能量利用效率知识点题库

下列说法中正确的是（）

A . 电饭锅工作时，将内能转化为电能 B . 电风扇工作时，将机械能转化为电能 C . 蓄电池对外供电时，主要将电能转化为化学能 D . 在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能

有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果．在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断中正确的是（）

A . 尾气的温度越高，柴油机越节能 B . 尾气的柴油味越淡，柴油机越节能 C . 尾气的温度越低，柴油机越节能 D . 尾气的颜色越发黑，柴油机越节能

某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示，在手连续稳定的按压下，在出水口获得所需要的水，在手连续稳定的按压下人做功的过程中是将人体的生物能最终转化为出水口水的能和能。

如今电动车越来越受到人们的欢迎，行驶中的电动车主要是将能转化为能，

在给电动车充电时，电能转化为能储存在蓄电池内。

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%

如图甲是我省潮汕地区东奥岛风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成

（1）风机的叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用硬度大，密度（选填“大”或“小”）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转．
（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用原理，使机械能转化为电能．
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象可知，能使该风力发电机组产生电能的风速范围是（用图象中的字母表示）．
（4）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s）
5
10
15
20
1s内获得的能量（×10⁴J）
1
8
27
64
①请你对表格的数据进行分析，你会发现该风机1s内获得的能量与风速的关系是；
②风速为5m/s时，这台风机工作1min所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10min，请你通过计算求风机发电的效率是

某科学课外实验小组，对照明灯具的发光与发热问题产生了兴趣。在老师的指导下，他们设计实验方案并进行了探究：选用两个如图 1 所示的相同密封盒子，将两只额定功率相同但种类不同的照明灯甲和乙分别安装在灯座上，并让两灯正常工作，用温度计测量通电后两盒子中的温度，每隔 1 分记录一次温度值，通电 15 分，将测得的数据描绘成如图 2 所示的图象。

（1）照明灯发光过程中发热的工作原理是。
（2）从图象判断哪盞灯的发光效率较高，并说明判断的依据是。

浅层地热能是指蕴藏在地表以下一定深度范围内的岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的天然绿色能源。请回答：

（1）举世闻名的西藏羊八井热电站，利用了深层地热发电，其发电原理简图如图所示，地热井口喷出来的水汽混台物经处理后，蒸汽送入汽轮机进行发电。现总装机容量已达到2.5×10⁷W，地热发电站的能量转化情况是；若羊八井地热站一天的发电量可供100台20V1000W的微波炉正常工作150天，试求该发电站的供电效率
（2）存在于岩石圈中的地下水不是纯净的H₂O，而是含有各种气体、离子、有机物和微生物等的混合物。主要的气体成分是O₂、N₂和CO₂ ，其中的CO₂主要来自土壤，有机质的发酵与植物的(填生理作用)使土壤中源源不断产生CO₂ ，并溶入流经土壤的地下水中。在高温下，含碳酸盐类的岩石(以CaCO₃为例)也可以变质生成CO₂ ，写出相应的化学方程式是。

浅层地热能是指蕴藏在地表以下一定深度范围内的岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的天然绿色能源。请回答：

（1）举世闻名的西藏羊八井地热电站，利用了深层地热发电，其发电原理简图如图32所示，地热井口喷出来的水汽混合物经处理后，蒸汽送入汽轮机进行发电，现总装机容量已经达到2.5×10⁷W。地热发电站的能量转化情况是；发电机是根据原理制成的；若羊八井地热电站一天的发电量可供100台“220V 1000W”微波炉正常工作150天，则该发电站的供电效率是多少？（请列式计算）
（2）存在于岩石圈中的地下水不是纯净的H₂O，而是含有各种气体、离子、有机物和微生物等的混合物。主要的气体成分是O₂、N₂和CO₂ ，其中的CO₂主要来自土壤，有机质的发酵与植物的（填生理作用）使土壤中源源不断产生CO₂ ，并溶入流经土壤的地下水中。在高温下，含碳酸盐类的岩石（以CaCO₃为例）也可以变质生成CO₂ ，相应的化学方程式是。

某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km，在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N(汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6×10⁷J/kg)。求：

（1）汽车到达目的地牵引力所做的功。
（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。

世博中心楼顶大面积铺设太阳能电池板，世博中心1兆瓦太阳能发电项目共使用太阳能电池板近7000块，占地8000米“左右，可实现年发电100万度、年CO₂减排900余吨（以燃煤发电计算），已于今年初并网发电。整个世博园区1.7兆瓦太阳能发电项目在世博会开幕前夕正式运营，年发电量近500万度，从而为举办一届绿色、环保、低碳世博贡献出航天科技力量。

4.5小时每天光照时间为长江中下游附近地区日照系数，上海的平均太阳辐射强度为1千瓦/米”。如果，世博园的太阳能发电项目达到了设计要求，请你计算：

（1）该太阳能电池板的光电转换效率多大？
（2）每千克标准煤的热值为7000千卡（千卡是热量单位，等于1000卡，即1千克水温度升高1℃所需的热量。发电煤的热效率为50%），当整个世博园区4.7兆瓦太阳能发电项日全部完工，一年可节约煤多少吨？

阅读短文，回答问题

电动汽车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，电动汽车的主要部分参数如表所示，如图甲所示，在测试过程中，司机和一名陪同人员上车。司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为58kW·h，陪同人员负责记录测试数据，已知司机和陪同人员的质量均为70kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%，g取10N/kg：

空车质量	1360kg
轮胎与地面总接触面积	400cm²
蓄电池最大容量	68kW·h
最高车速	120km/h
最大功率	90kW
最大续航里程	180km

为了节能，车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法∶在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内。

（1）在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，该电动汽车将电能转化为机械能的效率为多少？
（2）如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，R_y的阻值随车速的变化而改变。当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。图丁是R_y的阻值与车速关系的图像。图戊是车速从0加速到100km/h过程中，R_y消耗的电功率随电流变化的图像，则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值为多少欧姆？当车速达到75km/h时，此时电压表的示数为多少伏？

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：

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？

由于光照而产生电压的现象叫光伏效应。单晶硅太阳能电池就是根据光伏效应设计的。已知某一单片单晶硅太阳能电池在正常太阳光照射下，光电转换效率可达25%，产生的电压为0.6V，用它给电阻为6Ω的用电器供电，电流是A，每秒钟照射到该单片单晶硅太阳能电池上的太阳光的能量至少是J。

一辆小汽车在高速公路上匀速行驶144千米，用时2小时，消耗汽油9千克。已知小汽车发动机的输出功率为23千瓦，假设发动机对外做功全是克服阻力做功。请运用所学的知识解答下列问题。(汽油的热值为4.6×10⁷焦/千克)

（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？
（2）汽车发动机的效率是多少？

张华家买了一个家用电吹风，其简化电路图如图乙所示，主要技术参数如表所示：

型号	SHZ2010-624
热风温度	50-70℃
额定功率	热风时：1000W
额定功率	冷风时：120W
额定电压	220V
质量	0.5kg

（1）电动机是利用的原理来工作的。
（2）当吹冷风时，开关应调至（AB、BC或CD）挡，此时电吹风正常工作5min消耗的电能是焦。
（3）吹热风时，正常工作的电热丝的电阻值为多大?
（4）正常吹热风时，该电吹风转化为热能的效率是多少？

宁波市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为3.6×10⁷J/m³。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6×10³kg，那么10m³甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶100min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，求：

（1）这段时间内公交车牵引力所做功的功率。
（2）若10m³的甲烷气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收，则能将多少千克的水从0℃加热到刚沸腾？[c_水=4.2×10³J/(kg·℃)，计算结果保留1位小数]
（3）这段时间内公交车发动机的效率是多大？

一容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一热水器把它加热到温度为60℃时，共用了0.6m³的天然气，已知天然气的热值为2.8×10⁷J/m3，水的比热容4.2×10³J/（kg•℃）．

（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）该热水器的实际效率是多少？

小明家的电热水器及其简化电路如图所示，R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，

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	2200W
水箱容量	50L(50kg)

（1）当S₁和S₂均闭合时，电热水器处于状态。(选填“加热”或“保温”)
（2）电热丝R₁的阻值是多少?
（3）加热时流过电热丝R2的电流是多少？
（4）假设将一满箱水加热，温度升高22℃，用时40min，则电热水器的效率是多少?已知，水的比热容c=4.2×10³J/(kg·℃)，Q=cm(t₁-t₀)。电热水器的效率等于水吸收的热量与热水器清耗的电能的比值（用百分比表示）。

今年5月15日我国天问一号探测器携祝融号火星车成功着陆火星乌托邦平原，火星作为一个人类热衷探索的天体，其部分信息见下表。

天体	离地球距离	天体表面物体受到的重力	表面状况	大气压情况
火星	5.5×10⁷km-4×10⁸km	约为地球上的2/5	岩石、高山、平原	只有地球大气压的1%，大气中95%为二氧化碳

（1）由于火星表面比较松软，假如要使祝融号火星车在水平火星表面上受到的压强不超过10⁴Pa，则祝融号火星车的车轮与火星面的总接触面积不小于多少m²。(已知祝融号火星车质量约为240kg)
（2）据报道，我国某科研单位研制了太阳能火星车样品，它上面的太阳能电池接收板的有效面积为S=4m² ，天气晴朗太阳光直射接收板时，每平方米面积上能接收到太阳光的功率约为P₀=1kW，太阳能电池产生的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为I=8A。请计算电动机正常工作时，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率。
（3）请你说说火星车的动力装置不是内燃机的原因是(写出1点即可)。
（4）假如你是一名航天员，驾驶飞船登上火星。如果你手边有一个小磁针，想探测火星表面附近是否有磁场，你的探测方案是。

平均风速（m/s）	5	10	15	20
1s内获得的能量（×10⁴J）	1	8	27	64

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