时间？[c水=4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）小丽了解到有一种速热式电热水器，额定功率为5 000W，冷水流经速热式电热水器时，很快就可流出达到预设温度的热水。小丽家的电能表允许通过的最大电流为10A，通过计算说明在她家的电路中能否安装这种电热水器。

如图是家用电热壶及铭牌，水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg·℃）．求：

（1）电热壶正常工作时的电阻。
（2）电热壶正常工作3min，放出的热量是多少？
（3）如果电热壶正常工作3min放出的热量全部被水吸收，能否把1kg水从20℃加热到100℃？

如图甲为某厂家为解决学生冬天做作业手冷而新推出的一款桌面暖风机，图乙是其简化后的电路原理图，其铭牌上的部分参数如表所示。按照设计标准，假若当时的环境温度为0℃，热风的温度为46℃，则每分钟空气吸收的热量为        J，暖风机内的电动机消耗的电功率为      W，此暖风机的热效率是      。【空气的比热容为1.0×10³J/（kg·℃），空气的密度为1.29kg/m³】

额定电压	额定功率	风速
220V	330W	0.3m^3/min

 

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．则：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则该热水器的效率是多少？

随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识事关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是        冲程，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过        的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的      较大。

（2）如图乙是加油站加油机的图片。和大多数物质一样，汽油也有热胀冷缩的性质，随着气温的变化，汽油密度会发生变化，受此因素影响，在每吨汽油价格不变的情况下，每升汽油的价格应相应变化。当气温上升时，有关汽油密度和价格的变化下列说法正确的是（   ）

A．密度变大，价格下调

B．密度变大，价格上调

C．密度变小，价格下调

D．密度变小，价格上调

（3）太阳能汽车利用太阳能来驱动? 真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染。某太阳能汽车如图丙，质量为450kg，顶部安装了太阳能电池板。若汽车上的太阳能电池板的有效面积为5m²，它正对太阳时电池能够产生200V的电压，并对车上的电动机提供10.5A的电流，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×10³W/m²，则电池的输出功率为          W,将太阳能转化为电能的效率为        。

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汽车再生制动器
目前汽车刹车器均采用油压制动，油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费。现有一种汽车再生制动器，能把汽车制动时消耗的部分机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量。这种制动器有个重要参数叫“储能效率”，储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止运动的过程中，将机械能转化为电能的效率．
实际上汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器 配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求，若某汽车以20km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：

时间t/s	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6
再生刹车阻力f/×103N	8.0	8.1	8.4	9.0	10.0	10.0	10.0	7.5	5.0

（1）油压制动刹车时消耗的机械能转化为内能，而这些内能却不能再次转化为汽车的机械能，说明能量的转移和转化具有_    _性；汽车再生制动器中将机械能转化为电能的装置是__   （电动机/发电机）.
（2）某次汽车正常行驶时的机械能为3.75×10⁵J ①若关闭发动机，直至停止运动，有1.5×10⁵J的机械能车化为内能，则该汽车的储能效率是_    _。②若制动时油压制动器与再生制动器同时工作，产生的内能将_     （大于/小于/等于）1.5×10⁵J。
（3）在图中作出汽车刹车时再生制动器0～1.0s内产生的刹车阻力随时间变化的图像。

（4）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×10⁴N，由图像可知t=0.7s时，油压制动器需提供_   N的刹车阻力．

如图是某品牌家用贮水式电热水器，装满水，其主要参数如表所示．某次加热，水吸收的热量为8.4×10⁴J．已知ρ_水=1.0×10³Kg/m³，c_水=4.2×10³J/（Kg•℃）．
贮水式电热水器

型号	FCD-JTHQB50-Ⅲ	额定电压	220V
容积	50L	额定频率	50Hz
温度设定范围	35℃～75℃	额定功率	1500W

（1）水升高的温度；
（2）正常工作时，如果电热水器的热效率为80%，完成上述加热，需通电多长时间．

下面关于热现象的说法，正确的是（    ）

A．冰块在熔化时温度不变，内能增加

B．物体温度升高了，则一定是吸收了热量

C．汽车发动机用水作冷却液是因为水的比热容较小

D．秋天清晨的露珠是水蒸气液化吸热形成的

小明家购置了一台集加热和保温为一体的温热饮水机，其铭牌如下表所示。如图乙所示是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是分压电阻，R₂是供加热时的电阻丝。分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态；当S断开时处于保温状态。

额定频率	50HZ	环境温度	10℃～38℃
加热功率	2200W	最大容积	1.5L
额定电压	220V	制热水能力	≥90℃ 5L/h

 
（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大；
（2）正常工作时该饮水机将最大容积的水从20℃加热到100℃，用时4min，求水吸收的热量是多少，该饮水机加热状态时的效率；[c_水＝4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）如果要使R₂在保温状态时的功率是550W，求R₁的电阻。