备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练 第46讲 能量的利用效率
年级： 学科： 类型： 来源：91题库
一、单选题（共5小题）
1、关于能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A . 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B . 能量守恒定律只适用于能量转化的过程
C . 摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律
D . 按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减
2、某电动机的工作效率是85%，从能量转化看，它表示电动机工作时（ ）
A . 总共消耗了85%的电能
B . 将85%的电能转化成机械能
C . 将85%的电能转化成内能
D . 将85%的机械能转化成电能
3、用一台直流电动机提升质量为200kg的重物，读得并联在电动机两端电压表读数为220V，串联在电动机电路中的电流表读数为5A，若此电动机在8s内能将重物提升4m，则此电动机的电阻和效率为（g=10N/kg，不计摩擦损失的能量）（ ）
A . 44Ω 、 91%
B . 4Ω 、 91%
C . 1.2Ω 、 72.7%
D . 12Ω 、 72.7%
4、
小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数2A；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A，则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（ ）
A . 91%
B . 70%
C . 30%
D . 9%
5、“电压力锅”是常用小家电。下列有关“电压力锅”煮饭的观察和思考，正确的是（ ）
A . 电压力锅的热效率是60%焦左右
B . 加热过程中，是做功改变了电压力锅的内能
C . 电压力锅的额定功率为100瓦左右
D . 水沸腾时，继续吸热且水温保持100℃不变
二、填空题（共5小题）
1、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，则水泵的效率是 。
2、小华家在遂宁偏远的农村，还没用上天然气，使用的是瓶装液化气．如果每瓶中装入20kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部燃烧放出的热量是 J，若放出的热量有50%被利用，在标准大气压下可把 kg的水从20℃加热至沸腾（C水=4.2×103J/（kg•℃）．一次烧水过程中，水烧开后，她看到锅盖向上跳动，其原因是水蒸汽的 能转化为锅盖 能．
3、如图所示，白炽灯的能量转化示意图表明其工作时的效率为 ；一盏工作时的效率为30%的节能灯，要达到60W白炽灯的亮度，其功率应为 W。节能灯产生的内能散失到空气中，无法自动转化为电能，表明能量的转化具有 。
4、
(1)某汽车的最大功率是92kW，以最大功率工作时飞轮转速为2400r/min，汽油机每秒钟做功 次，该汽油机以最大功率工作时，每次做功冲程燃烧汽油0.5g，汽车的汽油机的效率是 。(汽油的热值为4.6×107J/kg）。
(2)用轻绳悬挂杠杆一端的O 点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；竖直向上拉动弹簧测力计缓慢上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2 ， 则杠杆机械效率的表达式为η= （用字母符号表示）．若只将钩码的悬挂点由A 移至C，O、B在杠杆上的位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填变大、变小或不变）。
5、一台某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为3×10-3m2 ， 一个冲程活塞在气缸中移动的距离是0.04m，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800圈，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，若1min消耗汽油9克，汽油的热值为4.6×107J/kg。请计算：
(1)一个做功冲程中燃气对活塞做的功为 J；
(2)该汽油机的效率为 (保留一位小数)。
三、实验探究题（共2小题）
1、某同学想利用如图所示的电路来测试某玩具电风扇电动机的效率。设电池的电压U恒定不变，实验操作如下：
(1)步骤一：按如图连接好电路，先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后电流表示数为I1，则电动机线圈的电阻为 。
(2)步骤二：然后放手，当电动机正常转动时， （请补充完整实验操作）
(3)该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率表达式 （用字母表示结果）
2、风能是一种潜在的新能源，风力发电机可以将获得的风能转化为化学能储存在蓄电池中，风力发电机都有一定的能量转化效率。为了研究“风力发电机的能量转化效率是否与风轮叶片数量有关？”小明利用电风扇、秒表、风力发电机模型、电量表(可准确测量蓄电池充电百分比)按照图甲方式进行如下实验。
①将图乙中单叶式风轮安装在风力发电机模型上；
②闭合电风扇开关，调节电风扇档位使其风速最大，计时20分钟，测量并记录蓄电池电量变化；重复3次实验并计算蓄电池电量变化平均值；
③分别换用图乙中双叶式、三叶式风轮，重复步骤②；
④处理相关数据得到“蓄电池含量与时间的关系”如图丙。
(1)本实验通过观察并记录 来比较风力发电机的能量转化效率。
(2)分析图丙，解释我国大型风力发电厂均采用三叶式风轮发电，其依据是 。
(3)“叶尖速比”为风轮叶片尖端运动速度与风速之比，叶尖速比会影响风力发电机的能量转化效率。当单叶式风轮的叶尖速比为λ时，其能量转化效率达到最大值，已知该风轮半径为r(如图丁)，风轮每秒钟转动2圈，应将风速控制在 时能使该单叶式风力发电机能量转化效率达到最大值(用字母λ、r表示)。
四、解答题（共12小题）
1、 某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3×107J/kg．求：
(1)此过程中水吸收的热量；
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
(3)酒精灯烧水时的热效率．
2、 小明家用燃气灶烧水时，把质量为2kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3 的天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为q=8.4×107J/m3 ． 求：
(1)水吸收的热量
(2)燃气灶烧水时的效率是多少？
3、小明家新买来一台容积为80L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40L，“出水温度”设置为40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m3 ， 停止加热后变为130.06m3。天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3 ， 水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，1L＝10－3m3。求：
(1)水箱中水的质量。
(2)水箱中水吸收的热量。
(3)该热水器的热效率。
4、在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg]求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)此过程中酒精灯烧水的热效率(精确到0.1%)。
(3)科学研究表明：1g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
5、用燃气灶烧水时，把4.4kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气(假设天然气完全燃烧)。已知天然气的热值为8.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
(1)烧水过程中，水的内能增加了多少？
(2)烧水过程中，天然气产生了多少的化学能？
(3)燃气灶烧水时转化效率为多少？
6、小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控开关，置于热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝．使用时，手动闭合开关S1 ， 电热水器开始工作，电热水器部分参数如表所示：
|
额定电压 |
220V |
|
频率 |
50Hz |
|
保温功率 |
220W |
|
加热功率 |
1980W |
|
水箱容量 |
50L |
|
设定温度 |
40℃ |
(1)电热丝R1的阻值是多少？
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少？
(3)假设将一箱水加热至设定温度时水吸收的热量为4.2×106J，用了50min，则电热水器的效率是多少？
7、如图所示是美的牌电热水壶铭牌，小西用该热水器在额定电压下正常工作，加热1.5L初温为20℃的水直至沸腾（100℃），所需要的的时间为6分钟，试分析：
(1)水所吸收的热量是多少？（C水=4.2×103焦/千克·℃）
(2)此次烧水电热水壶的效率是多少？
(3)随着严冬的到来，小西认为该电热水壶烧水的效率会更低，请你分析原因？
8、随着地铁1号、2号、4号等线的开通运营，杭州已进入地铁时代。某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：
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车类 |
功率 (W) |
燃油热值(J/kg) |
平均速度(km/h) |
牵引力(N) |
额定载客量(人) |
|
XX型号地铁机车 |
106 |
/ |
60 |
5×104 |
500 |
|
XX型号公交汽车 |
/ |
4×107 |
15 |
3000 |
40 |
根据上述信息，回答下列问题。
(1)该区间内，地铁机车运行1.8km消耗多少电能？
(2)公交汽车每千米消耗燃油0.3kg，行驶1.8km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？ 公交汽车的效率是多少？
9、某品牌家用电速热水龙头，打开水龙头，3-5秒就可流出热水。电速热水龙头的额定电压是220V，额定功率是3300W。某次该水龙头在额定电压下工作时，流入水的初温为15℃，在加热的21s时间内，得到0.45千克、末温48℃的热水。
(1)该速热水龙头的电阻为多少？（取整数）
(2)该速热水龙头工作效率为多少？[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
10、随着国家大力倡导共享经济，大量的共享单车和电动车出现在了马路上，下表是一辆共享电动车的铭牌上给出的技术参数。
|
车型 |
整车质量 |
最大载重 |
电动机输出功率 |
额定电压 |
额定电流 |
|
26寸电动车 |
30kg |
120kg |
160W |
40V |
5.0A |
根据表中数据计算：
(1)该电动机正常工作10分钟，线圈产生的热量；
(2)该电动机线圈的电阻；
(3)该电动机正常工作的效率。
11、如图甲所示的电压力锅的传统高压锅和电饭锅的升级换代产品。如图乙所示为电压力锅的电路
图，接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热；当锅内温度达到125℃，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保温保压。现将3Kg初温为25℃的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，电压力锅在工作过程中电功率随时间的变化图像如丙所示。求：
(1)电路中R1的阻值是多少？
(2)加热过程消耗的电能是多少？
(3)电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的效率。【水的比热容为4.2×103J/(Kg•℃】
12、随着数码产品的逐渐普及，充电宝也成了人们日常生活中必需品，如图是一款“神奇的充电宝”，使用说明上的部分参数如图所示，请回答下列问题：
| 项目 |
指标参数 |
| 容量 |
4000mAh |
| 输入 |
DC5V/1A |
| 输出 |
6-8W |
| 发热温度 |
48-50℃ |
| 充电时间 |
4.5小时 |
(1)这款“神奇的充电宝”的神奇之处在于：它不仅可以用于给移动设备充电，还可以作为暖手宝使用，产品介绍中写有：独创的吹气功能设计，只需轻吹一下，便可释放5分钟的热量。那么，吹气孔中的电路结构相当于是电路中的 。吹一次气，最多可提供多少热量 ？
(2)已知电池容量“4000mAh”是指工作电流为4000mA时，能持续供电1小时。问：该充电宝一次充满电，仅作为暖手宝使用，最多可持续正常工作多长时间？（不计额外散失）
五、综合说理题（共1小题）
1、某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率。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，且烧水时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，并提出相应的改进措施．