安徽省中考三輪復習沖刺《效率類綜合計算》

效率類綜合計算2023年中考專題復習楊林初中----王兵海2.效率公式：3.解題關鍵在于理解題干，理解能量從哪里來，以及能量是如何轉換的，學會區(qū)分有用能量和總能量。解題必備重要知識點：1.理解三功：有用功、額外功和總功交通工具燃油型化學能轉化為機械能，有用功為牽引力做功W有＝F牽s，總功為燃料完全燃燒放出的熱量Q=mq或Q=qV;耗電型電能轉化為機械能，有用功為牽引力做功W有＝F牽s，總功為電動機消耗的電能W電=Pt家用電器燃料燒水化學能轉化為內能，有用功為水吸收的熱量Q=cmΔt，總功為燃料完全燃燒放出的熱量Q=mq或Q=qV;電燒水電能轉化為內能，有用功為水吸收的熱量Q=cmΔt，總功為用電器消耗的電能W電=Pt熱力發(fā)電類化學能轉化為電能，有用功W電=Pt，總功Q=mq4.你知道下列常見模型的能量轉化過程嗎？溫馨提示：重在理解過程，避免機械記憶哦~4.解題規(guī)范：(1)解題先寫“解：”(2)解題過程中需有必要的文字說明；(3)計算需有公式，沒有公式不得分；(4)計算過程必帶單位，該統(tǒng)一的單位要統(tǒng)一，直接由公式得出答案將被扣分；(5)效率類計算題公式和計算過程需乘以100%，例：(6)數(shù)字相乘用乘號(不可用點乘)，物理量下標要標清.2022(安徽)第7題燃氣灶效率的計算1．（2分）小明利用家中的燃氣表和溫度計測量燃氣灶燒水的效率。將1kg的水從20℃加熱到60℃，消耗了3的天然氣（假設天然氣完全燃燒），已知水的比熱容為×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為×107J/m3，則此次燃氣灶燒水的效率為

。42%2021(安徽)第8題機械效率（滑輪組）2020(安徽)第9題化學能轉化為內能有用功為水吸收的熱量：Q=cmΔt總功為燃料完全燃燒放出的熱量Q=mq或Q=qV;2019(安徽)第6題2018(安徽)第10題電能轉化為內能有用功為水吸收的熱量Q=cmΔt總功為用電器消耗的電能W電=Pt21.某家用轎車，重為1.5×104N，當車以72km/h的速度勻速直線行駛了，消耗汽油3kg,期間車受到的阻力為車重的倍。已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，在此過程中，求：

（1）車通過的路程;(2)牽引力做功的功率;(3)汽車發(fā)動機的效率。2016(安徽)第21題化學能轉化為機械能有用功為牽引力做功W有＝F牽s總功為燃料完全燃燒放出的熱量Q=mq或Q=qV某品牌電動自行車整車質量48kg，最高時速25km/h，其蓄電池的電壓為48V，容量為10Ah.求：(1)電動車座板做得寬大是為了_________(選填“增大”或“減小”)壓強，電動機工作時的能量轉化為：______________________.(2)以最高時速行駛20km至少需要多長時間？減小(1分)電能轉化為機械能(1分)解：(2)至少需要時間(2分)壓強與壓力成正比，與接觸面積成反比例題：電能轉化為機械能，有用功為牽引力做功W有＝F牽s，總功為電動機消耗的電能W電=Pt(3)某次測試時，給蓄電池充滿電，60kg測試員騎電動車勻速行駛6km，顯示消耗電量10%，已知電動車勻速直線行駛時受到的阻力為總重的倍，則電動車電動機的效率是多少？電動機效率為(3)蓄電池充滿電后，儲存電能勻速行駛：牽引力做的功=阻力做的功利用已知量求出消耗的電能W有：牽引力做的功W'：消耗的電能W′＝10%W＝10%×1.728×106J＝1.728×105J(1分)電動車測試過程中消耗的電能W＝48V×10Ah＝48V×10A×3600s＝1.728×106J(1分)電動車勻速直線行駛時受到的阻力為(3)某次測試時，給蓄電池充滿電，60kg測試員騎電動車勻速行駛6km，顯示消耗電量10%，已知電動車勻速直線行駛時受到的阻力為總重的倍，則電動車電動機的效率是多少？電動機效率為牽引力做的功W有＝Fs＝21.6N×6000m＝1.296×105J(1分)由于電動車做勻速直線運動，所以牽引力F＝f＝21.6Nf＝G總＝0.02(m車＋m人)g＝0.02×(48kg＋60kg)×10N/kg＝21.6N(4)雨天過后路面濕滑，從安全角度考慮，請你提一條騎行電動車的注意事項．(4)減速慢行，不超載、不超速(合理即可)(1分)(1分)典例精講例

如圖甲所示的某品牌智能滾筒洗衣機具有洗凈度高、不傷衣物、可設定洗滌溫度、方便、安全等優(yōu)點．它具有加熱和保溫洗滌兩個擋位，加熱擋工作時電動機不工作，保溫擋工作時電動機同時啟動，主要參數(shù)如圖乙．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，g取10N/kg]求：某品牌智能滾筒洗衣機額定電壓220V加熱功率2400W保溫功率440W設定溫度范圍30℃～90℃電動機功率240W防電墻電阻1×106Ω甲乙洗衣機加熱檔位：電能→內能保溫洗滌檔位保溫：電能→內能洗滌：電能→機械能能量是怎樣轉換的呢？(1)該智能滾筒洗衣機具有加熱功能，其主要利用電流的________效應.加熱水的過程是通過____________的方式改變物體內能的．熱(1分)熱傳遞(1分)改變物體內能的兩種方式：做功、熱傳遞某品牌智能滾筒洗衣機額定電壓220V加熱功率2400W保溫功率440W設定溫度范圍30℃～90℃電動機功率240W防電墻電阻1×106Ω乙(2)洗衣機處于保溫狀態(tài)時，通過電熱絲的電流．解：(2)由P＝UI可知，當洗衣機處于保溫狀態(tài)時，通過電熱絲的電流(1分)(3)洗衣機內注入10kg的水，在額定電壓下連續(xù)加熱1050s，水溫由10℃上升到40℃，求此過程中的加熱效率．加熱的效率求出加熱過程中水吸收的熱量Q吸＝cmΔt求出消耗的電能W＝Pt某品牌智能滾筒洗衣機額定電壓220V加熱功率2400W保溫功率440W設定溫度范圍30℃～90℃電動機功率240W防電墻電阻1×106Ω乙(3)水吸收的熱量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(40℃－10℃)＝1.26×106J(1分)＝50%(1分)洗衣機加熱的效率洗衣機加熱消耗的電能W＝P加t＝2400W×1050s＝2.52×106J(1分)(4)防電墻技術的應用是洗衣機未來發(fā)展的趨勢．防電墻通過在洗衣機內部形成永久性電阻保證人的安全．異常漏電情況下，電流依次經防電墻和人體流入大地，若人體的最大電阻為1×105Ω，人體的安全電壓不高于36V，通過計算判斷防電墻技術能否保證人的安全．漏電情況下：防電墻和人體串聯(lián)(4)防電墻與人相當于串聯(lián)，根據串聯(lián)電路電阻特點可知，電路總電阻利用串聯(lián)電路分壓原理，計算出人體兩端的電壓因為U人小于36V，所以防電墻技術能保證人的安全此時人體的電壓串聯(lián)電路中的電流R＝R0＋R人＝1×106Ω＋1×105Ω＝1.1×106Ω(1分)(1分)U人＝I0R人＝2×10－4A×1×105Ω＝20V(1分)實戰(zhàn)演練基礎訓練1.(選自《萬唯中考2022逆襲卷》)(9分)如圖是某空氣炸鍋，其原理是利用熱空氣流加熱食物，其優(yōu)點是可以用很少油或者不用油.工作電路是由一個電風扇和阻值為55Ω的電熱絲并聯(lián)組成.其相關參數(shù)如銘牌所示.小明同學想測算該空氣炸鍋的加熱效率，他把600g雞翅放入鍋中，測出其初溫為20℃，當空氣炸鍋正常工作8min，雞翅被加熱至200℃.[c雞翅＝3.0×103J/(kg·℃)]品名XX牌空氣炸鍋型號GLC—708額定電壓220V額定功率

電風扇額定功率55W乙甲空氣炸鍋電熱絲：電能→內能電風扇：電能→機械能(1)為了用電安全，空氣炸鍋接入電路中使用時需將插頭插入________孔插座中.熱空氣流加熱食物是通過__________的方式改變食物的內能.(2)正常工作時空氣炸鍋的功率是多少？空氣炸鍋的功率=電風扇功率+電熱絲功率品名XX牌空氣炸鍋型號GLC—708額定電壓220V額定功率

電風扇額定功率55W乙三(1分)熱傳遞(1分)解：(2)由

、P＝UI可得，正常工作時空氣炸鍋電熱絲的功率為根據已知量求解正常工作時空氣炸鍋的功率為P總＝P熱＋P電風扇＝880W＋55W＝935W(1分)(1分)(3)雞翅吸收的熱量為(3)加熱過程中雞翅吸收的熱量是多少？熱量Q吸＝cmΔt品名XX牌空氣炸鍋型號GLC—708額定電壓220V額定功率

電風扇額定功率55W乙Q吸＝c雞翅m(t－t0)＝3.0×103J/(kg·℃)×600×10－3kg×(200℃－20℃)＝3.24×105J(2分)熱量怎么計算呢？(4)該空氣炸鍋的加熱效率約為多少？(結果保留一位小數(shù))(4)由

可知，電熱絲消耗的電能為品名XX牌空氣炸鍋型號GLC—708額定電壓220V額定功率

電風扇額定功率55W乙加熱效率該空氣炸鍋的加熱效率為W電＝P熱t(yī)熱＝880W×8×60s＝4.224×105J(1分)(2分)Q吸已求出，則求出W電為電熱絲消耗的電能2.(9分)2022年3月1日，彰顯中原創(chuàng)新精神的地標性建筑——河南省科技館新館開始啟動試運行壓力測試，決定在2022年6月1日前后開館試運行.這不僅是河南省有史以來規(guī)模最大的公益性項目，也是國內在建最大規(guī)模的科技館.如圖所示是建造時所使用的混凝土泵車，它使用柴油提供動力，最高車速不得高于90km/h.求(ρ混凝土=4.0×103kg/m3，q柴油=4.0×107J/kg，g取10N/kg).(1)混凝土泵車作業(yè)時，空氣中彌漫著柴油的氣味，這是由于分子在不停地做______________；泵車工作時所使用的柴油屬于____________(選填“可再生”或“不可再生”)能源.無規(guī)則運動(1分)不可再生(1分)混凝土泵車：柴油燃燒提供動力：化學能→機械能解：(2)該泵車的速度為(2)該泵車在某路段5min內行駛4.5km，是否超出了規(guī)定限速？速度故該泵車未超出規(guī)定限速.(1分)(2分)(3)該泵車將60m3的混凝土輸送到10m高的樓上，消耗柴油2kg，則該泵車克服混凝土重力做的功是多少？該泵車的效率是多少？功W=Gh熱量Q放=mq柴油(3)由

可得，60m3混凝土的質量效率則泵車的效率Q放=m'q柴油=2kg×4.0×107J/kg=8.0×107J(1分)完全燃燒2kg柴油產生的熱量將60m3

的混凝土輸送到10m高的樓上，克服混凝土重力所做的功W=Gh=mgh=2.4×105kg×10N/kg×10m=2.4×107J(1分)m=ρ混凝土V=4.0×103kg/m3×60m3=2.4×105kg(1分)(1分)3.(選自《萬唯中考2022物理壓軸題》)(7分)工人用圖甲所示的滑輪組運送建材上樓，每次運送量不定，滑輪組的機械效率隨建材重力變化的圖像如圖乙，滑輪和鋼繩的摩擦力及繩重忽略不計，g取10N/kg.(1)若某次運送建材的質量為50kg，則建材的重力是多少？重力G＝mg解：(1)建材的重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N(2分)需計滑輪的重力有用功：建材重力做的功總功：工人拉力F做的功(2)由圖甲可知，n＝2，則1min繩子自由端移動的距離(2)若工人在1min內將建材勻速豎直向上提升了12m，作用在鋼繩上的拉力為200N，求拉力的功率；

功率求出拉力所做的功拉力的功率W＝Fs＝200N×24m＝4800J(1分)拉力做的功s＝2h＝2×12m＝24m(1分)(3)當滑輪組的機械效率為60%時，運送建材的重力是多大？(3)由圖乙可知，當η＝50%時，重物G＝400N由圖乙可知，G=400N時，η=50%求出η=60%時，建材的重力根據效率轉化關系求出滑輪的重力解得G′＝600N(1分)當η′＝60%時，即解得G動＝400N(2分)因為所以5.(2020河南21題8分)在家電博覽會上，小亮家買了一款標有“220V

3000W”的電熱水器．(1)電熱水器中的電熱管工作時利用的是電流的________效應．智能化遙控器通過紅外線對熱水器進行溫度設置，紅外線是__________(選填“可見”或“不可見”)光．(2)大功率家用電器需要使用專用插座，插座的常用規(guī)格有“10A”和“16A”兩種，通過計算說明該電熱水器應選用哪種規(guī)格的插座．熱(1分)不可見(1分)電熱水器：電能→內能解：(2)電熱水器正常工作時的電流為電流求解后判斷應選用“16A”規(guī)格的插座(1分)(1分)拔高訓練(3)已知該電熱水器的加熱效率為90%，求它正常工作時把30L水從20℃加熱到47℃需要的時間.[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃).]求出水吸收的熱量Q吸＝c水mΔt(3)水的質量為m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×30×10－3m3＝30kg(1分)時間根據效率轉化關系求出消耗的電能W需要的時間電熱水器消耗的電能水吸收的熱量為Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×30kg×(47℃－20℃)＝3.402×106J(1分)(1分)(1分)6.(選自《萬唯中考2022物理壓軸題》)(7分)如圖所示，某型號家用洗碗機的工作過程是：先打開進水閥使水箱內進水，再通過電加熱管將水箱內的水加熱至設定溫度，然后電動機帶動水泵將水箱中的熱水抽出，通過噴水管沖洗．洗碗機內的餐具其部分參數(shù)如下表所示，已知該洗碗機一次標準洗滌程序的耗水量是9kg，耗電量是0.8kW·h，所需時間是130min.額定電壓頻率電加熱管功率設定水溫220V50Hz1400W80℃洗碗機電熱管加熱：電能→內能電動機工作：電能→機械能(1)若某次標準洗滌時進水閥中水溫為20℃，30min后即加熱到設定的水溫，則水箱中水吸收的熱量是多少？電加熱管的加熱效率是多少？電能W=Pt

熱量Q吸＝cmΔt解：(1)水箱中水吸收的熱量代入數(shù)據求解電能轉化為內能額定電壓頻率電加熱管功率設定水溫220V50Hz1400W80℃則電加熱管的加熱效率由

可得，電加熱管通電30min消耗的電能W1＝P1t1＝1400W×30×60s＝2.52×106J(1分)Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×9kg×(80℃－20℃)＝2.268×106J(1分)(1分)(2)由題知Q放＝Q吸，由Q放＝qV可得，需要天然氣的體積(2)若(1)中水吸收的熱量由熱值為4×107J/m3的天然氣燃燒提供，則至少需要多少天然氣？(不考慮能量損耗)求天然氣體積額定電壓頻率電加熱管功率設定水溫220V50Hz1400W80℃Q吸＝Q放=qV(2分)(3)試通過計算說明洗碗機內的電動機功率大約是多少？(3)由題知，洗碗機總共消耗的電能W總＝0.8kW·h＝2.88×106J電動機工作時消耗的電能W2＝W總－W1＝2.88×106J－2.52×106J＝3.6×105J(1分)電動機的功率求電動機功率P額定電壓頻率電加熱管功率設定水溫220V50Hz1400W80℃代入數(shù)據求解W總=W電熱管+W電動機求電動機消耗的電能(1分)7.(選自《萬唯中考2022物理壓軸題》)(7分)如圖甲所示是河南省在建的洛寧抽水蓄能電站，深夜用過剩的電能通過抽水機把下蓄水池的水抽到高處的上蓄水池內，白天則通過閘門放水發(fā)電，如圖乙所示，若上蓄水池長為150m、寬為30m，從深夜11時至凌晨4時抽水，使上蓄水池水面增高20m，而抽水過程中上升的高度始終保持為80m，請完成下列問題：(g取10N/kg，水的密度為1.0×103kg/m3)(1)抽水機抽水是利用___________工作的，發(fā)電機是根據_________________原理制成的．抽水蓄能電站深夜：電能→機械能白天：機械能→電能大氣壓(1分)電磁感應(1分)(2)不計抽水過程中其他能量損耗，在抽水過程中抽水機所做的功和功率.解：(2)抽水到上蓄水池內水的總質量為m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×(150m×30m×20m)=9.0×107kg抽水到上蓄水池內水的總重力為G水=m水g=9.0×107kg×10N/kg=9.0×108N(1分)抽水過程：把下蓄水池的水抽到高處的上蓄水池根據已知量求解功率功W=Gh抽水過程中抽水機所做的功W=G水h=9.0×108N×80m=7.2×1010J(1分)抽水過程中抽水機的功率(1分)(3)開閘放水時，這些水的能量如果由熱電站來提供，則需要燃燒多少kg的無煙煤？(已知熱電站的效率為30%，無煙煤的熱值為3.0×107J/kg)由

得，熱電站：無煙煤燃燒放出的熱量轉化為水的能量求出無煙煤質量利用能量轉化效率求出熱量(3)水的能量=抽水過程中抽水機所做的功，為7.2×1010J燃燒無煙煤的質量(1分)(1分)8.

(選自《萬唯中考2021逆襲卷》)(9分)工人師傅要將質量為100kg的木箱搬到1.5m高的車廂里，他將一塊5m長的長板搭在地面與車廂之間構成斜面，然后站在車上用400N的拉力在10s內將木箱從斜面底端勻速拉到車廂里，如圖所示，g取10N/kg.(1)工人師傅利用斜面將木箱從底端勻速拉到車廂里，該過程中木箱的機械能_________(選填“增大”“減小”或“不變”)；若想增大此斜面的機械效率，可采取的方法是______________________________________________(寫出一種即可)．增大(1分)使斜面的表面變光滑(或增大斜面的傾斜角度)(1分)有用功：木箱重力做的功總功：拉力F做的功(2)拉木箱過程中，木箱的速度以及拉力的功率是多少？解：(2)已知斜面長s＝5m，木箱的速度總功W總＝Fs功率速度拉力做的總功W總＝Fs＝400N×5m＝2000J(1分)拉力做功的功率(1分)(1分)(3)拉木箱過程中，斜面的機械效率是多少？機械效率(3)木箱的重力G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N工人做的有用功W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J(1分)斜面的機械效率總功已求出，需求出有用功(1分)(4)木箱對車廂底板的壓力F壓＝G＝1000N木箱對車廂底板的壓強(4)木箱被拉到車廂里后，放在水平車廂底板上，木箱與車廂底板的接觸面積為0.5m2，木箱對車廂底板的壓強是多少？壓強壓力等于重力(2分)9.(2022鄭州外國語九年級期末)(12分)新能源純電動汽車因其環(huán)保、節(jié)能、高效等諸多優(yōu)勢，已逐漸成為人們重要的交通工具之一.2021年民族企業(yè)比亞迪，以584020輛的全年銷售占領新能源廠商銷售排行榜榜首，如圖所示為比亞迪一款純電動車.(1)電動汽車在行駛時，主要將電能轉化為_________能；電動機的工作原理是：_______________________________________________________________.通電導體在磁場中受到力的作用或通電線圈在磁場中受機械(1分)力而轉動(1分)純電動車：電能→機械能(2)若電動汽車工作時電動機最大功率為160kW，工作電壓為320V，求電動機工作時最大電流是多少？當電動機以最大功率工作20min，若電能轉化為機械能的效率為90%，則轉化為機械能是多少J？(2)由P=UI得，電動機工作時最大電流已知功率、時間則電能轉化為的機械能W機=90%×W電=90%×1.92×108J=1.728×108J(1分)W電=Pt=160kW×20min=1.6×105W×20×60s=1.92×108J(2分)電動機以最大功率工作產生的電能(2分)利用效率轉化率求出機械能求出電能W=Pt(3)若某燃油汽車輸出相同的機械能，其能量轉化率為30%，則需要消耗的汽油為多少kg？(q汽油=4.5×107J/kg)利用效率轉化率求出燃燒放出的熱量(3)燃油燃燒放出的熱量由Q放=mq求得質量(3分)(2分)由Q放=mq得，消耗的汽油的質量10.

(選自《萬唯中考2021黑白卷》)(9分)混合動力汽車由一臺內燃機和一臺電動機組成，汽車起動時，內燃機并不工作，動力電池通過驅動電機向車輪輸送能量；當高速行駛或動力電池儲存電能過低時，內燃機啟動，既可以向車輪輸送能量，又可以同時給動力電池充電.電池相關參數(shù)如下表．某次汽車在平直公路上勻速行駛100km用時1h，所受的阻力為1.656×103N，此過程中僅由內燃機只向汽車提供動力，消耗了16L汽油.(汽油密度為ρ汽油＝0.72×103kg/m3，熱值q＝4.6×107J/kg)試問：(1)內燃機的_________沖程提供車輛前進的機械能，電動機的工作原理是_____________________________.電池容量44kW·h充電電壓220V充電電流20A混合動力汽車內燃機：化學能→機械能+電能電動機：電能→機械能做功(1分)磁場對通電導體有力的作用(1分)(2)該混合動力汽車蓄電池將電能耗盡后，再次充滿電至少需要多長時間？電能W＝UIt解：(2)蓄電池最多存儲的電能W＝44kW·h＝44×3.6×106J＝1.584×108J(1分)根據W＝UIt，蓄電池再次充滿電至少需要的時間根據已知量求解(1分)(3)汽車牽引力做功的功率．勻速行駛：牽引力=阻力(3)因為汽車勻速行駛，所以受到平衡力的作用，牽引力F＝f＝1.656×103N(1分)汽車勻速行駛時，所做的有用功W有＝Fs＝1.656×103N×100×103m＝1.656×108J(1分)牽引力做功的功率(1分)求出功率求出功W＝Fs(4)汽車內燃機的效率．(4)內燃機消耗16L汽油放出的熱量Q放＝m汽油q＝ρ汽油Vq＝0.72×103kg/m3×16×10－3m3×4.6×107J/kg＝5.2992×108J(1分)內燃機的效率效率(1分)W有：牽引力做的功Q放：汽油燃燒放出的熱量拓展提升太陽能電池板風力發(fā)電機蓄電池LED燈電池板的總面積0.5m2最大限制風速12.0m/s電池容量150A·h額定電壓24V光電轉