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第三章能量转化与守恒计算题
一、解答题
1．徐行同学对建筑工地上的长臂吊车（如图甲）有些疑惑，不吊物体它能平衡，吊重物也能平衡，重物沿臂移动仍能平衡，后来他通过设计“移动支点式杠杆”模型（如图乙）弄懂了类似问题：密度及粗细都均匀的直棒AB＝1.8m，放在一个宽度为40cm的凳子上，当在棒的A端固定一个质量为2kg铅块（忽略大小）时，棒刚好绕O1点有转动的趋势（AO1=30cm）
（1）直棒的质量是多少？
（2）当在P处挂一重物时（PB=10cm），棒刚好绕O2点有转动的趋势。求重物质量及此时棒对O2点的压力　 　（g取10N/kg）
（3）当悬线带着物缓慢便向A端移动时，可以认为登面上只有某点E（即新支点）对棒有支持力。试问：随着重物左移，E点是否会移动？如何移动将向棒的哪一端移动？
2．甲图是普通家用两挡电取暖器内部简化电路图，R1、R2为电热丝。当开关S1、S2都闭合时为高温挡位，功率为1100W；当开关S1闭合、S2断开时为低温挡位，功率为440W。家庭电路电压U=220V。
（1）取暖器通电工作时会发热，原因是　 　
（2）电路中R1的阻值；
（3）用电高峰，电压往往会偏低，如果实际电压是200V，低温挡工作时的实际功率为多少？（计算结果保留一位小数）
（4）图乙是另外一种型号两档电取暖器内部简化电路图，请你判断：当该电取暖器处于高温档时，开关的闭合情况是　 　。
3．如图甲所示是铁路修建时用到的某型号起重机，如图乙是该起重机的示意图。起重机重3×104N（包括悬臂），重心为P1，为了使起重机起吊重物时不倾倒，在其右侧配有配重M，重心为P2，现测得AO为10m，OB为1m。
（1）由图丙知，起重机通过滑轮组与货物相连，滑轮E的主要作用是　 　。
（2）根据乙图计算不加配重时，该起重机最多能吊起多重的货物（不计滑轮和钢丝绳重）？
（3）若起重机吊着重为1.2×104牛的货物沿水平方向移动20米，则此过程中没有克服货物重力做功，理由是：　 　。
（4）如图丙是它的滑轮组装置示意图。起重机悬臂的底部有一台电动机带动的两台相同的转扬机，这两台转扬机一起转动回收钢丝绳，从而吊起物体。某次将质量为2x103千克的建筑材料匀速竖直向上吊起5米，起吊装置（电动机）的效率为80％，则电动机消耗的电能为多少？
4．“在湖州看见美丽中国”的标语随处可见，湖州经济也在迅速发展，基础建设不断扩大。如图所示是建设时所用的汽车起重机的结构示意图，O为吊臂的转动轴，吊臂OA前端装有滑轮组，C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，支撑点为B，图中OB∶OA=1∶4，装在E里的电动机牵引钢丝绳，可利用滑轮组提升重物。现起重机30秒内将质量为2.5吨的重物匀速提升5米，电动机牵引力为F=1×104牛，求：
（1）D杆对吊臂的支持力为　 　牛（本小题吊臂相对于重物的质量可不计，滑轮及绳重不计）；
（2）重物匀速上升时，滑轮组的有用功；
（3）重物匀速上升时，电动机牵引力的功率。
近年来生活节奏越来越快，用手机的低头族也越来越多，颈部热敷仪（如图甲）也逐渐风靡起来。学校项目化小组的同学想探究它的工作原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，电路图如图乙，发热部分由R1和R2组成，调温的低、中、高三档通过三个开关来控制（调节每个温度档时只闭合其中的一个开关），当电压一定时，电路中电流越大，温度越高。已知R1为6欧，R2为4欧。
（1）当　 　（填开关状态）时，热敷仪处于低温档。
（2）当S1闭合，S2，S3断开时，热敷仪处于高温档，此时电路中的电流为　 　。
（3）当热敷仪处于中温档时，持续工作8分钟，产生的热量为多少？
6．纯电动出租车成为流动在湖城大街小巷的一道靓丽风景。该车提供能量的装置为三元锂电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW h，可以续航400km。 （1）传统出租车的发动机多为汽油机。若汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，对外做功　 　次。
（2）司机使用新能源出租车充电桩的60KW快充将电量由30%充至80%，需要多少　 　分钟。(充电时无能量损耗)
（3）若该车和车内乘客的总质量为2.2×103kg，当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为340V，通过电动机的电流为60A。若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求该电动出租车将电能转化为机械能的效率。（保留小数点后一位）
7．下图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，已知R1>R2电热锅的部分参数如下：
容积 4.5升
额定电压 220伏
低温功率 110瓦
高温功率 840瓦
（1）电热锅的工作原理是利用电流的　 　(选填“热效应”或“磁效应")
（2）调节切换开关可以使电热锅处于"关、低温、高温"三种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“　 　”时为低温档。
（3）当电热锅处于低温档正常工作时，通过电热丝的电流是多少安？
（4）该电热锅处于高温档正常工作时，使3千克的水从20℃升高到100℃需要25分钟，请计算该过程中消耗的电能？此时电热锅的效率为多少？ [C水=4.2×103焦/ (千克·℃) ]
8．近年来，多起高架桥侧翻事故引起了人们对独柱高架桥安全性的思考。独柱式高架桥分单支座式和双支座式(如图甲)。
（1）从桥梁的稳定性角度考虑，建造桥梁时应选择的支撑方式为　 　（选填“A”或“B”)
（2）为了能够快速营救被压车辆，援救人员欲用图乙方式将梁体吊离。该施救起重机在工作时，需用两前两后四根支撑柱竖直支撑在水平地面上，将汽车的轮胎支离地面。如图乙所示方式(C点为起重机重力作用点)，当起重机竖直向上起吊梁体时　 　承受总压力更大(填“前支撑柱”或“后支撑柱”)，分析说明。
9．小科用三种不同的方法抬升重为200N的物体。
（1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m， F甲所做的功为　 　。
（2）如图乙，斜面长5m，高3m，拉力F乙=150N，沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，计算该斜面工作时的机械效率。
（3）如图丙，在20s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N。请计算拉力F丙做功的功率为　 　。（不计绳重及摩擦）
10．如图甲、乙是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω，当只闭合S1时为低温档，此时电烤箱电功率为440W。请计算：
（1）电烤箱低温档工作时，电路中的电流大小。
（2）发热电阻R1的阻值。
（3）要使电烤箱以高温档工作，应该闭合的开关是　 　， 高温档的电功率为　 　瓦。
（4）若小科关闭家里所有用电器，只让电烤箱以低温档正常工作30分钟，则如图丙所示的电能表的转盘会转过　 　转。
11．如图甲为陶瓷电煎药查，其简化的工作电路如图乙所示，电源电压为220V，S1为单刀双掷开关，R1和R2均为电加热丝。电煎药壶刚开始工作时先武火档快速加热，当药液的温度达到98℃时自动跳到文火档慢熬，药液熬制一段时间后自动跳到保温档防止药液烧干。已知电煎药壶在220V电压下正常工作时，武火快速加热功率为500w，文火慢熬功率为100W，某次救药时药液的温度与电煎药壶工作时间的关系图像如图丙所示。
（1）根据题意可知，当单刀双掷开关S1拨到“2"位置，同时开关S2　 　(填 “闭合"或“断开”)时，电煎药壶处于文火档。
（2）电加热丝R2的阻值是　 　欧。
（3）求电煎药壶处于保温档时的功率。
（4）分析图像可知，电放药壶武火加热前半段时间对药液的加热效率　 　。(填 “大于”“小于”或“等于”)后半段时间的加热效率。
12．近年来，我市山区香菇基地涌现了许多“光伏工程”项目，所发的电除了供香菇基地使用外，多余的电并入国家电网创收。如图是某香菇基地棚项总功率为300千瓦的光伏发电系统。若该基地每天有效光照时间6小时、耗电800千瓦时。请回答：
（1）该基地每天总发电量　 　千瓦时；
（2）将该基地每天多余的电供给附近村庄路灯，若每盏路灯的电阻为484欧，额定电压为220伏，那么该基地每天多余电可供多少盏路灯正常工作10小时？
（3）若该基地所发的电由热电转化率为30%的燃煤电厂来完成发电，每个月按30天计，则每月需燃烧多少吨煤？(煤的热值q=3.0×107焦/千克)
13．庆元大桥在热火朝天的建造中，引来市民驻足观看。小丽观察到吊车支腿撑开立在工地上，如图甲所示。小丽查询了该吊车的一些参数：整车自重10吨，车宽26米，左右支腿跨度5.2米。
（1）某过程吊车用0.1米/秒的速度将6吨的货物匀速提升5米，求该过程中：
①吊车对货物做功_______焦：
②吊车提升货物的功率是多少？
（2）若吊臂长9.2米，吊臂与水平面成60°角时，重心在车的中心，如图乙所示，求吊车能吊起货物的最大质量。
14．如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬。图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。
项目 参数
电源电压(V) 220
中温挡功率(W) 400
高温挡功率(W) 1100
容积(L) 1
求：
（1）该电炖锅是利用电流的　 　工作的。
（2）开关S1断开、S2接A时，电炖锅为　 　挡：
（3）若烧开一锅水需要4.62×105J的热量，使用高温挡烧开一锅水需要的时间。
15．白炽灯是利用钨丝在高温时进入白炽状态而发光的一种照明灯具，常用的规格有“220V，15W”“220V，60W”“220V，100W”等，现已停止生产。小金同学在实验室发现一个铭牌模糊不清的普通照明白炽灯，他想通过伏安法测量其电阻来判断灯泡的规格，于是向学校借了毫安电流表，利用学生电源，获得的实验数据如下表(所测电流取约值整数)：
序号 1 2 3
电压U/V 1.6 3.2 4.8
电流I/mA 2 4 6
请你完成下列问题：
（1）规格为“220V，100W” 的白炽灯正常工作10分钟消耗的电能为　 　焦。
（2）根据小金同学测得的数据和所学知识判断该灯泡最有可能是上述哪种规格的灯泡，并说明理由。
16．如图所示，是建筑工人从竖直深井中提取泥土时利用的滑轮组模型。如果某次操作中，工人用400N的拉力F在1分钟内将总重为900N的泥土匀速提升5m。在这段时间内拉力F移动的距离是15m。求：
（1）请根据情景在图中画出滑轮组的绕线方法。
（2）滑轮组的机械效率是多大？
（3）此时动滑轮的重力为多少N？(不考虑各种摩擦及绳重)
17．如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制(设加热器电阻阻值一定)。[已知：水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，1L=10-3m3]。求：
（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？
（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？
（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少？
（4）用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时，电能表中间的铝质圆盘在3min内转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少？
18．室温为10℃时，小金利用如图所示装置验证“外界对物体做功，可以使物体的内能增加”。小金用平均为50牛的力将活塞压下12厘米，发现底部浸有0.001千克乙醚的棉花并没有出现燃烧现象。（乙醚的比热容约为1.8×103J/kg·℃，着火点为160℃）
（1）小金的实验没有成功，请帮助他分析原因。
（2）小金对活塞做功多少焦？
（3）0.001千克乙醚温度从10℃升高到着火点至少需要吸收多少热量？
19．电梯的出现极大方便了人们的生活，杭州电梯情况如图所示，已知某台电梯的额定电压是220V，额定功率为11KW，满载质量为1100kg，电梯速度为0.5m/s。请回答下列问题：
（1）电梯正常工作时通过的电流是多少？
（2）电梯满载时的机械效率是多少？
（3）若该电梯平均每天正常工作10小时，电费为0.5元／度，每天需要支付电费多少元？
20．面馆大锅捞面条通常用长筷子（为避免被蒸汽烫伤），并辅以漏勺（图甲），家里捞面条通常只用筷子即可，为什么面馆需要漏勺呢？带着这样的问题，小金实地勘察并查阅资料后，建立了筷子横拿时的模型，如图乙所示，AC长度为40厘米，BC长度为35厘米，C、C1为面条所在位置。请回答下列问题：
（1）筷子在使用时属于　 　杠杆。
（2）若要一次性夹起0.3kg面条，需要在B点施加的力为多少牛？
（3）已知AB长度与A1B1长度相等，AC长度大于A1C长度，请列式分析长筷子捞面条需要配漏勺，而短筷子不需要的原因。
21．如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重C= 7000N，汽车重G车= 30000N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2500N。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
（1）汽车匀速前进的距离；
（2）动滑轮重力；
（3）将物体从井底拉至井口的过程中，滑轮组对重物所做的功；
（4）汽车拉绳子时的拉力F的功率。
22．如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温"“中温”和“低温"三档的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温档，高温档功率为1100W。已知R1=55Ω。诸分析与计算：
（1）当S1　 　，S2连接触点　 　 时，电路处于低温档；
（2）求中温档的电功率；
（3）求R2的阻值；
（4）图丙是某次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。（结果保留一位小数)
23．如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深12m，物体重G物＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.5×103N。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？
（3）汽车拉绳子时拉力F的功率为多少？
24．如图所示，在试管里注入少量水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了， 水蒸气把软木塞向上冲出，瓶口出现白雾。
（1）软木塞向上冲出这一过程，与四冲程汽油机的　 　冲程相似。
（2）请你解释以上这些现象产生的原因。
25．爆米花松脆可口，几乎是年轻人看电影时的“标配”。如图是舟山某影城中爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S2时，R2加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关S1时，R1保温，防止爆米花变凉。爆米花机的铭牌如表所示。
额定电压 220V
加热功率 200W
保温功率 20W
电动机功率 44W
（1）保温电阻R1的阻值是多少？
（2）将100克20℃玉米粒加热到300℃成为爆米花时，玉米粒吸收热量是多少？【不考虑热量的损失，C玉米＝1.2×103J／（kg·℃）】
（3）制作一份爆米花用时5分钟，为了防止糊锅，需要电动机不停搅拌。已知电动机线圈电阻是1欧，求此过程中电动机线圈产生的热量是多少？
26．汽车行业经常用“马力”来描述车的动力性能。该词源自18世纪，瓦特利用一匹马匀速拉动4500牛的重物（如图），该马在1分钟内将重物提升了约10米，瓦特便将这匹马在1秒内所做的功称为1马力。（不考虑绳重和摩擦）
（1）图中A滑轮在使用时，相当于一个　 　杠杆。
（2）“马力”实际上是　 　（填物理量的名称）的单位。
（3）某电动汽车在150马力下，以90km／h的速度匀速通过一段15km长的平直桥面，该汽车在桥面上行驶过程中受到的阻力是多少？
27．某同学看到爸爸正准备把货物搬往高台上，如图甲所示。他找来一块木板，搭成图乙所示的斜面，然后站在高台上用一根绳子把货物拉上了高台。请回答下列问题。
（1）利用斜面搬运货物的优点是　 　。
（2）该同学用400N的拉力沿斜面把重500N的货物拉上了高台，已知斜面长4m，高2m。求此斜面的机械效率。
28．2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功降落火星，如图甲所示。质量为1300千克的“天问一号”在距火星表面100米高处短暂悬停，选定安全地点后着陆。某同学对最后100米的降落过程，其速度大小随下降高度的变化作了简单的模拟绘图，如图乙所示。已知同一物体在火星上的重力是地球上的 ，求：
（1）在100米降落过程中，“天问一号”所受火星重力对它做了多少功？
（2）在匀速下降期间，“天问一号”所受火星重力对它做功的功率为多大？
29．某兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关和导线等器材制作了一个电烤箱，将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示。
（1）求通过R1的电流。
（2）求R1消耗的电功率。
（3）该小组发现用甲图的方式烘烤蛋糕耗时过长，同学们找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 ▲ （填“乙”或“丙”）进行改装。
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
30．如图甲所示为吊车吊运树木的场景，吊车吊臂前端的滑轮组装置可以等效为乙图，若被吊树木重为1000牛，动滑轮重为100牛，被吊树木以0.2米/秒的速度被匀速抬起，不计一切摩擦和钢丝绳重，则：
（1）使用A滑轮的好处是　 　。
（2）钢丝绳自由端施加的力F。
（3）经过5秒，吊车做的有用功。
31．五菱宏光miniev是一款小电动车，由于它小巧可爱，停车方便，使用成本极低，所以受到了广大群众的认可，掀起了购买热潮。以下是该车其中一款的一些参数：
充电时间（慢充） 6.5小时
电池容量 9.2千瓦时
最大扭矩 85牛·米
百公里耗电量 8.8千瓦时/100千米
额定功率 20千瓦
最高车速 100千米/小时
理想情况下续航里程 120千米
（1）已知家庭用电的电费是0.6元/千瓦时，相比汽油车，电动车的用车成本大大降低。如果汽油车的耗油量为7升/100千米，油价为7.5元/升。则每行驶100千米，电动车比汽油车可节约费用　 　元。（2）“慢充”指该电动车用家庭220V电压充电，将电池容量慢慢充满。不计充电时的能量损耗，充电时电流多大？
（3）在电动车实际使用时，电池一般会预留20%电量，即当电量达到20%时就需要充电了。当该电动车以100千米/小时最大速度匀速行驶，电量从100%到20%时能行驶多少千米？
32．一名工人用如图所示的滑轮组提起580N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在60s内匀速上升了10m，不计绳重与摩擦。求：
（1）拉力所做有用功的大小。
（2）拉力的功率大小
（3）动滑轮的重量。
33．小明家的电热水器及其简化电路如图所示，R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，电热水器部分参数如表所示：
额定电压 220V
频率 50Hz
保温功率 220W
加热功率 2200W
水箱容量 50L(50kg)
（1）当S1和S2均闭合时，电热水器处于　 　状态。(选填“加热”或“保温”)
（2）电热丝R1的阻值是多少
（3）加热时流过电热丝R2的电流是多少？
（4）假设将一满箱水加热，温度升高22℃，用时40min，则电热水器的效率是多少 已知，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，Q=cm(t1-t0)。电热水器的效率等于水吸收的热量与热水器清耗的电能的比值（用百分比表示）。
34．
2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氦－3”（He-3)被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氦－3”就能满足我国一年所需的能源需求。
（1）使用“氦－3”作为能源，需通过　 　（选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的1/6）
（3）在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大？
35．为了应对寒冷的天气，图甲是小明做作业时穿的电热靴。每一只靴的加热电路如图乙所示，电源电压恒定为6伏，S2为可以旋转的档旋开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），每只电热靴的低温档功率为6瓦。电阻丝R1、R2规格相同且阻值保持不变，b为电阻丝R1的中点。
（1）由该电热靴工作电路图可知，当金属片拨至　 　处为高温挡。
（2）电阻丝R1的阻值是多少？
（3）双减背景下，小明同学的作业时间平均每天减少了30分钟，若天气寒冷，他做作业时两只靴子同时打开中温档，则一天可少消耗多少电能？
36．不少家庭在水台下安装了“小厨宝”，相当于一个小型热水器，如图甲。某“小厨宝”内部电路如图乙，电热丝R1标有“220V4000W”字样，
（1）R1的电阻大小是　 　；
（2）电热丝产生的热全部被6千克的水吸收，水温从10℃上升到50℃，计算需加热多少时间？请列式计算(c水=4.2×103J/(kg℃)。
37．如图所示电路，电源电压不变，灯泡L规格为“3V 0.6W”，滑动变阻器R0规格为“10Ω 1A”。闭合开关，滑片P滑至a端，灯泡正常发光。不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡正常发光10分钟，消耗的电能。
（2）闭合开关后，电路可达到的最小总电功率。
答案解析部分
1．【答案】（1）如图，设棒的中心为O，则AO=90cm，O1O=60cm；
以O1为转轴，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：
m铅g AO1=m棒g O1O，
m铅g 30cm=m棒g 60cm，
2kg 30cm=m棒 60cm；
解得：m帮=1kg；
（2）42N
（3）随着重物左移，铅块、棒和物的总重心左移，凳面上某点E(即新支点)对棒支持力左移。
2．【答案】（1）电流的热效应
（2）当开关S1、S2都闭合时为高温档位，此时R2被短路，只有R1工作，
则R1的阻值为：；
（3）当开关S1闭合、S2断开时为低温档位，此时R1与R2串联。
此时总电阻为：；
当实际电压为200V时，实际功率为：.
（4）开关S4和S3闭合时
3．【答案】（1）改变拉力的方向
（2）若起重机不加配重，在起吊货箱时，支点为O，设起重机最多能吊起的货箱重为G，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：G×AO=G起重机×OB，
即：G×10m=3×104N×1m，
解得：G=3000N。
（3）货物没有在重力的方向上移动距离
（4）建筑材料的重力：G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，
那么起重机克服材料重力做的有用功为：W有=Gh=2×104N×5m=105J；
则电动机消耗的电能为：。
4．【答案】（1）105
（2）解：W有用=Gh=2.5×104N×5m=1.25×105J
（3）解：v= =1/6 m/s
P=FV=1×104N×3×1/6 m/s=5×103W
5．【答案】S2闭合(S2闭合，S1、S3断开) 当S1闭合，S2，S3断开时，热敷仪处于高温档，此时电路中的电流为 。 1.5A 当热敷仪处于中温档时，持续工作8分钟，产生的热量为多少？ 解：Q=I2Rt= =(6V)2/6Ω×8×60S=2880J
（1）S2闭合(S2闭合，S1、S3断开)
（2）1.5A
（3）解：Q=I2Rt= =(6V)2/6Ω×8×60S=2880J
6．【答案】（1）20
（2）33
（3）解：G=mg=2.2×103kg×10N/kg=2.2×104N
f=0.02G=0.02×2.2×104N=4.4×102N
η=W有用/W总=FS/UIt=fv/UI=(4.4×102N×25m/s)/(340V×60A)=53.9%
7．【答案】（1）热效应
（2）2
（3）解；I==0.5A
（4）解；W电=P t=840w×25×60 s=1.26×106J
Q吸=C水m水△t=4.2×103J/ (kg·℃) ×3kg×(100℃-20℃) = 1.008×106J
η= ×100%= ×100%=80%
8．【答案】（1）B
（2）前支撑柱
9．【答案】（1）600J
（2）由题可知，斜面长s=5m，高h=3m，拉力F=150N，
那么总功W总=Fs=150N×5m=750J，
斜面的机械效率： ；
（3）31.5
10．【答案】（1）电烤箱低温档工作时，功率为440W，
则通过电路的电流为： ；
（2）当只有开关S1闭合时，为低温档，R1与R2串联。
此时的总电阻 ；
R1的阻值：R1=R总-R2=110Ω-70Ω=40Ω。
（3）S1和S2；1210
（4）660
11．【答案】（1）断开
（2）484
（3）解：当开关S1接2、S2闭合时，R1与R2并联，电煎药壶处于武火挡，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电加热丝R1的电功率： P1=P武火-P文火= 500W- 100W= 400W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，电加热丝R1的阻值： R1= =121Ω，
当开关S1接1、S2断开时，R1与R2串联，电煎药壶处于保温挡，
电煎药壶处于保温挡时的功率： P保温= =80W
答：电煎药壶处于保温挡时的功率80W
（4）小于
12．【答案】（1）1800
（2）解：P灯=U/R= (220 伏)2/484欧=100瓦=0.1千瓦
每盏路灯10小时耗电H=Pt=0.1千瓦×10小时=1千瓦时
w余=1800千瓦时-800千瓦时=1000千瓦时
n=1000千瓦时/1千瓦时/盛=1000盏
（3）解：W电=1800千瓦时×30=54000千瓦时
Q煤=m煤×q×30%=W电
M煤=W电/q×30%= (54000×3.6×106焦)/(3.0×107焦/千克×30%)
=21600千克=21.6吨
13．【答案】（1）①3×105
②F=G=mg=6×103千克×10牛/千克=6×104牛 P=Fv=6×104牛×0.1米/秒=6×103 瓦
（2）解：l2=5.2米/2=2.6米
I1=9.2米/2-2.6米=2米
F2=G吊车=10×103千克×10牛/千克=105牛
F1l1=F2l2
F1=F2l2/l1=105牛×2.6米/2米=1.3×105牛
m=G/g=1.3×105牛/10牛/千克=1.3×104千克=13吨
14．【答案】（1）热效应
（2）低温
（3）7分钟(或420s)
15．【答案】（1）60000
（2）根据欧姆定律计算出常温时该灯丝的电阻：R常温＝U/I＝800Ω
根据R＝U2/P分别计算出三个灯泡灯丝正常工作时的电阻R25W＝3227Ω、R60W＝806.7Ω、R100W＝484Ω
由于灯丝的电阻受温度的影响，并随温度的升高而增大，常温时为800欧的灯丝，在高温时会远高于800欧，即肯定会高于806.7Ω，所以最可能接近的是R25W的电阻3227Ω
判断该灯最可能的规格是“220V 15W”。
16．【答案】（1）解：
（2）解：W总=Fs=400N×15m=6000J
W有=Gh=900N× 5m=4500J
η= ×100% = ×100%=75%
（3）解：G动=nF-G=3×400N-900N=300N
17．【答案】（1）解：R= =48.4Ω
（2）解：Q=W=Pt=1000W×10s= 10000J
（3）解：m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3= 2.5kg
Q=cm△t= 4.2×103J/ (kg·℃)×2.5kgx (75℃-25℃)=525000J
（4）解：W= =0.04kW·h= 144000J
P= =800W
18．【答案】（1）推活塞的力太小，推动的距离太短，推动的速度太慢，乙醚汽化，氧气含量太低，空气和筒壁发生热传递。（其它合理均可）
（2）W=F×S=50N×0.12m=6J
（3）Q=cm ΔT = 1.8×103J/kg·℃×0.001kg×（160℃-10℃）=270J
19．【答案】（1）解：I= =50A
（2）解：η= ×100%= ×100%=50%
（3）解：11kW×10h×0.5元/度=55元
20．【答案】（1）费力杠杆
（2）解：A为支点， F1L1=F2L2
F1×5cm = 0.3kg×10N/kg×40cm F1=24N
（3）解：∵F1L1=F2L2，
∴F1=F2L2/L1=F2×AC/AB，
F1’=F2’×A1C1/A1B1
又∵AB = A1B1；F2 = F2’，
AC > A1C1
∴F1 > F1’，
所以面馆大锅捞面时，为减轻对手的负担，要搭配漏勺使用。
21．【答案】（1）解：s=3h=3×15m=45m
（2）解：F=(G+G动)/3 G动=3F-G=500N
（3）解：W=Gh= 3×104×15m=6.5×103J
（4）解：P=Fv= 2500N×45m/15s= 7500W
22．【答案】（1）断开；B
（2）解：P中=P1= =880W
（3）解：P2=P-P1= 1100W-880W = 220W
R2==220Ω
（4）解：P低== 176W
W=W高+W中+W低
=P高L高+P中L中+P低L低
= 1100W×600s+ 880W×900s+ 176W×300s= 1.5×106J
23．【答案】（1）W 总＝Fs＝2.5×103N×36m＝9×104J
（2）该滑轮组的机械效率：；
（3）汽车拉绳子时拉力F的功率为：。
24．【答案】（1）做功
（2）用酒精灯加热，是通过热传递的方式使得水的内能增加，产生大量水蒸气；水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，木塞冲出；此时水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，即我们看到的白雾。
25．【答案】（1）
（2）解：Q=c玉米m（t2-t1）=1.2×103J／（kg·℃）×0.1kg×（300℃-20℃）=3.36×104J
（3）解：I==0.2A
Q=I2Rt=（0.2A）2×1Ω×5×60S=12J
26．【答案】（1）等臂
（2）功率
（3）解：W=Gh=4500N×10m=45000J
t=1分钟=60s
P=1马力= = =750W
P总=150马力=750W×150=112500W或者t=s/v=15km/90km/h= h=600s
W=P总T=112500W×600S=6.75×107J
f=F=W/s=6.75×107J/15000m=4500N
27．【答案】（1）省力
（2）解：W总=Fs=200N×4m=800J
W有用=Gh=500N×1m=500J
η= =62.5%
28．【答案】（1）解：G=mg=1300kg×10N/kg×2/5=5200N
W=Gh=5200N×100m=520000J
（2）解：P=Fv=5200N×3.6m/s=18720W
29．【答案】（1）解：I1= =2.5A
（2）解：P= = =550W
（3）解：①乙
②P总=2P1=2×550W=1100W
Q=W总=P总t=1100W×600s=660000J
30．【答案】（1）可以改变力的方向
（2）解：由题可知，动滑轮上有两股绳子，
（3）解：克服被吊树木重力做的功即是有用功 ，
31．【答案】（1）47.22
（2）解：
（3）解：
32．【答案】（1）解：w有=Gh=580牛×10米=5800焦
（2）解：W总=Fs=200牛×30米=6000焦 P=W总/t=6000焦/60秒=100瓦
（3）解：G动=3F-G =200牛×3-580牛=20牛
33．【答案】（1）加热
（2）解：R1= =220欧
（3）解：P2=2200瓦-200瓦=1980瓦
I2= =9安
（4）解：Q=Cm(t1-t0)=4200 J/(Kg·℃) ×50Kg×22℃=4.62×106焦
W=Pt=2200瓦×40×60秒=5.28×106焦
η= =87.5%
34．【答案】（1）轻核聚变
（2）解；月壤在月球上所受重力G= = =1.5牛
W=Gh=1.5牛×1米=1.5焦
答：这个过程月壤克服重力所做的功为1.5焦。
（3）解；W=Fs=3000牛×15000米=4.5×107焦t=6分钟=360秒
p= =1.25×105瓦
答：“嫦娥五号”上升器3000N发动机的功率至少1.25×105瓦才能满足要求。
35．【答案】（1）c
（2）解：当金属片拨至a处，P低=6瓦，
由P=U2/R，得R总= =6欧，
R1= =3欧
答：电阻丝R1的阻值是为3欧。
（3）解：打开中温档时，R中=3欧+1.5欧=4.5欧
P= =8瓦
P总=2×8瓦=16瓦，W=Pt=16瓦×1800秒=28800焦
答：每天少消耗电能是28800焦
36．【答案】（1）12.1Ω
（2）水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×（50℃-10℃）=1.008×106J；
需要加热的时间：。
37．【答案】（1）解：灯泡消耗的电能：W=Pt=0.6W×10×60s=360J
（2）解：灯泡电阻
电路最大阻值R总=RL＋R0=15Ω＋10Ω=25Ω
当电路阻值最大时总功率最小，最小总功率

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