河南省2024年物理中考热点备考重难专题：效率类综合应用题（课件）

这是一份河南省2024年物理中考热点备考重难专题：效率类综合应用题（课件），共41页。PPT课件主要包含了课件说明，效率类综合应用题，典例精讲，实战演练，要点回顾，电流的热效应，代入数据求解，电阻R，率最大处于加热挡，c水mΔt等内容，欢迎下载使用。
一、课件设计初衷 基于老师在二轮专题复习中，找好题、选好题来攻克重难题型有较大的需求，特设计重难专题课件.在制作过程中，通过设计启发式问题、思维过程性分析，有助于学生掌握解题思路和方法，提高课堂效率.二、课件亮点1.依据区域考情，针对性选题 按照本地区考情及考法选题，针对性强，有效提高老师备课效率2.一题多设问，提高课堂效率 通过改编题，做变式或补充设问，让老师可以用一道题讲透一类题，为老师提供原创好题3.一题多解与思路引导，体现思维过程 通过问题启发式激发学生思考，为学生提供多种的解题思路和方法；利用思路引导的形式分析解题思路，解题的关键点挖空进行设问，形成解题思维三、课件使用场景 适用于中考二轮专题复习
效率类综合应用题，10年9考，仅2021年未考查：①考查类型及设题背景： 电热效率类(5次)：洗衣机、电热水壶、电动汽车、南阳水利发电；力电效率类(1次)：电动自行车；机械效率类(2次)：载重汽车、斜面；力热效率类(1次)：推土机；
②设问形式：简答题，3-4问，其中第一问为填空题(8次)，计算题中考查单位换算(8次)、效率计算(9次)；电热效率类：计算速度(1次)、热量(1次)、电流(4次)、电能(1次)、力电效率类：计算电能(1次)机械效率类：计算速度(1次)、功(1次)、功率(1次)、热量(1次)力热效率类：计算功(1次)
③核心知识：电热效率类： 、Q=mq、 、W=Pt、力电效率类：W=Pt、机械效率类：Q=mq、 、W有用=Gh、W=Pt、力热效率类： 、W=Pt、m=ρV、Q=mq、
1.效率转化公式：2.解题关键在于理解题干，理解能量从哪里来，以及能量是如何转换的，学会区分有用能量和总能量；
3.常见模型的能量转化：
例1 中国人煮茶最讲究“火候”二字，如图甲所示的养生壶是大家非常喜欢的小电器，有加热和保温两个功能．小莉对养生壶做了调查研究：养生壶的部分参数如表所示．其加热部分的简化电路如图乙所示．(1)养生壶工作时是利用________________工作的．
(2)R2阻值是多少？
当S、S1闭合时:电阻_______接入电路，处于______挡当S闭合、S1断开时:电阻_______接入电路，处于______挡
已知额定电压、额定功率，求电阻
当开关S闭合、S1断开时，养生壶处于保温挡
R2的阻值R2＝R总－R1＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω
(3)小莉在网上查看产品宣传：此养生壶6 min可把1 L、初温为20 ℃的水煮沸，无需久等，额定电压下工作时，加热效率为80%.请计算说明此宣传是否真实．[已知当地气压为1个标准大气压，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]
水吸收的热量Q吸＝_______
消耗的电能W＝______
代入数据求出Q，与Q吸比较
水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J
W＝P加热t＝1 100 W×6×60 s＝3.96×105 J
由于其加热效率为80%，故水吸收的热量Q＝ηW＝80%×3.96×105 J＝3.168×105 J比较Q吸与Q之间的关系，得出结论：水需要吸收的热量Q吸＞Q，故宣传是不真实的
(4)细心的小莉发现现在的养生壶部分为二脚插座，请从安全用电角度提点建议．
(4)当养生壶漏电时外壳带电，人接触外壳就有触电的危险，由于两脚插头不能起保护作用，应该换成三脚插头更安全．
例2 (2022河南黑白卷)在河南郑州黄河国家博物馆建设中，需要利用电动机把质量为1 t的材料沿与水平地面成30°夹角的斜坡以1 m/s的速度匀速从底部拉上坡顶．如图所示，已知斜坡高度为7.5 m，电动机的输出功率为12.5 kW.(g取10 N/kg)(1)使用斜面________(选填“能”或“不能”)省功．
(2)把材料从斜面底拉到斜面顶所用的时间是多少？
(2)斜面长s＝2h＝2×7.5 m＝15 m电动机把材料从斜面底拉到斜面顶的时间
(3)把材料拉上斜面顶的过程中斜面的机械效率是多少？
(3)材料重G＝mg＝1×103 kg×10 N/kg＝1×104 N电动机做的有用功W有用＝Gh＝1×104 N×7.5 m＝7.5×104 J电动机把材料从斜面底拉到斜面顶过程中做的总功W总＝Pt＝1.25×104 W×15 s＝1.875×105 J斜面的机械效率
(4)请你通过计算说明，使用该斜面达到了省力目的吗？原因是什么？
(4)电动机对材料的拉力
对材料施加的拉力大于材料的重力，并不省力，原因是受到斜面的摩擦力太大
判断拉力与重力的大小关系
1.(2022河南逆袭卷)如图所示是一辆质量为2 t的鲜奶运输车，车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.03倍.车箱的容积为5 m3，车轮与地面总接触面积为0.8 m2.牛奶的密度是1.04×103 kg/m3.(g取10 N/kg，柴油的热值q柴油＝4.0×107 J/kg).求：(1)汽车关闭发动机在水平路面上做减速运动时，汽车所受摩擦力_______；发动机的压缩冲程的能量转化情况是__________________．
(2)装满牛奶后，运输车对地面的压强；
解：(2)运输车的质量为2 t，运输车空载时自重G车＝m车g＝2×103 kg×10 N/kg＝2×104 N
m牛奶＝ρV＝1.04×103 kg/m3×5 m3＝5.2×103 kg牛奶的重力G牛奶＝m牛奶g＝5.2×103 kg×10 N/kg＝5.2×104 N运输车装满牛奶后对地面的压力F压＝G总＝G车＋G牛奶＝2×104 N＋5.2×104 N＝7.2×104 N运输车装满牛奶后对地面的压强
由ρ＝ 得，车箱装满牛奶后牛奶的质量
(3)运输车满载行驶时发动机的效率为30%，匀速行驶10 km，需要消耗柴油多少千克？
已知：运输车匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.03倍.车箱的容积为5 m3，q柴油＝4.0×107 J/kg
(3)鲜奶运输车匀速行驶时所受牵引力F牵＝f＝0.03G总＝0.03×7.2×104 N＝2.16×103 N运输车做的有用功W有用＝F牵s＝2.16×103 N×10×103 m＝2.16×107 J
由Q放＝mq得，需要完全燃烧柴油的质量
2. 如图是液压起重车的示意图. 使用时液压杆将起重臂顶起，同时通过与钢索连接的电动机工作，可将重物吊起到需要的地方.(不计绳重和摩擦阻力)(1)如图所示A处的滑轮是________滑轮，液压杆顶起起重臂的过程中，该起重臂可看作一个________杠杆．
(2)当起重臂在如图位置稳定后，启动电动机将重为6 000 N的物体用一定的速度匀速吊起，此时滑轮组的机械效率是75%，则电动机对钢索的拉力为多少？
解：(2)由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝nh滑轮组的机械效率
(3)拉力做功W＝Fs＝4 000 N×2×2 m＝1.6×104 J拉力做功的功率
(3)电动机将重为6 000 N的物体用一定的速度匀速吊起2 m，用时40 s，拉力做功的功率为多少？
3. (2022河南预测卷)河南省焦作云台山景区索道已经投入运行，如图所示，已知索道全长约1 700米，高度差约680米．只需6分钟就可以将游客从停车场送到茱萸峰．旅游旺季时的最大运客量为3 000人/小时，索道以该状态运行时的效率约为60%.人的平均体重取50 kg，g取10 N/kg.(1)人坐缆车上山过程中看到脚下的大山远离自己而去，这是以___________为参照物，缆车匀速上升过程中人具有的动能______(选填 “变大”“变小”或“不变”).
(2)缆车从停车场运行到茱萸峰的平均速度为多少？(保留两位小数)
解：(2)缆车运行的平均速度
(3)以最大运客量运行过程中电动机的电功率为多少？
已知：索道全长约1 700米，高度差约680米，全程只需6分钟. 最大运客量为3 000人/小时，索道以该状态运行时的效率约为60%.人的平均体重取50 kg.
对游客做的功W有＝_____
(3)由题可知缆车运行一趟在竖直方向上升的高度约为680 m，最大运客量为3 000人/小时，缆车以最大运客量工作一小时对游客做的功W有＝G总h＝3 000mgh＝3 000×50 kg×10 N/kg×680 m＝1.02×109 J由于运客量最大时，索道的效率约为60%，缆车这一小时消耗的总电能
(4)在旅游淡季，索道不能载满游客，则运行效率如何变化？说出你的理由.
(4)运行效率将减小．原因：缆车运行时每个缆车消耗的能量约等于有用功和克服自身重力所做的额外功之和，因为在旅游淡季，缆车运行时会存在没有满载的情况，没有满载相比满载的情况下，缆车所做的有用功减小，额外功不变，故其运行效率会减小．
4. (2022河南定制卷)小明家新买了一台电热足浴器，其简化电路原理图如图所示，当水温达到设定温度时，温控开关S2可自动切换至保温状态，R1、R2是发热电阻(阻值不受温度的影响)，主要参数如下表. [水的比热容为c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](1)由电路图可知接线柱_______(选填“A”或“B”)接的是火线．当开关S1闭合后，加热一段时间，水温达到设定值，S2______(选填“断开”或“闭合”)，热水器进入保温状态．
当S1闭合、S2断开时:电阻_______接入电路，处于______挡当S1、S2闭合时:电阻___________接入电路，处于______挡
(2)求电热足浴器处于正常加热状态时流过保险丝的电流．
解：(2)当电热足浴器处于正常加热状态时，由表可得足浴器的加热功率P加热＝1 210 W由P＝UI得此时流过保险丝的电流
(3)用此足浴器将5 kg的水从20 ℃加热到40 ℃用时500 s，求水吸收的热量.
(3)水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(40 ℃－20 ℃)＝4.2×105 J
(4)小明发现加热时间比平时用时长，他认为可能是当时的实际电压低于额定电压，经过测量发现实际电压是200 V，则该过程中电热足浴器的加热效率是多少？
当电路中的电压为200 V时，此时电路中的电流为
加热500 s时，电路消耗的电能为W＝U实I实t＝200 V×5 A×500 s＝5×105 J则该过程中电热足浴器的加热效率为
【一题多解】(4)依据电热足浴器加热时的加热电阻不变
解得P实＝1 000 W