中考物理复习知识点练习效率问题4.docx

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中考物理复习知识点练习效率问题4

2014中考物理复习知识点练习--效率问题4

一、填空题

1．王志伟同学用“220V100W”的电热水壶来加热质量为2kg、温度是20℃的水，实际用了l2min才把这些水加热到l00℃。

这个过程中水吸收的热量是_________，电热水壶的效率是__________。

[水的比热容为4.2×103J/]

答案：

6.72×105J93.3％

2．如图所示是娄底珠山公园的太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明。

若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板上的能量为2.7×107J，这些能量经转化后，可供额定功率为30W的路灯正常工作70h，那么该太阳能路灯的能量转化效率是＿＿＿＿%。

答案：

28

3．如图所示是太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明。

若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.1×107J，这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作50h，则该路灯消耗的电能为__________J，该太阳能路灯的能量转化效率是_________％。

答案：

6.3×10630

二、解答题

4．如图所示，是号称“绿色节能”的路面减速装置，当车辆驶过减速装置时，该装置会发电。

这种高科技的“夜间交警”在帮助车辆减速的同时还能为交通指示起到供能作用。

这些在斜坡上的减速装置是由一种与路面齐平的垫板构成，在垫板里面有一系列类似于感应嵌板的物体。

当有车辆经过路面时，路面下活动的嵌齿会是嵌板上下浮动，从而像一个小型发电机一样产生电能。

据估计，足够稳定的车流量将会使节能装置的发电功率达到10kW。

该装置的原理是＿＿＿＿＿＿；它工作过程中能量的转化关系是把机械能转化成＿＿＿＿＿。

该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8h的发电量是多少度？

如果该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8h所获得的机械能是1.44×109J，则该装置的发电效率是多少？

答案：

电磁感应电能80度20％

5．家庭浴室中常用的灯暖型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的，小明家浴室内浴霸由四只标有“220V250W”的同规格发热灯组成，小明测得浴室的面积为6m2，高为2.5m，查资料得知当地空气的密度为1.2kg/m3，比热容为1.0×103J/，当四只灯泡同时正常工作25min后，测得浴室内空气温度从13℃上升到28℃，求：

浴室内空气的质量；

浴室内空气吸收的热量；

浴霸加热浴室内空气的效率。

答案：

m=ρV=ρSh=1.2kg/m3×6m2×2.5m=18kg

Q吸=cm=1.0×103J/×18kg×=2.7×105J

W=Pt=4×250W×25×60s=1.5×106J

=18%

6．家用电器使用日益广泛。

好学的瑞瑞突发奇想，想检验电热水壶和电饭煲谁的热效率高。

如图所示是瑞瑞家两种电器及铭牌。

下表是瑞瑞在使用这两种电器烧水时所记录的数据．

电热水壶

电饭煲

装水质量/kg

1.8

1.8

水的初温/℃

20

20

水烧开的时间/s

480

840

在1标准大气压下，把电热水壶中的水烧开，水需要吸收多少热量？

试通过计算说明电热水壶和电饭煲的热效率谁高。

答案：

Q=cm=4.2×103J/×1.8kg×=6.048×105J

η壶=W有用1/W总1=Q吸/=6.048×105J/=70%

η煲=W有用2/W总2=Q吸/=6.048×105J/=80%

η壶<η煲电饭煲的热效率高

7．如图甲是电热水龙头，即开即热、冷热兼用。

如图乙是它的电路原理图，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S在1、2、3之间接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换。

它的有关技术参数如下表。

请回答下列问题：

开关处于位置2时，它放出的是热水还是温水？

并求出电热丝R1的阻值？

如果进水口的水温是14℃，水龙头1min流出1kg的水，放出热水的水温能达到50℃，此时该水龙头的电热效率是多少？

[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]

额定

功率

温水

2kW

热水

2.8kW

额定电压

220V

额定频率

50Hz

甲乙

答案：

温水

R1=

W=Pt=2800W×60s=168000J

Q吸=cm=4.2×103J/×1kg×=151200J

8．某电热水壶及铭牌如图所示，装入1.5kg20℃的凉水，通电正常工作6分钟即被烧开至100℃。

已知水的比热容c=4.2×103J/（kg∙℃），求：

该过程中水吸收的热量。

电热水壶的效率。

产品型号

EL-8952

额定电压

220V

频率

50Hz

额定功率

1500W

容量

1.5L

答案：

水吸收的热量：

热水壶的效率：

9．如图所示是某煲汤用的电热锅的工作电路图，ND为标有“6V100mA”的指示灯，R1为限流电阻，R2、R3是阻值分别为423.5Ω、60.5Ω的发热电阻。

接通电源，闭合S1、S2，电热锅开始加热，当锅内水温达到100℃时，S2自动断开，S1仍闭合，维持小火炖煮。

求：

要使指示灯正常发光，R1的阻值是多少？

小火炖煮时发热电阻的功率是多少？

在一个标准大气压下，电热锅将4.5L，20℃的水烧开需要35min，则电热锅的效率是多少？

密度为1.0×103kg/m3）

答案：

U1=U-U0=220V-6V=114V

R总=R2+R3=423.5Ω+60.5Ω=484Ω

m=ρV=1.0×103kg/m3×4.5×10-3m3=4.5kg

Q吸=cm=4.2×103J/×4.5kg×=1.512×106J

当S1、S2都闭合时，R3的功率为：

W=P3t=800W×35×60s=1.68×106J

10．某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示，在正常工作时，将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min[c水=4.2×l03J/1L=1dm3]．求：

满一桶水的质量是多少？

水吸收的热量是多少？

我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率，求该淋浴器的热效率是多少？

额定电压

220V

额定功率

3000W

额定频率

50Hz

额定容积

36L

答案：

水的质量m=ρV=1000kg/m3×36×10﹣3m3=36kg；

水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×l03J/×36kg×=7.56×106J；

加热水消耗的电能：

W=Pt=3000W×50×60s=9×106J；

电热淋浴器加热时的热效率：

η=Q吸/W=7.56×106J/9×106J=84%．

11．某电热水瓶的容量为2L，有加热和保温两档，该电热水瓶装初温为20℃的水接在家庭电路中，它正常工作时功率和时间的关系的图像如图所示。

求：

保温时通过电热水瓶的电流是多少？

若通电10min恰好将水烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？

答案：

由P=UI可得I=

由P=

可得W=Pt=1200W×10×60s=7.2×105J

由ρ=

可得m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg

Q=cmΔt=4.2×103J/×2kg×=6.72×105J

η=

12．下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息。

经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态。

为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水从20℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时观察到家中标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过120转。

根据以上信息，求：

电阻R1的阻值；

饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量[c水=4.2×103J/]；

饮水机加热时的实际功率；

饮水机此加热过程中的热效率。

热水箱容量

1L

额定电压

220V

加热时额定功率

880W

答案：

当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，此时电路中只有电阻R1，如图所示；

S断开时，饮水机处于保温状态，此时电路中电阻R1和R2串联，如图所示；

∵U额=220V，P加热=880W，

∴电阻R1的阻值为：

。

∵V=1L=1dm3=1000cm3，ρ=1×103kg/m3=1g/cm3，

∴水的质量为：

m=ρV=1g/cm3×1000cm3=1000g=1kg；

又∵c水=4.2×103J/，t=100℃，t0=20℃，

∴水吸收的热量为：

Q吸=c水m=4.2×103J/×1kg×=3.36×105J。

∵每消耗1kw•h的电能，电能表的转盘就转过1200r，

∴电能表的转盘转过120r消耗的电能为：

，

而t=7.5min=450s，

∴饮水机的实际功率为：

。

∵Q吸=3.36×105J，W=3.6×105J，

∴饮水机的热效率为：

。

13．目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：

该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。

某种型号的风光互补路灯技术参数如下：

风力发电

额定功率

风力发电

额定风速

风力发电机

启动风速

路灯

额定电压

路灯

额定功率

太阳能电池板

平均输出功率

260W

8m/s

3m/s

24V

60W

100W

假设路灯每晚工作10h，求路灯正常工作时的电流和每晚消耗的电能。

如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/，若太阳能电池板的面积为1.25m2，太阳能电池光电转换效率为多大？

在平均风速为8m/s的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作外，同时还给蓄电池充电，如果风力发电机一晚上工作时间为8h，则在这段时间内蓄电池储存电能是多少kW·h？

已知风力发电机的输出电功率P与风速v的平方成正比。

我市沿海风速不低于5m/s的时间每年不少于4000h，试估算这台风光互补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少kW·h？

答案：

I=PL/UL=60W/24V=2.5A

W=PLt=60W×10×3600s=2.16×106J

太阳能电池板接收到的总功率P总=800J/s·m2×1.25m2=1000J/s=1000W

太阳能电池板平均输出功率P出=100W

所以光电转换效率为

10%

蓄电池可储存的电能

W=t=×8h=1.6kW·h

根据题意有

当风速为5m/s时风力发电机输出功率

所以最小年发电量约为

14．在“家电下乡”活动中，小华家买了一台快速电水壶，这台电水壶的铭牌如下表：

额定电压

220V

额定功率

2000W

额定频率

50Hz

最大容积

1.8L

加热效率

＞92%

防触电保护类

1类

小华对铭牌中加热效率大于92％有点怀疑。

他用所学知识和爸爸合作进行了如下实验：

关掉家里所有电器，将该电水壶装满水，接入家庭电路中，测得壶中水从20℃上升到31℃所用的时间是50s，同时观察到家中“220V　10A　3200imp/（kW·h）”的电子式电能表耗电指示灯闪烁了80imp。

请根据相关信息解答下列问题。

［c水=4.2×103J／］

电水壶烧水时的实际功率；

电水壶加热的效率；

我国出台一系列对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府财政补贴，就国家这一项政策对能源与社会发展带来的影响，说说你的看法。

答案：

我国能源消耗以化石能源为主，鼓励使用高效节能产品，可有效提高能源利用率，实现节能减排，保证环境，促进社会可持续发展。