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。

(9分)太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机驱动的一种新型机动车。有一种太阳能实验车(如图所示为研制过程的样品)，它上面的太阳能接收板的有效面积S＝8m，天气晴朗且接收板正对着太阳时，每平方米面积上能接收到太阳辐射的功率为P₀＝1kw，太阳能电池产生的电压为U＝120V，可供电动机正常工作的电流为I＝10A。
求：(1)电动机正常工作时的电功率是多大？太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
(2)若电动机正常工作时，将电能转化为机械能的效率是75％，且该车装满贫物沿水平路面匀速行驶时所获得牵引力是150N，所受阻力是车与货物总重的0.1倍，则该车匀速行驶时的速度是多大？所装货物质量是多少？(已知车自重900N，g取10N／kg)
(3)通过以上介绍及有关计算，你对该车的技术参数及性能有了大致了解，你认为该车能否批量生产投放市场？请简述理由．

某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为
300km，在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N．(汽油完全燃烧产
生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6×10⁷J/kg)，求：
(1)汽车到达目的地牵引力所做的功；
(2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．

小明家里每天的生活用热水原来都是使用液化石油气烧，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)

一电饭锅铭牌上标有“220V  1100W”字样。
（1）在电饭锅内倒入质量为2kg、温度为20℃的水，若把这些水加热到80℃，水需要吸收多少热量？ [C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）为了加热这些水，电饭锅正常工作了10min，它产生了多少热量？
（3）是什么原因导致（2）与（3）中两个热量值不相等？（说出一条即可）         ▲         

(7分)小明家使用天然气烧水，完全燃烧1m³的天然气能放出8.7×10⁷J的热量，把2kg初温为20℃的水烧开，用了0.02 m³的天然气，求他家烧水时炉具的热效率是多少？(当时气压为1标准大气压，水的比热容是4.2×10³J/(kg.℃))

小明家利用天然气灶烧水，把质量为1kg的20℃的水烧开（在标准大气压下）。【水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）】
(1)通过观察天燃气表得知消耗了0.01m3的天然气，如果天然气的密度为0.7kg/m3，烧水时消耗天然气多少千克？
(2)在此过程中水需要吸收多少热量？
(3)用额定功率是800W的电热壶在220V额定电压下，烧开同样质量的水，若电能转化为内能的效率是84%，则通电时间是多少？

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？

LED灯是一种新型的环保节能灯，小林为了探究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。

灯泡类型	盒内初温	盒内末温	电流表示数
白炽灯	20℃	78℃	6mA
普通节能灯	20℃	50℃	15 mA
LED灯	20℃	35℃	60 mA

 
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小林的探究，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）综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与______W的白炽灯发光亮度相当。

家用电热水器中的电阻丝是利用电流的         效应来工作的，该电热水器的热效率为80﹪，给质量为50kg的水加热，若水的温度由20℃升高到38℃，则电阻丝消耗的电能是       kW·h.

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？

某太阳能热水器装有100kg、20℃的冷水，经过一天，水温升高到60℃，则这些水吸收的热量是多少？若用煤气加热，需要燃烧0.8 kg的煤气，这些煤气所放出的热量是多少？则该煤气炉的效率是多少？ [水的比热容为4．2×10³J／(kg·℃)，煤气的热值为4．2×10⁷J／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)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  ________．

、(2分)某校师生在学习了能量的转化与守恒之后，组织兴趣小组调查学校几种能量利用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水的锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。
请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因(写一条即可)并提出相应的改进措施_______________________________________

图所示的装置很有创意——它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机（有关技术参数见铭牌），下部是马桶，中间设有贮水箱．洗衣机还设有加热功能，洗涤前先将水加热到适宜温度．可以提高洗涤效果。

（1）冲一次马桶需要5L水，若一次洗衣服用的总水量是50L，则可供马桶冲几次?
（2）求脱水时的正常工作电流
（3）某次洗衣时，首次进水量为15L，正常加熟15min水温达到设定要求。
①求首次进水的质量；
②求加热过程消耗的电能；
③若加热时电能的84％转化为水的内能，求水升高的温度．[c_水=4.2× l0³J／(kg·℃)]