分类题型训练：第三章《能量转化与守恒》计算题（4） 浙教版科学 九年级上册

《能量转化与守恒》计算训练（4）《能量转化与守恒》计算训练（4）1.杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA=5cm，OB=10cm。（1）计算秤砣的质量；（2）小金在B处标的刻度应为_________kg。若图中OC=2OB，则C处的刻度应为_________kg；（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数________（选填“<”或“>”）2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。2.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）（3）汽车牵引力为多少？3.奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压220V，额定功率605W。问：（1）向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]（2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少？（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？4.如图是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水档之间的切换。

(1）当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是___________(选填“冷”“温”或“热”)水。

(2）若R2=2R1，水龙头在温水档正常工作时电功率为2000W，则它在热水档正常工作1min消耗的电能为？5.现我市正在大力推行太阳能路灯，其电路如图所示，光控开关S白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上与触点b接触，给路灯供电．若路灯为“24V

15W”的节能灯，路灯每天工作8h。（1）该路灯正常工作时的电流是多少？（2）该路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时？（3）已知太阳能电池板的面积为0.5m2，每平方米平均收集功率为1.5KW，若太阳光照射8h能使路灯正常工作6天，求太阳能电池板的光电转化效率。6.如图，斜面的长度为L，高度为H，利用该斜面将重物A从斜面底端提升至顶端，现在重物的上面添加重物B，A与B之间不滑动，每次提升，重物B的重力不断增加，随着B的重力的不断增加，请分析：（已知重物与斜面之间的摩擦力f与重物总重力之间的比值为常数a，即f=aG）（1）拉力F的大小将_______（填写“变大”、或“不变”或“变小”）。（2）斜面的机械效率将________（填写“变大”、或“不变”或“变小”），并证明之。7.如图所示，一根质地均匀、重为G的金属杆架在两个三角形支架上，保持静止。图中O为金属杆的重心，O1、O2分别为金属杆和两个三角形支架的接触点，两个接触点受到向上的支持力分别为F1和F2。

（1）若将金属杆视为杠杆，且以O1为支点，请在图中画出杠杆的动力臂和阻力臂。

（2）请依据杠杆平衡的条件，推导F1和F2的大小关系。8.家庭用的电热饮水机有加热和保温两种工作状态。饮水机热水箱内水温达到92℃时，开关S1自动断开处于保温状态；当水温降至t时，S1自动闭合重新加热。饮水机的铭牌数据与电路原理图如图所示。[c水=4.2×103J/（kg⋅℃）]求：

（1）在加热时，通过R2的电流是多大？

（2）在无人取水情况下，对满壶水重新加热一次需要5min。则重新加热一次消耗的电能是多少？

（3）若（2）中饮水机电热转换效率为84%，则重新加热前水温t是多少？9.电磁炉以其高效、节能、卫生、安全成为新一代智能灶具。一只1000W的电磁炉正常工作时，在标准大气压下将lkg的水从25摄氏度加热到沸腾，需要加热350s。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。在此过程中，求：（1）lkg水吸收的热量

（2）电磁炉消耗的电能

（3）电磁炉的效率。10.图中M是标有“4V，4W”符号的电动机，滑动变阻器最大阻值R为10欧，而电动机线圈电阻r为1欧。当闭合开关S后，调节滑动变阻器滑片位置至两电压表V1、V2的示数分别为6V和4V时，电动机恰好正常转动，求：（1）此时滑动变阻器接入电路的阻值（2）此时电动机的效率（3）若增大滑动变阻器接入电路的电阻，电动机的转速变慢，当接入部分电阻为7欧时，电动机恰好停止转动，计算说明此时的电路对电动机是否安全。11.杭州彩虹大桥顺利通车，大桥正桥长度约为2000m，两侧引桥长度均约为1400m，正桥距地面高约21m。（g取10N/kg）（1）一辆汽车重4t、载重8t，在匀速行驶中受到的摩擦力约为车总重的0.02倍，求这辆汽车沿彩虹大桥的引桥匀速上行时，牵引力为多大？（2）如图，已知斜面的长度为L、高度h、物体所受摩擦力为f、重力为G、用平行于斜面的力F将物体匀速拉到斜面顶端，机械效率为η。试证明f=F(1-η)。12.如图所示，用滑轮组甲提起一个重为10N的物体，在拉力F=6N的作用下，10s内物体沿竖直方向匀速升高了2m（不计绳重和摩擦）。计算：（1）动滑轮的重力；（2）此滑轮组甲的机械效率；（3）若只改变绳子绕法，如乙图所示，滑轮组的机械效率是否改变？请通过推导分析参考答案1.解：（1）由F1L1=F2L2得m1gl1=m2gl2即m1l1=m2l22kg×5cm=m2×10cm，得m2=1kg（2）2

4（3）小于2.解：（1）n=3，s=3h=3×12m=36m，W=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；（2）滑轮组的机械效率：η=W有/W总×100%=Gh/Fs×100%=Gh/F×3h×100%=G/3F×100%=6×103N/3×2.2×103N×100%≈90.9%；（3）牵引力：F牵=F′+f=F′+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N3.4.（1）温（2）1.8×105J5.解：（1）根据路灯的符号“24V15W”，由P=UI得：I=P/U=15W/24V=0.625A；（2）∵P=W/t，P=15W=0.015kW；∴路灯正常工作一天消耗的电能：W=Pt=0.015kW×8h=0.12kW•h；（3）太阳能电池板的面积为0.5m2，每平方米平均收集功率为1.5KW，则电池板接收功率为P太=1.5kW×0.5=0.75kW；照射8h后，接收的太阳能为：W太=P太t太=0.75kW×8h=6kW•h；路灯正常工作6天消耗的电能为：W电=Pt=0.015kW×8h×6=0.72kW•h则太阳能电池板的光电转化效率为：η=W电/W太×100%=0.72kW•h/6kW•h×100%=12%6.（1）变大（2）不变

证明：斜面的机械效率为：η＝W有W总＝GhGh+fL＝hh+fLG＝hh+aL，由于h、a、L都是常数，所以机械效率不变。7.8.9.解：水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×lkg×（100℃-25℃）=3.15