初中物理能量利用效率试题

如图是家庭、宾馆常用的电热水壶，袭中列出了其部分技术参数．

(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

在一次课外活动中，小华同学对家里的电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如下表所示：

观察对象	有关记录	研究活动
电磁炉 铭牌	U额＝220V P额＝1kW	①用电磁炉加热一壶水（水的质量m＝2kg，初温t0＝30℃） ②关闭家里其它用电器．只将该电磁炉接入电路烧水，观察到电能表表盘在5min内转了150r,最后测得水的温度 t＝50℃
电能表 铭牌	220V           10(40)A[ 50Hz  2000r/kW·h[

 
请你根据小华同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内：
（1）水所吸收的热量；【水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg·℃）】
（2）电磁炉的实际功率；
（3）对比电磁炉的铭牌说明与第（2）问的计算结果，你发现什么问题？你认为可能是什么原因？（说出一种即可）
（4）电磁炉烧水的效率．

(10分)阅读短文，回答问题．
为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中．表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率．耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积．
测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能E_k，作出E_k—s图象，如图所示．

（1）发电机是根据＿＿＿＿＿＿＿＿原理发电的．发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为＿＿＿＿能．
（2）汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为＿＿＿＿kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为＿＿＿＿＿＿＿＿J（燃油的密度ρ=0.7×10³kg/m³，热值q=4.6×10⁷J/kg）．
（3）测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以20m/s的速度正常行驶1000m．此过程中，汽车＿＿＿＿．

A．受到的阻力为1.2×10^4N	B．行驶的时间为40s
C．牵引力做的功为3.2×10^8J	D．牵引力的功率为16kW

（4）由图象可知，表示关闭发电机进行测试的图线是＿＿＿＿（选填“①”或“②”），判断的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
（5）若汽车正常行驶时的动能E_k0=4×10⁵J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿J的动能转化为内能．

.据资料显示，2003年底我国660个城市生活垃圾的清运量达1.5×10⁸t，并且每年以4%的速度递增，垃圾处理成了城市建设及可持续性发展的一个重要问题.现在人们已经可以变废为宝，利用垃圾中的可燃物燃烧发电，例如安徽省芜湖市就已建成了垃圾焚烧电厂.研究表明，生活垃圾的平均热值为6.27×10⁶J/kg，目前每燃烧1t生活垃圾可发电240kw·h.那么：
（1）如果2003年660个城市的生活垃圾全部用于发电，可获得多少千瓦时（kw·h）的电能？（电能用字母E表示）
（2）目前生活垃圾发电的效率是多少？（已知1kw·h=3.6×10⁶J）   

甲是小红家一台快速电热水壶，铭牌如右表．为了测量它烧水时的实际功率，小红和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装了0.6kg、20℃的水，接入家庭电路中，闭合壶的开关，测得壶中的水从20℃上升到100℃所用的时间是4min。同时观察到家中电能表（电能表上标有1500revs / kW·h）转过的转数正好为90转（r）．水的比热容：c=4.2×10³J／(kg·℃)。请根据相关信息求：

（1）电水壶中水吸收的热量？
（2）电水壶烧水的实际功率？
（3）电水壶加热的效率。

图a是小红家一台快速电热水壶，铭牌如右表．为了测量它烧水时的实际功率，小红和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装了0.6kg、20℃的水，接入家庭电路中，闭合壶的开关，测得壶中的水从20℃上升到100℃所用的时间是4min。同时观察到家中电能表（见图（b）转过的转数正好为90转（r）．水的比热容：c=4.2×10³J／(kg·℃)。请根据相关信息求：

（1）电水壶中水吸收的热量？
（2）电水壶烧水的实际功率？
（3）电水壶加热的效率。

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．

图17为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热．同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热，从而使锅体自身发热达到加热食物的目的．小明对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W～2200W．

（1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节能．请写出2个有关电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识：          ，           ．
（2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热量是由______传递给_____的．电磁炉加热食物的过程中消耗______能转化为_____能．
（3）小明用电磁炉将质量为2.5kg的水从20℃加热到100℃，消耗了0.28kW•h的电能．水吸收的热量是多少？电磁炉的效率是多少？

探索班为了解决同学们的饮水问题，购置了一台饮水机，其铭牌如下表所示。图12是
饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是电阻，R₂是供加热的电阻丝。

额定频率	50Hz	环境温度	10℃～38℃
加热功率	550W	环境湿度	≤90％
额定电压	220V	制热水能力	≥90℃ 5L/h

 

（1）、用公式分析， S处于什么状态（闭合或S断开），饮水机处于保温状态。
（2）、在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（3）、在饮水机的热水罐中0.6kg水，正常工作，使水从30℃的加热到80℃，用了5min20秒时间。用这些信息及数据，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C水=4.2×10³J /(kg·℃)]
（4）、如果要使饮水机在加热状态时的功率是保温状态时的4倍，则R₁与R₂的比值应是多少？( 2分）

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·℃）

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    ．

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．

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

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．

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？