2014年物理中考专题复习--能量转化效率专题(培优)

1、电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐。某型号电动自行车的主要技术参数如表所示。在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为

40N 。若自行车以7m/s的速度行驶了1min 则， ①此时自行车克服阻力做了多少功？ ②消耗了多少J 的电能？ ③电动自行车的效率多大？

2、小明家已经开始使用天然气了。小明家原来就有个电磁炉，小明想究竟使用哪种能源更划算呢？小明开始实验并收集有关数据：（1标准大气压）

３３

(1)小明在水壶里放入5000 cm 、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134. 731 m ；随后点火并将火

３

调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时，气量表读数为134. 871 m ，需时24min 。小明查到天

7３３

然气热值约为4．0×10Ｊ/m，单价2．2元/m。烧开这壶水，水需要吸收多少热量? 小明家天然气炉具的效率是多少？

(2) 小明又取相同的水在电磁炉上加热，使用功率为1000W 档正常工作将水加热至沸腾，需时30min 。扬州的电费价格为0．5元／度。使用电磁炉烧开这壶水，需消耗多少电能？花费多少电费？ (3)你建议小明家使用哪种能源？请说明2点理由。

3

3、一小型水电站，每分钟有60m 的水从50m 高处落下冲击水轮机，问（1）水从高处落下时重力每分钟做多少功？ （2）若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率多少？ (3)若输电电压为10000V ，求输电电流是多少？ 若输电线的总电阻为0.5Ω，则输电线上每分钟产生的热量是多少？

4、用柴油机带动抽水机将10米深的水抽到地面上来，整套抽水设备的效率为10%，柴油热值q=4.3×7

10J/kg,抽水机将质量为20t 的水抽到地面所做的有用功是多少？消耗多少千克柴油？

6、电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点倍受大家喜爱，下表是某型号电动自行车的相关数据。若骑车人的质量是60kg ，在10min 内连续行驶3km ，根据相关信息求：（g 取10N/kg）

（1）在行驶过程中，车对地面的压强是多大。（2）该电动自行车在10min 内克服阻力所做的功。（3）电动机在10min 内所做的功。

7. 第41届世博会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行，世博会的主题是“城市，让生活更美好”。在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备。假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压360V ，额定功率38kW ，线圈电阻0.4Ω。在一次吊起重物时，电动机正常工作20s ，把重物吊起20米。求：（1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能。 （2）电动机工作过程中，线圈产生的热量。

(3)在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80％，则被吊重物为多少t ？

8、武汉生产的混合动力汽车将服务于北京奥运会。混合动力汽车启动时，内

燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电

池充电；当车辆需要全速加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。

（1）根据以上描述，请你说出一种混合动力汽车不同与普通汽车的优点。

（2）右表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池的部分参数（其中容量则为电荷量），试求该蓄电池组最多可储存多少电能。 （3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h ，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机耗油4.475kg ，车速为50km/h，蓄电池组储存的电

能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中，测试人员发现该

7

车使用的燃油的热值为4.0×10J/kg，汽车行驶时所受阻力f 和车速v 的

关系如图所示。试计算该汽车内燃机的效率。（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）

9、一台单缸4冲程柴油机飞轮转速为3000转/分，该柴油机1s 对外做功多少次？若其效率为45%，消

7

耗10kg 的柴油转化成的机械能是多少？q 柴油=4.3×10J/kg

10、一台水泵每秒钟内可把76.5kg 水扬高10m ，带动水泵的电动机的输入功率为12kW ，电动机的效率是85%，（g=10N/kg）则水泵的效率?

11、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．如图所示的是太阳能实验车，车上太阳能

22

电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m，太阳光照射到电池板每1m 面积上辐射功率为P 0=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？

12、如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？

13、水在热电厂的锅炉中变为水蒸气，通过涡轮机带支发电机发电，用过的水蒸气在液化器中凝结成水，再到锅炉，循环使用．液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温，如图所示．求： （1）夏天，来自冷却塔的水温为16℃，而回到冷却塔的水温为30℃．若

3

冷却塔和液化器间水的流量为15×10kg/s，试求蒸气的能量转化为电能的功率．

5

（2）如果发电机的发电功率是5.6×10kW ，发电机把机械能转化为电能的效率为80%，不计水蒸气通过涡轮机过程中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦，试求水蒸气的能量转化为电能的效率．

14．前些日子，小亮的妈妈买了一个" 天际" 牌自动电热水壶送给爷爷。小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法，他接水至800ml 刻度，然后把壶放在加热座上，拨开开关，5min 后水烧开，水壶自动断电．已知水的初温为20℃。自动电热水壶:电源220V ；额定功率1100W ；容量800ml 。 (1)这壶水吸收的热量为多少?

(2)烧水时家中电压为220V ，求电热水壶的热效率．

(3)在用电高峰，电路中的实际电压降为198V ，这时电热水壶的实际功率为多大?

15、长江三峡工程是一座集防洪、发电、航运和供水等综合利用的巨大水利水电工程．其主要技术数据如下表所示：

33

大坝高度/m 大坝长度/m 最高蓄水位/m 总库容量/m 平均流量/m•min

10 5

1185 2335 175 4×10 8.5×10 根据上述数据计算：

（1）蓄满水时大坝底部受到水的压强多大？

（2）每小时水流对水轮机所做的最大功为多大？

（3）若利用水流发电的效率为40%，发电机所能达到的最大功率是多大？

16、用“长征三号”发射的某航天器，它的一部分光电池板面积S =8m，正对太阳能产生U =120 V的

23

电压，为工作舱提供I =10A的电流. 若太阳光照射处每1m 面积上获得的太阳辐射功率P 0=1.0×10W ，试估算该光电池的光电转换效率η 是多少？

17、恒基伟业以创新的技术和理念推出了全球首部光能手机．该手机说明书的部分内容如下表．

(1)在阳光下，太阳能光电板将太阳能转化为 能，并由充电电池进一步转化为 能。

(2)电池的放电与充电的能量转换效率为 ．

25

4．一台汽油机，活塞面积是50cm ，活塞行程是25cm ，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84×10Pa ，若飞轮的转速是600转/分钟，效率为30 ％，求汽油机在1小时内要消耗多少在汽油？（汽油的燃烧

7

值为4.6×10J/kg）

18、“嫦娥一号”卫星上有两块太阳能电池板。展开时每块长为6m ，宽为0.5 m。电池板将太阳能转化为电能，供卫星上的仪器工作，同时还给卫星上的蓄电池充电。有关参数见下表. （1）两块太阳能电池板连续充电10 h，既保证了卫星上的所

2

有仪器正常工作，又可将蓄电池充满。已知1m 太阳能电池板

1s 所接收的太阳能为500J ，计算蓄电池可储存多少电能？

（2）当“嫦娥一号”绕月球轨道飞行无法接收到太阳能时，卫星上的仪器由蓄电池供电。计算该蓄电池中储满的电能可供“嫦娥一号”卫星上的所有仪器正常工作多长时间？

2

19. 太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一．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，再利用电动机来驱动的一种新型机动车．

2

有一辆太阳能实验车，它上面的太阳能电池的接收板的有效面积为S ＝8 m，天气晴朗且接收板对着太

3

阳时，每平方米面积上能够接收到的太阳能的功率为P 0＝10 W，太阳能电池输出的电压为U ＝120 V，可供电动机正常工作的电流为I ＝10 A．求：

(1)在电动机正常工作时，太阳能电池的输出功率是多少？ (2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？ (3)若上述由太阳能电池供电的电动机正常工作时，电能的80％转化为机械能，且输出功率恒定．现用它通过一定滑轮将质量m ＝100 kg的重物匀速提升，如图所示，求重物匀速上升的速度．(摩擦及阻力不计)

20. 武汉长江隧道。其中高水压、强透水的困难施工段由盾构机完成，它能使掘进、装运岩渣、支撑和防护洞整的多重工作一气呵成。 下表是盾构机的有关数据：

在地下掘进时为了防止偏离，采用了激光自动导向系统，这主要是利用了 的性质。

(2) 如果盾构机施工段长约2500m, 一台盾构机完成施工任务约需多长时间？ (3)若盾构机工作效率为30％，求它每小时做多少有用功？