2021年人教版物理中考专题训练能量转换效率类综合计算

#能量转换效率类综合计算电能相关计算(1)某家用电热水壶的额定加热功率为1000W,某次正常工作10min,将水从20℃烧开，电热水壶消耗的电能为J.(2)小明想测量家中电冰箱工作一天的能耗与铭牌上的是否一致，只让家中的电冰箱工作1小时，观察到标有“3000imp/(kW・h)”的电能表指示灯闪烁了90次，则电冰箱这段时间内消耗的电能为J，据此估算出电冰箱正常工作一天(24h)的能耗是kWh⑶某电动汽车沿一段平直道路以60km/h的速度匀速行驶10km，期间电动机的输出功率为50kW，则汽车运动过程中电动机消耗的电能是J.(4)某水电站有4个发电机组，每个发电机组的装机容量(即发电机组正常工作时的发电功率)为1x106kW，该水电站一天(按20小时计算)最多能发电kW-h.有用功、总功的判断(1)电热水壶正常工作时主要将能转化为能，有用功为，总功为．(2)电冰箱正常工作时主要将能转化为能，消耗的电能是___功．(3)电动汽车正常行驶时主要将能转化为能，消耗的电能是___功．(4)水从高处落下时使水轮机转动，带动发电机发电，主要将机械能转化为___能，产生的电能是功．效率相关计算3.(1)小明利用额定加热功率为2000W的电磁炉进行烧水，用时10min将3kg的水由20℃烧开.水吸收的热量为J,消耗的电能是J,电磁炉烧水的效率是.[大气压为一标准大气压，c=4.2x103J/(kg・℃)]水⑵某发电厂利用燃煤发电，发电效率为30%,某段时间消耗了120t煤，这些煤完全燃烧放出的热量是J,可以发出kW・h的电能.(q煤=3x107J/kg)⑶某电动汽车沿水平路面匀速行驶10km,消耗了3kW・h的电能.已知汽车匀速行驶时受到的阻力为1000N,则电动汽车行驶10km做的有用功为J,效率是(百分号前保留一位小数)．专题训练1.(2020河南21题8分)在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220V3000W”的电热水器.(1)电热水器中的电热管工作时利用的是电流的效应．智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度设置，红外线是(选填“可见”或“不可见”)光．⑵大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有“10A”和“16A”两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座．⑶已知该电热水器的加热效率为90%,求它正常工作时把30L水从20℃加热到47℃需要的时间.[p=1.0x103kg/m3,c=4.2x103J/(kg・℃)]水水额定容量2.0L额定电压220V额定功率2000W频率50Hz(1)如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与相连，防止漏电时对人造成伤害．壶底的加热盘烧水时是通过的方式改变了水的内能．(2)电热水壶的铭牌如表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？(结果保留一位小数)(3)为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为15℃的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时7min.已知烧水时气压为1个标准大气压，p=1.0x103kg/m3,c=4.2x103J/(kg.℃),则该电热水壶的加热效率为多少？水水

3.小明家新买了一台如图甲所示的冷暖两用空调扇，其兼具送风、制冷、加湿等多功能于一身，其简化电路如图乙所示，其中尺为电热丝，⑭为电动机.试问：第3第3题图⑴夏天使用空调扇制冷时，开关S1闭合，S2应(选填“闭合”或“断开”)；冬天使用空调扇吹暖风时，电热丝产生的热量被空气吸收，通过的方式改变室内空气的内能．(2)某次只打开空调扇的吹风功能，正常工作1h消耗的电能为0.055kWh此时通过电动机的电流是多少？(3)冬天时，某次小明进行了试验：关闭家里其他用电器，让空调扇送暖风，观察到家里如图丙所示的电能表的表盘在6min内转动了40转.电阻R的阻值为多大？(计算结果保留2位小数)⑷若不计热量损失，试验过程中可以将室内质量为50kg的空气温度提高多少摄氏度？[空气的比热容为1.0x103J/(kg.℃)]4.(2020随州改编)如图是一个饮水机的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻，下表是它的部分参数.[水的比热容为4.2x103J/(kg.℃)].求：第4题图额定电压第4题图额定电压220V额定加热功率2000W额定保温功率88W⑴饮水机是利用电流的效应来加热水的，当开关S「52均闭合时，饮水机处于(选填“加热”或“保温”)状态．(2)1kg的水温度从20℃升高到80℃吸收的热量；⑶R2的阻值；⑷饮水机正常工作时，加热效率为84%，则将1kg的水从20℃加热到80℃需用多长时间．.南阳市南召县回龙抽水蓄能电站，是我省第一座抽水蓄能电站．在深夜用电低谷，它用电网过剩的电能把山下水库的水抽到山顶水库内，白天用电高峰时放水发电，补充电网电能不足，为缓解我省电网的调峰压力做出了贡献．(1)蓄能电站放水发电时，能转化为能．⑵该蓄能电站的发电总功率为110MW，采用220kV高压进行输电，求高压输电线中的电流．(3)该蓄能电站每天发电5小时，如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热电厂来提供，需要消耗多少煤？(煤的热值q=3.0x107J/kg).利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电．安阳市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统．(1)光伏发电系统发电时，能转化为能．⑵一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电多少千瓦时？(3)该光伏发电系统一天的发电量，如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧多少千克煤？(煤的热值q=3.0x107J/kg)煤(4)请写出一条光伏发电的优点．.(2020郑州一模)十九大报告指出：“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”.2019年郑州市中心城区日产垃圾已上升到8500吨．近日，《郑州市城市生活垃圾分类管理办法》开始实施，郑州市正式进入生活垃圾强制分类时代．焚烧发电是目前世界上普遍采用的最安全、最有效的生活垃圾处理技术．垃圾分类后再焚烧，其热值可提升30%至40%,二嗯英(致癌物质)排放量可降低80%.如图所示是位于中牟的中国中部最大垃圾焚烧发电站，日处理生活垃圾4200吨，发电站配备3台功率均为3x104kW的发电机组，平均每天工作15小时.求：(1)垃圾分类的益处是．(写出一条即可)(2)如果将发电站日处理的4200吨垃圾完全燃烧产生热量的75%用来加热水，能使多少千克20℃的水升高45℃?[设垃圾的平均热值为6x106J/kg，水的比热容为c=4.2x103J/(kg.℃)](3)若三台发电机组同时工作，发电站每天可发电多少度？(4)该发电站垃圾焚烧发电效率为多少？(结果保留整数)第7题图.(2019河南20题9分)我国从今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标．李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为50kg，最高速度为25km/h.g取10N/kg.试问:(1)当蓄电池充电时，电能转化为能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是．⑵当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100W，充满电需要5h，不计能量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？(3)蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功，当质量为70kg的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速电动行驶时，所受阻力为总重白N10,则车最多能行驶多少小时？(4)新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的较大，以减小行车危险．9.某款新型电动汽车的性能参数如表所示，请回答下列问题．工作电压400V电动机功率40kW百公里耗电量15kW-h(1)电动机是电动汽车的核心部件，电动机正常工作时，电能转化为能，电动机的工作原理是(2)电动机正常工作时，通过线圈的电流是多大？⑶同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10L，请通过计算比较两种汽车的百公里能耗，并说明能耗不同的主要原因.汽油的密度p=0.7x103kg/m3,热值q=4.6x107J/kg.(4)汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速区域，如图所示．当该车运动到距测速仪370m时，测速仪向该车发出一超声信号，2s后收到从车返回的信号.超声波在空气中传播速度为340m/s，求该车的速度.第9题图10.为防控新型冠状病毒感染的肺炎疫情，河南省郑州市紧急建成一座被称为河南“小汤山医院”的郑州市第一传染病医院，如图所示为建设过程中使用的某型号挖掘机的实物图(甲)和作业范围图(乙)，它以柴油为燃料，下表为该挖掘机的部分数据.施工过程中挖掘机以额定功率在6s内将装满铲斗的800kg泥土从最大挖掘深度处匀速提升到位于最大卸料高度的装载车上.g取10N/kg,q=4柴油x107J/kg.试问:

甲乙第10题图整机质量5tA最大挖掘深度3mB最大卸料高度5m履带总触地面积4m2额定功率40kW柴油机效率40%(1)挖掘机宽大的履带是为了(选填“增大”或“减小”)压强；挖掘机可以挖开地面，说明力可以改变物体的．(2)挖掘机未开始工作静止在水平地面上时对地面的压强为多少？(3)本次作业中挖掘机对泥土所做的功是多少？⑷挖掘机完成这次作业需消耗多少kg柴油？(1)6X105(2)1.08X1050.72(3)3X107(4)8X107(1)电内水吸收的热量消耗的电能(2)电机械总(3)电机械总(4)电有用(1)1.008X1061.2X10684%(2)3.6X10123X105(3)1X10792.6%专题训练(1)热不可见解：(2)电热水器正常工作时的电流I=UP=3220VW"13.6A>10A乙乙UV

故应选规格为“16A”的插座(3)30L的水的质量为m水=p水V水=1.0X103kg/m3X30X10-3m3=30kg水吸收的热量为。吸=c水m水(t-t0)=4.2X103J/(kg・℃)X30kgX(47℃-20℃)=3.402X106J由n=^X100%可知，该电热水器消耗的电能W=%=3.402址106J=3.78X106Jwn90%…WW3.78X106J由P-t可知，加热需要的时间t—p—3000w—1260s—21mm(1)大地热传递解：(2)电热水壶正常工作时通过电热水壶的电流P说2000W=^=—U额220V(3)壶中加入的水的质量m水=p水V水=1.0X103kg/m3X2,0X10-3m3=2kg水吸收的热量Q吸=c水m水(t—10)=4.2X103J/(kg.℃)X2kgX(100℃-15℃)=7.14X105J消耗的电能W=P额t=2000WX7X60s=8.4X105J加热效率n=^X100%=咎T0JX100%=85%W8.4X105J(1)断开热传递解：(2)电动机功率P=W=0.055kW•h=0.055kW=55W动t1h通过电动机的电流I=U=220V=0.25A乙乙UV40r⑶空调扇送暖风时消耗的电能W'=2000r/(kW.h)=0.02kW-h=0.02X3.6X106J=7.2X104J空调扇的总功率j=W=76X黑=200w电流通过R做功的功率PR=P总一P动=200W-55W=145WU2(220V)2八电阻的阻值R=P~=145W"333.79QR(4)试验过程中电热丝产生的热量Q=PRt'=145WX6X60s=5.22X104J不计热量损失，空气吸收的热量。吸=Q=5.22X104J空气温度上升量At=4=cm=1.044℃5.224=cm=1.044℃1.0X103J/(kg・℃)X50kg(1)热加热解：(2)水温升高所吸收的热量Q吸=cm(t—10)=4.2X103J/(kg・℃)X1kgX(80℃-20℃)=2.52X105J

⑶当S1闭合、S2断开时，由题图可知，R1和R2串联，饮水机处于保温状态，已知P保温=,U2U2(220V)288W，由P=R-，得R]+R2=P=ggw=550Q保温当S1、S2同时闭合时，由题图可知，只有R1接入电路，饮水机处于加热状态，已知P加热=,U2U2(220V)22000W，由P=R得R1=—=2000W=242Q加热则R2的阻值为R2=550Q—24.2Q=525.8Q2.52X105J(4)饮水机消耗的电能w=n=―84%—=3x105jWW3X105J由P=W可得，加热所用时间t=W=|^00J=150s.(1)机械电P110X106W…解：(2)高压输电线中的电流I=U=220x103V=500A⑶发电5h的电能W=Pt=110X106WX5X3600s=1.98X1012J由「=W由「=WX100%得燃烧煤放出的热量Q=Q放放W1.98X1012J30%=6.6X1012J6.6X1012J由Q放=mq得,消耗煤的质量m=》=3,0x107J/kg=2-2X105kg(1)太阳电解：(2)光伏发电系统一天的发电量W=Pt=20kWX8h=160kW-h(3)W=160kW-h=160X3.6X106J=5.76X108JW由「=WX100%W由「=WX100%得,燃烧煤放出的热量Q=W5.76X108J30%=1.92X109J由Q放=mq煤得，消耗煤的质量m=Q1.92X109Jq煤3.0X107J/kg=64kg(4)清洁无污染，可再生，节约化石能源(答出一条即可)(1)资源再次利用(降低了处理成本、能保护环境等)解：(2)4200t垃圾完全燃烧放出的热量Q放=mq=4200X103kgX6X106J/kg=2.52X1013J将这些垃圾完全燃烧后产生的热量的75%用来加热水，水吸收的热量Q=nQ=吸放75%X2.52X1013J=1.89X1013J1.89X1013J由。吸=1.89X1013J=1X10=1X108kgmcAt4.2X103J/(kg.℃)X45℃(3)三台发电机组一天的发电量W=Pt=3X3X104kWX15h=1.35X106kW•h=1.35X106度(4)这些生活垃圾发出的电能W=1.35X106kW•h=4.86X1012J发电站垃圾焚烧发电效率n=今x100%=4,86X1012JX100%"19%Q2.52X1013J放(1)化学通电导体在磁场中受到力的作用解：(2)充满电后蓄电池储存的电能W电=Pt=100WX5X3600s=1.8X106J(3)由题意知，克服阻力做的功W=nW电=75%X1.8X106J=1.35X106J人和车的总重力G总=(m车+m人)g=(50kg+70kg)X10N/kg=1200N电动车在水平路面行驶时受到的阻力f=1GG=!X1200N=30N40总40由W=fs得，电动车行驶的路程W1.35X106Js=f=30n=4.5X104m=45km由v=方得，电动