培优专题一 效率相关计算（课件PPT）-【卓文中考·加速度】2024年云南中考物理复习

2024云南中考 物理 《精讲册》 《精练册》 《玩转教材素材》 《答案精析》 编辑修改 便捷操作 本课件使用WPS2019版本制作，建议老师使用相应软件打开 本课件全文可单击进行编辑修改 目录、返回目录设置对应超链接，点击即可跳转至相应页面；答案添加动画效果，使用更方便 课件说明 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 软件使用 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 培优专题一　效率相关计算 1 2 3 4 类型1　热热效率 类型2　力热效率 类型3　电热效率 类型4　光热效率 类型 能量转化方向 涉及表达式 效率表达式 热热效率 （2022.24） 燃料燃烧的内能 转化为水的内能 燃料燃烧释放的热量： Q放＝mq或Q放＝Vq 水吸收的热量：Q吸＝cmΔt η＝×100％ 力热效率 （2021.24） 汽油燃烧产生的 内能转化为汽车 的机械能 燃料燃烧释放的热量： Q放＝mq或Q放＝Vq 发动机做的有用功： W有＝Pt或W有＝Fs η＝×100％ 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 类型 能量转化方向 涉及表达式 效率表达式 电热效率 （2020.24） 电能转化为内能 消耗的电能：W＝UIt＝ I2Rt＝Pt 水吸收的热量：Q吸＝ cmΔt η＝×100％ 光热效率 （2019.23） 太阳能转化为 内能 由题干信息计算吸收的 太阳能W水吸收的热量：Q吸＝cmΔt η＝×100％ 机械效率 详见本书P88第十二章第2课时相应内容 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 热热效率 ⁠ [2018云南，23]小明家新买来一台容积为80 L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40 L，“出水温度”设置为40 ℃后，开始加热。当水温达到40 ℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20 ℃，加热前天然气表的示数为129.96 m3，停止加热后变为130.06 m3，天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃），1 L＝10－3 m3。求： （1）水箱中水的质量。 （2）水箱中水吸收的热量。 （3）该热水器的热效率。 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 第一步，确定能量转化方向： 能（总能量）转化为 能（有用 能量）；  第二步，确定能量表达式：总能量 ；有用能量 ；  第三步，列出效率表达式：效率＝×100％→η＝ 　 ⁠⁠×10 ；  第四步，代入数值求解。 内　 内　 Q放＝Vq　 Q吸＝cmΔt ×100% 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） ⁠ [2018云南，23]小明家新买来一台容积为80 L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40 L，“出水温度”设置为40 ℃后，开始加热。当水温达到40 ℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20 ℃，加热前天然气表的示数为129.96 m3，停止加热后变为130.06 m3，天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃），1 L＝10－3 m3。求： （1）水箱中水的质量。 解：（1）把“进水量”设置为40 L，则水箱中水的体积 V水＝40 L＝40×10－3 m3 由ρ＝得，水箱中水的质量 m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3× 40×10－3 m3 ＝40 kg 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） ⁠ [2018云南，23]小明家新买来一台容积为80 L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40 L，“出水温度”设置为40 ℃后，开始加热。当水温达到40 ℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20 ℃，加热前天然气表的示数为129.96 m3，停止加热后变为130.06 m3，天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃），1 L＝10－3 m3。求： （2）水箱中水吸收的热量。 解：（2）由题意可得，水吸收的热量 Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/（kg·℃）× 40 kg ×（40 ℃－20 ℃）＝ 3.36×106 J 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） ⁠ [2018云南，23]小明家新买来一台容积为80 L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40 L，“出水温度”设置为40 ℃后，开始加热。当水温达到40 ℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20 ℃，加热前天然气表的示数为129.96 m3，停止加热后变为130.06 m3，天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃），1 L＝10－3 m3。求： （3）该热水器的热效率。 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 解：（3）使用天然气的体积 V气 ＝130.06 m3－129.96 m3 ＝0.1 m3 天然气完全燃烧释放的热量 Q放＝q天然气V气 ＝4.2×107 J/m3 × 0.1 m3 ＝4.2×106 J 该热水器的热效率 η＝×100％＝×100％＝80％ 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 【针对训练】 1.[2022云南，24]顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩 香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾 产生的蒸气进行加热。若将2.5 kg的水加热到沸腾，水温升高了80 ℃[c水＝ 4.2×103 J/（kg·℃），q煤＝3×107 J/kg]，在此过程中，求： （1）水吸收的热量。 解：（1）水吸收的热量 Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/（kg·℃）×2.5 kg×80 ℃＝8.4×105 J 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 【针对训练】 1.[2022云南，24]顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩 香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾 产生的蒸气进行加热。若将2.5 kg的水加热到沸腾，水温升高了80 ℃[c水＝ 4.2×103 J/（kg·℃），q煤＝3×107 J/kg]，在此过程中，求： （2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10％，煤燃烧放出的热量。 解：（2）煤炉加热水的效率为10％，煤燃烧放出的热量 Q放＝＝＝8.4×106 J 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 【针对训练】 1.[2022云南，24]顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩 香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾 产生的蒸气进行加热。若将2.5 kg的水加热到沸腾，水温升高了80 ℃[c水＝ 4.2×103 J/（kg·℃），q煤＝3×107 J/kg]，在此过程中，求： （3）需要完全燃烧煤的质量。 解：（3）根据Q放＝mq可知，完全燃烧煤的质量 m煤＝＝＝0.28 kg 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 力热效率 ⁠ [2021云南，24]中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功 发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发 射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃 剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。 例2题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 表1 第1代 第2代 第3代 第4代 燃料 氧气和汽 油混合 偏二甲肼 煤油 液态氢 氧化剂 四氧化二氮 液态氧 液态氧 表2 燃料 热值 燃料 热值 汽油 4.6×107 J/kg 煤油 4.6×107 J/kg 柴油 4.3×107 J/kg 氢 1.4×108 J/kg 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） （1）使用氢作为燃料的主要优点是： 和 。  （2）某火箭发射时携带了3×104 kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能 将多少千克初温为20 ℃的水加热至沸腾[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），当地大 气压为1标准大气压]。 （3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次 测试中，一辆氢能源车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h，消耗了2 kg燃料，求 该发动机的效率。 热值大　 无污染　 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 第一步，确定能量转化方向： 能（总能量）转化为 能（有 用能量）；  第二步，确定能量表达式：总能量 ；有用能量 ；  第三步，列出效率表达式：效率＝×100％ →η＝ 　  ⁠×100 ；  第四步，代入数值求解。 内　 机械　 Q＝mq　 W＝Pt　 ×100% 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 解：（2）3×104 kg液态氢完全燃烧释放的热量 Q＝mq＝3×104 kg×1.4×108 J/kg＝4.2×1012 J 一个标准大气压下水的沸点为100 ℃，由Q＝cm（t－t0）可得水的质量 m'＝＝＝1.25×107 kg （2）某火箭发射时携带了3×104 kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20 ℃的水加热至沸腾[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），当地大气压为1标准大气压]。 燃料 热值 燃料 热值 汽油 4.6×107 J/kg 煤油 4.6×107 J/kg 柴油 4.3×107 J/kg 氢 1.4×108 J/kg 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 解：（3）氢能源车所做的功W＝Pt＝70 000 W×0.5×3 600 s＝1.26×108 J 2 kg燃料完全燃烧释放的热量Q'＝m″q＝2 kg×1.4×108 J/kg＝2.8×108 J 该发动机的效率η＝×100％＝×100％＝45％ （3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次 测试中，一辆氢能源车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h，消耗了2 kg燃料，求该发动机的效率。 燃料 热值 燃料 热值 汽油 4.6×107 J/kg 煤油 4.6×107 J/kg 柴油 4.3×107 J/kg 氢 1.4×108 J/kg 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 电热效率 ⁠ 小明家的电热水壶电热丝断了，他想用一根新电热丝R0替换，但不 知道阻值，于是他用伏安法进行了测量，用记录的多组数据描绘出R0的 U-I图象，如图所示。在老师的安全指导下，小明利用R0重新组装好电热水壶，接在220 V家庭电路中能正常工作，忽略温度对电阻的影响。求： 例3题图 解：（1）由图知当电压为11.0 V时对应的电流为0.25 A， 根据I＝得，R0的阻值R0＝＝＝44 Ω （1）R0的阻值。 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 例3题图 （2）新电热水壶的额定功率。 解：（2）新电热水壶的额定功率 P＝＝＝1 100 W ⁠ 小明家的电热水壶电热丝断了，他想用一根新电热丝R0替换，但不 知道阻值，于是他用伏安法进行了测量，用记录的多组数据描绘出R0的 U-I图象，如图所示。在老师的安全指导下，小明利用R0重新组装好电热水壶，接在220 V家庭电路中能正常工作，忽略温度对电阻的影响。求： 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 例3题图 ⁠ 小明家的电热水壶电热丝断了，他想用一根新电热丝R0替换，但不 知道阻值，于是他用伏安法进行了测量，用记录的多组数据描绘出R0的 U-I图象，如图所示。在老师的安全指导下，小明利用R0重新组装好电热水壶，接在220 V家庭电路中能正常工作，忽略温度对电阻的影响。求： （3）新电热水壶正常工作400 s，把质量为1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃， 其加热效率是多少。（百分号前面保留小数点后1位）[c水＝4.2×103 J/ （kg·℃）] 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 解：（3）水吸收的热量 Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃－20 ℃）＝3.36×105 J 由P＝可得，新电热水壶正常工作400 s，消耗的电能 W＝Pt＝1 100 W×400 s＝4.4×105 J 新电热水壶的加热效率η＝×100％＝×100％≈76.4％ 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） （1）水吸收的热量。 （2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃 烧多少千克干木柴（假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收）。 （3）该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。 光热效率 ⁠ [2019云南，23]太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太 阳能热水器已走进了千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳 能的总有效面积为2 m2，1 m2面积上1 h接收到的太阳能平均为2.52×106 J， 若阳光照射该热水器5 h，可以使质量为80 kg的水温度升高30 ℃[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q干木柴＝1.2×107 J/kg]，求： 例4题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 第一步，确定能量转化方向： 能（总能量）转化为 能 （有用能量）；  第二步，确定能量表达式：总能量 ；有用能量 ；  第三步，列出效率表达式：效率＝×100％ →η＝ 　×100 ；  第四步，代入数值求解。 太阳能　 内　 W＝EtS　 Q吸＝cmΔt ×100% 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） （1）水吸收的热量。 ⁠ [2019云南，23]太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太 阳能热水器已走进了千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳 能的总有效面积为2 m2，1 m2面积上1 h接收到的太阳能平均为2.52×106 J， 若阳光照射该热水器5 h，可以使质量为80 kg的水温度升高30 ℃[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q干木柴＝1.2×107 J/kg]，求： 解：（1）水吸收的热量 Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/（kg·℃）×80 kg×30 ℃＝1.008×107 J 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） （2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴（假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收）。 ⁠ [2019云南，23]太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太 阳能热水器已走进了千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳 能的总有效面积为2 m2，1 m2面积上1 h接收到的太阳能平均为2.52×106 J， 若阳光照射该热水器5 h，可以使质量为80 kg的水温度升高30 ℃[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q干木柴＝1.2×107 J/kg]，求： 解：（2）已知Q放＝Q吸＝1.008×107 J，根据Q＝mq得，需要完全燃烧的干木柴的质量m干木柴＝＝＝0.84 kg 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） （3）该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。 光热效率 ⁠ [2019云南，23]太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太 阳能热水器已走进了千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳 能的总有效面积为2 m2，1 m2面积上1 h接收到的太阳能平均为2.52×106 J， 若阳光照射该热水器5 h，可以使质量为80 kg的水温度升高30 ℃[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q干木柴＝1.2×107 J/kg]，求： 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） 解：（3）每天获得的太阳能 W总＝5 h×2 m2×2.52×106 J/（m2·h）＝2.52×107 J 太阳能热水器的效率 η＝×100％＝×100％＝40％ 太阳能的优点是取之不尽，用之不竭，属于可再生能源；清洁无污染等 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第五章　内能　内能的利用（8～12分） $$