中考物理专题复习 能量转换效率类相关计算

中考物理效率计算大全文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]形形色色的效率计算考点分析 我们已学过机械效率，而在近些年的中考中，效率已不再局限于机械效率，凡是涉及到能量的转移或转化，都会涉及到效率问题。

在能量的转移（或转化）中，转移（或转化）之后的能量与转移（或转化）之前的能量的比值就是效率（或叫转移率或转化率），思考下面的一些实例，就可理解效率问题。

1.应用太阳能加热物体时W 有=Q 吸=cm Δt （即物体吸收的热量） W 总=获得的太阳能（根据题目信息计算）2.电热转换效率W 有=Q 吸=cm Δt （即物体吸收的热量） W 总=Pt （即用电器消耗的电能）3.电力转换效率W 有=Fs （即自行车通过这段距离所做的功） W 总=Pt=UIt （即自行车这段时间内消耗的电能）4.力热转换效率W 有=Fs （即所做的有用功） W 总=Q 放=qm （燃料燃烧释放的热量）5.光电转化效率：指输出的电能占消耗光能的百分比效率η=总有W W ×100％，区分有用的和总的能量是解决此类问题的关键所在。

典例剖析【典例1】为了解决老师们在办公时的饮水问题，学校新进了一批台式温热饮水机，其铭牌如下表所示。

右图是饮水机的简化电路图，S是用感温材料制成的温控开关，R1是电阻，R2是供加热用的电阻丝。

请计算：（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大（2）正常工作时，该饮水机将热水罐中、18℃的水加热到93℃，用时6min。

则该饮水机的加热状态时热效率为多少（3）如果要使R2在保温状态时的功率是加热时的功率的一半，R1和R2的比值是多少【典例2】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：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跟踪训练一、应用太阳能加热物体时1.我们生活的佳木斯地区，到了冬季，因日照时问短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量（1L=10-3m3）（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间（设电能全部转化为热能）（3）在上述（2）情况下，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点（写出一条即可）2.太阳能热水器是利用太阳能来对水加热的一种设备。

文案大全热效率专题讲解课程小结1．热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。

单位是：焦耳/千克。

2．燃料燃烧放出热量计算：Q 放 =qm ；（Q 放 是热量，单位是：焦耳；q 是热值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克。

气体燃料Q 放 =qV3．内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。

一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。

4．热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。

的热机的效率是热机性能的一个重要指标5．在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

了解热值定义 燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比，叫做这种燃料的热值 单位 焦耳/千克，即”J/kg “，读作”焦耳每千克“公式mq Q=，期中Q 表示燃料完全燃烧放出的热量，m 表示燃料的质量，q 表示该燃料的热值物理意义 表示一定质量的某种燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。

如木炭的热值为3.4x107J/kg ，它表示1kg 木炭完全燃烧所放出的热量是3.4×107J 。

同种燃料的热值不同，不同燃料的热值一般不同热值反应了所有能燃烧的物质的一种行之，反应了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小，也就是说，他是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。

气体燃料的热值定义为燃料完全燃烧放出的热量与燃料体积之比 （3）燃料燃烧放出热量的计算如果用m 表示燃料的质量，用q 表示该种燃料的热值，用Q 放表示完全燃烧时所放出的热量，则Q 放=mq 。

期中m 的单位是kg ，q 的单位是J/kg ，Q 放的单位是J 。

注意： （1）只有燃料完全燃烧时，放出的热量的计算公式Q=mq 进行计算，不要与物体温度降低时放热公式Q=cm （t 2-t 1）混淆。

2022中考物理效率计算专题初中物理效率计算专题（2022）一、光热转化（能的转化：太阳能内能）例1、2022年上海世博会通过大面积推广应用太阳能，太阳能以低能耗、低污染、低排放为特点来体现“城市，让生活更美好”的主题。

太阳能热水器箱容量为120L，热水器上的集热器的面积是2.5m2，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为1400W，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5小时。

求太阳能热水器的利用效率。

（辐射功率：单位时间内在单位时间内太阳能辐射的热量）解题时注意：W有=Q吸=cmΔt（即物体吸收的热量）W总=Q辐=PtS（根据题目信息计算）（（P----辐射功率---瓦/平方米，W/m2;辐射时间----t-----秒秒；S---辐射面积----米平方米m2）二、光电转化（能的转化：太阳能内能）太阳能转化为电能：W有=W电=Pt=UItW总=PtS例2：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．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＝8m2，天气晴朗且接收板对着太阳时，每平方米面积上能够接收到的太阳能的功率为P0＝103W，太阳能电池输出的电压为U＝120V，可供电动机正常工作的电流为I＝10A．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＝100kg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，g＝10N/kg)三、电热转换（能的转化：电能内能）例:3、下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息．经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态．为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水从20℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时观察到家中标有“1200r/kw•h”字样的电能表转盘转过120转（r）．根据以上信息，求：（1）电阻R1的阻值（不考虑温度对阻值的影响）；（2）饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量[C水=4.2某103J/（kg•℃）]；（3）饮水机加热时的实际功率；（4）饮水机此加热过程中的热效率．解题时注意：W有=Q吸=cmΔt（即物体吸收的热量）W总=W电=Pt=UIt（即用电器消耗的电能）四、热电转换（内能电能）例4：一座1某106kw的燃煤电厂，每年燃煤约3.5某106t,向大气排放二氧化碳、二氧化硫、微尘及其他有害物质1.09某106t.(1)3.5某106t煤完全燃烧放出多少热量？（2）这座燃煤电厂一年（365天）发电多少千瓦时？（3）这座燃煤电厂的能量利用率是多少？解题时注意：W有=W电=Pt=UIt（这段时间内转换的电能）W总=Q放=qm或或vq（燃料燃烧释放的热量）五、电力转换（能的转化：电能机械能）例5、目前在我市城乡有大量的电动自行车在被消费者使用．下表是某型号电动车的规格表．型号额定电压额定电流最大载重最大时速自重某2005HG某36V5A55kg20km/h20kg（1）这种电动车以最大速度行驶时阻力为车重的0.04倍．现在某人满载时以最大车速行驶1h，克服摩擦力做得功是多少？（2）1h内此车所消耗的电能是多少？（3）此电动车的效率是多少？（4）如果用汽油驱动它，效率为40%，需要多少汽油？（汽油热值：4.6某107J/kg）解题时注意：W有=W机=F=Pt（即电车通过这段距离所做的功）W总=W电=Pt=UIt（即电车这段时间内消耗的电能）例题6、一台抽水机的功率为10kW，利用它将54m3的水抽到20m高的水塔上共用了0.5h，那么该抽水机做的有用功、总功和机械效率分别是多少？（g取10N/Kg）六、力电转换（能的转化：机械能电能）例题7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。

初中物理专题复习能量转化中的效率计算能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。

笔者发现，2011年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。

1(锅炉的效率例1((2011鞍山)某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25?加热到100?，燃烧了6kg37的无烟煤。

水的比热容是4.2 X 10J, (kg??)，无烟煤的热值是3.4 X IOJ,kg。

求：(1) 锅炉内的水吸收的热量是多少？(2) 无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？(3) 此锅炉的效率是多少？解析:试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。

要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。

答案：(1)Q嗾之枫)Q證-先？ -6kg^3 4xl07J ikg-2.64x10s J^=63xioy a3Q9%爲 2.04x10® J(3) 锅炉的效率2(柴油抽水机的效率例2((2011荆门)今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。

某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。

已37知在2h内抬升了1600m的水，此柴油抽水机的效率为40%柴油的热值为4.5 x 10J/kg，g 取10N/kg，求：1)此柴油抽水机2h做了多少有用功,?((2) 此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油，(3) 此柴油抽水机的总功率为多少千瓦，解析:柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。

试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。

初中物理效率问题我们已学过机械效率，而在近些年的中考中，效率已不再局限于机械效率，凡是涉及到能量的转移或转化，都会涉及到效率问题。

在能量的转移（或转化）中，转移（或转化）之后的能量与转移（或转化）之前的能量的比值就是效率（或叫转移率或转化率），思考下面的一些实例，就可理解效率问题。

一、热效率1、我们生活的佳木斯地区，到了冬季，因日照时问短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量？（1L=10-3m3）（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为热能）（3）在上述（2）情况下，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少？（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可）2、每到夏收季节，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。

为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。

若燃烧秆浆煤，使50kg、20℃的水温度升高到80℃。

（热值为2.4×107J/kg）求：（1）水需要吸收的热量。

（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。

3、简易太阳能热水器的受光面积1 .4m2,内装80kg水，太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是8×104J,如果60％的热量被水吸收,问:20℃的水晒3h后水温升高到多少摄氏度？（水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)）4、太阳能热水器是利用太阳能来对水加热的一种设备。

小新同学家有一台太阳能热水器安装在离地面10米高的屋顶上，现需要将初温为10℃100kg的水，加热到60℃，则：（g取10N/kg）（1）把这些水从地面送到屋顶的热水器中，需要对水做多少功？（2）这些水要从太阳那里吸收多少热量？（3）下雨时，改用热水器中的电辅助设备加热，其电辅助加热设备的功率为1500W，热效率是70%，若不计热损失，加热这些水需要多长时间？5、简易太阳晒水箱代替燃料烧水用来淋浴方便，水箱内有60千克的水，玻璃盖面积为0.84米2，地球表面接受太阳辐射热为 7.56×104焦/(分钟.米2),水箱热效率为50 ％，在不考虑水散热的情况下，请写出水温变化的计算公式，并计算出晒水4小时水温升高多少？6、一架波音747可载51吨优质航空汽油，这些汽油完全燃烧可放出2.346×1012J热量,这些热量的30％可使20℃1030吨钢材温度升高多少？[钢的熔点为1400℃，钢的比热为0.46×103J/(kg.℃)]7．各家各户都要烧Array水煮饭,有关参数如下表所示.小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天要将20kg的水烧开,而这个月的平均气温为20℃.试问:(1)一个月(按30天计)加热水要吸收多少热量? (2)小明家有燃气灶具,也有电器灶具.由于电费比天然气费要便宜而效率高,但天然气的热值高, 请你通过计算后回答.他是用电更划算、还是用天燃气更划算呢?8、用“长征三号”发射的某航天器，它的一部分光电池板面积S =8m2，正对太阳能产生U =120 V的电压，为工作舱提供I=10A的电流.若太阳光照射处每1m2面积上获得的太阳辐射功率P0=1.0×103W，试估算该光电池的光电转换效率η是多少？二、光电转化效率1、2007年5月，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。

能量转换效率类综合计算电能相关计算1. (1)某家用电热水壶的额定加热功率为1 000 W，某次正常工作10 min，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“3 000 imp/(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(24 h)的能耗是________kW·h.(3)某电动汽车沿一段平直道路以60 km/h的速度匀速行驶10 km，期间电动机的输出功率为50 kW，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1×106kW，该水电站一天(按20小时计算)最多能发电________k W·h.有用功、总功的判断2. (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2 000 W的电磁炉进行烧水，用时10 min将3 kg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＝4.2×103J/(kg·℃)]水(2)某发电厂利用燃煤发电，发电效率为30%，某段时间消耗了120 t煤，这些煤＝3×10完全燃烧放出的热量是________J，可以发出________kW·h的电能．(q煤7J/kg)(3)某电动汽车沿水平路面匀速行驶10 km，消耗了3 kW·h的电能．已知汽车匀速行驶时受到的阻力为1 000 N，则电动汽车行驶10 km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“220 V 3 000 W”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．(2)大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有“10 A”和“16 A”两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座．(3)已知该电热水器的加热效率为90%，求它正常工作时把30 L水从20 ℃加热到47 ℃需要的时间．[ρ＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]水2.在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算．第2题图(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7 min.已知烧水时气压为1个标准大气压，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)，则该电热水壶的加热效率为多少？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R为电热丝，为电动机．试问：第3题图(1)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1 h消耗的电能为0.055 kW·h，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6 min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)(4)若不计热量损失，试验过程中可以将室内质量为50 kg的空气温度提高多少摄氏度？[空气的比热容为1.0×103J/(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4.2×103J/(kg·℃)]．求：第4题图(1)饮水机是利用电流的________效应来加热水的，当开关S1、S2均闭合时，饮水机处于________(选填“加热”或“保温”)状态．(2)1 kg的水温度从20 ℃升高到80 ℃吸收的热量；(3)R2的阻值；(4)饮水机正常工作时，加热效率为84%，则将1 kg的水从20 ℃加热到80 ℃需用多长时间．5.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．(2)该蓄能电站的发电总功率为110 MW，采用220 kV 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＝3.0×107J/kg)6.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20 kW 的光伏发电系统．(1)光伏发电系统发电时，______能转化为______能．(2)一天的有效光照时间按8 h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，＝3.0×107J/kg)需要燃烧多少千克煤？(煤的热值q煤(4)请写出一条光伏发电的优点．7. (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8 500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%，二噁英(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4 200吨，发电站配备3台功率均为3×104kW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4 200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6×106J/kg，水的比热容为c＝4.2×103J/(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8. (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50 kg，最高速度为25 km/h. g取10 N/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______________________．(2)当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100 W，充满电需要5 h，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70 kg的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速电动行驶时，所受阻力为总重的1 40，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．(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？(3)同类型号的燃油汽车在同等条件下百公里消耗汽油为10 L，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ρ＝0.7×103 kg/m3，热值q＝4.6×107J/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370 m时，测速仪向该车发出一超声信号，2 s后收到从车返回的信号．超声波在空气中传播速度为340 m/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6 s内将装满铲斗的800 kg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10 N/kg，q柴油＝4×107J/kg.试问：第10题图(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？ (4)挖掘机完成这次作业需消耗多少kg 柴油？1. (1)6×105 (2)1.08×105 0.72 (3)3×107 (4)8×1072. (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3. (1)1.008×106 1.2×106 84% (2)3.6×1012 3×105 (3)1×107 92.6% 专题训练1. (1)热 不可见解：(2)电热水器正常工作时的电流I ＝P U ＝3 000 W220 V≈13.6 A ＞10 A故应选规格为“16 A”的插座(3)30 L 的水的质量为m 水＝ρ水V 水＝1.0×103 kg/m 3×30×10－3 m 3＝30 kg水吸收的热量为Q 吸＝c 水m 水(t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg ×(47 ℃－20 ℃)＝3.402×106 J由η＝Q 吸W ×100%可知，该电热水器消耗的电能W ＝Q 吸η＝3.402×106 J 90%＝3.78×106 J由P ＝W t 可知，加热需要的时间t ＝W P ＝3.78×106 J3 000 W ＝1 260 s ＝21 min2. (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 I 额＝P 额U 额＝2 000 W220 V ≈9.1 A(3)壶中加入的水的质量m 水＝ρ水V 水＝1.0×103 kg/m 3×2.0×10－3 m 3＝2 kg水吸收的热量Q 吸＝c 水m 水(t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg ×(100 ℃－15 ℃)＝7.14×105 J 消耗的电能W ＝P 额t ＝2 000 W ×7×60 s ＝8.4×105 J 加热效率η＝Q 吸W ×100%＝7.14×105 J 8.4×105 J ×100%＝85%3. (1)断开 热传递解：(2)电动机功率P 动＝W t ＝0.055 kW ·h1 h ＝0.055 kW ＝55 W通过电动机的电流I ＝P 动U ＝55 W220 V ＝0.25 A(3)空调扇送暖风时消耗的电能W ′＝40 r2 000 r/（kW·h ）＝0.02 kW·h ＝0.02×3.6×106 J ＝7.2×104 J空调扇的总功率P 总＝W t ＝7.2×104 J6×60 s＝200 W电流通过R 做功的功率P R ＝P 总－P 动＝200 W －55 W ＝145 W 电阻的阻值R ＝U 2P R ＝（220 V ）2145 W≈333.79 Ω(4)试验过程中电热丝产生的热量Q ＝P R t ′＝145 W ×6×60 s ＝5.22×104 J 不计热量损失，空气吸收的热量Q 吸＝Q ＝5.22×104 J 空气温度上升量Δt ＝Q 吸cm ＝ 5.22×104 J1.0×103 J/（kg·℃）×50 kg ＝1.044 ℃ 4. (1)热 加热解：(2)水温升高所吸收的热量Q 吸＝cm (t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(80 ℃－20 ℃)＝2.52×105 J(3)当S 1闭合、S 2断开时，由题图可知，R 1和R 2串联，饮水机处于保温状态，已知P 保温＝88 W ，由P ＝U 2R ，得R 1＋R 2＝U 2P 保温＝（220 V ）288 W ＝550 Ω当S 1、S 2同时闭合时，由题图可知，只有R 1接入电路，饮水机处于加热状态，已知P 加热＝2 000 W ，由P ＝U 2R 得R 1＝U 2P 加热＝（220 V ）22 000 W ＝24.2 Ω则R 2的阻值为R 2＝550 Ω－24.2 Ω＝525.8 Ω (4)饮水机消耗的电能W ＝Q 吸η＝2.52×105 J84%＝3×105 J由P ＝W t 可得，加热所用时间t ＝W P ＝3×105 J2 000 W ＝150 s.5. (1)机械 电解：(2)高压输电线中的电流I ＝P U ＝110×106 W220×103 V＝500 A(3)发电5 h 的电能W ＝Pt ＝110×106 W ×5×3 600 s ＝1.98×1012 J 由η＝W Q 放×100%得燃烧煤放出的热量Q 放＝W η＝1.98×1012 J30%＝6.6×1012 J由Q 放＝mq 得，消耗煤的质量m ＝Q 放q ＝6.6×1012 J3.0×107 J/kg ＝2.2×105 kg 6. (1)太阳 电解：(2)光伏发电系统一天的发电量W ＝Pt ＝20 kW ×8 h ＝160 kW·h (3)W ＝160 kW·h ＝160×3.6×106 J ＝5.76×108 J由η＝W Q ×100%得，燃烧煤放出的热量Q ＝W η＝5.76×108 J 30%＝1.92×109 J由Q 放＝mq 煤得，消耗煤的质量m ＝Qq 煤＝1.92×109 J 3.0×107 J/kg ＝64 kg(4)清洁无污染，可再生，节约化石能源(答出一条即可) 7. (1)资源再次利用(降低了处理成本、能保护环境等)解：(2)4 200 t 垃圾完全燃烧放出的热量Q 放＝mq ＝4 200×103 kg ×6×106 J/kg ＝2.52×1013 J 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 吸＝ηQ放＝75%×2.52×1013 J ＝1.89×1013 J 由Q 吸＝cm Δt 可得，水的质量m ＝Q 吸c Δt ＝ 1.89×1013 J 4.2×103J/（kg·℃）×45 ℃＝1×108 kg (3)三台发电机组一天的发电量W ＝Pt ＝3×3×104 kW ×15 h ＝1.35×106 kW ·h ＝1.35×106度(4)这些生活垃圾发出的电能W ＝1.35×106 kW ·h ＝4.86×1012 J 发电站垃圾焚烧发电效率η＝WQ 放×100%＝4.86×1012 J 2.52×1013 J ×100%≈19%8. (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 ＝100 W ×5×3 600 s ＝1.8×106 J (3)由题意知，克服阻力做的功W ＝ηW 电＝75%×1.8×106 J ＝1.35×106 J 人和车的总重力G 总＝(m 车＋m 人)g ＝(50 kg ＋70 kg)×10 N/kg ＝1 200 N电动车在水平路面行驶时受到的阻力f ＝140G 总＝140×1 200 N ＝30 N由W ＝fs 得，电动车行驶的路程 s ＝W f ＝1.35×106 J30 N ＝4.5×104 m ＝45 km由v ＝st 得，电动车最多能行驶的时间t ＝s v ＝45 km 25 km/h ＝1.8 h(4)动能9. (1)机械 通电导体在磁场中受到力的作用 解：(2)电动机正常工作时通过线圈的电流 I ＝PU ＝40×103 W 400 V ＝100 A (3)电动汽车百公里能耗W ＝15 kW·h ＝15×3.6×106 J ＝5.4×107 J同类型号的燃油汽车百公里消耗汽油的质量m 汽油＝ρ汽油V 汽油＝0.7×103 kg/m 3×10×10－3 m 3＝7 kg燃油汽车百公里能耗Q 汽油＝m 汽油q ＝7 kg ×4.6×107 J/kg ＝3.22×108 J电动汽车百公里能耗小于燃油汽车百公里能耗，主要因为电动汽车的效率高于燃油汽车的效率(4)设汽车的速度为v 车，超声测速仪发出的信号1 s 后与汽车相遇，在这段时间内，汽车的路程与超声波的路程的关系式：v 车t ＋v 声t ＝s ，即：v 车×1 s ＋340 m/s ×1 s ＝370 m 解得：v 车＝30 m/s 10. (1)减小 形状解：(2)挖掘机静止时对水平地面的压力F ＝G ＝m 机g ＝5×103 kg ×10 N/kg ＝5×104 N 对水平地面的压强p ＝F S ＝5×104 N 4 m 2＝1.25×104 Pa(3)泥土的重力G 土＝m 土g ＝800 kg ×10 N/kg ＝8×103 N 提升高度h ＝h A ＋h B ＝3 m ＋5 m ＝8 m挖掘机对泥土所做的功W ＝G 土h ＝8×103 N ×8 m ＝6.4×104 J11 (4)本次作业柴油机做的功W 有＝Pt ＝4×104 W ×6 s ＝2.4×105 J由η＝W Q 放×100%可得，柴油完全燃烧释放的热量Q 放＝W η＝2.4×105 J 40%＝6×105 J 由Q 放＝mq 可得，消耗柴油的质量m ＝Q 放q 柴油＝6×105 J 4×107 J/kg＝0.015 kg。

中考物理一轮复习专题练习微波炉能量转化效率问题计算题专练〔有答案〕11在研究性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究•表所示为记录的相关内容.在用微波炉加热1min内，求：(1)水吸收热量.(c水=4.2 x IO3J/ ( kg「C))(2)微波炉实际消耗的电能.(3)微波炉的实际功率.(4)微波炉给水加热的效率.(精确到1%)答案：(1) X 10J (2) 0.02kW - h (3) 1.2kW (4) 58%试题分析：(1)水吸收热量Q 吸=cm (t —t o) =4.2 x 103J/ ( kg •C) x 250x 10-3kg X (60 C—20C) =4.2 x 104J(2) 微波炉实际消耗的电能W=12revs/600revs/kW • h=0.02kW • h.(3) 微波炉的实际功率P=W/t=0.02kW • h/ ( 1/60h ) =1.2kW .(4) ・ h=7.2 x 104J,微波炉给水加热的效率n =Q 吸/W=4.2 x 104J/7.2 x 104J=58%2.小明家新买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点.为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率.为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为 1 000 W,他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200 imp / kW • h〔它表示每消耗电能 1 kW • h，该电能表上面的发光二极管闪烁 3 200次〕.之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为1L、温度为20° C1的水放入微波炉并用高火开始加热，同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，历时4 min,电能表上面的发光二极管闪烁了288次，此时取出并测得水的温度为76°C.那么(1) 4分钟微波炉消耗的电能是多少？(2 )微波炉烧水时的效率是多少？(保存一位小数) 答案：(1)4分钟微波炉消耗的电能是(2 )微波炉烧水时的效率是72.6%试题分析：(1) 4mir消耗的电能：W — kwh 288 kwh 0.09kwh N 3200(2)水吸收的热量Q=cm △ t=4.2 X 103J/ ( kg?C)x X( 76-20)° X 105JQ 2.352 105J微波炉烧水时的效率—72.6%W 0.09 3.6 10 J3•微波炉是现代家庭中的烹饪工具，接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高波长很短的电磁波，故称为微波.小明家使用的微波炉功率为1000W,小明用该微波炉加热质量为300g、温度为20C的水至沸腾，用时2min,这段时间内微波炉的效率为多少？[C水=4.2 X 103J/ (kg?C),盛水容器吸热不计，气压为一个标准大气压].答案：84%解：这段时间内水吸收的热量Q吸Q cmr^t t 4.2 103J/ kg°C 0.3kg 100°C 20°C 1.008 105J .微波炉消耗的电能W=Pt=1000W X 2X X 105J,微波炉的效率为n 岂呼，84%W 1.2 10 J4•在“家电下乡〞活动中，小刚家买了一台微渡炉小刚对铭牌中加热效率大于 92%有点疑心，他动手进行了测量 •他用容积是 250mL 的废矿泉水瓶装满 20C 的自来水，倒入专用塑料杯中，放入微波炉中用最大加热功率加热 1min ，取出后测得温度为 78C •请你计 算这台微波炉的加热效率• [c 水=4.2 x 103J/( kg? C)] 答案：92.3% 自来水的质量：92.3%.5 •小明同学家里的微波炉的铭牌如下表所示，请问:(1)P V 1.0 103kg /m 3 250 10 6m 3自来水吸收的热量:Q 吸 cm t 2 t 1344.2 10 J / kgn C 0.25kg 78 20 C 6.09 10 J由P得加热自来水微波炉消耗的电能:t微波炉的加热效率：W Pt 1100W 60s 6.6 104J生 100%W6.09 104J 46.6 10 J100% 92.3% .答:⑴这台微渡炉的加热效率为(2) 用它来烹饪食品时，食品被极化的水分子 1 s内振动多少次？(3) 如果食物吸收微波能量的效率为90%,那么将食品加热3 min后，食品吸收了多少能量？答案：⑴ 0.1224 m(2) 2.45< 109次(3) 1.296X 105 Jc 3 i^"8|«m/s(1)微波频率为：f = 2450MHz = 2.45X 109Hz，故波长为：入=f= 245 x 伽z=0.122 m；(2) (2) 用它来烹饪食品时，食品被极化的水分子 1 s内振动X 109次;(3))根据P =斗得到食品吸收的能量W = Pt = 800W X 3X 60s= X 105J.食品吸收的能量为：X 105JX90% =X 105 J.。

专题02 机械能与内能的转化模型 解析版1．如图为汽油机做功冲程的示意图．若某型号单缸四冲程汽油机的活塞冲程长度为L=0.12m ，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压力为F=3×103N ，活塞以1400次/分钟作往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次．求：（1）汽油机在此工作状态下，对外做的一次功的大小； （2）汽油机在此工作状态下，1min 内做功的功率；（3）如果此工作状态下每分钟消耗20g 汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率．（q 汽油=4.6×107J/kg 、不计摩擦，结果保留两位有效数字） 【答案】（1）360J （2）4200W （3）27% 【详解】（1）汽油机对外做功一次所做的功：W1=FS=3×103N×0.12m=360J （2）汽油机一分钟做的功：W=2n W 1=12×1400×360J=252000J汽油机做功的功率：P=W t=25200060J s =4200W（3）燃料燃烧一分钟获得的内能：Q 放=mq=20×10-3kg×4.6×107J/kg=9.2×105J 汽油机把内能转化为机械能的效率：η=W Q 放×100%=52520009.210JJ×100%≈27%． 2．智能汽车己经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，如下图是一款质量为2t 的智能汽车正在进行无人驾驶测试，汽车通过滑轮组匀速将物体提升，在汽车对绳子施加的拉力F 作用下，质量为1200kg 的物体以1m/s 的速度匀速上升了3m ，在这个过程中，拉力F 做功的功率为15kW 。

不计绳重和轮与轴的摩擦。

（q汽油=4.6×107J/kg ；g=10N/kg ）求：(1)拉力F 的大小； (2)拉力F 所做的总功；(3)假如在此过程中给好燃烧汽油4g ，则该汽车将内能转化为机械能的效率是多少。

形形色色得效率计算考点分析我们已学过机械效率，而在近些年得中考中，效率已不再局限于机械效率，凡就是涉及到能量得转移或转化，都会涉及到效率问题。

在能量得转移（或转化）中，转移（或转化）之后得能量与转移（或转化）之前得能量得比值就就是效率（或叫转移率或转化率），思考下面得一些实例，就可理解效率问题。

1、应用太阳能加热物体时W 有=Q 吸=cm Δt （即物体吸收得热量） W 总=获得得太阳能（根据题目信息计算）2、电热转换效率W 有=Q 吸=cm Δt （即物体吸收得热量） W 总=Pt （即用电器消耗得电能）3、电力转换效率W 有=Fs （即自行车通过这段距离所做得功） W 总=Pt=UIt （即自行车这段时间内消耗得电能）4.力热转换效率W 有=Fs （即所做得有用功） W 总=Q 放=qm （燃料燃烧释放得热量）5、光电转化效率：指输出得电能占消耗光能得百分比效率η=总有W W ×100％，区分有用得与总得能量就是解决此类问题得关键所在。

典例剖析【典例1】为了解决老师们在办公时得饮水问题，学校新进了一批台式温热饮水机，其铭牌如下表所示。

右图就是饮水机得简化电路图，S 就是用感温材料制成得温控开关，R 1就是电阻，R 2就是供加热用得电阻丝。

请计算：（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中得电流就是多大？（2）正常工作时，该饮水机将热水罐中0、6kg 、18℃得水加热到93℃，用时6min 。

则该饮水机得加热状态时热效率为多少？（3）如果要使R 2在保温状态时得功率就是加热时得功率得一半，R 1与R 2得比值就是多少？【典例2】长江三峡工程就是一座集防洪、发电、航运与供水等综合利用得巨大水利水电工程。

其主要技术数据如下表所示：根据上述数据计算： 大坝高度/m 大坝长度/m 最高蓄水位/m 总库容量/m 3 平均流量m 3/min185 2335 175 4×1010 8、5×105（1）蓄满水时大坝底部受到水得压强多大？（2）每小时水流对水轮机所做得最大功为多大？（3）若利用水流发电得效率为40%，发电机所能达到得最大功率就是多大？跟踪训练一、应用太阳能加热物体时1、我们生活得佳木斯地区，到了冬季，因日照时问短，太阳能热水器得水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样得两用热水器，如图所示，铭牌如下：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量？（1L=10-3m 3）（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？ （设电能全部转化为热能）（3）在上述（2）情况下，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器得效率为多少？（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可）2、太阳能热水器就是利用太阳能来对水加热得一种设备。

初二物理《能量转化效率》知识点初二物理《能量转化效率》知识点能量转化效率能量转换效率：是指一个能量转换设备所输出可利用的能量，相对其输入能量的比值。

输出可利用的能量可能是电能、机械功或是热量。

主要和输出能量可利用的程度有关。

公式：效率=初中物理能量转化效率知识点（二）一、能量转化效率计算（公式：能量转化效率=有效利用的能量÷总能量）1、炉子的效率：3例题：用天然气灶烧水，燃烧0.5m的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比373热容c=4.2×10J/（kg·℃）,天然气的热值q=7.0×10J/m。

求：3(1)0.5m天然气完全燃烧放出的热量Q放。

（2）水吸收的热量Q吸。

（3）燃气灶的效率η。

2、太阳能热水器的效率：7例题：某太阳能热水器的水箱接受太阳热辐射2.4×10J,如果这些热量使水箱内50L温度30℃的水，温度上升到57℃，求太阳能热水器的效率。

3、汽车的效率：例题：泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。

该厂某型号专用车在3车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶 5.6km，受到的阻力是3.0×10N，消耗燃油1.5×－3333710m（假设燃油完全燃烧）。

若燃油的密度ρ＝0.8×10kg/m，热值q＝4×10J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功。

（2）已知热机效率η＝（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？4、电热水器的效率：例题：标有“220V,1000W”的电水壶内装有2kg的水，正常工作10min，使水温升高了50℃，求：（1）水吸收的热量是多少J？（2）电水壶消耗了多少J的电能？（3）此电水壶的效率是多少？5、电动机车的效率：电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐。

中考物理一轮复习专题练习——热学·太阳能转化为其他形式能热效率问题计算题专练（有答案）【说明】与太阳能转化为其他形式能效率问题有关的计算题有很多，本份试题中包含的例子有以下几种：太阳能热水器能量转化的效率问题，太阳能转化为内能；太阳能汽车的能量转化效率问题，太阳能转化为电能，电能再转化为机械能；太阳能电池的能量转化效率问题，太阳能转化为电能；太阳能电池板的能量转化效率问题，光能转化为电能；太阳能水上漂浮房的能量转化效率问题，太阳能转化为机械能。

1．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×l06 J的太阳能，某天加满水后，经过4h太阳光的有效照射，热水器中质量为50kg、初温为25℃的水温度升高到45℃．求：（1）热水器中的水吸收的热量Q；（2）热水器的效率η；（3）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭？（焦炭的热值q=3.0×l07J/kg）答案：（1）4.2×106J；（2）25%；（3）0.7kg．（1）热水器中的水吸收的热量：Q=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg•℃）×50kg×（45℃-25℃）=4.2×106 J（2）由题知道，太阳能热水器每小时平均接收4.2×l06J的太阳能，则热水器4小时内接收到的太阳能是：E=Pt′=4.2×106 J/h×4h=1.68×107 J，故热水器的效率是：η=Q/E×100%=4.2×106J/1.68×107J×100%=25%（3）由η=Q吸/Q放×100%可得，焦炭完全燃烧释放的热量：Q放=Q/η′=4.2×106J/20%=2.1×107 J，由Q放=mq可得，需要焦炭的质量是：m′=Q放/q=2.1×107J/3.0×107J/kg=0.7kg。

专题（七）效率问题知识储备近年的柳州中考中,效率问题是高频考点之一。

在能量的转移(或转化)中,转移(或转化)之后并被有效利用的能量与转移(或转化)之前的总能量的比值就是效率,应用的公式总结如下:(1)力学中的效率:公式为η=有用总×100%=有用总×100%。

(2)热学中的效率:公式为η=吸放×100%=×100%。

(3)电热综合的效率:公式为η=吸 总×100%=×100%。

(4)热力综合的效率:公式为η=有用吸×100%=×100%。

(5)电力综合效率:公式为η=有用电×100%=×100%。

专题训练类型一 力学中的效率1.[2018·福建B 卷] 如图ZT7-1,用同一滑轮组分别将物体A 和物体B 匀速提升相同的高度。

与提升B 相比,提升A 的过程滑轮组的机械效率较大。

若不计绳重与摩擦的影响,则提升A 的过程( )图ZT7-1A .额外功较小B .额外功较大C .总功较小D .总功较大2.[2017·孝感] 用四个完全相同的滑轮,组装成两套滑轮组,用它们匀速提升同一物体时,其拉力分别为F 1、F 2,滑轮组的机械效率分别为η1、η2,如图ZT7-2所示,不计绳重和摩擦,下列选项正确的是 ()图ZT7-2A.F1>F2,η1>η2B.F1=F2,η1=η2C.F1<F2,η1>η2D.F1<F2,η1=η23.[2018·滨州改编]如图ZT7-3所示,重400 N的物体在30 N的水平拉力F的作用下,以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法不正确的是 ()图ZT7-3A.绳子自由端移动的距离为3 mB.有用功为400 JC.拉力F的功率为9 WD.物体与地面间的滑动摩擦力为72 N4.[2018·枣庄]如图ZT7-4所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用F A、F B匀速提升重力为G A、G B的A、B两物体,不计绳重和摩擦。