第39课时 专题：效率-（讲练）【优+学案·赢在中考】2025年中考物理总复习（潍坊专用）

第39课时专题：效率 将1.5kg水烧开时，水吸收的热量Q陵=cm△t=4,2× 【聚焦重难】 103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J. W 加热8min,电热水壶消耗的电能W=Pt=1200W×8× 例1(1)柴油机的效率7= Q放 滑轮组的效率)一W,电热水 60s=5.76×105J. Q吸 器工作的效率)= Q里_5.04×10】-0.875=87.5%. 电热水壶的效率7=W=5.76×10丁 (2)效率高说明在机器工作的过程中，有用的能量占总能量的比 (2)天然气需要放出的热量Q微 Qg=5.04×10J=8.4X10J, 例商。7有的能提 60% 归纳梳理 需要燃烧天然气的体积V=Q:=&.4×10」 93.6X10J/m≈0.023m. 1.机器工作的过程就是能量转化的过程，能量不可能百分之百 3.解：)汽车行驶的速度v=；=人=108km/h 的转化为我们想要利用的那部分能量，所以才有了效率问题： 1h 效率总小于1，通常用百分数来表示. (2)汽车沿平直公路匀速行驶，受力平衡，根据二力平衡条件 2.效率是表示能量利用率的物理量，效率是机器性能的重要指标. 可知，牵引力F=f=1380N, 3.效率等于有用能量与总能量的比值 牵引力做的功W=Fs=1380N×108×103m=1.4904×103J, 变式训练1 牵引力的功率为P=W-1.4904X10」-41400w, t 3600s Q级W Q放 W电 电动机工作过程中转化为有用功的能量占总消耗 (3)消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q放-mq汽油=10kg× 的电能的百分比高 4.6×107J/kg=4.6×10J, 例2解：根据题意可知，此太阳能电池板在充电过程中每小时 车发动机的效率7一”×10%-10019× W 接收到的太阳能辐射的能量 4.6×103J W=750J/(m2·s)X5m2×3600s=1.35×102J= 100%=32.4% 3.75kW·h. 4.解：(1)水被加热至沸腾时吸收的热量 充满电所需要的太阳能辐射能量 Q水服=c本m水△t=4.2X103J/(kg·℃)X100X10-3kgX W太=58W=58×3.75kW·h=217.5kW·h. (100℃-20℃)=3.36×10J. 该车全部采用太阳能充电时的光电转化效率 (2)因为单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等， 60kW·h 所以某液体从20℃加热至沸腾所吸收的热量 W电×100%=217.5kw.万×100%≈27.6%. 9一W* 5 Q腋段=4Q水段=4 =5×3.36×10J=4.2×104J, 归纳梳理 1.(1)通过审题，可从题干文字含义、结合生活经验再现工作过 (3)酒精完全燃烧放出的热量为 程情景等方法来判断能量转化过程中涉及的能量. Q数=m酒精9酒精=4X10-3kgX3×107J/kg=1.2×105J, (2)根据能量转化方向及有用能量、额外能量、总能量的定义， 酒精灯的加热效率为7=Q壁×100%=4.2X10」× 确定能量转化过程中的有用能量.在A能量转化为B能量的 Q放 1.2×105J 过程中，A是总能量，B是有用能量.有用的能量是最终实现 100%=35%. 目的的能量. 5.解：(1)小 2.(1)通过审题，确定有哪些能量转化过程，确定每个转化过程 (2)集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量为3×105J; 中的有用能量、额外能量、总能量； 集热板的光热转化效率为60%， (2)根据具体机器的工作情况及题干条件，选择符合本机器工 集热板中的水获得的内能Q=PSt=60%×3×10J/(h·m2)× 作时的具体公式来计算有用能量或总能量，解决问题 4×104m2×10h=7.2×10J. 变式训练2 蓄水吸收的热量Q'=Q一E=7.2×1011J-1.74×1011J= 解：该车的行驶速度v=108km/h=30m/s, 5.46×101J. 行驶过程中的摩擦力f率=0.03G=0.03mg=0.03×940kgX 水的质量m=Q 5.46×1011J 10N/kg=282N, a:=4.2x10j7kg·℃)X10℃=1.3× 行驶过程中的空气阻力f=ku2=0.02N·s/m2×(30m/s)2= 107kg. 18N, 水箱容积V=”=1.3X102kg 阻力大小Fm=f摩+f=282N+18N=300N, 1.0x102kg/m=1.3X104m. 汽车行驶过程中的牵引力F幸=F雕=300N, (3)水箱中水降低温度可以放出的热量Q”=cm△t=4.2× 牵引力做功W=Fs=300N×54000m=1.62×107J, 103J/(kg·℃)×1.3×10kg×(48℃-40℃)=4.368× 消耗电能W电=5kW·h=1.8×10J, 104J. 推进效率7×100%-62X10 4.368×101J W ×100%=90%. 可以供暖的天数n= ≈2.5天，不能满足3天 1.8×107J 1.74×101J/天 【达标检测】 的要求。 1.D 跨学科实践（综合能力） 2.解：(1)电热水壶内装满水时，水的体积V=1.5L=1.5× 1.(1)地(2)温度(3)液化放热 10m,由e-可得，水的质量m=pV=1.0X10k/mX 2.【初步设计P。 1.5×103m3=1.5kg. 【改进设计】 44第39课时 专题：效率（答案P4) 效率问题是潍坊初中学业水平考试物理考查的重点之一，考查点较为明确，主要涉及能量转化 过程，如对电加热水、燃烧燃料加热水、太阳能加热水、电动汽车、燃油汽车、重物提升等过程中有效 能量（有用功）、总能量（总功）的判断，并进行简单的效率计算， ◆◆◆●◆◆◆◆◆◆◆◆●◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆●◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ 考 情 览 ◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ 总分值 考查内容 题型 频次 2020 2021 2022 2023 2024 机械效率 计算题 5年2考 热效率 计算题 5年4考 14 9 8 其他效率 计算题 5年3考 备考指导 专题类型 (2)常用公式如下表. 近几年潍坊中考题中关于效率的问题以计 物理情境或物理量 公式 算题为主，主要研究整个能量转化过程中总能量 水吸热 Q吸=cm△t (总功)、有效能量（有用功）、额外功、效率等的 汽车行驶 W-Fs 计算。 提升货物 W=Gh 解题指导 燃料燃烧 Q益=mg或Q效=Vg (1)解答此类题目的关键是先根据题意，确 电功 W=Pt或W=UIt 定情境中对应的有用能量（有用功）和总能量（总 拉力做功 W-Fs 功)，明确能量转化过程，知道能量转化过程中额 效率 W有 1一W总 外能量（额外功）是如何产生的，然后选择合适的 公式进行计算， ◆◆◆●◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆●◆◆◆◆◆◆◆◆◆ 聚 焦 重 难 〉◆◆◆◆◆●◆◆◆◆◆◆◆◆◆●◆◆◆◆◆◆0◆◆●◆◆◆◆◆◆◆0 重难点一】理解效率概念 (1)写出三种效率的表达式. (2)请用一句话概括说明机器效率高的物理 【例1】不同物体的工作效率大小是不同 意义.并试着写出效率的一般表达式。 的.如：某柴油机工作的效率是35%；用某滑轮组 思路点拨：1.以上三种物体的效率分别属于 竖直提升重物时，滑轮组的效率为70%；某电热 哪种效率？效率的表达式通常根据各种效率的定 水器工作的效率是87%.请对比三个效率，分析 义来确定，你认为三种效率分别表示怎样的含义？ 回答以下问题. 2.从能量转化的角度或做功的角度概括各 物理·讲练册潍坊专用 241 种物体工作效率的共同物理意义，并给出表电转化”的字面意思是什么？此车辆工作时发生 达式 能量转化的过程有哪几个？可以通过哪些途径 自主解答： 和方法确定这些能量转化？ 2.“光电转化效率”中的电能属于有用的能 量还是总的能量？如何判断的？ 自主解答： 【归纳梳理】 通过上述不同效率的比较，写出你对效率的 认识 【归纳梳理】 1.归纳在一个工作过程中，判断哪些能量发 生了转化以及区分是有用能量还是总能量的 方法. 【变式训练1】 某燃气灶烧水的效率为60%，某电动机工作 的效率是83%，分别写出两种效率的表达 2.解决效率问题的一般思路方法. 式： 电动机的工作效率高于 燃气灶的烧水效率，说明： 【变式训练2】 重难点二】解决效率问题的一般思路方法 (2023·潍坊中考改编)在对上述太阳能辅 助电动车进行测试的过程中，在其匀速直线行驶 【例2】(2023·潍坊中考改编)某公司研发的 阶段，有关测试数据如下表所示.已知该车行驶 一款太阳能辅助电动车，车身上部铺满了太阳能 过程所受阻力包括摩擦力和空气阻力，摩擦力为 电池薄膜，可实现太阳能和充电桩两种充电模 整车重力的0.03倍，空气阻力与行进速度的关 式.光电转化效率是衡量太阳能电池性能的重要 系为f=kv2,k=0.02N·s2/m2.若定义该车的 指标.若该车全部采用太阳能充电，太阳晴朗且 推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电 接收板对着太阳时，每平方米面积上1s的时间 能之比，用字母刀表示，g取10N/kg,求：该车的 能收到的太阳辐射为750J,需要58h才能充 推进效率刀 满.太阳能电池板的面积为5m2,该车充满电后 整车质量：940kg 行驶路程：54km 的电池容量为60kW·h.该车全部采用太阳能 行驶速度：108km/h 消耗电能：5kW·h 充电时的光电转化效率是多少？（最终结果保留 一位小数) 思路点拨：1.此车辆在工作时的能量转化过 程是解决问题的关键.“太阳能辅助电动车”“光 242 优学系赢在中考 ◆◆0◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆(《 达标检 测 ,》◆◆◆◆00◆0◆◆0◆0◆◆◆0◆◆000◆◆00◆◆◆0◆◆◆0 1.(2023·通辽中考)如图所示，用滑轮组帮助汽 1380N(q汽油=4.6×10？J/kg).求： 车脱困，汽车被水平匀速拉动1.2m时，作用 (1)汽车行驶的速度. 在绳子自由端的拉力F为1000N,绳子自由 (2)牵引力的功率. 端移动的速度为0.6m/s,滑轮组的机械效率 (3)汽车发动机的效率. 为80%.则下列说法正确的是( ) A.汽车移动的速度为0.4m/s B.拉力F做的功为1200J C.汽车受到的摩擦力大小为2000N D.拉力F所做的有用功的功率为480W 2.如图所示是一款自动上水电热水壶.铭牌如下 4.(2024·潍坊期末)小刚同学在老师的指导下， 表所示.若电热水壶内装满水，在额定电压下 用如图甲所示的实验装置分别加热100g水和 工作（外界大气压强为1个标准大气压）.P水= 100g某液体，用测得的数据绘制了温度随时 1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃).求： 间变化的图像，如图乙所示.某液体从20℃加 电源220V50Hz 热至沸腾刚好消耗了4g酒精.若单位时间内 型号DSP-19B 甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，c水= 加热时1200W 功率 保温时40W 4.2×103J/(kg·℃)，9酒精=3×10J/kg,环 容量1.5L 境气压为一个标准气压.求： (1)若瓶内20℃的水加热8min正好烧开，加 (1)水被加热至沸腾时吸收的热量， 热时电热水壶的热效率， (2)某液体从20℃加热至沸腾所吸收的热量， (2)已知天然气的热值约为3.6×10？J/m3,燃 (3)酒精灯加热某液体的效率. 气灶烧水的效率约为60%，要烧开同样的水需 ↑温度/℃ 要消耗多少天然气？（结果保留3位小数） 140 100 20 0 4 8l0时间/min 3.(2023·兰州中考)一辆燃油汽车沿平直公路 匀速行驶了108km,所用时间为1h,消耗汽油 10kg,汽车在行驶过程中所受阻力恒为 物理·讲练册潍坊专用 243 5.新情境(2024·陕西中考)某高校科研人员 度最终升高了10℃.请分析计算该蓄水箱的 根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特 容积至少是多少。 点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系 (3)假设该县城用户均采用地暖供热.根据地 统.该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其 暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃.若 基本工作过程如图所示.集热板白天接收太阳 这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃， 辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器， 接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析， 使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入 蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标 用户.集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器 准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 之间阀门关闭.晴天时，集热板获得的内能不 仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求， 同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决 阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤， 不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！” 集热 蓄热 供暖 太阳能集热板热交换器 供暖管道 H 蓄水箱 用户 同学们用所学初中物理知识对该系统某一天 的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作 过程和相关数值均做了简化处理，如表所 示.不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换 器的热损失.[c水=4.2×103J/(kg·℃)， p水=1.0×103kg/m3] 蓄水箱全天持续供 集热板每小时、每 暖输出能量（含用 集热板 平方米接收的太阳 户得到的内能、蓄 面积 辐射能量 水箱和供暖管道的 热损失) 3×10J 4×104m 1.74×101J (1)同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用 该系统供热的原因之一是：藏区海拔高，大气 压强 (选填“大”或“小”)，空气密度 小，蓄水箱对流散热慢. (2)若这一天光照时长为10h,集热板的光热 转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能 是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户 全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温 244 优学秦赢在中考