浙教版-初中科学9年级上册-第三章-能量的的转化与守恒-解答题-(中等题)(含答案)

浙教版9年级上册第三章能量的的转化与守恒解答题（中等题）一、机械能1.“南孔圣地，衢州有礼”，衢州市民积极践行“文明出行”的各项规定，比如骑电瓶车的规定为：出行要戴头盔（头盔外部材料坚硬，内部材料松软），不带12岁以上的人，不超速行驶。请运用科学知识，从安全角度解释该规定的科学道理。2.总长为l的橡皮筋一端固定在Ｏ点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从Ｏ点释放，运动到A点后开始向上返回，Ｏ和A两点间距离为2l，如图所示．请用所学知识分析并画出钢球从Ｏ点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图像，并作出说明．3.一重力为G的物体静止在地面上，现对其施加一大小恒为F，竖直向上的力，使物体上升。在t0时刻撤去力F，物体继续运动一段时间。整个过程不计空气阻力，物体机械能随时间变化的大致曲线如图所示。根据你所学的知识，请分析物体机械能发生如图所示变化的原因。4.安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成（如图甲）。汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧（如图乙）使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。（1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的________能也急剧变化。（2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将________（填“变大”，“变小”或“不变”）。（3）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图像是。A.B.C.D.（4）下列说法正确的是。A.汽车紧急刹车时，安全带能自由伸缩B.汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用C.为了安全，安全带要尽可能系得松一些D.用手快速拉安全带，安全带不能被拉动5.五一假期，小科同学的全家去旅游，在高速路上看到如图所示标志牌，小科发现小轿车、大型客车、载货汽车最高行驶速度不同。爱思考的小科想：为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？请你从“能量”角度，用相关知识解释此现象。二、能量转化的量度6.如图是浙江大学机器人研究团队研发的名为“绝影”的四足机器狗，它能稳健地爬陡坡。它的出现，让我国四足机器人技术达到国际一流水平。机器狗质量为70千克，每只脚与地面接触面积为50平方厘米。（1）以行走的机器狗为参照物，旁边的台阶是________（选填“静止”或“运动”）的（2）机器狗行走时（两脚着地），它对地面的压强为多少帕?（3）机器狗爬上3米高的陡坡时，克服自身重力做功为多少焦?7.2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准，小金买了一辆按新国标生产的电动自行车（如图），部分参数如表所示。已知小金质量为60千克，假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。（1）车轮上刻花纹的目的是________；（2）小金在水平地面骑行时，车轮与地面的总接触面积为50厘米2，则骑行的电动自行车对地面产生的压强是多少帕？（3）小金在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功？（4）若小金骑行过程中电动车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为多少？8.今年“十一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游。汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km，所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率为25%，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）。（1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？（2）汽车行驶230km牵引力做了多少功？（3）汽车全程消耗汽油多少千克？9.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，继续匀速下落直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中：（1）整个过程中重力做的功；（2）匀速下降时重力做功的功率。项目参数最高车速（千米/小时）25整车质量（千克）40电动自行车最大功率（瓦）40010.阳光动力2号太阳能飞机，是一架长航时、不必耗费一滴燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机，飞行所需能量完全由太阳能电池提供，其翼展达到72米，仅次于体积最大的商用客机A380(79.75米)但重量只有约2300公斤，与一辆半家用汽车相当。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65千瓦的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140千米/时。求：（1）当飞机发动机的输出功率保持60千瓦，并以30米/秒的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；（2）若飞机发动机保持60千瓦的输出功率匀速飞行1小时，发动机输出的能量为多大？11.如图所示AG600是我国首款大型水陆两栖飞机，该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘旋在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg)。求：（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积。（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率。（3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。12.某品牌太阳能汽车如图甲，通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能；玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活；若该汽车以最大输出功率P为800瓦在水平路面上做匀速直线运动，一段时间后再将功率减小到P1，并保持此功率做匀速直线运动；该运动过程的速度—时间图像如图乙，设运动过程中汽车所受阻力不变，则汽车受到的阻力是多少牛？P1为多少瓦？13.电梯的简化模型如图甲所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和减小的过程。这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图象如图乙所示。这个过程用时1分钟，求这个过程中：①电梯上升的平均速度；②拉力做的功；③拉力做功的功率。14.如图甲所示，重500N的小车受到80N的水平推力，在水平地面上做直线运动，其距离随时间变化的图象如图乙所示．（1）小车运动的速度多大？（2）10s内重力对小车做多少功？（3）10s内人对小车做多少功？功率是多大？15.在某建筑工地上，起重机在2min内把体积为30m3的花岗岩碑石提升2.5m高．已知该花岗岩的密度为2.8×103kg/m3，取g=1ON/kg，通过计算回答：（1）这块花岗岩碑石的质量多大？（2）起重机对碑石所做的功是多少？（3）起重机对碑石做功的功率是多少？三、简单机械16.工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼.每改运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如同乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N／kg。（1）若某次运送建材的质量为40kg.求此时的拉力是多少？（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的托力为200N，拉力做功的功率是多大？（3）当滑轮组的机械效率为60％时，运送建材的重力是多大？17.如图所示，放在光滑斜面上的物体其重力作用效果可等效为如图所示的两个分力F1和F2，已知F1=400N，F2=300N，物体与斜面的接触面积为0．1m2，现让物体以2m/s沿斜面向上匀速运动2m，绳端的作用力是F=250N，则：（1）物体对斜面的压强为多少？（2）利用动滑轮所做的有用功是多少？机械效率是多少？18.如图所示，将质量不计的吸盘内部空气排尽后与水平地砖完全贴合，已知：贴合的面积为40cm2，实验时的大气压强为1×105Pa，轻质杠杆AB可以绕O点无摩擦转动，OA与OB的长度之比为1∶4，保持杠杆水平；小明体重500N，每一只脚与地面接触面积200cm2。在B端用竖直向下的拉力F将吸盘沿竖直方向刚好拉离地砖，求：（1）吸盘所受的大气压力F0；（2）小明将吸盘刚好拉离地砖所用拉力F；（3）小明将吸盘刚好拉离地砖时，双脚站立在地面的小明对地面的压强多大。19.在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）动滑轮受到的重力。20.利用如图所示的滑轮组，用F=800N的力拉绳子自由端，货物A重3000N，A以0.6m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%，求：（1）货物A在10s内移动的距离。（2）该过程中拉力F的功率。（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。21.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）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？22.一根长为L，质量为m的均匀木杆平放在地面上，现要使木杆立起来，推力F与杆始终垂直．（1）力F至少需要对木杆做多少功？（2）设木杆立起来的过程中与水平面的夹角为θ，试推导出某一时刻F的表达式，并说明随θ增大，F大小如何改变．23.小明想把重1000N的木箱A搬到高h=5m，长L=10m的斜面上，如图所示．他站在斜面上，沿斜面向上用F=600N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端．求：（1）小明同学拉木箱的功率是多大？（2）该斜面的机械效率是多少？（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？24.如图所示，小华正在做俯卧撑，可以将他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为他的重心，相关长度已在图中标明．已知他的质量m=60kg，g=10N/kg．（1）求小华受到的重力G（2）求图示时刻地面对双手支持力F的力臂l1，并在答题卷的图中画出此力臂（3）求图示时刻地面对双手的支持力F四、物体的内能25.福建圣农集团为解决养殖过程中产生的大量鸡粪污染问题，发明利用鸡粪燃烧发电。某校科学兴趣小组的同学，根据所学的知识，用如图所示的装置，对“鸡粪发电”和“煤炭发电”的产热效率进行研究，测得的实验数据如表。请根据表中数据回答以下问题：（1）以传统的处理方式，鸡粪(适量)能够作为天然的农家肥，从生态系统的成分看，鸡粪属于________；（2）从能量转化的角度来看，“鸡粪发电”是将鸡粪中的________能转化成电能；（3）你认为应该________处理表中的数据，得出的结果才更可靠；（4）1克标准煤完全燃烧放出的能量实际约为33600焦，与实验测得的各组数值相比较有较大差异，请解释原因________；（5）实践生产中，每燃烧3吨鸡粪的热量相当于燃烧1吨标准煤，若燃烧产生的能量全部转化成电能，则每千克鸡粪的热值相当于________度电(小数点后面保留一位)。1克标准煤燃烧放出的能量（单位：焦）1克干鸡粪燃烧放出的能量（单位：焦）112843430121239041283138604622412582415526.小乐在做“水的沸腾实验”时想到“洒精灯给水加热时的效率有多大呢？”。她利用如图装置进行如下实验，其中空烧杯质量为20g，共加热4