Um telefone com uma tela de 5,2 e uma bateria de 3000 mAh consome menos que um telefone com uma tela de 5,5 e uma bateria de 4000 mAh?

Depende.

Não se pode avaliar e comparar a duração da bateria de um smartphone apenas pelo tamanho da tela e pela capacidade da bateria. Existem muitos fatores que fazem a bateria de um telefone durar muito (ou pouco), vou listar alguns exemplos:

• O visor e o tipo de visor utilizado. Os displays AMOLED são geralmente considerados mais eficientes que os LCD, mas isso não é sempre o caso. Um display AMOLED de geração antiga simplesmente não é tão eficiente quanto um display IPS mais recente, e o mesmo pode ser dito em reverse.
• O processador usado, e a otimização específica feita pelo fabricante. Mesmo no mesmo smartphone, se o fabricante otimizá-lo, a vida útil da bateria pode ser substancialmente imrpoved.

Existem fatores definidos pelo usuário, que são padrões de uso (brilho da tela, como qual aplicativo uma pessoa está usando, quantos aplicativos de fundo uma pessoa pode manter abertos), mas mesmo que os fatores definidos pelo usuário sejam removidos da equação, tanto o hardware quanto o software e o aspecto de otimização do dispositivo podem alterar significativamente a vida útil da bateria.

Então como comparar a duração da bateria entre dispositivos?

Você pode executar benchmarks sintéticos, mas eles não são uma indicação do uso no mundo real, então se você tiver a opção de fazer testes no mundo real para comparar a duração da bateria dos smartphones, essa seria a melhor maneira de comparar.

Você também deve observar que se você assistir a revisões de smartphones, o padrão de uso e hábitos de um revisor nunca são exatamente iguais aos seus, então se eles revisarem um smartphone e disserem que ele pode ficar um dia inteiro sem carga, isso não significa que você pode usar esse smartphone por um dia inteiro sem carga.

Você ainda deve assistir a revisões, porque mesmo que você não possa comparar valores exatos com um revisor, os valores deles são consistentes entre si, então você pode pelo menos comparar se um smartphone tem melhor duração da bateria em comparação com o outro.