2023年中学物理第二轮模拟考试试题与答案-Kmath科数- 中考、高考、考验数学题库

伦敦设计与创新组织设计了一种靠重力发电的重力灯。如图所示，将质量为18kg的重物挂在绳端，重物距地面2m高。松手后，在0.5h内匀速下落着地，重物下落时拉动绳子带动发电机转动，使3只规格均为“1.5V 0.05W”的小灯泡正常发光，不计绳重和摩擦。重物下落到地面的过程中，重力做总功等于________ J；重力做功的功率等于________ W；该装置把重力做的功转化为电能的效率 ________。

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答案：

（1）重物下落到地面的过程中，重力做的总功为360J；

（2）重物下落到地面的过程中，重力做功的功率为0.2W；

（3）该装置把重力做的功转化为电能的效率为75%。

解析：

(1) 重力做的总功: $W=G h=m g h=18 \mathrm{~kg} \times 10 \mathrm{~N} / \mathrm{kg} \times 2 \mathrm{~m}=360 \mathrm{~J}$;
(2) 重物下落过程中重力做功的功率:
$\mathrm{P}_{\text {重力 }}=\frac{\mathbb{W}}{\mathrm{t}}=\frac{360 \mathrm{~J}}{0.5 \times 3600 \mathrm{~s}}=0.2 \mathrm{~W} ;$
(3) 3 只灯泡正常发光时的总功率: $P$ 电 $=3 \times 0.05 \mathrm{~W}=0.15 \mathrm{~W}$, 该装置把重力做的功转化为电能的效率:

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