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分类题型训练：第三章《能量转化与守恒》计算题（1） 浙教版科学 九年级上册
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这是一份分类题型训练：第三章《能量转化与守恒》计算题（1） 浙教版科学 九年级上册，共10页。
《能量转化与守恒》计算训练（1）1.肥胖可能会引发许多慢性疾病。某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块（每块质量为10kg）组成，锻炼时可以根据自己的实际情况选择配重的金属块数量。（杆重、绳重、摩擦均不计） (1)拉力器上的滑轮均属于__________滑轮。 (2)若此人最多一次能拉起7块金属块，则他的质量至少为__________kg。 (3)当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5m，若累积拉动100次，则拉力共做了多少功？假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？（已知1g脂肪在体内完全氧化约释放37.5kJ的能量）2.学校实践活动小组的同学想检测一只电能表是否准确，电能表表盘如图所示，接入电路中的用电器功率为500W。甲同学打算让用电器连续工作5h，通过计算可知；而乙同学认为甲同学用的时间太长，于是他用3min测出表盘转过80转。请你求解下列问题： (1)如该电能表准确，该用电器连续工作5h后，求该电能表的示数。 (2)如该电能表准确，按照乙同学测得的数据，结合电能表表盘上示数，则接人电路的用电器实际功率应为多大？3.小明家的电能表表盘如图甲所示。室内安装了60W的电灯6盏，100W的电视机一台，120W的电冰箱一台，1500W的电热水器一台。(1)电能表表盘上有一些描述其性能的参数，请说出其中两种参数的含义。 (2)请通过计算判断：小明家的用电器能否同时使用？ (3)小明怀疑他们家最近电费明显在增加是使用年限太久的电热水器造成的。为了证实这一点，他对电热水器的实际功率进行了测试：关闭其他的用电器，给电热水器灌满水，并使它处在加热状态，此时发现电能表的表盘在9s内就转了30转。小明的判断正确吗？为什么？4.小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I-U图像如图乙所示。求：(1)小灯泡正常发光时的电阻。 (2)小灯泡正常发光10min消耗的电能。 (3)经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？ (4)小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因。5.小明和妈妈一起去商场选购了一款全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图甲）、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌（如图丙），电路原理图可等效成图乙。下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。请你帮小明解决下列问题：(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？ (2)豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？ (3)小明想了解家中电路的实际电压，于是将家中的其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家中标有“3000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了60转，则家中电路的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）6.早餐喝豆浆已经成为许多人的选择。如图甲所示为某款全自动豆浆机及其铭牌，其主要结构：中间部位是一个电动机带动的刀关，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。图乙所示是该豆浆机正常制作一次豆浆过程中电热管和电动机交替工作的“P-t”图像。求：(1)电热管正常工作时的电流； (2)电热管正常工作时的电阻值； (3)豆浆机正常制作一次豆浆，消耗的总电能。7.为了在相对稳定的温度环境下培养菌种，某兴趣学习小组设计了如图所示的恒温箱。他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中，测得其实际功率为27W。（电热丝阻值不随温度变化）解 答下列问题： (1)电热丝是利用电流的__________效应来工作的。 (2)通过电热丝R的电流是多大？ (3)电热丝R通电5min产生多少热量？ (4)为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W，在不改变电源电压和原电热丝的情况下，需在箱内串联一段多大阻值的电阻（用R’表示）？8.混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%。(1)求汽车牵引力做的功； (2)若所用燃料的热值为4.5×10J/kg，测试过程中完全燃烧消耗8kg燃料，则放出的总热量是多少？ (3)求内燃机的效率。9.某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200 V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求：(1)当指示灯亮时，温度控制器处于________状态。 (2)指示灯的电阻值。 (3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。(4)温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。10.人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25克。已知：来回拉一次钻弓需1.0秒，弓长为s=0.25米，人拉弓的力为16牛顿，木头比热C=2×103焦/（千克·℃），室温为20℃。问：(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少？ (2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25%被木棒尖端吸收，则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃? (3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来？11.飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。高空中某飞机获得1.6×105N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空煤油4000kg。求1h内： (1)发动机所做的功。 (2)航空煤油完全燃烧放出的热量。 (3)发动机的热机效率。12.目前，“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗，提高汽车发动机的效率，越来越受到人们的重视。(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧释放的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整： a.________；b.__________。 (2)发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下；①试验数据：汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶时，耗油量大约为10L/lOOkm，发动机输出功率为46kW；则该汽车行驶100km，发动机对汽车做的功是_______J。 ②使用燃料：93号汽油[热值为4.6×107J/kg，密度约为0.75g/cm3]。请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率约为________。 (3)杭州汽车保有量在迅速增长，消耗燃油量也就迅速增长。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%，如果能把内燃机效率提高2%，城区汽车数量按160万辆来计算，每 年可以节约多少燃油？参考答案1.(1)由图示可知，两滑轮均不随物体运动，所以拉力器上的滑轮均属于定滑轮。(2)拉力器上的滑轮均匀属于定滑轮，不能省力，人拉起金属块的最大总重力等于人的重力，则人的质量等于能拉起金属块的最大总质量，即m人=m金属块×7=10kg×7=70kg；(3)他选择6块金属块时，此时的拉力，把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，则拉力共做功；W=F's=600N×0.5m×100=3×104J，由题意可得，消耗脂肪的质量：m脂肪=3×104J37.5×103J/g×10%=8g。2.（1）07627（2）533.3W3.（1）220V”是指该电能表的额定电压为220V；“3000r/kW.h“是指该电能表所在的电路中每消耗1kWh的电能，该电能表的转盘转3000转（2）家中用电器同时工作时的总功率为：P总=60W×6+100W+120W+1500W=2080W电能表能承受的最大电功率为P=UI=220V×10A=2200W> 2080W；因此小明家的用电器能同时使用。（3）热水器消耗的电能W=303000kW⋅h=0.01kW⋅h热水器的实际耗电功率P=W/t=0.01kW⋅h /9/3600h=4kW=4000W因为该热水器的实际功率高达4000W，明显超过了它的额定功率，所以小明的判断是正确的。4.解：（1）5.6.7.8.9.10.11.（1）6×105m（2）1.6×1011J（3）60%12.(1)机械摩擦耗能；废气带走热量(2)2.07×108；60%(3)1.8×105
《能量转化与守恒》计算训练（1）1.肥胖可能会引发许多慢性疾病。某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块（每块质量为10kg）组成，锻炼时可以根据自己的实际情况选择配重的金属块数量。（杆重、绳重、摩擦均不计） (1)拉力器上的滑轮均属于__________滑轮。 (2)若此人最多一次能拉起7块金属块，则他的质量至少为__________kg。 (3)当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5m，若累积拉动100次，则拉力共做了多少功？假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？（已知1g脂肪在体内完全氧化约释放37.5kJ的能量）2.学校实践活动小组的同学想检测一只电能表是否准确，电能表表盘如图所示，接入电路中的用电器功率为500W。甲同学打算让用电器连续工作5h，通过计算可知；而乙同学认为甲同学用的时间太长，于是他用3min测出表盘转过80转。请你求解下列问题： (1)如该电能表准确，该用电器连续工作5h后，求该电能表的示数。 (2)如该电能表准确，按照乙同学测得的数据，结合电能表表盘上示数，则接人电路的用电器实际功率应为多大？3.小明家的电能表表盘如图甲所示。室内安装了60W的电灯6盏，100W的电视机一台，120W的电冰箱一台，1500W的电热水器一台。(1)电能表表盘上有一些描述其性能的参数，请说出其中两种参数的含义。 (2)请通过计算判断：小明家的用电器能否同时使用？ (3)小明怀疑他们家最近电费明显在增加是使用年限太久的电热水器造成的。为了证实这一点，他对电热水器的实际功率进行了测试：关闭其他的用电器，给电热水器灌满水，并使它处在加热状态，此时发现电能表的表盘在9s内就转了30转。小明的判断正确吗？为什么？4.小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I-U图像如图乙所示。求：(1)小灯泡正常发光时的电阻。 (2)小灯泡正常发光10min消耗的电能。 (3)经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？ (4)小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因。5.小明和妈妈一起去商场选购了一款全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图甲）、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌（如图丙），电路原理图可等效成图乙。下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。请你帮小明解决下列问题：(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？ (2)豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？ (3)小明想了解家中电路的实际电压，于是将家中的其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家中标有“3000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了60转，则家中电路的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）6.早餐喝豆浆已经成为许多人的选择。如图甲所示为某款全自动豆浆机及其铭牌，其主要结构：中间部位是一个电动机带动的刀关，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。图乙所示是该豆浆机正常制作一次豆浆过程中电热管和电动机交替工作的“P-t”图像。求：(1)电热管正常工作时的电流； (2)电热管正常工作时的电阻值； (3)豆浆机正常制作一次豆浆，消耗的总电能。7.为了在相对稳定的温度环境下培养菌种，某兴趣学习小组设计了如图所示的恒温箱。他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中，测得其实际功率为27W。（电热丝阻值不随温度变化）解 答下列问题： (1)电热丝是利用电流的__________效应来工作的。 (2)通过电热丝R的电流是多大？ (3)电热丝R通电5min产生多少热量？ (4)为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W，在不改变电源电压和原电热丝的情况下，需在箱内串联一段多大阻值的电阻（用R’表示）？8.混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%。(1)求汽车牵引力做的功； (2)若所用燃料的热值为4.5×10J/kg，测试过程中完全燃烧消耗8kg燃料，则放出的总热量是多少？ (3)求内燃机的效率。9.某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200 V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求：(1)当指示灯亮时，温度控制器处于________状态。 (2)指示灯的电阻值。 (3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。(4)温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。10.人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25克。已知：来回拉一次钻弓需1.0秒，弓长为s=0.25米，人拉弓的力为16牛顿，木头比热C=2×103焦/（千克·℃），室温为20℃。问：(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少？ (2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25%被木棒尖端吸收，则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃? (3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来？11.飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。高空中某飞机获得1.6×105N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空煤油4000kg。求1h内： (1)发动机所做的功。 (2)航空煤油完全燃烧放出的热量。 (3)发动机的热机效率。12.目前，“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗，提高汽车发动机的效率，越来越受到人们的重视。(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧释放的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整： a.________；b.__________。 (2)发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下；①试验数据：汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶时，耗油量大约为10L/lOOkm，发动机输出功率为46kW；则该汽车行驶100km，发动机对汽车做的功是_______J。 ②使用燃料：93号汽油[热值为4.6×107J/kg，密度约为0.75g/cm3]。请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率约为________。 (3)杭州汽车保有量在迅速增长，消耗燃油量也就迅速增长。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%，如果能把内燃机效率提高2%，城区汽车数量按160万辆来计算，每 年可以节约多少燃油？参考答案1.(1)由图示可知，两滑轮均不随物体运动，所以拉力器上的滑轮均属于定滑轮。(2)拉力器上的滑轮均匀属于定滑轮，不能省力，人拉起金属块的最大总重力等于人的重力，则人的质量等于能拉起金属块的最大总质量，即m人=m金属块×7=10kg×7=70kg；(3)他选择6块金属块时，此时的拉力，把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，则拉力共做功；W=F's=600N×0.5m×100=3×104J，由题意可得，消耗脂肪的质量：m脂肪=3×104J37.5×103J/g×10%=8g。2.（1）07627（2）533.3W3.（1）220V”是指该电能表的额定电压为220V；“3000r/kW.h“是指该电能表所在的电路中每消耗1kWh的电能，该电能表的转盘转3000转（2）家中用电器同时工作时的总功率为：P总=60W×6+100W+120W+1500W=2080W电能表能承受的最大电功率为P=UI=220V×10A=2200W> 2080W；因此小明家的用电器能同时使用。（3）热水器消耗的电能W=303000kW⋅h=0.01kW⋅h热水器的实际耗电功率P=W/t=0.01kW⋅h /9/3600h=4kW=4000W因为该热水器的实际功率高达4000W，明显超过了它的额定功率，所以小明的判断是正确的。4.解：（1）5.6.7.8.9.10.11.（1）6×105m（2）1.6×1011J（3）60%12.(1)机械摩擦耗能；废气带走热量(2)2.07×108；60%(3)1.8×105
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