2022年中考物理重点—效率的计算 .pdf
学习必备欢迎下载中考物理的重头戏效率的计算我们已学过机械效率，而在近些年的中考中，效率已不再局限于机械效率，凡是涉及到能量的转移或转化，都会涉及到效率问题。在能量的转移（或转化）中，转移（或转化）之后的能量与转移（或转化）之前的能量的比值就是效率（或叫转移率或转化率），思考下面的一些实例，就可理解效率问题。一、热效率1、我们生活的佳木斯地区，到了冬季，因日照时问短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20加热到50时需要吸收多少热量？（ 1L=10-3m3）（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20加热到 50时，需加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为热能）（3）在上述（ 2）情况下，加热器正常工作实际用了3 小时，则此热水器的效率为多少？（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可）2、每到夏收季节，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20的水温度升高到80。（热值为2.4 107J/kg）求：（ 1）水需要吸收的热量。（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。3、简易太阳能热水器的受光面积1 .4m2 ,内装 80kg 水，太阳每分钟辐射到 1m2面积上的热量是8104J,如果 60的热量被水吸收 ,问:20的水晒3h 后水温升高到多少摄氏度？（水的比热容是4.2103J/(kg )）4、太阳能热水器是利用太阳能来对水加热的一种设备。小新同学家有一台太阳能热水器安装在离地面10 米高的屋顶上，现需要将初温为10100kg 的水，加热到60，则：（ g取 10N/kg）（1）把这些水从地面送到屋顶的热水器中，需要对水做多少功？（2）这些水要从太阳那里吸收多少热量？（3）下雨时，改用热水器中的电辅助设备加热，其电辅助加热设备的功率为1500W，热效率是70%，若不计热损失，加热这些水需要多长时间？5、简易太阳晒水箱代替燃料烧水用来淋浴方便，水箱内有60 千克的水，玻璃盖面积为0.84 米2，地球表面接受太阳辐射热为7.56 104焦/(分钟 .米2),水箱热效率为50 ，在不考虑水散热的情况下，请写出水温变化的计算公式，并计算出晒水 4 小时水温升高多少？6、一架波音747 可载 51 吨优质航空汽油，这些汽油完全燃烧可放出2.3461012J热量 ,这些热量的30可使 201030吨钢材温度升高多少？钢的熔点为1400，钢的比热为0.46 103J/(kg.) 7 各家各户都要烧水煮饭,有关参数如下表所示. 小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、 炒菜需要的时间 ,并把它折算成烧水时间,相当于每天要将20kg 的水烧开 ,而这个月的平均气温为20.试问 :(1)一个月 (按 30 天计 )加热水要吸收多少热量? (2)小明家有燃气灶具,也有电器灶具.由于电费比天然气费要便宜而效率高,但天然气的热值高, 请你通过计算后回答.他是用电更划算、还是用天燃气更划算呢? 8、用 “ 长征三号 ” 发射的某航天器，它的一部分光电池板面积S =8m2，正对太阳能产生U =120 V 的电压，为工作舱提供 I=10A 的电流 .若太阳光照射处每1m2面积上获得的太阳辐射功率P0=1.0 103W， 试估算该光电池的光电转换效率 是多少？天然气的热值电器的效率燃气炉效率电费天燃气费7.2 107 J/m390% 30% 0.4 元/度2.0 元/m3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页学习必备欢迎下载二、光电转化效率1、20XX 年 5 月，恒基伟业以创新的技术和理念推出了全球首部光能手机该手机说明书的部分内容如下表太阳能光电板电池钢化玻璃 +太阳能晶片+PCB+背面焊盘，实用美观，耐磨损，抗摔击充电电压3.5V，充电电流130mA ；工作 (通话 )电压3.5 V， 工作电流80mA 充电 40min， 可通活 26min(1)在阳光下，太阳能光电板将太阳能转化为能，并由充电电池进一步转化为能。(2)电池的放电与充电的能量转换效率为2、某种游艇是以太阳能为动力，不仅节约能源而且无污染，它的关键技术部件是光电转换板，此板接受太阳光的面积是 8 米2，当板正对太阳光时能够产生120 伏的电压，游艇上的自动装置使光电转换板始终与阳光垂直，向电动机提供10 安的强大电流。电动机线圈的直流电阻是4 欧，太阳光垂直照射到单位面积上的辐射功率为10 l03瓦米2。根据以上信息，求：（1）该光电转换板的效率（2）电动机把电能转化为机械能的效率。3、简易太阳晒水箱代替燃料烧水用来淋浴方便，水箱内有60 千克的水，玻璃盖面积为0.84 米2，地球表面接受太阳辐射热为7.56 104焦/(分钟 .米2),水箱热效率为50 ，在不考虑水散热的情况下，请写出水温变化的计算公式，并计算出晒水 4 小时水温升高多少？三、力热转换效率1、一辆汽车匀速行驶，速度为90km/h，匀速时阻力为920N，其发动机效率为30%，汽油热值为4.6 107J/kg. 求：（1）发动机的功率（2）汽车匀速行驶300km 做多少功（3）匀速行驶300km 消耗多少汽油2、20XX 年 12 月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源。乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。小北湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护环境，小北湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料。下表为某种快艇的部分技术参数：(1)请写出使用乙醇汽油的两点好处? _； _ 。(2)为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过_kg(3)已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6 107Jkg，密度约为0.7103kgm3，它在水中匀速航行时所受的阻力f=1400N ，若发动机的效率为25，则该快艇匀速行驶46km 耗油多少升 ? 3、某辆小汽车油箱内装满35kg 汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程300km。在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N。(汽油完全燃烧产生的内能有30转化为机械能；汽油的热值为4610J kg)求：(1)汽车到达目的地牵引力所做的功。(2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。4、红枫湖乘坐快艇是水上娱乐项目。为了保护环境，红枫湖风景区用汽油作为快艇的燃料。下表为某种快艇的部分技术参数：(g=10N kg) (1)为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过多少千克 (2)已知该快艇使用的汽油热值约为4.6107Jkg， 密度约为 0.7103 kgm3，它在水中匀速航行时所受的阻力f=1400N ，若发动机的效率为25，则该快艇匀速行驶46 km 耗油多少升 ? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页学习必备欢迎下载5、汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的有关数据如下表。(某标号汽油的热值约为4.5107Jkg，密度约为0.7103kgm3)求： (1)若轿车以100kmh 的速度匀速行驶1h，则轿车消耗了多少千克的汽油? (2)若轿车发动机的效率是30，当轿车以100kmh 的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特? 6一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84 105Pa，若飞轮的转速是600 转/分钟，效率为30 ，求汽油机在1 小时内要消耗多少在汽油？（汽油的燃烧值为4.6 107J/kg）四、电热转换效率1、电磁炉以其高效、节能、卫生、安全成为新一代智能灶具。一只1500W 的电磁炉正常工作时，在1 个标准大气压下将1kg 的水从 20加热到刚沸腾时，需要4min ,问电磁炉的效率是多少？93.3% 2、将一个标有“ 220V 400W ”字样的 “ 热得快 ” 插入体积为0.5 升、初温为20的水中，此时由于是用电高峰，实际电压为 210V，在标准大气压下经过9 分 10 秒将水加热至沸腾，求“ 热得快 ” 烧水时的热效率（不计电阻值随温度的变化）。3、小明家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示。若自来水的温度是10，充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯熄灭。请你帮助小明回答下列问题：加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？若实际经过2h30min 指示灯才熄灭， 则热水器的效率是多少？ C 水=4.2103J/（kg） 4、为了解决老师们在办公时的饮水问题，学校新进了一批台式温热饮水机，其铭牌如下表所示。右图是饮水机的简化电路图， S 是用感温材料制成的温控开关，R1是电阻， R2是供加热用的电阻丝。请计算：（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？（2）正常工作时，该饮水机将热水罐中0.6kg、18的水加热到93，用时6min。则该饮水机的加热状态时热效率为多少？（3）如果要使R2在保温状态时的功率是加热时的功率的一半，R1和 R2的比值是多少？5、一家用电热水器的铭牌如下表所示。桃花牌全自动电热水器型号： THP2-12D 容量： 12L 额定功率： 2KW 类别：防触电保护一类额定电压： 220V 净重： 22Kg 出厂时间：年月日编号： 2003031000 桃花厨房设备有限公司制造根据铭牌所提供的信息。解答下列问题：（1）为了安全起见，该电热水器使用的插座应选用图中的哪一个？（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻多大？（3）将该电热水器装满水加热，使水温有20升高到60，水需要吸收多少热量？C 水 =4.2103J/（Kg） （4）若电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的80%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需要多长时间？甲乙U s R1R2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页学习必备欢迎下载五、电力转换效率1、随着科学技术的发展，电动自行车是目前较为时尚的代步工具。某厂生产的一种自行车，其主要参数如下表所示：车人质量m 电池充电电动机电动机效率车速绕行里程80kg 36V10Ah 6-8h 36V180W 6m/s 表中“ 36V 10Ah ”指的是输出电压为36V，工作电流与工作时间乘积为10A 每小时。如果电动自行车在平直公路上行驶时所受阻力f 与行驶速度v 和自行车队对地面压力N （N的大小等于mg)成正比，即 f=kmgv， 其中 k=5.010-3s/m，g 取 10N/kg。求：（1）该电动自行车正常行驶时的电流多大，一次充电可行驶多长时间？（2）自行车匀速行驶时有用功功率多大？效率是多少？（3） 自行车电动机还配有功率为P/=80W的低速档， 当自行车在平直公路上以此低速档匀速行驶时，其速度为多大？ （设功率不变）（注意：阻力随速度大小而改变）2、长江三峡工程是一座集防洪、发电、航运和供水等综合利用的巨大水利水电工程。其主要技术数据如下表所示：根据上述数据计算：大坝高度 /m 大坝长度 /m 最高蓄水位 /m 总库容量 /m3平均流量 m3/min 185 2335 175 410108.5 105（1）蓄满水时大坝底部受到水的压强多大？（2）每小时水流对水轮机所做的最大功为多大？（3）若利用水流发电的效率为40% ，发电机所能达到的最大功率是多大？3、目前在我市城乡有大量的电动自行车在被消费者使用。下表是某型号电动车的规格表。型号额定电压额定电流最大载重最大时速自重X2005HGx 36V 5A 55kg 20Km/h 20kg （1）这种电动车以最大速度行驶时阻力为车重的0.04 倍.某人满载时以最大车速行驶1h，克服摩擦力做得功是多少？（2）1h 内此车所消耗的电能是多少？（3）此电动车的效率是多少？（4）如果用汽油驱动它，效率为40%，需要多少汽油？（汽油热值：4.6107J/kg）4、一辆娱乐电瓶车，工作电压为24V,工作电流为10A，效率为80.电瓶车及人总重为2000N，行驶时阻力是车重的0.1 倍，则此电瓶车匀速行驶100m 所用的时间约为（）A.83s B.104s C.833s D.1042s 5、某电动助力车有如下的数据：电源（铅蓄电池）：12V3 电动机：36V 180W 最大行驶速度：18km/h 正常行驶速度：9km/h 电源充电电压：220V 每次充电耗电：1.2kwh 最大载重量：75kg 车身重量：25kg （1）电源（铅蓄电池）应如何连接？（2）行驶时受到地面的摩擦阻力为多大？（3）若电能有60%被利用，助力车充一次电能正常行驶多少时间？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页学习必备欢迎下载参考答案一、热效率1、1.26107J;约 2.3h;77.8%;节约能源 ,经济2. 1.26107J;1.75Kg 3.57.84.104J; 2.1 104J;5.56h 5.30.46.13807.2108J 用天燃气更划算8.15% 二.光电转化效率1.电 ;化学 ;40% 2.15%;66.7% 3. 30.4三.力热转化效率1.2.3104W;2.76108J;20Kg 2. 产物对环境污染小,是清洁能源 ;是可再生能源 ;400;8L 3.2.76 108J;不需要加油 (计算出需要20Kg 的燃油 ) 4. 400;8L 5.4.2Kg;1.575 104W 6.1.6Kg 四.电热转换效率1.93.3% 2.84% 3.9.24 106J;2.11h;85.6% 4.2.5A;1.89 105J;2-1 5.乙 ;24.2 欧;2.016106J;21min 五.电力转换效率1.5A ; 2h ;144w; 80% ;4m/s 2.1.715106Pa ; 8.751013J ;9.72106kw 3.5.88 105J;6.48105J;90.7%;0.32kg 4.B 5.串联 ;72N;4h 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页
