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2020年中考物理重要考点分类汇编08—效率专题(含答案)

1、中考物理真重要考点分类汇编中考物理真重要考点分类汇编 0808效率专题效率专题 一、填空题一、填空题 1王志伟同学用“220V 100W”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 4.210 3J/(kg) 答案:6.7210 5J 93.3 2如图所示是公园的太阳能路灯,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 2.710 7J,这些能量经转化后,可供额定功率为 30

2、W 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 2.110 7J,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:6.310 6 30 二、解答题二、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

3、 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。 (1) 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 。 (2)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? (3)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 1.4410 9J, 则该装置的发电效率是多少? 答案:(1)电磁感应 电能 (2)80 度 (3)20 5家庭浴室中常用的灯暖型浴霸是

4、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“220V 250W”的同规格发热灯组成,小明测得浴室的面积为 6m 2, 高为 2.5m,查资料得知当地空气的密度为 1.2kg/m 3,比热容为 1.0103J/(kg),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: 绿色节能型减速路障 (1)浴室内空气的质量; (2)浴室内空气吸收的热量; (3)浴霸加热浴室内空气的效率。 答案:(1)m=V=Sh=1.2kg/m 36m22.5m=18kg (2)Q吸=cm(t-t0)=1.010 3J/(kg)18kg(2813)=2.

5、7105J (3)W=Pt=4250W2560s=1.510 6J =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(正常工作)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 8 40 (1)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? (2)试通过计算说明电热水壶和电饭煲的热效率谁高。 答案:(1)Q=cm(t-t0)=4.210 3J/(kg)1.8kg(100-20)=6.048105

6、J (2)壶=W有用 1/W总 1=Q吸/(P壶t壶)= 6.04810 5J/(1800W480s)=70% %100 J105 . 1 J107 . 2 %100 6 5 W Q吸 电饭煲铭牌 型号: 额定电压:220V 额定功率:900W 装水容量:5L 电热水壶铭牌 型号: 额定电压:220V 额定功率:1800W 装水容量:2L 煲=W有用 2/W总 2=Q吸/(P煲t煲)= 6.04810 5J/(900W840s)=80% 壶煲 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

7、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: (1)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? (2) 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 4.210 3J/(kg) 甲 乙 答案:(1)温水 R1= (2)W=Pt=2800W60s=168000J Q吸=cm(t-t0)=4.210 3J/(kg)1kg(5014)=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

8、钟即被烧开至 100。已知水的比热容c=4.210 3J/(kg ),求: (1)该过程中水吸收的热量。 (2)电热水壶的效率。 2 .24 W2000 V220 22 )( 温 P U %90%100 168000J 151200J %100 W Q吸 额 定 功 率 温水 2kW 热水 2.8kW 额定电压 220V 额定频率 50Hz R1 R2 220V 1 2 3 S 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:(1)水吸收的热量: (2) 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“6V

9、 100mA”的指示灯,R1 为限流电阻,R2、R3是阻值分别为 423.5、60.5 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: (1)要使指示灯正常发光,R1的阻值是多少? (2)小火炖煮时发热电阻的功率是多少? (3)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?(水的比热容为 4.210 3J/(kg),密度为 1.0103kg/m3) 答案: (1)U1=U-U0=220V-6V=114V J1004. 5J201005 . 1102 . 4 53 0

10、 ttcmQ J104 . 5J606105 . 1 53 tPW %3 .93 J104 . 5 J1004. 5 5 5 W Q S1 R1 S2 ND R3 R2 220V (2)R总=R2+R3=423.5+60.5=484 (3)m=V=1.010 3kg/m34.510-3m3=4.5kg Q吸=cm(t-t0)=4.210 3J/(kg)4.5kg(100-20)=1.512106J 当 S1、S2都闭合时,R3的功率为: W=P3t=800W3560s=1.6810 6J 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 50minc水

11、=4.2l0 3J/(kg) 1L=1dm3求: (1)满一桶水的质量是多少? (2)水吸收的热量是多少? (3)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: (1)水的质量m=V=1000kg/m 336103m3=36kg; (2)水吸收的热量(有用能量) : Q吸=cmt=4.2l0 3J/(kg)36kg(7020)=7.56106J; (2)加热水消耗的电能(总能量) : 1140 1 . 0 114 1 1 A V I U R W V)( R U P100 484 22

12、0 22 总 小火 W V R U P800 5 .60 )220( 2 3 2 3 %90%100 1068. 1 10512. 1 %100 6 6 J J W Q吸 W=Pt=3000W5060s=910 6J; 电热淋浴器加热时的热效率: = Q吸/W =7.5610 6J/9106J=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。 (外界大气压强为 1 个标准大气压, 计算结果保留一位小数) 求:(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少? (2)若通电 10min 恰好将水烧开,则加热时

13、电热水瓶的热效率是多少? 答案: (1)由P=UI可得 I= (2)由P=可得 W=Pt=1200W1060s=7.210 5J 由=可得 m=V=1.010 3kg/m3210-3m3=2kg Q=cmt=4.210 3J/(kg)2kg(10020)=6.72105J = 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 8A. 1 220V 400W U P 保 t W V m %3

14、 .93 102 . 7 1072. 6 5 5 W Q P/W t/min 400 1200 5 10 15 20 0 20升高到 100,所用时间为 7.5min,同时观察到家中标有“1200r/kWh”字样的电能表转 盘转过 120 转(r)。根据以上信息,求: (1)电阻R1的阻值(不考虑温度对阻值的影响); (2) 饮水机热 水箱中的水从 20 升高到 100时所吸收的热量c水=4.210 3J/ (kg) ; (3)饮水机加热时的实际功率; (4)饮水机此加热过程中的热效率。 答案:(1)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

15、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:。 (2)V=1L=1dm 3=1000cm3,=1103kg/m3=1g/cm3, 水的质量为:m=V=1g/cm 31000cm3=1000g=1kg; 55 880W V220 2 2 1 )( 加热 额 P U R 热水箱容量 1L 额定电压 220V 加热时额定功率 880W R1 R2 R1 R1 R2 S U 又c水=4.210 3J/(kg),t=100,t 0=20, 水吸收的热量为:Q 吸=c水m(tt0)=4.210 3J/(k g)1kg(10020) =3.3

16、610 5J。 (3)每消耗 1kwh 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:。 (4)Q吸=3.3610 5J,W=3.6105J, 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

17、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 (1)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。 (2)如果太阳光照射到地面时的辐射功率为 800J/(sm 2)(1s 辐射在每 1m2上的光能为 J103.6hkW1 . 0 hkW1200r r120 5 W W800 s450 J106 . 3 5 t W P 实际 0 0 5 5 3 .93 J106 . 3 J1036. 3 W Q吸 800J),若太阳能电池板的面积为 1.25m 2,太阳能电池光电转换效率为多大? (3)在平均风速为 8m/s 的晚

18、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 kWh? (4)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 kWh? 答案: (1)I=PL/UL=60W/24V=2.5A W=PLt=60W103600s=2.1610 6J (2)太阳能电池板接收到的总功率P总=800J/sm 21.25m2=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%

19、 (3)蓄电池可储存的电能 W=(P额P灯)t=(26010 -3kW6010-3kW)8h=1.6kWh (4)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 W W P p 1000 100 总 出 2 2 v v P p 额额 额 额 P v v P 2 2 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 5 0Hz 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,

20、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(40A) 3200imp/(kWh)”的电子式电能表耗电指 示灯闪烁了 80imp(imp 表示闪烁次数)。请根据相关信息解答下列问题。c水=4.210 3J (kg) (1)电水壶烧水时的实际功率; (2)电水壶加热的效率; (3)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。(至少说出两点) 答案:(1) (2) hkWhkWtP v v PtW 25.460400010260 8 5 3 2 2 2 2 额 额 J109hkW25. 0 hkW/imp3200 imp80 6 W W1800 s50 J109 6 t W P kg8 . 1m108 . 1m/kg100 . 1 3333 Vm J10316. 820)-(311.8kg)(kg/J102 . 4 43 tcmQ吸 (3)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。 %4 .92%100 J109 J10316. 8 %100 4 4 W Q吸