分類(lèi)題型訓(xùn)練：第三章《能量轉(zhuǎn)化與守恒》計(jì)算題（7） 浙教版科學(xué) 九年級(jí)上冊(cè)

《能量轉(zhuǎn)化與守恒》計(jì)算訓(xùn)練（7）《能量轉(zhuǎn)化與守恒》計(jì)算訓(xùn)練（7）1.為了響應(yīng)“節(jié)能減排”的號(hào)召，小李家買(mǎi)了一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器。小李對(duì)該太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)說(shuō)明書(shū)上的一些數(shù)據(jù)如表：

（1）太陽(yáng)的巨大能量來(lái)自于太陽(yáng)內(nèi)部的_________反應(yīng)。（2）小李早晨7：00把熱水器加滿(mǎn)水后，發(fā)現(xiàn)熱水器的溫度傳感器顯示水溫為18℃，17：00看到顯示的水溫為18℃，則這段時(shí)間內(nèi)熱水器中水的內(nèi)能增加了多少？這些能量如果靠燃燒天然氣來(lái)提供，并假設(shè)天然氣燃燒放出熱量全部被水吸收，則需要燃燒多少米3的天然氣？【已知水的比熱：c水=4.2×103J/(kg?℃)，天然氣的熱值：8.4×107J/m3】2.在杭州，已知與陽(yáng)光垂直的表面上接受到的太陽(yáng)能輻射功率均為k＝1.2×103瓦/米2。一個(gè)太陽(yáng)能熱水器，控制其接受陽(yáng)光垂直照射的面積始終是2米2，設(shè)太陽(yáng)能熱水器吸收太陽(yáng)能的效率為50%。太陽(yáng)能熱水器內(nèi)的水的質(zhì)量為100千克，水的初溫為20℃，經(jīng)t時(shí)間后上升到30℃[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。請(qǐng)計(jì)算：（1）在上述過(guò)程中太陽(yáng)能熱水器內(nèi)的水吸收熱量是多少焦耳？（2）使水由20℃升溫到30℃所用的時(shí)間t是多少秒？3.一塊質(zhì)量分布均勻的光滑薄平板AB可以繞水平轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)（截面圖中以O(shè)點(diǎn)表示），平板與水平地面的夾角為30°，AO長(zhǎng)0.6米，OB長(zhǎng)0.4米，平板質(zhì)量為2千克。小球在離地高為H=0.5米處由靜止開(kāi)始釋放，沿光滑軌道到達(dá)AB上。（所有運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均無(wú)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他能量）（1）要使平板會(huì)繞水平轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，小球的質(zhì)量m至少要多少？（2）如果一個(gè)質(zhì)量為4m的小球從離地高度為0.2米的地方由靜止開(kāi)始釋放，能否使平板翻轉(zhuǎn)？請(qǐng)判斷并說(shuō)明理由。4.如圖所示，重為2100N的甲物體，在拉力F的作用下沿斜面以0.2m/s的速度移動(dòng)了5m，同時(shí)甲物體升高了3m。斜面和滑輪組的總機(jī)械效率為80%。試通過(guò)計(jì)算，求出下列物理量（1）有用功的功率（2）總功（3）拉力F。5.如圖甲所示為現(xiàn)在家庭常用的電水壺，圖乙是該電水壺的銘牌。某同學(xué)用這種電水壺?zé)_(kāi)水，他將水放至最大水量，測(cè)得水的初溫是20℃，通電7分鐘，水燒開(kāi)（在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）。試通過(guò)計(jì)算，回答下面的問(wèn)題：

（1）該電水壺電熱絲的電阻多大？（2）現(xiàn)測(cè)得電源電壓為200伏，算一算此電水壺工作的效率。6.右圖所示是一種老式電飯鍋的簡(jiǎn)化電路原理圖，該鍋的部分參數(shù)如下表，煮飯時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)S是閉合的，飯熟后，鍋內(nèi)溫度達(dá)到103℃時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)S自動(dòng)斷開(kāi)，電飯鍋轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。

（1）發(fā)熱板R1的阻值是多少？（2）保溫時(shí)，發(fā)熱板的發(fā)熱功率是多少？（3）從能量利用率的角度計(jì)算說(shuō)明這種電飯鍋的不合理性。7.如圖所示的是一款電瓶電動(dòng)叉車(chē)，它以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力、蓄電池為能源的一種工業(yè)搬運(yùn)車(chē)輛。表中所列的是該款叉車(chē)的一些參數(shù)，請(qǐng)你完成下列問(wèn)題：

（1）電瓶容量是指存儲(chǔ)電量的多少，單位A?h（安培·小時(shí)）。要將該車(chē)含電量為60%的電瓶充滿(mǎn)電，需要消耗多少電能？

（2）若車(chē)滿(mǎn)載，以最大車(chē)速勻速水平驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%，則此時(shí)車(chē)受到的阻力是多少？8.如圖所示是一種起重機(jī)的示意圖。該起重機(jī)掛鉤處有兩個(gè)動(dòng)滑輪組成滑輪組，兩個(gè)動(dòng)滑輪和掛鉤的總質(zhì)量為50kg。起重機(jī)重2.4×104N（包括懸臂、滑輪和掛鉤重，忽略鋼絲重），重心為P2（忽略重心位置的變化），為使起重機(jī)起吊重物時(shí)不致傾倒，在其一側(cè)有配重Q（重心為P1）?，F(xiàn)測(cè)得AB為1.5米，BC為4米，OC為l米，CD為8米。（g取10N/kg）

（1）電動(dòng)機(jī)牽引鋼絲把質(zhì)量為0.15t的重物勻速提升時(shí)，牽引力多大？（忽略一切摩擦）

（2）若起重機(jī)不加配重，為了在起吊貨物時(shí)不使起重機(jī)傾倒，則最多能吊起多重的貨物？

（3）該起重機(jī)能配6t的配重嗎？請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明。9.電熱加濕器的工作原理：加濕器水箱中部分水通過(guò)進(jìn)水閥門(mén)進(jìn)入電熱槽中受熱至沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)蒸汽擴(kuò)散裝置噴入空氣中，從而提高空氣濕度。某款加濕器有低、中、高三個(gè)檔位的發(fā)熱功率，右圖是其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，開(kāi)關(guān)S1可分別與觸點(diǎn)a、b接觸，R1=R2=1936Ω。請(qǐng)分析和解答以下問(wèn)題：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)________時(shí)，加濕器處于低檔位。

（2）若加熱前水溫為20℃，電熱槽內(nèi)氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，將2升的水加熱到沸騰需要吸收的熱量是多少？所需的最短加熱時(shí)間是多少分鐘？（不計(jì)熱量損失）10.某研究小組為測(cè)量垂直于太陽(yáng)光的面積為1米2表面上，每秒鐘接受到的太陽(yáng)能，用自制太陽(yáng)能熱水器做實(shí)驗(yàn)。經(jīng)多次試驗(yàn)得到自制太陽(yáng)能熱水器吸收太陽(yáng)能的效率為50%?？刂铺?yáng)能熱水器接受太陽(yáng)光垂直照射的面積始終是2米2，太陽(yáng)能熱水器內(nèi)的水的質(zhì)量為100千克，水的初溫為20℃，經(jīng)8750s時(shí)間后上升到45℃【C水=4.2×103)/(kg·℃)】。請(qǐng)計(jì)算：（1）在上述過(guò)程中太陽(yáng)能熱水器內(nèi)的水吸收熱量是多少焦耳？（2）垂直于太陽(yáng)光的1米2表面上，每秒鐘接受到的太陽(yáng)能是多少焦耳？11.們對(duì)自我保健越來(lái)越關(guān)注。圖甲為某品牌足浴盆及相關(guān)參數(shù)。其內(nèi)部電路可分為工作電路和控制電路兩部分（如圖乙所示）。閉合總S，當(dāng)足浴盆有水注入到一定量時(shí)壓控開(kāi)關(guān)S1、S2就會(huì)自動(dòng)閉合，此時(shí)R1、R2會(huì)同時(shí)工作，加熱至40℃時(shí)，控制電路中的電磁鐵會(huì)將銜鐵吸合，自動(dòng)進(jìn)入保溫模式。（1）圖乙的工作電路中，處于保溫狀態(tài)時(shí)，工作的電阻是__________。壓控開(kāi)關(guān)S1的作用是防止_______________，達(dá)到保護(hù)電路的目的。（2）控制電路中電磁鐵線(xiàn)圈的電阻為100歐，為電磁鐵供電的電池電壓為6伏，Rx為熱敏電阻，阻值隨溫度變化關(guān)系可由圖丙中的某條曲線(xiàn)表示。當(dāng)線(xiàn)圈中的電流大于或等于20毫安時(shí)，控制電路中繼電器的銜鐵被吸合，則Rx阻值隨溫度變化的曲線(xiàn)為圖丙中的_________。（3）求R2的阻值為多少。（4）在一次使用過(guò)程中，加熱時(shí)間為5分鐘，保溫時(shí)間為20分鐘，則整個(gè)過(guò)程中消耗了多少電能？12.如圖所示為杠桿與滑輪的組合應(yīng)用，現(xiàn)處于靜止?fàn)顟B(tài)且杠桿水平，已知滑輪下所掛重物的質(zhì)量m＝51kg，滑輪重30N，不計(jì)繩重、摩擦和杠桿自重。將所掛重物提升20米（已知OA：OB＝1：3，g＝10N/kg）求：（1）所掛重物G受到的重力多大？（2）要讓杠桿平衡，繩子對(duì)杠桿B端的拉力是多少？（3）繩子自由端的拉力F所做功為多大？參考答案1.2.解：（1）Q=c水m△t=4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（30℃－20℃）=4.2×106J（2）Q光=Q/50%=8.4×106JQ光=kStt=Q光/kS=8.4×106J/（1.2×103W/m2×2m2）=3.5×103s3.解：（1）根據(jù)機(jī)械能守恒，小球能到木板上的高度為0.5m，而B(niǎo)點(diǎn)離地高度h=AB×sin30°=0.5m，小球運(yùn)動(dòng)到木板B點(diǎn)時(shí)剛好能翻轉(zhuǎn)的小球質(zhì)量為最小質(zhì)量；根據(jù)杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知：m木g×（AO/2－OB/2）×cos30°=mg×OB×cos30°m木×（AO/2－OB/2）=m×OB

2kg×（0.3m－0.2m）=m×0.4mm=0.5kg（2）不能，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，小球能到達(dá)平板上的最大高度為0.2m，設(shè)為D點(diǎn)，則AD=0.4米＜AO，小球不可能到達(dá)或超過(guò)O點(diǎn)，故不能使平板翻轉(zhuǎn)。（或者O點(diǎn)離地高為0.3米，高于小球開(kāi)始下落時(shí)高度，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，不可能到達(dá)或超過(guò)O點(diǎn)，故不能使平板翻轉(zhuǎn)。）4.（1）252w（2）7875J（3）525N5.（1）40歐（2）80%6.解：（1）55歐（2）35.2瓦（3）20%，能量利用率低7.解：（1）空電瓶充滿(mǎn)電所需電能W=UIt=48伏×250安×3600秒=4.32ｘ107焦含電量60%的電瓶充滿(mǎn)電，則所需電能為Wˊ=(1-60%)W=1.728ｘ107焦（2）水平驅(qū)動(dòng)速度：V=7.2千米/小時(shí)=2米/秒，機(jī)械功率P機(jī)=75%×1500瓦=1125瓦因?yàn)檐?chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以f=Ff=F=PV=1125瓦2米/秒=562.5N8.（1）四股繩子承擔(dān)物重，F(xiàn)=G總/4=（150+50）千克×10牛/千克4=500N（2）以C為支點(diǎn)，起重機(jī)重G1=2.4×104牛，物體重為G2根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得G1·0C=G2·CDG2=OCCD?G1=18×2.4ｘ104牛=3000牛（3）不吊重物時(shí)，以B為支點(diǎn)，為使起重機(jī)不傾倒，實(shí)際最大配重為G3，OB=BC-OC=4米-1米=3米根據(jù)杠桿平衡條件得G1·OB=G3·ABG3=OBABG1=31.5×2.4×104牛=4.8×104牛M3=G3/g=4.8ｘ103千克=4.8噸<6噸，所以不能配置6t的配重。9.解：（1）S1置于b，S2斷開(kāi)水的質(zhì)量m=ρV=1×103千克/米3×2×10-3米3=2千克加熱水需吸收的熱量：Q=CmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J當(dāng)S1置于a，S2閉合，加熱功率最大（P3），所需的加熱時(shí)間最