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分类题型训练：第三章《能量转化与守恒》计算题（10） 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（10） 浙教版科学 九年级上册，共7页。
《能量转化与守恒》计算训练（10）1.晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。(1)安装在天花板上虚线圈内的简单机械应是___________。(2)使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是_________________________。(3)将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功？(4)由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。2.如图所示，某卡车的车厢底板距地面1.5m高，小金把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F＝600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。求：(1)斜面的机械效率是多少？(2)物体受到的摩擦力是多大？3.在探究“家用电器”的综合实践活动中，小金与同学合作，在爸爸的协助下，以家里的电水壶为观察、研究对象，记录了如下表所示的有关数据。根据表中的记录，请解答下面的问题。（1）求通电2min壶中的水吸收的热量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]（2）求电水壶中发热体正常工作时的电阻值。（3）求2min内电水壶消耗的电能和实际功率。4.PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高，PTC有一个人为设定的温度。当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大。如图所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图所示。该电热水壶在RT设定温度状态工作时，电路消耗的总功率1100W。(1)R0的阻值为多少？(2)当RT的温度为130℃时，电路中RT的实际功率为多少？5.某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为20℃，经8750s时间后上升到45℃【C水＝4.2×103)/(kg·℃)】。请计算：(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳？(2)垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳？6.在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图所示。为了尽快疏通道路，交警只用了30秒的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5吨的故障车匀速拖离了现场。若绳子自由端前进的速度是9米/秒，其拉力F是500牛，故障车行进过程中平均阻力与该车重比值为0.08。求：（1）故障车在30秒内通过的路程。（2）30秒拉力F所做的功。 （3）前进过程中该滑轮组的机械效率。7.有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能。将一台这样的电冰箱单独接在标有“2000r/（kW•h）”字样的电能表上，测电冰箱压缩机连续工作10min，电能表的表盘转过50 r。求： （1）这台电冰箱压缩机的功率是多少？ （2）如果测得这台电冰箱某一天耗电1.5kW•h，设压缩机每次连续工作的时间都是15min，并且每次工作后间歇时间也都相等，那么它的间歇时间可能是多少分钟？（设电冰箱压缩机工作时功率保持不变）8.如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图甲所示，某家庭太阳能热水器外壳设备质量为40kg，最大容水量80L，接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，若阳光照射该热水器5h，可以使装满的水温度升高30℃。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)] 求：（1）水吸收的热量；（2）该热水器的效率；（3）该热水器前后四个支撑点，前两个受力相等，后两个受力相等。其侧面如图乙，装满水后重心在O点，BC垂直于水平面，AB长度为1.2m，O点到BC的距离为20cm，问B处一个支撑点的受力大小为多少？9.某轿车的质量是1.6t，它以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶20min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。求轿车在这段时间内:(g取10N/kg) (1)发动机的牵引力F。 (2)发动机所做的功W。 (3)发动机的功率P。 10.工人用图示装置在10秒内将质量为450千克的货物匀速提升2米，此过程中拉力的功率为120瓦。(g取10牛/千克)求：(1)拉力做的有用功；(2)滑轮组的机械效率；(3)若工人用此装置匀速提升其他货物时候，额外功占总功的20%，则工人提升货物的重力和拉力分别为多少（不计绳重和摩擦）？11.如图所示重力不计的轻杆AOB可绕支点O无摩擦转动，当把甲乙两物体如图分别挂在两个端点A、B上时，轻杆恰好在水平位置平衡，此时乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里且水未溢出，物体乙未与容器底接触，已知轻杆长2.5m，支点O距端点B的距离为1.5m，弹簧测力计的示数为60N，物体乙的体积为0.001m3。（g＝l0N/kg。忽略绳重，不计弹簧测力计的重力）求：(1)乙物体受到水的浮力；(2)物体甲的质量；(3)乙物体的密度。12.用两个相同的电加热器同时给质量都为500克、初温都为20℃的水和另一液体加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。求：（1）90秒的加热过程中，水吸收的热量为多少？[水的比热容为4.2×103焦／(千克·℃)]（2）另一液体的比热容为多少？13.目前，氢能源汽车正在研制中。有一种氢能源汽车，能利用太阳能聚焦产生高温使水分解得到氢气，并以氢气作为汽车能源。（1）已知2克氢气完全燃烧生成水蒸气放热280千焦。求氢气的热值。（2）某氢能源试验汽车，质量为3吨，其最大输出功率为60千瓦，在某平直路段行驶时，阻力是车重的0.05倍，g取10N/kg，求汽车的最大速度。参考答案1.(1)定滑轮(2)减小摩擦(3)W＝Fs＝Gh＝20牛×1.5米＝30焦 (4)晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离根据杠杆平衡公式：F1×l1＝F2×l2 可得l2＝F1×l1F2＝15牛×20厘米×1020牛=150厘米 挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。2.(1)W有＝Gh＝1000N×1.5m＝1500JW总＝Fs＝600N×3m＝1800Jη＝W有/W总＝1500J/1800J＝83.3% (2)W额外＝W总－W有＝1800J－1500J＝300Jf＝W额外/s＝300J/3m＝100N3.（1）Q=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（44℃﹣30℃）=88200J（2）由P=UI，I=UR得，R=U2/P=(220V)2/800W=60.5Ω（3）表盘转动1圈消耗kW•h电能，表盘转动30圈消耗电能是：W=30×11200kW∙h=0.025kW∙h=90000J，P实=W/t=90000J/120s=750W4.5.解：(1)水吸收的热量：Q＝cm△t＝cm(t2－t1)＝4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(45℃－20℃)＝1.05×107J；(2)Q光＝Q/η＝1.05×107J/50%＝2.1×107J垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能：Q光/St＝2.1×10 J/2m2×8750s＝1200J/(m2•s)6.90 1350000 72%7.150W 20 15分钟8.10080000 40% 72009.(1)F=f=0.1mg=1600N (2)S=vt=36000m W=FS=5.76×107J (3)P=W/t=4.8×104w 10.(1)W有=Gh=mgh=900J (2)W总=Pt=1200J η1=W有/W总=75% (3)W额=W总-W有=300J G轮=W额/h=150N η2=1-20%=80% 80%=G物G物+G轮 G物=600N F=G物+G物3=250N 11.(1)F浮=ρ液gV排=10N (2)FA×OA=FB×OB G甲=FA=90N m甲=G甲/g=9kg (3)G乙=60N+10N=70N m乙=G乙/g=7kg ρ乙=m乙/V=7×103kg/m3 12.（1）63000J（2）1.8×103J／(kg·℃）13.（1）1.4×108J／kg（2）40m/s
《能量转化与守恒》计算训练（10）1.晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。(1)安装在天花板上虚线圈内的简单机械应是___________。(2)使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是_________________________。(3)将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米，至少对衣服做多少功？(4)由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15牛的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。2.如图所示，某卡车的车厢底板距地面1.5m高，小金把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F＝600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。求：(1)斜面的机械效率是多少？(2)物体受到的摩擦力是多大？3.在探究“家用电器”的综合实践活动中，小金与同学合作，在爸爸的协助下，以家里的电水壶为观察、研究对象，记录了如下表所示的有关数据。根据表中的记录，请解答下面的问题。（1）求通电2min壶中的水吸收的热量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]（2）求电水壶中发热体正常工作时的电阻值。（3）求2min内电水壶消耗的电能和实际功率。4.PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高，PTC有一个人为设定的温度。当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大。如图所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图所示。该电热水壶在RT设定温度状态工作时，电路消耗的总功率1100W。(1)R0的阻值为多少？(2)当RT的温度为130℃时，电路中RT的实际功率为多少？5.某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为20℃，经8750s时间后上升到45℃【C水＝4.2×103)/(kg·℃)】。请计算：(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳？(2)垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳？6.在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图所示。为了尽快疏通道路，交警只用了30秒的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5吨的故障车匀速拖离了现场。若绳子自由端前进的速度是9米/秒，其拉力F是500牛，故障车行进过程中平均阻力与该车重比值为0.08。求：（1）故障车在30秒内通过的路程。（2）30秒拉力F所做的功。 （3）前进过程中该滑轮组的机械效率。7.有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能。将一台这样的电冰箱单独接在标有“2000r/（kW•h）”字样的电能表上，测电冰箱压缩机连续工作10min，电能表的表盘转过50 r。求： （1）这台电冰箱压缩机的功率是多少？ （2）如果测得这台电冰箱某一天耗电1.5kW•h，设压缩机每次连续工作的时间都是15min，并且每次工作后间歇时间也都相等，那么它的间歇时间可能是多少分钟？（设电冰箱压缩机工作时功率保持不变）8.如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图甲所示，某家庭太阳能热水器外壳设备质量为40kg，最大容水量80L，接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，若阳光照射该热水器5h，可以使装满的水温度升高30℃。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)] 求：（1）水吸收的热量；（2）该热水器的效率；（3）该热水器前后四个支撑点，前两个受力相等，后两个受力相等。其侧面如图乙，装满水后重心在O点，BC垂直于水平面，AB长度为1.2m，O点到BC的距离为20cm，问B处一个支撑点的受力大小为多少？9.某轿车的质量是1.6t，它以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶20min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。求轿车在这段时间内:(g取10N/kg) (1)发动机的牵引力F。 (2)发动机所做的功W。 (3)发动机的功率P。 10.工人用图示装置在10秒内将质量为450千克的货物匀速提升2米，此过程中拉力的功率为120瓦。(g取10牛/千克)求：(1)拉力做的有用功；(2)滑轮组的机械效率；(3)若工人用此装置匀速提升其他货物时候，额外功占总功的20%，则工人提升货物的重力和拉力分别为多少（不计绳重和摩擦）？11.如图所示重力不计的轻杆AOB可绕支点O无摩擦转动，当把甲乙两物体如图分别挂在两个端点A、B上时，轻杆恰好在水平位置平衡，此时乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里且水未溢出，物体乙未与容器底接触，已知轻杆长2.5m，支点O距端点B的距离为1.5m，弹簧测力计的示数为60N，物体乙的体积为0.001m3。（g＝l0N/kg。忽略绳重，不计弹簧测力计的重力）求：(1)乙物体受到水的浮力；(2)物体甲的质量；(3)乙物体的密度。12.用两个相同的电加热器同时给质量都为500克、初温都为20℃的水和另一液体加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。求：（1）90秒的加热过程中，水吸收的热量为多少？[水的比热容为4.2×103焦／(千克·℃)]（2）另一液体的比热容为多少？13.目前，氢能源汽车正在研制中。有一种氢能源汽车，能利用太阳能聚焦产生高温使水分解得到氢气，并以氢气作为汽车能源。（1）已知2克氢气完全燃烧生成水蒸气放热280千焦。求氢气的热值。（2）某氢能源试验汽车，质量为3吨，其最大输出功率为60千瓦，在某平直路段行驶时，阻力是车重的0.05倍，g取10N/kg，求汽车的最大速度。参考答案1.(1)定滑轮(2)减小摩擦(3)W＝Fs＝Gh＝20牛×1.5米＝30焦 (4)晾衣杆可看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点，l2为悬挂点到支点的距离根据杠杆平衡公式：F1×l1＝F2×l2 可得l2＝F1×l1F2＝15牛×20厘米×1020牛=150厘米 挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。2.(1)W有＝Gh＝1000N×1.5m＝1500JW总＝Fs＝600N×3m＝1800Jη＝W有/W总＝1500J/1800J＝83.3% (2)W额外＝W总－W有＝1800J－1500J＝300Jf＝W额外/s＝300J/3m＝100N3.（1）Q=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（44℃﹣30℃）=88200J（2）由P=UI，I=UR得，R=U2/P=(220V)2/800W=60.5Ω（3）表盘转动1圈消耗kW•h电能，表盘转动30圈消耗电能是：W=30×11200kW∙h=0.025kW∙h=90000J，P实=W/t=90000J/120s=750W4.5.解：(1)水吸收的热量：Q＝cm△t＝cm(t2－t1)＝4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(45℃－20℃)＝1.05×107J；(2)Q光＝Q/η＝1.05×107J/50%＝2.1×107J垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能：Q光/St＝2.1×10 J/2m2×8750s＝1200J/(m2•s)6.90 1350000 72%7.150W 20 15分钟8.10080000 40% 72009.(1)F=f=0.1mg=1600N (2)S=vt=36000m W=FS=5.76×107J (3)P=W/t=4.8×104w 10.(1)W有=Gh=mgh=900J (2)W总=Pt=1200J η1=W有/W总=75% (3)W额=W总-W有=300J G轮=W额/h=150N η2=1-20%=80% 80%=G物G物+G轮 G物=600N F=G物+G物3=250N 11.(1)F浮=ρ液gV排=10N (2)FA×OA=FB×OB G甲=FA=90N m甲=G甲/g=9kg (3)G乙=60N+10N=70N m乙=G乙/g=7kg ρ乙=m乙/V=7×103kg/m3 12.（1）63000J（2）1.8×103J／(kg·℃）13.（1）1.4×108J／kg（2）40m/s
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