能源综合计算题考点揭秘
湖北王伦宇
以混合动力汽车、太阳能热水器、风力发电等为载体，考查能源及其利用知识、能量转化及其相关综合计算能力和节能、环保意识为目的试题是中考的热点之一。解答好这类试题的关键一是使用正确的公式，二是根据能量转化情况列车正确的等式或方程式。
一、力、热综合。
例1（2014威海）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107j/kg。求：
1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少j？
2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少kw？
3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少km？
解析（1）燃油完全燃烧放出的热量：q=qm=5×107j/kg×10×103kg=5×1011j。
2）由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8×104n，易知牵引力f = f=4.8×104n，故飞机发动机的输出功率为：
p=w/t=fs/t=fv=4.8×104n×400m/s= 1.92×107w=1.
92×104kw。
3）由“飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%”可得有用功为：w=q×40%=5×1011j×40%=2×1011j，又根据**知500m/s时的阻力为7.5×104n，故由w=fs=fs可得，s=w/f=2×1011j/7.
5×104n=2.7×106m=2.7×103km。
答案（1）5×1011j （2）1.92×104kw （3）2.7×103km
二、热、电综合。
例2（2014锦州）家用电磁炉以其高效、节能成为新一代智能灶具，小明在家中关闭其他所有用电器，在只有电磁炉正常工作的情况下。请你回答下列有关问题：
1）1标准大气压下，锅内装有4.5l温度为20℃的水，给电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？[水的密度为1.
0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103j/（kg℃）]
2）把上述水烧开用了20min，家中安装的标有“3000r/（kwh）”的电能表转了1400圈，求该电磁炉的额定功率？
3）此电磁炉烧水时的效率是多少？
解析 （1）锅内水的体积v=4.5l=4.5×10－3m3，易知锅内水的质量为：
m=ρv=1.0×103kg /m3×4.5×10﹣3m3=4.
5kg，1标准大气压下水的沸点是100℃，则水加热到沸腾吸收的热量为：q吸=cm（t-t0）=4.2×103j/（kg℃）×4.
5kg×（100℃-20℃）=1.512×106j。
2）该电磁炉正常工作20min消耗的电能为：w=×3.6×106j=1.
68×106j，因为用电器正常工作时消耗的功率和额定功率相等，所以该电磁炉的额定功率：p额= p实= w/t= 1.68×106j/1200s=1400w。
3）此电磁炉烧水时的效率为：η=100%=×100%=90%。
答案（1）1.512×106j （2）1400w （3）90%
三、光、热综合。
例3 （2014德州）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小华家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。
求：（1）水在10h内吸收的热量。
2）太阳能热水器的能量转化效率。
解析（1）由表知在10h内水温上升50℃，热水器中的水吸收的热量：q吸=cm△t=4.2×103j/（kg℃）×100kg×50℃=2.
1×107j。（2）热水器10小时内接收到的太阳能： e=3.
0×106j/h×10h=3.0×107j，热水器的效率为：η=100%=×100%=70%。
答案 （1）2.1×107j （2）70%
四、力、热、光、电综合。
例4（2014桂林）桂林着力打造广西风电基地，预计到“十二五”期末，全市建成的风电装机容量达到100万千瓦。如图所示，风力发电——即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机，每片风叶质量为6t，长为40m。
下表给出了1kg空气在不同风速下速度（v）与动能（e）的关系：（空气密度取1.2kg/m3）
1）当风速为6m/s时， 每千克空气具有的动能是多少j？
2）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105j的电能，则1000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少kg的煤产生的能量？（一年工作时间按3000h计算，煤的热值为3×107j/kg）
3）当风速为10m/s时， 若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒钟能对外提供3.8×105j的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？
解析 （1）由**可知风速为6m/s时每千克空气具有的动能为30j。
2）一年1000台这样的风力发电机所产生的能量e=p总t=np0t=1000×1.2×105j/s×3000
3600s=1.296×1015j，由q=qm=e可得一年获得的电能相当于完全燃烧煤的质量为：m===4.32×107kg。
3）设风扇的叶片旋转面积为s，风速为v；则单位时间t内，通过风扇的空气流量为：v=sl=svt，空气的质量为：m=ρv=ρsvt=ρπr2vt=1.
2kg/m3×3.14×（40m）2×10m/s×1s=60288kg。
又根据表可知产生能量为：e风=50j/kg×60288kg=3.0144×106j，故这台风力发电机的风能转化为电能的效率为：η=100%=×100%=12.6%。
答案 （1）30j （2）4.32×107kg （3）12.6%
沪科物理九年级
串 并联电路的电压。四川彭旺。一 串 并联电路的电压关系。1.串联电路中的电压关系。多个用电器串联时，电源两端的电压仍等于各串联用电器两端的电压之和。只有用电器的型号相同时，各个用电器两端的电压才相等，即u u1 u2。2.并联电路中的电压关系。在并联电路中，只要知道一条支路两端的电压，就可以推知其...
沪科物理九年级
科学家造迷你太阳。来自7个实体的工程师和科学家们正在建造一个巨大的 迷你恒星 它将通过与太阳相同的核反应过程为世界提供能量。这个项目被称为iter，它位于法国南部的普罗旺斯地区艾克斯附近。这座建筑完工后的重量将达到埃菲尔铁塔的3倍，而且有60个足球场那么大。在这座新建筑物内部将有一座核反应堆，科学家...
沪科九年级物理月考
2013学年四校联考九年级上学期第一次月考。物理试题。学校班级姓名成绩。本试卷满分 90分考试时间 理化合卷120分钟 一 填空题 每空2分共26分 新 课 标 第 一 网。1 施行人工降雨时，是飞机在云层里撒干冰，干冰迅速而吸热，使云层中水蒸气急剧遇冷而成小冰晶，小冰晶逐渐变大，在下落过程中又迅速...