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九年级科学2022年寒假每日一练：第三章解答题专练（中等难度...

更新时间：2023-01-12 浏览次数：32 类型：复习试卷

一、解答题

1. (2022九下·温州开学考) 小雪对小区路灯进行自动化设计，设计电路如图1所示。其中光控开关的工作原理是：闭合开关S₁ ，当光照度降低时，光敏电阻R₂的阻值增大，其两端电压也随之变大，当电压达到3伏时，开关S₂就自动连接ac，使路灯L点亮。反之，当光照度增强到一定值时，开关S₂就会自动连接ab，路灯熄灭。

光照强度(勒克斯)	5	10	15	20	25	30
光敏电阻R₂阻值(欧)	60	30	20	15	12	10

（1）光敏电阻R₂的阻值与光照度之间的关系如上表所示。控制电路的电源电压为4.5伏，当光照度为15勒克斯时，光敏电阻R₂两端的电压等于3伏，试计算定值电阻R₁的阻值。
（2）路灯L标有“220V， 40W” 字样，图2是某日的光照强度与时间的关系图像，求该日路灯消耗的电能。
（3）电源用久了电压会偏低，试判断路灯日耗电变化及理由。

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2. (2022九上·定海期末) 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. （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. （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. （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. （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？
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3. (2022九上·吴兴期末) “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. （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. （2）重物匀速上升时，滑轮组的有用功；
3. （3）重物匀速上升时，电动机牵引力的功率。
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4. (2022九上·吴兴期末) 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. （1）当（填开关状态）时，热敷仪处于低温档。
2. （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. （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？
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5. (2022九下·舟山开学考) 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. （1）使用A滑轮的好处是
2. （2）钢丝绳自由端施加的力F。
3. （3）经过5秒，吊车做的有用功。
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6. (2022九下·舟山开学考) 小华对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如图甲。其内部基本电路原理如图乙，其中R₁、R₂均为加热电阻，R₂阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图丙［ρ_水＝1.0x10³kg／m³ ， C_水＝4.2×10³J／（kg·℃）］

电源	220V
容积	1.5L
高温档功率	500W
低温档功率	100W
预约功率	10W

（1）预约过程中消耗的电能是多少kW·h？
（2） R1的阻值是多少Ω？
（3）若此电中药壶的高温挡加热效率为84％，将1.5L水从20℃加热至100℃，需要多长时间？

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7. (2022九上·北仑期末) 阅读短文，回答问题。

清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器(如图)。有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。

型号	CC5020	额定压强	5×10⁶ Pa
电源	220 V/50 Hz	额定流量	20 L/min
额定功率	2.2kW	防护等级	IP25

（1）你认为清洗机的动力设备是(填“电动机”或“热机”)，其主要原理是通电导体在磁场中要受到力的作用。
（2）清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是A。
（3）若清洗一辆汽车平均耗时10 min，则清洗一辆汽车平均用水多少kg？
（4）需要消耗电能多少J？
（5）清洗机正常工作10 min，清洗机对水做功多少J？

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8. (2022九上·仙居期末) 如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量大于乙的质量，平衡板质量分布均匀，重心在O点。
1. （1）当平衡板在水平地面上时，甲、乙静止站在平衡板上，甲、乙与板的接触面积相等，则甲对平衡板的压强(填“大于”“小于”或“等于”)乙对平衡板的压强。
2. （2）甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组将平衡板匀速提升至一定高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，在此过程中提高滑轮组的机械效率可行的是
  
  A . 增加绳和滑轮摩擦 B . 增加绳子的重力 C . 减小动滑轮的重力 D . 减小人和平衡板的重力
3. （3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。接着甲向左，乙向右两人同时沿同一直线缓慢挪动相同距离时，平衡板将会。
  
  A . 仍然平衡 B . 左侧下倾 C . 右侧下倾
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9. (2022九下·余姚开学考) 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4s内将一个重为100N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2m。人的拉力为18N，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. （1）人的拉力所做的功。
2. （2）人的拉力做功的功率。
3. （3）动滑轮受到的重力。
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10. (2022九上·衢江期末) 小科用三种不同的方法抬升重为200N的物体。
1. （1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m， F_甲所做的功为。
2. （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. （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）
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11. (2022九上·余姚期末) 根据能量转化和守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水内能的增加量与重物的重力做功多少是否相等。

（1）为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：。
（2）科学兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的种原因：。

（3）改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。

实验序号	重物质量(kg)	下降高度(m)	升高温度(℃)
1	20	5	0.5
2	20	10	1.0
3	20	15	1.5
4	10	10	0.5
5	30	10	1.5
6	40	10	2.0

若使容器内相同质量的水温度升高2.5℃，则25kg的重物需下降 m．

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12. (2022九上·安吉期末) 近年来，新能源汽车越来越受到人们的青睐。在专门建设的快速充电桩内可以实现快速充电，快速充电是以较大电流短时间在电动汽车停车的20分钟至2小时内，为其提供短时充电服务，一般充电电流为150~ 400A。
1. （1）在汽车制动过程中，它的动能转化为地面、轮胎、空气的内能，但这些内能无法自动转化回去，这是因为能量的转移和转化是有的。
2. （2）若充电电压为380V，充电电流为200A，充电半小时要消耗的电能为多少千瓦时？
3. （3）已知匀速行驶时汽车所受阻力与速度的平方成正比(即f=kv²)。当汽车分别以100km/h和60km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，汽车牵引力在相应车速下的功率之比为。
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13. (2022九上·安吉期末) 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. （1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？
2. （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. （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. （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？
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14. (2022九上·西湖期末) 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. （1）小金的实验没有成功，请帮助他分析原因。
2. （2）小金对活塞做功多少焦？
3. （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？
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15. (2022九上·西湖期末) 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. （1）电梯正常工作时通过的电流是多少？
2. （2）电梯满载时的机械效率是多少？
3. （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？
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16. (2022九下·天台开学考) 据报道，2021年我国国产新能源汽车取得了爆发式增长，下图是某品牌微型新能源汽车．该新能源车配有一块12V三元锂电池，容量达260Ah；采用220V普通电压充电，一次完全充电约需8h；行驶时最大时速可达80km/h，充满电后可最多行驶80km。则(在计算过程中不考虑各种能量之间转化的效率)：
1. （1）电池充满电后储存的电能为多少焦耳？
2. （2）汽车匀速行驶时的阻力约为多少牛？
3. （3）如充电电价按0.6元/千瓦时计算，折合每公里的电能成本约为多少元？（保留2位小数）
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17. (2022九下·天台开学考) 快走有利于身体健康，人走路时可以将脚视为杠杆（如图所示）。行走时人的脚掌前端是支点，位于杠杆的一端，人体受到的重力是阻力，且作用点位于杠杆的中点，小腿肌肉施加的力是动力，位于杠杆的另一端。已知人的质量为60kg，g=10N/kg。求：
1. （1）请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂L₁.
2. （2）根据图示计算小腿肌肉产生的拉力是多大？
3. （3）人向前走一步，重心将升高约 5cm，求：人克服自身重力做了多少功？
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18. (2022九上·婺城期末) 如图所示是疫情期间推出的一款消毒机器人。使用前对机器人进行测试：在储液箱中装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，相关数据如表。（消毒液密度ρ取1.0×10³kg/m³）

设备参数	空载质量/kg	50
储液箱容积L	20
测试数据	行驶时间/min	1
行驶路程/m	30
行驶功率/W	180

（1）该机器人在水平地面做匀速直线运动时，受到的牵引力为多少牛?
（2）若装满消毒液的机器人乘坐电梯上升10米，克服重力做功多少焦?

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19. (2022九上·婺城期末) 小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温档功率数值模糊不清。其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：

xx牌电烤箱
额定电压		220V
额定功率	高温档
	低温档	440W
电源频率		50Hz

（1）当S₁、S₂均闭合时，电烤箱处于（填“高温”或“低温”）档工作状态。
（2）当电烤箱在低温档正常工作时的电流是多少？
（3）为了测出高温档工作时的功率，小科先断开其它家用电器，并将电烤箱调到高温档接入220V的家庭电路中，发现他们家的电子式电能表（3000imp/（kW·h））在2min内指示灯恰好闪了120次，请你帮助他计算电烤箱高温档时的电功率。[“3000imp/（kW·h）”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次]

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20. (2022九上·椒江期末) 图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R₁＝48.4欧，R₂＝484欧，额定工作电压为220伏，通过开关S、S₁ ，可实现高温挡、中温挡和低温挡三个挡位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。
1. （1）开关S₁闭合，S接a端时为（选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”）。
2. （2）求空气炸锅处于高温挡工作时的功率？
3. （3）若不计热量损失，用此空气炸锅高温挡加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200克薯条需要多少时间？[c_薯=3.63×10³J/(kg·℃)
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21. (2022·温州模拟) 2021年5月15日，我国天问一号探测器携祝融号火星车成功着陆火星乌托邦平原，这是继嫦娥五号登月后我国航天又一重大事件。
1. （1）祝融号全身配置各类地形传感器，能够察觉到各种地形信息。其原理是探测器向四周发射电磁波(速度恒定)，碰到岩壁会原路反射回来，根据反射回来时间长短来判断距离远近。图甲是祝融号在某一椭圆形盆地中接受到各方位电磁波反射时间图，则该探测器所处位置可能是。
2. （2）天问一号探测器进入火星大气后，依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆四个环节，最终成功着落，其高度随时间变化如图乙所示。祝融号火星车质量为240kg，在火星表面受到重力为地球上的2/5，求其重力在最后缓冲着陆环节的功率。
3. （3）嫦娥五号登月着陆时与天问一号对比少了弹开降落伞环节，你认为其原因是。
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22. (2022八上·衢江期末) 近年来“低头族”越来越多，颈部热敷仪(如图左)逐渐风靡起来。学校科学兴趣小组的同学想探究它的原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，R₁、R₂为发热电阻(R₁=6欧，R₂=4欧)，实际电路如图右所示。通过三个开关来控制低、中、高三档温度。(已知通过发热电阻的电流越大，温度越高。)
1. （1）当S₁、S₂断开，S₃闭合时，热敷仪处于中温档，此时电路中的电流为安。
2. （2）当(填开关状态)时，热敷仪处于低温档，此时R₁两端的电压为伏。
3. （3）计算当热敷仪处于高温档时，电路中的电流为多大？(写出计算过程)
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23. (2022九下·余杭开学考) 如图甲所示，电源电压可调，R₁、R₂为定值电阻，灯泡的额定电压为2.5V，图乙是该灯泡的I-U图像。闭合开关S，把电源电压调到4V，R₂的功率为0.8W。求：
1. （1）通过R₂的电流。
2. （2）若小灯泡正常发光，则1min内电流在R₁上做的功是多少？
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24. (2022九下·余杭开学考) 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. （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. （2）重物匀速上升时，滑轮组的有用功；
3. （3）重物匀速上升时，电动机牵引力的功率。
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25. (2022九上·越城期末) 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. （1）汽车匀速前进的距离；
2. （2）动滑轮重力；
3. （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. （4）汽车拉绳子时的拉力F的功率。
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26. (2021九上·温州期末) 小明参加学校项目化学习挑战赛——设计制作“电热点火器”。

项目要求：

⑴“电热点火器”点燃棉花所用的时间越短，得分越高。

⑵器材：干电池2节，开关1个，导线若干，3条等长的电热丝，设计时只能选其中一条，型号如下表所示。

⑶“电热点火器”的电路自主设计。

项目设计：下图是小明设计的原理图，点火器中电热丝有甲、乙两种连接方案，两种方案中ab间连接的电热丝总长度相等，中间包裹等量的易燃棉花。

为了能使项目取得佳绩，你会帮助小明选择哪种电热丝材料和连接方案，请解释你的选择理由。

电热丝材料	直径售(毫米)	每米电热丝的阻值(欧)
镍铬合金	0.17	40
铁铬铝合金	0.17	80
钨丝	0.17	300

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27. (2021九上·江北期末) 在七年级上册“走近科学”的学习中，我们观察了倾斜轨道上滚动的滚动体，请分析以下问题：
1. （1）你认为该滚动体的重力作用线位于支点的。（填“左侧”或“右侧”）
2. （2）请你用动能和势能可以相互转换的道理，对它的运动过程进行分析。
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28. (2021九上·江北期末) 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. （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. （2）滑轮组的机械效率为多少？
3. （3）汽车拉绳子时拉力F的功率为多少？
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29. (2021九上·镇海期末) 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. （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. （2）请你解释以上这些现象产生的原因。
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30. (2021九上·镇海期末) 小科家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg。已知液化气的热值q＝5×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：
1. （1）整瓶液化气完全燃烧放出的热量是多少？
2. （2）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用，那么散失的热量是多少？
3. （3）若将上述散失的热量全部利用起来，在一个标准大气压下，整瓶液化气完全燃烧可以将2000kg初温为20℃的水加热到多少摄氏度？
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31. (2021九上·舟山期末) 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. （1）保温电阻R₁的阻值是多少？
2. （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. （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？
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32. (2021九上·临海期末) 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. （1）利用斜面搬运货物的优点是。
2. （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。
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33. (2021九上·临海期末) 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 $\text{[math]}$ ，求：
1. （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. （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？
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34. (2021九上·新昌期末) 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. （1）使用A滑轮的好处是。
2. （2）钢丝绳自由端施加的力F。
3. （3）经过5秒，吊车做的有用功。
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35. (2022九上·慈溪竞赛) 装有水的容器在大小为10N的拉力F作用下运动，图甲为容器三段运动的示意图，F的方向始终沿着容器运动方向，OP段、MN段为水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的速度一时间图像和QR段的路程一时间图像如图乙所示。
1. （1）求F在OP段做的功。
2. （2）求F在QR段的功率。
3. （3）容器在OP段和MN段受到摩擦力分别为f₁、.f₂ ，则f₁f₂ (选填>”“=”或“<”)。
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