2021中考物理专题复习课件 第2部分 专题突破 专题四 效率专题（含答案）

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1．某品牌太阳能热水器的效率为50%，该太阳能热水器内装有100 kg、温度为20 ℃的水，经过阳光照射一天后，水温升高到70 ℃，则太阳能热水器接收的太阳能为__________J。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
2．如图6所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力车。它上面的太阳能接收板的有效面积为8 m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1 000 J，太阳能电池提供的电压为120 V，可供电动机正常工作的电流为10 A。
(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是__________。
(2)电动机正常工作时，将电能主要转化为__________能。若转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150 N，则该车匀速行驶的速度是__________m/s。
图6
3．(2020郑州一模)如图7所示是一款新型节能装置——空气能热水器，它的制热能效比(制热量和压缩机所耗电能之比)为3∶1。某同学洗一次澡用水40 L，则所用水的质量为________kg，这些水的温度由17 ℃升高到42 ℃吸收的热量为____________J，若这些热量分别由空气能热水器和效率为70%的电热水器提供，则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比，可节约电能____________J。[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
图7
4．(2020郴州)如图8所示，用细绳将一重为6 N的物体沿光滑斜面匀速拉到高处，斜面长s＝1 m，高h＝0.25 m，在此过程中，细绳的拉力F为______N；若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，斜面的机械效率为75%，则细绳的拉力F′为______N。
图8
5．工人用图9所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮的摩擦力及绳重忽略不计。若工人匀速竖直向上提升建材的速度为0.5 m/s，作用在钢绳上的拉力为200 N，则拉力的功率为________W。若作用在钢绳上的拉力为400 N时，滑轮组的机械效率为50%，则动滑轮的重力是________N。当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是__________N。
图9
6．(2020本溪)图10是一辆满载防疫物资的货车，货车满载时，车轮与水平地面接触的总面积为1 m2，对地面的压强为5×105 Pa。货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥限重55 t。(g取10 N/kg，柴油的热值q＝4.3×107 J/kg)
图10
(1)请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过这座桥。
(2)货车以20 m/s的速度在平直公路上行驶，发动机的输出功率为200 kW，求货车受到的阻力。
(3)若货车发动机的效率为40%，以20 m/s的速度在该平直公路上行驶17.2 km，消耗柴油的质量是多少？
7．(2020昆山二模)电动自行车是备受人们青睐的一种交通工具。它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。如表是某型号电动自行车主要技术参数。
(1)电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？
(2)蓄电池一次充足电可储存的能量是多少焦？
(3)若电动机工作时将电能转化为对自行车输出机械能的效率为60%，满电状态下的电动自行车在平直的公路上能匀速行驶2.16×104 m，求电动自行车受到的平均阻力。
8．(2020焦作一模)如图11是科学家新研制的一款球形太阳能发电机，玻璃球内充满水，透光率达到99%，白天产生电能，晚上可以作为绚丽的景观灯，通过设计出不同大小的型号，既可以为电动汽车充电，也可以为手机充电。发电机在白天正常的日照下，每秒可获得1 000 J的电能。
图11
(1)图中球形发电机将__________能转化为电能，玻璃球类似于__________(填光学元件)。
(2)如果每天按8小时的日照时间来计算，该球形发电机一个月(按25天正常日照)可发电多少千瓦时？
(3)用10个本款球形太阳能发电机替代发电效率仅为40%的火力发电站，一年(按300天正常日照)可以节约多少吨的煤？(煤的热值q＝3×107 J/kg)
(4)请说出太阳能发电的优点。(答一条即可)
参考答案
专题四 效率专题
专题能力提升
1．4.2×107 2.(1)15% (2)机械 6.4
3．40 4.2×106 4.6×106 4.1.5 2 5.200 400 600
6．解：(1)根据p＝ eq \f(F,S) 知，该货车满载时，静止在水平路面上对地面的压力
F压＝pS＝5×105 Pa×1 m2＝5×105 N
因为在水平路面上，所以压力等于重力，即G＝F＝5×105 N
根据G＝mg知，货车满载时车和货物的总质量
m＝ eq \f(G,g) ＝ eq \f(5×105 N,10 N/kg) ＝5×104 kg＝50 t＜55 t，所以这辆货车允许通过这座桥
(2)根据P＝ eq \f(W,t) ＝ eq \f(Fs,t) ＝Fv可知，货车受到的牵引力
F＝ eq \f(P,v) ＝ eq \f(200×103 W,20 m/s) ＝1×104 N
因货车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，货车受到的阻力f＝F＝1×104 N
(3)牵引力做的功W＝Fs＝104 N×17.2×103 m＝1.72×108 J
由η＝ eq \f(W,Q放) ×100%得，柴油完全燃烧放出的热量
Q放＝ eq \f(W,η) ＝ eq \f(1.72×108 J,40%) ＝4.3×108 J
根据Q放＝mq得，消耗柴油的质量m＝ eq \f(Q放,q) ＝ eq \f(4.3×108 J,4.3×107 J/kg) ＝10 kg
7．解：(1)由P＝UI可得，额定功率下的电流I＝ eq \f(P,U) ＝ eq \f(240 W,40 V) ＝6 A
(2)蓄电池储存的电能
W电＝UIt＝40 V×10 A×3 600 s＝1.44×106 J
(3)由η＝ eq \f(W有,W电) 得，电动自行车获得的机械能
W有＝ηW电＝60%×1.44×106 J＝8.64×105 J
电动自行车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，根据W＝Fs＝fs可得，电动自行车受到的平均阻力
f＝ eq \f(W有,s) ＝ eq \f(8.64×105 J,2.16×104 m) ＝40 N
8．解：(1)太阳 凸透镜
(2)在白天正常的日照下，每秒可获得1 000 J的电能，则发电机的功率P＝ eq \f(W,t) ＝ eq \f(1 000 J,1 s) ＝1 000 W＝1 kW
每天按8小时的日照时间来计算，该球形发电机一个月可发的电能W′＝Pt′＝1 kW×25×8 h＝200 kW·h
(3)一年产生的电能
W0＝nPt0＝10×1 000 W×300×8×3 600 s＝8.64×1010 J
火力发电站的效率为40%，则煤产生的热量
Q＝ eq \f(W0,η) ＝ eq \f(8.64×1010 J,40%) ＝2.16×1011 J
则可节约的煤的质量m＝ eq \f(Q,q) ＝ eq \f(2.16×1011 J,3×107 J/kg) ＝7 200 kg＝7.2 t
(4)太阳能分布广阔，获取方便；清洁无污染。