安徽專版2020中考物理復習方案專項07“效率”的計算試題

PAGEPAGE11專項(七)“效率”的計算類型1熱效率1.[2019·蒙城一模]當今太陽能熱水器已經(jīng)在廣安城鄉(xiāng)用得非常普遍了,如圖Z7-1所示為某款太陽能熱水器,已知該太陽能熱水器在冬季有效日照時段內,能將8℃、100L的水加熱到38℃。請解答:[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),水的密度為1.0×103kg/m3](1)該太陽能熱水器中水的質量是多少?(2)在此加熱過程中,水吸收了多少熱量?(3)若此期間太陽輻射到該太陽能熱水器的熱量為4.2×107J,則該太陽能熱水器的效率是多少?圖Z7-12.[2019·安慶一模]小芳家浴室里使用天然氣提供熱水。已知水進入熱水器前的溫度是10℃,洗澡時熱水器輸出熱水的溫度設定為40℃,小芳洗一次澡需用熱水0.06m3,水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)。(1)求她洗一次澡所用熱水的質量。(2)求這些水從熱水器中吸收的熱量。(3)若天然氣完全燃燒釋放熱量的70%被水吸收,則需要消耗多少立方米的天然氣?(天然氣的熱值q=4×107J/m3)類型2熱機效率3.[2019·霍邱二模]五一期間,小明和爸爸開車回奶奶家,小汽車以120km/h的速度行駛了2h,從油量指示表上估計出消耗汽油約16L。小明了解到該汽油機的效率為30%。求:(汽油密度ρ=0.75×103kg/m3,熱值q=4.5×107J/kg)(1)16L汽油完全燃燒放出的熱量。(2)汽車發(fā)動機輸出的有用功。(3)汽車勻速行駛過程中所受的阻力。4.[2018·銅陵一模]某工廠科研人員研制生產的載重汽車專用柴油發(fā)動機,采用了很多新技術,從而達到提高柴油發(fā)動機效率、減少廢氣污染并產生大牽引力的目的。該種汽車以72km/h的速度在平直公路上勻速行駛時,柴油發(fā)動機的功率為220kW,最低油耗可達240g/(kW·h),柴油的熱值為4.5×107J/kg。試求:(1)該柴油發(fā)動機效率最高可達多少。(結果保留三位有效數(shù)字)(2)該汽車以72km/h的速度在平直公路上勻速行駛時汽車的牽引力。類型3電熱效率5.[2019·瑤海區(qū)一模]小黃家一臺電水壺的銘牌如圖Z7-2甲所示。為了測量它燒水時的實際功率,小黃和父親合作進行了如下實驗:關掉家里所有用電器,向該電水壺倒入700g溫度為30℃的水,將其接入家庭電路中,閉合電水壺的開關,測得電水壺中的水從30℃上升到100℃所用的時間是4min。同時觀察到家中如圖乙所示的電能表轉盤轉過的轉數(shù)正好為100轉。請根據(jù)相關信息求:[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)](1)電水壺中水吸收的熱量。(2)電水壺燒水的實際功率。(3)電水壺加熱的效率。圖Z7-26.[2019·太和模擬]即熱式電熱水器是一種新型節(jié)能環(huán)保的熱水器,如圖Z7-3甲所示。無論外界的水溫、水壓、流量如何變化,熱水器內的高精度溫度傳感器、流量傳感器馬上將水溫、水量數(shù)據(jù)傳遞給微電腦中央處理系統(tǒng),調節(jié)相應的加熱功率從而保證溫度恒定。小海家買了一個即熱式恒溫電熱水器,他想知道該熱水器的實際效率,于是他測出了當天水溫為20℃,關閉其他用電器,將該熱水器的溫度設定為40℃,流量為3L/min,加熱1min,小海觀察到如圖乙所示的脈沖式電能表閃了40imp,求:[c水=4.2×103J/(kg·℃)](1)1min內流出的水達到要求的溫度需要吸收多少熱量。(2)該熱水器此時的實際功率是多大。(3)該熱水器的加熱效率是多大。圖Z7-37.如圖Z7-4甲所示為影院門前常見的爆米花機,其銘牌部分內容和簡化電路圖分別如圖乙、丙所示。開關S1單獨閉合開始加工爆米花,這時電阻R1加熱同時電動機攪拌,其中電動機功率為40W;S2單獨閉合,電阻R2單獨工作保溫,防止加工后的爆米花變涼。(1)求電阻R2的阻值。(2)將100g、20℃的玉米加熱到300℃后成為爆米花,需要用時5min。求玉米加熱過程中吸收的熱量。[c玉米=1.2×103J/(kg·℃)](3)求電阻R1給玉米加熱的效率。圖Z7-4類型4電機效率8.[2019·馬鞍山一模]如圖Z7-5所示是某一直流電動機提升重物的示意圖,重物質量m=50kg,電源提供給電動機的電壓為U=110V,不計各種摩擦,當電動機以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時,通過電動機的電流為I=5.0A,g取10N/kg,求:(1)電動機的電功率P1。(2)電動機提升重物的功率P2。(3)電動機的線圈電阻R。圖Z7-59.電動汽車是一種新型低碳的交通工具,極大地方便了人們的出行,下表是某品牌電動汽車的部分參數(shù)。(1)某次啟動后,電動汽車顯示屏上出現(xiàn)了如圖Z7-6所示的輸出電壓與電流,求此時電動汽車輸出的功率。(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),將已經(jīng)耗完電能的電池充滿,理論上至少需要多少個小時?(3)充滿電后,該車在水平地面上勻速行駛的最大距離為120km,則行駛時該車受到的阻力為多少?圖Z7-6電池容量/kW·h22充電器輸入電壓/V220充電器輸入電流/A12.5電能轉化為機械能的效率80%10.近幾年來,我國大力推廣新能源汽車。圖Z7-7為某款新型純電動家用轎車,其部分參數(shù)如下表所示。(g取10N/kg)(1)當汽車電池沒電時,汽車?？砍潆姌冻潆?充滿電恰好用時1.25h,求該充電樁充電功率。(2)圖中汽車空載靜止于地面時,每個輪胎與地面接觸面積為0.03m2,求汽車對地面的壓強。(3)當汽車以某一速度勻速行駛跑滿續(xù)航里程,電動機的平均牽引力為480N,求牽引力做的功以及電動機將電能轉化為機械能的轉化效率。圖Z7-7整車質量1800kg最高時速220km/h電池容量100kW·h充電時間1.25h滿電續(xù)航里程600km

【參考答案】1.解:(1)該太陽能熱水器中水的體積V=100L=100dm3=0.1m3,由ρ=mVm=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg。(2)在此加熱過程中,水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(38℃-8℃)=1.26×107J。(3)該太陽能熱水器的效率η=Q吸Q輻×100%=12.解:(1)由ρ=mVm=ρV=1.0×103kg/m3×0.06m3=60kg。(2)這些熱水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×(40℃-10℃)=7.56×106J。(3)由η=Q吸Q放=Q吸η=7.56×106由Q放=Vq,可得,需要消耗天然氣的體積V=Q放q=1.08×1073.解:(1)汽車消耗的汽油的體積V=16L=16dm3=0.016m3,由ρ=mVm=ρV=0.75×103kg/m3×0.016m3=12kg,則16L汽油完全燃燒釋放的熱量Q放=mq=4.5×107J/kg×12kg=5.4×108J。(2)由題知,該發(fā)動機的效率為30%,則由η=W有用汽車發(fā)動機輸出的有用功W有用=Q放×η=5.4×108J×30%=1.62×108J。(3)車行駛的路程為s=vt=120km/h×2h=240km=2.4×105m,根據(jù)W=Fs可知,汽車的牽引力F=W有用s=1.62×14.解:(1)240g柴油完全燃燒放出的熱量Q放=mq=4.5×107J/kg×0.24kg=1.08×107J;由題知,汽車消耗240g柴油做的有用功W有用=1kW·h=3.6×106J,該柴油發(fā)動機的效率最高為η=W有用Q放×100%=3(2)汽車行駛的速度v=72km/h=20m/s,由P=Wt=Fst汽車的牽引力F=Pv=2.2×1055.解:(1)電水壺中水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.7kg×(100℃-30℃)=2.058×105J。(2)該加熱過程電水壺消耗的電能W=100r1500r/(kW·h)=115電水壺的實際功率P實=Wt=2.(3)電水壺加熱的效率η=Q吸W×100%=2.058×106.解:(1)1min內流出水的體積為V=3L/min×1min=3L=3×10-3m3,流出水的質量m=ρV=1×103kg/m3×3×10-3m3=3kg,這些水達到要求的溫度需要吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(40℃-20℃)=2.52×105J。(2)此加熱過程中該熱水器消耗的電能W=40imp400imp/(kW·h)=0.1kW·h則它的實際功率P=Wt=3.(3)該熱水器的加熱效率η=Q吸W×100%=2.7.解:(1)由圖丙可知,保溫時只有R2連入電路,由P=U2R得,RR2=U2P保溫=(2)玉米吸收的熱量Q吸=c玉米m(t-t0)=1.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(300℃-20℃)=3.36×104J。(3)由題知,開關S1單獨閉合時開始加工爆米花,這時R1加熱同時電動機攪拌,其中電動機功率為40W,則加工時給玉米加熱的功率P加熱=P加工-P電動機=240W-40W=200W,由P=WtW=P加熱t(yī)=200W×5×60s=6×104J,則電阻R1給玉米加熱的效率η=Q吸W×100%=3.8.解:(1)電源提供給電動機的電壓為U=110V,通過電動機的電流為I=5.0A,則電動機的電功率P1=UI=110V×5A=550W。(2)因為物體勻速上升,根據(jù)二力平衡條件可得,物體受到的拉力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,電動機提升重物的功率P2=Wt=Fst=Fv=500N×0.9m/s(3)電動機線圈的發(fā)熱功率P熱=P1-P2=550W-450W=100W,根據(jù)P熱=I2R可得,電動機的線圈電阻R=P熱I2=9.解:(1)由圖可知,電動汽車的輸出電壓U=338V,輸出電流I=1A,則此時電動汽車的輸出功率P=UI=338V×1A=338W。(2)由表中數(shù)據(jù)知,電池容量W電=22kW·h=22×3.6×106J=7.92×107J,由W=UIt得,將已經(jīng)耗完電能的電池充滿電,理論上至少需要的時間t=W電U'I'=7.92×107(3)充滿電后,該車在水平地面上勻速行駛的最大距離為120km,根據(jù)力的平衡可知,勻速行駛時該車受到的阻力等于牽引力,即f=F,由η=W機W機=ηW電=80%×7.92×107J=6.336×107J,勻速行駛時該車受到的阻力f=F=W機s=610.解:(1)由題中汽車參數(shù)知,該汽車電池容量為1