九年级物理专题11试题效率的计算.docx

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九年级物理专题11试题效率的计算

效率计算

热机与电机效率部分：

1、（潜江市天门市五市201年）今年长江中下游遭遇了50年以来最长时间的干旱，各地都在抽水抗旱。

图20是某村抽水抗旱的示意图，水泵的流量为180m3/h（每小

时流出管口的水的体积），抽水高度H为12m。

（1）水泵的轴心距水面的高度h最大为多少?

（2）该机械装置所做有用功的功率为多少?

（3）带动水泵的动力装置为柴油机，每小时燃烧的柴油为1.25L。

则整个机械装置的效率为多少?

2、（2011年烟台市）从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术。

该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图22所示。

而氘可以从海水中提取，从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量。

若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图23所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km？

（计算结果保留一位小数）

（汽油密度：

0.71×103kg/

m3；汽油热值：

4.6×107J/kg）

3、（甘肃省天水市2011年）科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏晾的优点，不仅为人们到海滨游玩提供了方便，而且节约了能源，减轻了对环境的污染。

某可移动太阳能水上漂浮房的房顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为9.0×l03W，能为该房供应热水和在水上移动提供能源。

（1）漂浮房冬暖夏晾是利用了水的              比较大的特性；

（2）太阳能电池板将太阳能转化为         能。

若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量，漂浮房在平静的水面上以2.5m/s的速度做匀速直线运动，受到水平方向的牵引力为800N，则漂浮房受到的阻力大小为           N，太阳能转化为机械能的效率为         。

1、（山东省日照市2011年）（8分）图15是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。

假设电源电压380V保持不变，电动机线圈电阻为1Ω，不考虑电动机各处摩擦。

当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中，电路中的电流为20A，动滑轮的机械效率为80%（g=10N／kg）。

则：

（1）电动机所施加的拉力F做的功是多少？

（2）电动机所施加的拉力F是多少？

（3）电动机线圈电阻的发热功率是多少？

（4）试从能量转化和守恒的角度，求电动机提升重物所用的时间。

2、（泸州市2011年）如图所示的风力发电是新能源开发中具有良好开发前景的发电方式。

但风力发电的特点是随机性强，5m/s以上的风速才可以发电。

泸州市属亚热带季风气候，春秋季风力大，持续时间长，可以考虑在泸州地区开发风力发电。

下表是某一台风力发电机在不同风速下的发电功率：

平均风速m/s

5

6

7

8

9

10

功率KW

9

22

34

44

53

60

请根据你所学知识完成以下问题：

⑴在泸州某主峰平均风速为8m/s的位置，安装有上述风力发电机一台，该发电机工作1h获得的电能为多少KW·h？

将该电能全部用于带动额定电压为220V的电热器正常工作可达40h，则电热器的额定电流为多少？

⑵将上述发电机工作1h获得的电能全部用于带动机械效率为75%的电动抽水机工作，把水抽到10m高的水池上，请通过计算说明能否把容积为1000m3的水池盛满？

（取g=10N/Kg，ρ水=1×103kg/m3）

3、（辽宁省盘锦市2011年）（８分）某型号汽车重为４×１０４Ｎ，在平直的公路上以９０ｋｍ／ｈ的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为２７６０Ｎ，已知汽油的热值为4.6×１０７

Ｊ／ｋｇ，ｇ取１０Ｎ／ｋｇ。

求：

（１）汽车匀速行驶１００ｋｍ所用的时间是多少秒？

（２）汽车以９０ｋｍ／ｈ的速度匀速行驶时，牵引力的功率是多少？

（３）若汽车发动机的效率为３０％，它匀速行驶１００ｋｍ消耗多少千克汽油？

4、（辽宁省锦州市２０１１年）（８分）汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注。

在汽车发动机的设计过程中，既要考虑能量的有效利用，又要考虑发动机的冷却问题。

（汽油热值为4.6×107Ｊ／ｋｇ，汽油密度为0.7×103ｋｇ／ｍ３）

（１）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度。

5kg水在冷却系统中温度升高５０℃，所吸收的热量是多少？

（２）10L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧30ｍｉｎ，可以释放出多少能量（假设汽油完全燃烧）？

若发动机输出的功率是6×104Ｗ，则此汽车发动机的效率是多少？

（汽车发动机效率的计算结果精确到１％）

5、（湖北省十堰市2011年）．“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光。

武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：

（取g=10N/kg，q

柴油=4.3×107J/kg，

）

求：

（1）某旅游团队从武当山旅游码头乘坐观光艇以最大航速行驶2小时的路程是多少？

（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？

  （3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？

  （4）若这次航行共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多大？

6、（湖北省荆门市2011年）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。

某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。

已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：

（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？

（2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？

（3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？

7、（2011年桂林市）从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术。

该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图22所示。

而氘可以从海水中提取，从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量。

若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图23所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km？

（计算结果保留一位小数）

（汽油密度：

0.71×103kg/

m3；汽油热值：

4.6×107J/kg）

8、（湛江市2011年）2010年12月30日通车的湛徐高速，使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”．

今年“五·一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.8×103kg，车轮与地面的总接触面积为0.09m2，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，效率为30％，汽油的热值为4．6×107J／kg（假设汽油完全燃烧，g取10N／kg）．求：

（1）汽车静止时对路面的压强．

（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率．

（3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km，牵引力做的功是多少？

李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg？

9、（2011年阜新市）（8分）一辆汽车，总重为1.2×104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，该车在平直公路上匀速行驶1h，消耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30％转化为机械能。

（汽油的热值为4.6×107J／kg，密度为0.7×103kg／m3，g=10N／kg）求：

（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少?

（2）10L汽油完全燃烧放出的热量是多少?

   （3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少千瓦?

（功率的计算结果保留小数点后一位）

10、（2011年大理）（8分）为了节能环保，王老师骑电动自行车上班，下表是他的电动自行车的有关数据：

电动自行车

自身质量m／kg

行驶时电源的

输出功率P／W

工作电压

U/V

行驶时的最大

速度v/km／h

行驶时受到的

平均阻力f/N

40

125

36

20

20

王老师以5m/s的速度匀速从学校回到家，用了20分钟，求：

（1）学校到王老师家的路程和电动自行车牵引力所做的功；

（2）电动自行车电能转化为机械能的效率；

（3）目前，我国电动自行车的拥有量已超过1.2亿辆，它给我们出行带来便捷的同时，也导致交通事故频发，针对这一现象请提出一条合理化建议。

11、（2011年安徽省中考）随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。

一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km／h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW。

若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值g=4．6×107J／kg，小汽车发动机的效率为25％。

 求小汽车在这段路程中：

（1）运动的时间；

（2）发动机所做的功；

 （3）消耗汽油的质量。

三、填空题（共2小题）

1、（2011年柳州市）电动自行车已经是柳州市大部分市民的主要交通工具，其优点是经济实惠。

   如果某一电动自行车电动机的额定功率是240W，以6m／s的速度匀速行驶时的供电电流为5A，则电动机的额定工作电压为________V，若该车电动机的效率为80％，则牵引力为___________N。

2、（湖北省随州市2011年）．2011年入春以来，我省大部分地区出现了特大旱灾，为抗旱救灾朝阳村新安装了一台质量为300kg、功率为8kw的抽水机。

安装时为了对地面的压强不超过4×104Pa，抽水机底座下的轻质木板面积至少为        cm2。

已知该抽水机出水流量是90m3/h，正常工作 30min，抽水高度为20m，则抽水机

电热效率部分

1、（益阳市2011年）（10分）如图17所示是一种新型炊具电磁炉，它具有加热快、效率高、节能环保、使用方便等优点。

图18是该电磁炉的铭牌。

（1）该电磁炉正常工作7分钟消耗的电能是多少?

（2）若正常工作7分钟消耗的电能有80%被质量为2kg、初温为25℃的水吸收，则水吸收的热量为多少？

在标准大气压下，水最终的温度为多少?

[水的比热是4.2×103J/（kg·℃）]

2、（威海市2011年）图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω。

煮饭时，接通电源（220V50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态。

当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。

（已知水的比热容为4.2×103J/（kg.℃）;查表可知铝的熔点为660℃）

请解答下列问题：

（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1，电饭锅　的内胆是否会熔化？

为什么？

（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？

（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？

3、（2011年天津市）、（6分）小丽家电热淋浴器的额定功率为2000W，水箱最多可容纳50kg水，注满水的淋浴器连续正常加热40min，淋浴器上温度示数由22℃上升到42℃。

求：

（1）此过程中水箱中水吸收的热量；

2）该电热淋浴器加热时的热效率。

4、（泰州市2011年）．（8分）图17是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，图18是它的电路原理图，其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻．当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态

水桶容量

20L

热水箱容量

1L

额定电压

220V

加热功率

440W

保温功率

40W

（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）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃．需用时14min[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]．求此加热过程中：

     ①水吸收的热量；  ②饮水机的加热效率．

  （3）求电阻R1的阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率），

5、（2011年龙岩市2010年）（9分）某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从它的说明书上收集到如下数据及图22所示的简化电路原理图。

（1）当S闭合，S0断开时，饮水机处于       （填“加热”或“保温”）状态。

（2）求：

①一满热水箱水的质量；②保温时的电流。

（1L=1×10－3m3）

（3）将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量？

若加热效率为90%，需要加热多长时间？

 [c水=4.2×103J/（kg·℃），ρ水=1.0×103kg/m3]

热水箱容量

1L

额定电压

220V

加热功率

1000W

保温功率

44W

6、（辽宁省辽阳市2011年）（９分）小雨家最近买了一台微波炉，微波炉说明书中的铭牌如下表所示。

求：

（１）在使用最大加热功率加热时，小雨家干路电流增加多少？

（２）小雨对铭牌中加热效率大于９２％有点怀疑，他动手进行了测量。

他用容积是３３０ｍＬ的空矿泉水瓶装满２０℃的水，倒入专用塑料杯中，放进微波炉，用最大加热功率加热１ｍｉｎ，取出后测得水的温度为６４℃，请你通过计算帮助小雨判断铭牌中中热效率大于９２％是否可信。

［ｃ水＝4。

2×103Ｊ（ｋｇ·℃）］

7、（辽宁省丹东市2011年）（６分）天冷时小丹为奶奶买了个“电热宝”。

它是由通电时产生的热能被蓖麻油吸收后并逐渐向外散热来取暖的，相关数据如表所示。

【ρ蓖麻油＝0.8×103kg／m3，ｃ蓖麻油＝1.8×103J/（kg·℃）】，求：

（１）“电热宝”内的蓖麻油的质量是多少？

（２）“电热宝”通电５ｍｉｎ，里面的蓖麻油从20℃升高到90℃，则“电热宝”把电能转化为热能的效率是多少？

8、（辽宁省鞍山市2011年）（６分）一台电热水器装有２ｋｇ水，通电加热过程中，水温随时间变化情况如图。

求：

（１）加热２分钟，水吸收了多少热量？

（２）如果电热水器功率为1000Ｗ，加热２分钟，放出多少热量？

（３）此电热水器的效率η是多少？

（η为水吸收的热量与电热水器放出热量的比值）

9、（2011年无锡市）．（6分）如图是家庭、宾馆常用的电热水壶，袭中列出了其部分技术参数．

（1）电热水壶正常工作时的电流是多少?

（2）电热水壶正常工作时，用6min就能将整壶水烧开，如果水吸收的热量是3.24×105J，则该电热水壶的效率是多少?

 （3）有关电热水壶的安全使用，有下列几种说法，其中不正确的是    ▲  （填序号）．

   ①电热水壶不用时，应拔下电源插头；②当壶体和基座被弄脏时，放进清水中清洗；③电热水壶工作时，身体不可靠近壶嘴；④注入水时，水位不超过电热水壶的最高水位线

   型号

FY—TSl010A

   额定电压

   220V

   频率

   50Hz

   额定功率

   1000W

   容量

   1.OL

10、（哈尔滨市2011年）（6分）某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作.【c水=4.2×103J（kg·℃）】

（1） 电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min.

求：

①水吸收的热量是多少?

 ②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?

（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降l0％.求：

这时电水壶的实际功率P。

.（电阻不随温度改变）（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2，如图2所示，并分别推导出了R2的表达式.

请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果.

11、（2011铜仁）如下表及图所示，是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S0控制）。

求：

（1）当开关S闭合，开关S0断开时，饮水机的功率是多大？

（2）保温电阻R2的阻值是多少？

（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为90％，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？

（C水=4.2×103J/kg·℃）

12、（2011年福建省泉州市）（6分）小理对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W～2200W，

（1）小理用电磁炉将质量为2kg的水从加热到100℃，消耗了0.22kw·h的电能。

水吸收的热量是多少？

这时电磁炉的效率是多少?

（2）小理用电磁炉煮粥。

先用大火将水开，后用小火煮．这段时间电功率随时间变化如图18所示问第8分钟通过电磁的电流是多少?

  [水的比热是4.2×103J/（kg.℃），家庭电路的电压为220V]

13、（四川省遂宁市2011年）（8分）如图甲是某品牌电饭锅的电路原理图，R1、R2是安装在同一发热盘中的发热电阻丝，L1、L2为指示灯，S2是温控开关，当锅内温度达到103℃时S2自动跳转。

红灯亮、绿灯灭，表示正在加热；绿灯亮、红灯灭，表示电饭锅处于保温状态。

R3、R4电阻都很大，在以下计算中可近似地将其看成开路；L1、L2、R3、R4耗电功率很小，可以忽略不计，电路原理图可近似等效成乙图。

一用户观察发现，该电饭锅铭牌标有“220V加热功率1000w”，在家中其它用电器都断开的情况下,用其加热2kg、20℃的水时，标有“2000imp/kw·h”的电能表指示灯一分钟闪烁了30次。

已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），1kw·h=3.6×106J，不考虑电阻R1、R2阻值随温度的变化。

      请根据以上信息解答以下问题：

①（2分）将这些水在1标准大气压下烧开，水吸收了多少热量？

②（2分）加热过程中电饭锅的实际功率是多大？

③（2分）如果电饭锅消耗的电能有80%被水吸收，烧开这些水用了多少时间？

④（2分）测得电饭锅保温时的功率是加热时功率的

，则R1、R2之比是多少？

型号

WS-1217

额定电压

220V

额定功率

1200W

额定容量

1.2L

14、（湖北省荆门市2011年）某电热水壶的铭牌如表所示，当此电热水壶正常工作时，用时8分钟将额定容量的水在一个标准大气压下从20℃加热到沸腾，水吸收的热量为 ▲ J，消耗的电能为 ▲ J。

此电热水壶的效率为 ▲ 。

（c水=4.2×103J/（kg·℃））

二、综合能力题（共1小题）

1、（湖南省娄底市2011年）．母亲节那天，小星的爸爸在超市买了一台豆浆机，外型如图所示．小星仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和豆浆机的使用说明书．决定亲手制作一杯鲜豆浆送给妈妈作为母亲节的礼物．小星按说明书的步骤向豆浆机杯中加入清水l420g，用小量杯取了80g干黄豆倒入，接上电源，选择“干豆”豆浆制作程序，按下“开始”键，豆浆机开始工作．小星仔细观察杯中发生的现象，很快看到电加热管上有小气泡产生，一会儿电动机带动打浆刀迅速旋转搅拌了几次，又过一会儿，发现沉在杯底的黄豆“长”大了，大部分陆续上浮至水面，一段时间后，水开始沸腾起来，打浆刀在电动机的驱动下高速旋转，整杯水的颜色变黄了，电加热管和电动机间断式地工作着……大约20分钟后，几杯鲜豆浆制作完成了．

额定电压

220V

频率

50Hz

电动机额定功率：

220W

电加热管额定功率

1000W

请你帮小星解决以下一些物理问题：

（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于吸盘”可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动，“吸盘”’是利用　　　　　　　　　　　起固定作用。

（2）为什么黄豆会上浮呢?

其原因是　　　　　．

（3）豆浆机的机头主要由一个电加热管（电热丝）和一个电动机带动的打浆刀构成．制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的．由此可知，豆浆机中的电动机和电加热管的连接方式是　　　　　　　．

（4）豆浆机铭牌上的部分参数如右表，豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多大?

（5）大豆和清水的初温为20℃，豆浆机在额定电压下工作，当电加热管加热的总时间约为10min时，豆浆沸腾，测其温度为l00℃，豆浆的比热容大约为4.0×103J/（kg·℃）.求豆浆机电加热管的加热效率是多少?

（6）豆浆打好后，戴眼镜的小星打开豆浆机，往里一看，镜片却变模糊了，请你解释其中的原因．

炉子效率及太阳能效率

1、（扬州市2011年）（6分）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息

太阳照射时间／h

装水量 ／Kg

吸热板面积／m2

水升高的温度／℃

水的比热容／J（kg．℃）—1

太阳辐射功率／J．（m2-h）—1

10

100

2.5

50

4.2×103

1.68×106

其中