初中物理能量利用效率试题

小舟是班里有名的“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，如图所示，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      A；

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

 
(4)小舟想粗略测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少？他把1500g清水和80g大豆放入豆浆机中，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，豆浆吸收了        J的热量，豆浆机电热器在加热过程中消耗了_________J的电能，则豆浆机电热器的加热效率大约是            。［c_水=4.2×10³J／(kg·℃)］

美国建筑师凯文•朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如右图所示），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50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．2.5×10^2 N

B．2.5×10^3 N

C．2.5×10^4 N

D．2.5×10^5 N

（2） 若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴m²，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s钟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
    m/s。
（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。从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示。

①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为     N。从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为       J
②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）

如图所示是质量是200g固体的熔化实验装置，根据实验数据绘制出的曲线图，由图可知该物质是               （选填“晶体”或“非晶体”）． 在该物质熔化过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，该物质将停止熔化．将试管放回烧杯后，该物质又继续熔化．说明该固体熔化时需要热量同时温度                 （选填“升高”或 “降低”或“不变”）， 实验中，热只能自发的由酒精灯的火焰传递给水，却不会反过来传递，说明能量的转移具有            性.根据图像和相关知识，该物质从第6分钟至第8分钟共吸收           J热，该物质的液态的C=3×10³J/(kg·℃)。如果从开始记录到刚沸腾时，完全燃烧了热值为3.0×10⁷J／kg的酒精5g．根据图像信息和相关知识，可估算出，此过程中，热转化效率是           。

2011年3月26日晚8︰30～9︰30，江阴与世界众多城市一起参与了“地球一小时”活动，活动倡议熄灭不必要的灯光，切断电视、电脑等电器电源。小明在活动宣传中了解到：只要电源插头没有拔掉，在待机状态下，每台电脑的功率为5.8W，每台电视机的功率为8.2W。
（1）小明所在小区有100台电脑和100台电视机，若在活动中均由原来的待机状态改为切断电源1h，此举一共可节约电能多少J？
（2）节约的电能完全被水吸收，能让多少kg水温度从20℃升高到60℃？[c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）标有“220V，1000W”的电热水器正常工作，将与第（2）问中质量相同的水升高相同的温度，需要100min，该电热水器的效率是多少？用电高峰期，若此电热水器两端的实际电压仅为200V，它的实际电流为多大？（电热水器的电阻恒定，结果只保留整数，四舍五入）

如图所示是某型号的电动巡逻车，其主要技术参数如表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，电动机能把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功。总质量为120kg的两名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min。求：

⑴电动机消耗了多少电能？
⑵巡逻车通过了多少路程？
⑶若轮胎与地面的总接触面积是，巡逻车停止时，人和车对地面的压强是多大？（）

若某家庭使用功率为2000W，容积为100L的电热水器，加满水后加热，把初温是10℃的水加热到70℃，这些水需要吸收的热量是      J，若该电热水器的效率为90%，则需要加热的时间为     s。 [水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）]

LED灯是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，他用如图所示的装置进行了实验（其中R₀为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比）其实验步骤如下：

① 先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与热敏电阻的距离约为30cm。闭合开关S和S₁，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表。
②接着分别把标有“220V 15W”的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小梦的探究，请回答：
（1）电能转化为内能最多的灯是         ，这是通过观察            来比较的。
（2）电能转化为光能最多的灯是         ，这是通过观察          来比较的。
（3）LED灯的发光效率较              (填“高”或“低”)。
（4）设白炽灯的发光亮度与它的电功率成正比，综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与         的白炽灯发光亮度相当。

为应对全球金融危机，我国政府出台了家电下乡政策，空气源热泵热水器被列入家电下乡的商品目录，它的基本工作原理如下：
热媒在热泵的作用下在系统内循环流动，它在热泵内完成气态的升压升温过程（温度高达100℃），它进入散热器后释放出高温热量加热水，同时自己被冷却并转化为液态①；当它运行到吸热器后，液态热媒迅速吸热再次转化为气态②，同时温度下降至零下20℃左右，这时吸热器周边的空气就会源源不断地将低温热量传递给热媒。热媒不断循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水的过程。
空气源热泵热水器所消耗的电能仅是带动热泵工作，由于大量空气中的热能量进入系统，使热水得到的能量远远大于热泵消耗的电能，空气能热水器最主要的性能指标是“制热系数”，制热系数就是指用户获得的热能同热水器消耗的电能的比值，它可高达300%以上。

（1）试写出文中划线部分的两个物态变化的名称：①         ，②           。
（2）家庭每天需用60℃热水200kg，若水的初温是15℃，则水吸收的热量为      。
（水的比热容c=4.2×10³J/（kg·℃））
（3）若该家庭使用空气源热泵热水器提供热水，空气源热泵热水器的“制热系数”315%，每天需消耗的电能是       J，合       千瓦时。
（4）热泵热水器中水增加的内能是能量的       （选填“转化”或“转移”）

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结构、名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豆浆时的位置移动。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，其中稍长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电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆机构成。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，豆浆机中的电动机电热器的连接方式是       。
（4）豆浆机铭牌上的部分技术参数如下表。豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？

（5）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·℃）

如图所示，用F=20N的水平拉力拉着边长l=10cm的正方体铁块在水平地面上做匀速直线运动，在t=10s内运动了s=46cm的路程，[c_铁=0.46×10³J/（kg•℃） ρ_铁=7.9×10³kg/m³]求
（1）水平拉力F做的功W是多少？
（2）水平拉力F做功的功率P是多少？
（3）此过程有等于水平拉力做的功的内能产生，其中的79%被铁块吸收，铁块将升高多少温度？

如图所示，烧瓶中装有0.3kg煤油，电阻丝的阻值为10Ω，闭合开关．调节滑动变阻器滑片，当电流表的示数为2A时通电5min，煤油的温度由20℃升高到30℃．[c_煤油=2.1×10³•℃）]

求：（1）煤油吸收的热量；（2）电阻丝加热煤油的效率．

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/（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

家用电器使用日益广泛，好学的瑞瑞突发奇想，想检验电热水壶与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
水烧开时间/s	480	840

（1）在1标准大气压下，把电热水壶的水烧开，水需要吸收多少热量
（2）试通过计算说明电热水壶与电饭煲谁的热效率高．

如图所示是质量是200g固体的熔化实验装置，根据实验数据绘制出的曲线图，有图可知该物质是   （选填“晶体”或“非晶体”）． 在该物质熔化过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，该物质将停止熔化．将试管放回烧杯后，该物质又继续熔化．说明该固体熔化时需要热量同时温度   （选填“升高”或“降低”或“不变”）， 实验中，热只能自发的由酒精灯的火焰传递给水，却不会反过来传递，说明能量的转移具有____性.根据图象和相关知识，该物质从第6分钟至第8分钟共吸收    J热该物质的液态的C=3×10³J/(kg·℃)．如果从开始记录到刚沸腾时，完全燃烧了热值为3.0×10⁷J／kg的酒精5g．根据图像信息和相关知识，可估算出，此过程中，热转化效率是    ．

如下表及图所示，是某电热饮水机说明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70％，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·℃）