初中物理能源与可持续发展计算题

九一班部分学生去游玩西湖，坐上游船后人和船的总质量为2000kg，游船与他们要去的农家乐的距离是3km，到达目的地游船共用了10min。回答下面问题：（取g=10N/kg）
（1） 游船航行的平均速度是多少？
（2）游船底部距水面的深度为1.2m，求该处受到水的压强。
（3）游船静止在水中时，浸入水中的体积是多大？

一体积为0.1×10^-3米³的物体悬浮在水中，水恰好完全浸没物体.请求出该物体所受到的浮力、等有关物理量（至少求出3个）．

漂浮在水面上的物体排开水的体积为5×10^－3米³。求：
（1）物体受到的浮力大小；
（2）物体的重力大小。

2013年11月，我国第一艘航空母舰“辽宁舰”从青岛赴中国南海展开为期47天的海上综合演练，期间中国海军以辽宁号航空母舰为主编组了大型远洋航空母舰战斗群，战斗群编列近20艘各类舰艇。这是自冷战结束以来除美国海军外西太平洋地区最大的单国海上兵力集结演练，亦标志着“辽宁舰”开始具备海上编队战斗群能力。下表是“辽宁舰”的一些参数，据表中参数请解决以下的问题： （海水密度：l.0×l0³kg/m³）

（1）“辽宁舰”以最大航速前进172.8km，需要多少小时？
（2）“辽宁舰”满载时所受浮力有多大？
（3）“辽宁舰”航母航行1min发动机所做的功多大？

2011年3月11日，日本发生了地震和海啸灾难，致使福岛核电出现核泄漏．为减少放射性污染，电力公司利用“人工浮岛”（一个钢制的空心浮体）储存放射性污水，该浮体是用8×10⁶kg的钢板制成的一个外形长140m，宽50m、高3m的空心长方体．问：
（1）为了不使“人工浮岛”沉入海底，该浮体最多可以储存质量为多少千克的放射性污水？（为了计算方便，海水的密度取1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（2）请你谈谈核能发电与火力发电相比的优点和可能带来的问题．

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

（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，则这段时间该热水器的效率是多少?
（3）若用天然气来提供2.8×l0⁷J的热量，需完全燃烧多少m³的天然气．（天然气的热值为8.4×l0⁷J／m³，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收．保留两位小数．）

一个不规则的实心物体，质量55g，放入装满纯水的烧杯中，沉入底部，排开0.5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮为止。g=10N/kg）求：
（1）物体在纯水中所受的浮力；
（2）物体的体积：
（3）物体悬浮时盐水的密度。

小华家要购买一台即热式电热水器（俗称“过水热”），替换原来的箱式电热水器，它能使水温在数秒内就达到适宜温度。
⑴这种“过水热”的铭牌上注明：“220V、6000W”。当它正常工作时，通过它的电流是多少？
⑵鸡西市生活用电的电费为0.5元/kW·h，当地澡票价格是4元，如果他使用这种“过水热”洗澡，每次累计通电时间是10分钟。请你计算一下，他每次洗澡可节省多少元？（每次用水的费用按0.1元计算）
⑶因为“过水热”工作环境潮湿且功率大，那么在安装、使用过程中，应当注意什么呢？
（已知他家的空气开关上标有的最大额定电流是20A）
⑷最近，小华发现许多邻居在使用“太阳能”热水器。如果你是小华，那么，你是选择“太阳能”呢，还是选择“过水热”呢？说出选择的依据。

如图是潍坊市某公园的水上娱乐设施------水上滚筒，同学们在水上滚筒内可尽情运动，亲近水面．已知某水上滚筒直径为2m，质量为50kg，最大排水量为0.2m³（g＝9.8N/kg），求：

（1）水上滚筒漂浮在水面上时排开水的体积为多少？
（2）假设每人的平均质量为40kg，为保证安全，水上滚筒最多能承载多少人？

随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭。下表为小军家小汽车的相关数据：

总质量：1600kg	额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：8.0×10^-2m^2	水箱容量：5L

（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生来看，汽油是   能源；发动机工作时，     冲程将内能转化为机械能。
（2）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为多少Pa？（g=10N/kg）（c_水="4." 2×10³J/（kg℃））
（3）综合油耗表示以经济速度在相应路面上每行驶100km所消耗的燃油体积，是衡量汽车发动机效率的重要标志之一，假若该车在高速公路路面上以60kw的功率、100km/h的速度匀速行驶l h，消耗汽油10L，求此时小汽车发动机的效率。（汽油密度ρ_汽油=7.l×10³kg／m³．汽油热值q_汽油=4.6×10⁷J/kg）
（4）结合生活经验和所学知识，请你就如何降低汽车油耗提一点建议。

阅读以下短文，回答问题
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。
如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
玻璃吸热管工作原理如图乙所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
请回答以下问题：

（1）太阳能属于_______（选择“一次能源”或“二次能源”）。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度_______（选填“变大”“不变”“变小”）。
（2）玻璃吸热管内表面为何涂成黑色，请说明理由_____        __。
（3）将质量为100kg的水温度升高了50℃，求这些水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）]
（4）某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m²，热效率为η=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×10³W/m²（即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×10³J）。在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少时间？

一只排水量为1000t的轮船在河中航行，河水的密度为1.0×10³kg/m³，若轮船满载航行，试问：（取g=10N/kg）

(1)它受到的浮力是多少N？       
(2)轮船排开河水的体积是多少m³？
(3)若此轮船从河里驶入海里，它受到的浮力是增大或是减小，或是不变？它排开水的体积又怎样变化？

经验表明，自制家用太阳能热水器——晒水箱的效率可达到50%。已知在地球表面晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射R为1.26×10³J/(m²·s)，如果晒水箱内有水40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m²，请计算要使水温上升30℃，需要多长时间？

请仔细阅读下文，并回答文后问题。
垃圾发电
填埋是目前全球垃圾处理的主要方式，传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋，让其自行发酵。在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等废气，易造成常规污染，还可能带来温室效应，甚至有爆炸的危险。
福州市红庙岭垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后，采用科学方法使其发酵，并把产生的填埋气收集起来用于发电。因此，垃圾填埋气和太阳能、风能一样，是一种可再生能源，不仅解决了垃圾填埋场安全和污染问题，也可产生显著的经济效益，同时减少温室气体的排放。
目前，我市垃圾填埋气发电厂和前期投产的垃圾焚烧发电厂的年总发电量大约可供4万个年用电量为2800千瓦时的家庭使用。
(1)传统的垃圾填埋处理方法的缺陷有：
                                   等。
(2)将填埋气收集起来用于发电，是将这些垃圾的化学能最终转化为            能。垃圾填埋气是一种           能源（填“可再生”或“不可再生”）。
(3)请谈谈你在节能减耗、环境保护方而做了哪些实事?(写出一点)

我国大部分地区每年的五六月，向阳的地方每平方米的面积在l h内可获得太阳的辐射能平均为3.6×10⁶J·有一种太阳能热水器，它接收太阳能的15根真空镀膜管总有效面积约为1.35m，，能把接收到的太阳能的50%转变为水的内能。请问:
(1)如果每天日照的时间为10 h，则可将质量为100kg、初温为20℃的水加热到多少摄氏度?[水的比热容为4.2×l0³J/(kg·℃)]
(2)若改用1500W的电热水器，加热同样的水达到同样的温度，需要多长时间?(设电热水器无热损失)