纵观近三年的各地物理中考试题,“效率”这个词出现的频率越来越大,在物理中考中,它多在试卷的最后以压轴计算题的形式露露脸,“效率题”正逐渐成为物理中考的新宠,在学习物理之时,我们必须抢占先机,分析中考“效率”题,展望来年的中考,我们只有做到心中有数,以不变应万变,方能胸有成竹而出奇制胜。
在初中物理中,“效率”一词通常链接为“热效率”、“转换效率”、“发动机效率”等,它们的计算都遵循效率等于输出的有用能量与输入总能量之比,即η=输出的有用能量/输入的总能量×100%,结果用百分数来表示。
例1(江苏无锡)汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分,环保、节能、安全是汽车研发和使用时必须关注的问题。普通汽车行驶时,发动机将燃料燃烧产生的内能变为机械能。图甲是某型号的普通汽车发动机的能量流向图,请依据图中提供的信息,计算该汽车发动机的效率。
分析:认真审题、分析题意可知,由公式η=做有用功的能量/输入发动机的燃料能量×100%直接可得:η=6.0×108J/3.0×109J×100%=20%。
例2(江苏南京)用燃气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:燃气灶烧水的效率。
分析:我们可以先求出水升温吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)·50kg·(70℃-20℃)=1.05×107J,然后再求出煤气完全燃烧放出的热量:Q放=qm=4.2×107J/kg·0.5kg=2.1×107J,根据η=Q吸/Q放×100%=1.05×107J/2.1×107J×100%=50%。
例3(山东潍坊)目前,许多城市的十字路口都安装了太阳能红绿灯。白天太阳能电池板给红绿灯供电,同时多余的电能又给蓄电池充电。在阴雨天和晚上蓄电池又给红绿灯供电,使红绿灯能连续工作。其主要参数见下表
若每天有效受光时间为6h,每平方米的面积上太阳辐射的功率为103W,求这种太阳能电池板每天获得的电能。
光电转换效率η | 有效受光面积S | 灯泡额定电压U |
40% | 0.5m2 | 24V |
分析:此题我们必须理顺题中的关系,可先求出P电=40%P光=40%×103W/m2×0.5m2=200 W,则W=P电t=200W·6×3600s=4.32×106J。
例4(江苏镇江)为了测定某额定功率为1000w的电热水器的效率,物理兴趣小组的同学在热水器中加了2kg的水,让热水器正常工作,并绘制出通电加热过程中水温随时间的变化情况图,求:该热水器正常工作时的效率为多少?(电热水器的效率是指水吸收的热量与电热水器放出的热量之比)
分析:分析提示和图像,我们可以分别求出电热水器加热6min放出的热量Q放=Pt=1000w·6×60s=3.6×105J和水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)·2kg·(50℃-20℃)=2.52×105J,根据η=Q吸/Q放×100%=2.52×105J/3.6×105J×100%=70%。
例5(山西太原)下表是某品牌小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积,一般情况下,发动机的排气量越大,功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×103J。当该发动机以最大功率工作时,气缸内汽油和空气的混合密度为1.35 kg/m3,1 min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次。请你计算发动机在最大功率工作时发动机的效率。
分析:1min内发动机所做的有用功为W=Pt=75×103W·60s=4.5×106J,1min内汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=1.35kg/m3·1.8×10-3m3·1/15·4.6×103J/kg·2600=1.94×107J,由η=W/Q放×100%=4.5×106J/1.94×107J×100%=23.2%。
值得注意的是,在实际生活中所用的燃气灶、热水器、发动机等效率还很低,我们应该依靠科技的力量来降低能耗而提高效率,如:减少热散失、减少机器部件间的摩擦等,它具有重要的现实意义,对社会的可持续发展的影响举足轻重,这也是该类试题引起普遍关注,成为物理中考“新宠”的原因所在吧!
探究凸透镜成像的规律达标试题3
眼睛和眼镜达标试题3
高一物理下学期课时同步测试12
平面镜成像达标试题3
高一物理下学期课时同步测试14
能量转换和守恒课件
显微镜和望远镜达标试题3
高考物理第一轮知识点复习题22
高考物理第一轮知识点复习题4
高考物理第一轮知识点复习题20
声音的产生与传播达标试题3
眼睛和眼镜达标试题2
声音的产生与传播达标试题2
高考物理第一轮知识点复习题14
牛顿第二定律课件课件
电荷及其守恒定律学案
高考物理第一轮知识点复习题16
高考物理第一轮知识点复习题18
探究凸透镜成像的规律达标试题2
高一物理下学期课时同步测试17
显微镜和望远镜达标试题1
高一物理下学期课时同步测试11
高考物理第一轮知识点复习题7
生活中的透镜达标试题2
高考物理第一轮知识点复习题3
高一物理下学期课时同步测试18
高考物理第一轮知识点复习题21
平面镜成像达标试题1
电能的输送学案1
生活中的透镜达标试题3
不限 |
物理教案 |
物理课件 |
物理试题 |
不限 |
不限 |
上册 |
下册 |
不限 |
发布时间 |
下载量 |