初中物理能量利用效率试题

LED灯具有节能、环保特点．“220V 8.5W”LED灯泡和“220V 60W”白炽灯泡正常发光的亮度相当．与白炽灯泡相比，LED灯泡可以节能约为

A．14.2%	B．85.8%
C．16.5%	D．83.5%

用煤气灶把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×10⁷J/kg，则水吸收的热量为       J，煤气完全燃烧放出的热量为        J，煤气灶烧水的效率为             %

如图是家庭、宾馆常用的电热水壶，其中列出了其部分技术参数．

型号	FY﹣TSl010A
额定电压	220V
频率	50Hz
额定功率	1000W
容量	1．OL

（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．

电磁炉是一种高效、方便、卫生的新型灶具，为了研究电磁炉，小锋同学首先观察了家中的电能表，看到电能表的铭牌上标有“220V 10A”和“3000r/kW•h”字样．然后小锋关闭了家中其他用电器， 只把电磁炉接入电路中，将质量为3kg、初温25℃的水烧开，这个过程中电能表转盘转了900转。已知水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），当时气压为标准大气压．
求：（1）加热过程中水吸收的热量；
（2）电磁炉的消耗的电功多少J；
（3）电磁炉的热效率．

明明家最近在装修新房子, 卫生间里准备装一种电热水器, 目前市面上有两种电热水器供家中选择, 一种是传统的预热式电热水器, 如图甲，其部分参数如表。另一种是即热式电热水器,如图乙，它没有储水箱，体积小巧。冷水进入热水器后，分4～6路被大功率电热管加热，然后再汇合成一路从出水喷头流出，随着温度设定及出水量的不同，加热功率可从4000W～7000W变化。它较传统的热水器优点在于：即开即热；不开不加热，节能；且加热效率高达96%以上。请解答：

（1）一般情况下，热水淋浴要求水温升高30℃，请计算预热式电热水器装满水后，正常工作将水加热到可以淋浴的温度，水需要吸收多少Ｊ的热量？需要通电加热多长时间？
（2）即热式电热水器的额定电压也是220V，请计算它在加热水达到最大功率时，家庭电路干路中增加的电流是多少Ａ？（精确到0.1A）
（3）明明调查发现他家房子电能表、空气开关、墙内导线的相关参数分别为“220V 40A”、“220V 30A”、“220V 40A”。请分析他家能否安装这种即热式电热水器。若不能，还想安装如何解决。

表一是某电热水壶的铭牌；表二是小红探究该电热水壶效率所记录的数据。
表一：

表二：

求：（1）电热水壶的电阻。
（2）当电热水壶实际工作电压为110V时，它的实际功率。
（3）电热水壶的效率。[c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]

如图甲是我国某地区风力发电的外景,风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、_______（可再生/不可再生）能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度______（大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向______（上/下）的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理。实现机械能转化为电能。

甲                    乙                  丙
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的有哪些_____

A．只要有风，机组就能产生电能

B．风速过大，机组不会产生电能

C．风速越大，机组产生的电功率一定越大

D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变

（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速（m/s）	5	10	15	20
1s内获得的能量（×10^4J）	1	8	27	64

①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是__________________（用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率。

王伟家的空调机上贴着“中国能效标识”，经查阅资料，王伟弄清“能效比”就是在规定条件下，空调机进行制冷运行时实际制冷量与实际输入功率之比。王伟家空调机能效比为“2.59”，可知他家空调机在规定条件下，每消耗1W的电功率，制冷量为________W。

建造设计师设计出了一种能漂浮在水中的城市,漂浮城市装有动力装置,可以移动,该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×10⁸W，请回答下列问题：

（1）假如某班级有40位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加（     ）

A．2.0×10^2N，

B． 2.0×10^3N

C． 2.0×10^4N

D．2.0×10^5N

（2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴ m²，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1S
流入空洞的空气质量是1.92×10⁶kg,该地的空气密度是 1.2kg/m³，则飓风的风速是
      。
（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的
水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。某一时刻开始，漂浮城市受到的水平
方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，漂浮城市运动速度v与时间t的
关系如图乙所示。则在50s—100s，漂浮城市做       运动。漂浮城市运动到第25s
时受到的阻力为         N。
（4）从50s到100s内牵引力做的功为多少？（写出计算过程）
（5）漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少？（写出计算过程）

关于能源下列说法正确的是

A．大量使用石油产品会造成大气污染，所以应该停止开采石油

B．和平利用核能特别要注意防止核泄漏，以免造成环境污染

C．因为能量守恒，所以各种机械的能量转化效率都为100%

D．水能、太阳能、化石能都属于可再生能源

小明家新买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点。为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率。
为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为1 000 W，他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200 imp / kW·h(它表示每消耗电能1 kW·h，该电能表上面的发光二极管闪烁3 200次)。之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为1L、温度为20°C的水放入微波炉并用高火开始加热，同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，历时4 min，电能表上面的发光二极管闪烁了288次，此时取出并测得水的温度为76°C。则
（1）4分钟微波炉消耗的电能是多少？
（2）微波炉烧水时的效率是多少？（保留一位小数）

为创建全国“环保节能模范城市”，新建的小区将普遍安装太阳能路灯.如图甲所示是某型号太阳能路灯，图乙是它的结构示意图，图丙是该太阳能路灯的技术参数.

（1）太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关如图乙中的S.晚上要让电灯发光，控制器将控制开关S与    触点接触；铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命，为了避免铅酸蓄电池过充或过放，控制开关S与    触点接触即可.
（2）铅酸蓄电池最多能储存多少千瓦时的电能?
（3）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J/（s·m²）（每一秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000J），太阳能电池光电转换率为8％，则太阳能电池板的面积为多大？

王聪是班里有名的“物理迷”，他爱观察，勤思考。一天，妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识。
（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            起固定作用的。
（2）豆浆机电源线的插头有三个脚如图，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与    相连接。

（3）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成。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热器的连接方式是 　 　　 。
（4）当香喷喷的豆浆打好后，王聪打开豆浆机，如图所示，他只闻到香味却看不清楚豆浆。请你用学过的物理知识解释其中的原因。

（5）豆浆机铭牌上的部分技术参数如右表。豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？

额定电压	220V
额定频率	50Hz
电动机额定功率	１80 W
电热器额定功率	850W

（6）王聪粗略想测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少。于是，他把80g大豆和1500g清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃。豆浆机在额定电压下工作，当电热器加热的总时间约12min时豆浆沸腾，测其温度为100℃ 。设豆浆的比热容大约等于水的比热容，请你帮他计算豆浆吸收了多少热量？豆浆机电热器的加热效率大约是多少？【C_水=4.2×10³J／（kg. ℃）】
（7）王聪想比较一下豆浆的密度与水的密度那个大，但手中没有密度计，也没有天平和量筒，请你用家中的物品较简单的比较出二者密度的大小。

如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如下表所示.

（1）由表格可知，发热体R的电阻要比红色指示灯L的电阻   （选“大”或“小”）得多；
（2）为了使用电热水袋更加安全，有的电热水袋里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关        （选填“串联”或“并联”）起来使用；
（3）当热水袋原来的温度是15℃时，在额定电压下加热8min指示灯就熄灭了，则此过程中水吸收的热量是        J，电热水袋的发热效率为        ％.

额定电压	220V	袋内装水	1L
额定热功率	500W	自动断电温度	65℃
指示功率	≤0.2W

如图所示是家庭中常用的电吹风，其主要是由电动机和电热丝组成的，当电动机单独工作时吹出冷风，当电动机和电热丝同时工作时吹出热风。物理小组的同学们收集到某型号电吹风的相关信息如下表：

××电吹风
额定电压	220V
电热丝额定功率	400W	电动机额定功率	20W

（1）电热丝的电阻是多少？
（2）经测试，该电吹风正常工作的情况下吹热风时，在180s时间吹出了1.28kg热空气，这些热空气具有3240J机械能，温度升高了45℃。此电吹风的能量转化效率是多少？
（结果保留整数）【空气的比热容c_空气=1.0×10³ J/(kg·℃)】
（3）根据电吹风工作特点和安全用电原则，同学们设计了如图所示的三种电吹风电路图。你认为哪个符合实际情况？请说明理由。