初中物理能量利用效率试题

学习了热学知识后，小宇通过实验得知，用电热壶将20℃、15Kg的水加热到100℃，需要1.05元电费；用液化气灶做同样的实验，则需要消耗0.42元的液化气。已知水的比热C_水=4.2×10³J/Kg℃。
(1)如果使用煤炉做同样的实验，已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×10⁷J/Kg，假设煤炉的热能利用率为20%，无烟煤的价格是0.34元/Kg，则需花费多少钱？
(2)煤炉的热能利用率仅为20%，请分析无烟煤炉效率低的原因是什么？
(3)如果某地区可以同时提供电、液化气和煤，从经济和环保等角度综合分析，你会建议使用哪种燃料？请阐明理由。

科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，不仅为人们到海滨旅游提供了方便，而且节约了能源、减少了对环境的污染．某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为9.0×10³W，能为该房供应热水和在水上移动等提供能量．

(1)太阳能电池板将太阳能转化为  ________能．
(2)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恒定功率沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变．从某一时刻开始，漂浮房受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动．则在整个运动过程中，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  ________．

每到夏收季节，大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，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（热值为2.4×10⁷J／kg），使50kg、20℃的水温度升高到80℃。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？

在八百多年前，我国就发明了图17这种流行于民间的玩具式走马灯，它的工作原理和近代的燃气轮机相同。如果点燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高温气体将      （选填“向上运动”、“向下运动”或“绕蜡烛旋转”），运动的热空气便推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这种走马灯工作时将内能转化为      能。

某同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60℃的热水100kg. 她家现选用了一台简易的太阳能热水器.
（1）若这台热水器夏天平均每天可将初温20℃，质量为100kg的水，加热升高40℃,这些水吸收的热量为多少J？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70％被水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节约液化石油气多少千克？（液化石油气的热值为8.0×10⁷J/kg）
（3）请你说出使用太阳能热水器的优点.（至少说出一点）

小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，请你求解下列问题：
(1)水箱中水的质量；水吸收的热量【c水＝4.2×l0³J／(kg·℃)】
(2)如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少煤气（煤气的热值为q＝4.2×l0⁷J／kg）

科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房,它具有冬暖夏凉的优点,不仅为人们到海滨旅游提供了方便,而且节约了能源,减少了对环境的污染.某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板,接收太阳能的功率为9.0×103W,能为该房供应热水和在水上移动等提供能量.
(1)漂浮房冬暖夏凉,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.若只用来给水加热时,电池板两极的电压为200V,加热电阻丝的电阻为15Ω,设电阻丝产生的电热全部转化为水的内能,则加热10min,水的内能增加________J;
(3)有8位中学生从岸上进入漂浮房参观,则水对漂浮房的浮力约增加__________N;
(4)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恒定功率沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始,漂浮房受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示,t="50" s后,漂浮房以2m/s的速度做匀速直线运动.则在整个运动过程中,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___________.

如图是现在家庭中常用的电热水壶，它具有加热快、效率高等特点，右表是其铭牌。

当水壶中盛有12cm高的水，壶底所受水的压强为多少？（g取10N/kg）
正常工作时，将一壶初温为17℃的水烧开需8分钟，则该电热水壶消耗的电能是多少？
以上过程中该电热水壶的效率是多少？

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．

额定电压	额定加热功率	指示功率	袋内充水	自动断电温度
220V	500W	≤0.2W	1kg	65℃

（1）由题意可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要　 　（选填“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10min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　     　．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

2010年世博会期间，上海黄浦江上出现由我国设计和制造的太阳能游船，如图所示。高高扬起的风帆由太阳能电池板拼装而成。太阳能电池板的面积为50 m²。该船是国内第一艘采用太阳能、锂电池及柴油机组多种能源混合供电的船舶，在不同的日照情况下，船体行驶所使用的动力可通过计算机在太阳能和柴油机组间进行自动调配，节省电力和减排均达到30％以上，最高可100％使用太阳能。

（1）如果该船满载乘客从东海驶入黄浦江，它所受到的浮力________（选填“变小”、“不变”或“变大”）。
（2）当该船完全使用太阳能在水中行驶时，其中的能量转化情况是（ ）

A．电能→ 太阳能→机械能	B．太阳能→电能→机械能
C．化学能→ 太阳能→机械能	D．太阳能→内能→机械能

（3）如果太阳光照射到太阳能电池板时的辐射功率为2000J／（s·m²）（每秒钟辐射在每平方米上的光能为2000J），太阳能电池光电转换效率为50％，则该船每分钟获得___________J的电能。
（4）为响应节能减排、低碳的倡导，小雨将家中的一台额定电压为220V ，制冷额定功率为1000W 的空调，温度设定从原来24℃ 改为28℃ ，仅此一项措施，家中的电能表平均每天少走2 .5kw·h 。求：
①这台空调正常制冷时，工作电流是多少？（计算结果保留一位小数）
②这台空调一个月（按30 天计算）可节约电能多少kW·h ?
③若某边远山区的“希望小学”，每间教室仅有两盏“220V  40W ”电灯，那么小雨家中的这台空调一个月所节约的电能，可供这两盏电灯正常发光多少小时？
（5）国际专门研究全球变暖现象的众多科学家的研究成果表明：如果人们不做任何决定性的改变，让环境照过去几十年的速度恶化下去的话，十年之后，再怎么努力也不能挽回。现在努力还有救。我们拯救地球，只剩下10年时间！而你，正是可以阻止这一灾难发生的其中一员，因此，现在就请你从物理学的角度，提出一条保护地球环境的合理化建议：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

小明家里每天的生活用热水原来都使用液化石油气烧，现为了节约家庭开支，她家新安装了一台太阳能热水器。
(1)若使用这台太阳能热水器，每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？(水的比热容是4.2×10³J／(kg．℃))
(2)若使用液化石油气烧这些水，已知液化石油气完全燃烧放出的热量有50％被水吸收，那她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg?（液化石油气的热值是8.0×10⁷J/kg）

红梅中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃。问：
（1）这些水要吸收多少热量？[水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)]
（2）“西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗多少体积的天然气？（天然气的热值q=8.4×10⁷J/ m³。气体燃料完全燃烧放出热量的公式是Q=qV，其中V表示气体燃料的体积）

电磁炉是一种新型灶具，图所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流（即涡流），涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高。所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。请问：

(1)电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？
(2)某同学用功率为2000W的电磁炉，将1㎏初温为25℃的水加热到100℃，需要的时间为2分55秒，则消耗的电能是多少？电磁炉的热效率是多少？(水的比热容为4.2×10³J/（kg﹒℃) )

太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。如图所示的是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8 m²，太阳光照射到电池板每1m²面积上辐射功率为P₀=1KW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问：
（1）  太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2）  如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀
速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？

太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。如图所示的是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8 m²，太阳光照射到电池板每1m²面积上辐射功率为P₀=1KW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问：
（1）  太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2）  如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？