中考总复习物理必刷三点专题高分三部曲专题50力热综合计算题含详解答案Word格式.docx
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1.5吨
最高车速
120km/h
满载时载货量
2.5吨
空载百公里油耗
12L
燃油密度
0.8×
103kg/m3
满载百公里油耗
20L
燃油热值
107J/kg
(1)4×
103N;
4×
105J;
(2)8×
(3)50%。
(1)满载货物时货车的总质量:
m=m车+m货=1.5t+2.5t=4t=4×
103kg,
货车的总重力:
G=mg=4×
103kg×
10N/kg=4×
104N,
由题意知,货车受到的阻力:
f=G/10=4×
104N/10=4×
103N,
因为该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶,
所以,根据二力平衡条件可知,该货车的牵引力:
F=f=4×
103N。
牵引力所做的功:
W=Fs=4×
103N×
100m=4×
105J。
(2)由表格数据可知,货车满载百公里油耗为20L,
则货车行驶100m=0.1km消耗燃油的体积:
V=(0.1km/100km)×
20L=0.02L=2×
10﹣5m3,
由ρ=m/V得,消耗燃油的质量:
m燃油=ρ燃油V燃油=0.8×
2×
10﹣5m3=0.016kg,
燃油完全燃烧放出的热量:
Q放=m燃油q燃油=0.016kg×
107J/kg=8×
(3)该货车发动机的效率:
η=W/Q放×
100%=50%。
【对点练习】夏天,公园内的草坪都要定期使用如下图的草坪修剪机进行修剪,它底盘刀具的动力靠汽油机提供。
修剪机总重为200N,四个轮子与地面的接触面积为20cm2,修剪机正常工作时,刀具每秒钟通过的距离为23m,匀速运动时受到的平均阻力为20N,在一次修剪过程中,所用时间为5000s,耗油0.2kg.(q汽油=4.6×
107J/kg)求:
(1)使用前修剪机静止时对水平地面的压强;
(2)修剪机克服阻力做功的功率;
(3)汽油机的效率。
(1)105Pa
(2)460J460W(3)25%
(1)使用前修剪机静止时对水平地面的压力:
F=G=200N
使用前修剪机静止时对水平地面的压强:
P=F/S=1×
105Pa;
(2)修剪机匀速行驶的速度:
v=s/t=23m/s
修剪机克服阻力做功的功率:
P=W/t=Fs/t=Fv=20N×
23m/s=460W;
(3)修剪机匀速行驶受到的牵引力等于阻力,即F牵引力=f=20N;
由v=s/t可得,修剪机5000s行驶的路程:
s′=vt′=23m/s×
5000s=115000m;
则修剪机5000s内做的功:
W=F牵引力s′=20N×
115000m=2.3×
106J;
0.2kg汽油完全燃烧放出的热量:
Q=mq=0.2kg×
4.6×
107J/kg=9.2×
汽油机的效率:
η=W/Q×
100%=25%.
1.(2020河南)河南素有“中原粮仓”之称。
随着农业机械化水平的提高,收割机已成为我省收割小麦的主要工具。
(1)收割过程中,空气中弥漫着成熟的麦香味,这是由于分子在不停地做______。
收割机的四冲程柴油发动机工作时,内能转化为机械能的是______;
(2)为了防止对耕地过分压实影响秋作物的播种,收割机对耕地的压强一般不超过80kPa。
已知空载收割机的质量为1000kg,轮胎与耕地的总接触面积始终为0.2m2,则收割机粗粮仓中的小麦不能超过多少千克______?
(g取10N/kg)
(3)若收割机的收割宽度为2m,如下图。
正常收割时前进的速度为1m/s,则每小时收割小麦多少亩______?
(1m2=0.0015亩,不考虑收割机调头及卸粮时间)
(4)为了交通安全,禁止在公路上晒粮,请用摩擦力的知识解释在公路上晒粮的危害______。
【答案】
(1)无规则运动做功冲程
(2)600kg(3)10.8(4)接触面粗糙程度变小,会减小与地面间的摩擦力,汽车不容易停下来,容易追尾
(1)扩散现象说明:
一切物质的分子都在不停地做无规则运动;
所以空气中弥漫着成熟的麦香味,这是由于分子在不停地做无规则运动。
柴油发动机工作时,内能转化为机械能的是做功冲程。
(2)收割机对耕地的最大压力
空载收割机的重力
收割机粗粮仓中的小麦最大重力
这些小麦的质量
收割机粗粮仓中的小麦不能超过600kg。
(3)收割机1小时移动的距离
每小时收割小麦的面积
即
每小时收割10.8亩。
(4)接触面粗糙程度变小,会减小与地面间的摩擦力,汽车不容易停下来,容易追尾。
2.(2019湖南省邵阳)如下图,一平底热水壶,其质量为0.5kg,内底面积为180cm2.有一次小军同学用该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上,测得壶中水深15cm,初温20℃.请你通过计算答复:
(1)此时水和热水壶的总质量是多少?
(2)加热前水对壶底的压强多大?
(3)在标准大气压下加热水至沸腾,水至少要吸收多少热量?
[ρ水=1.0×
103kg/m3,c水=4.2×
103J/(kg•℃),g=10N/kg]
(1)此时水和热水壶的总质量是2kg;
(2)加热前水对壶底的压强为1.5×
103Pa;
(3)在标准大气压下加热水至沸腾,水至少要吸收5.04×
105J热量。
(1)水的体积:
V水=1.5L=1.5×
10﹣3m3,
根据ρ可得水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×
10﹣3m3=1.5kg;
则水和热水壶的总质量:
m=m壶+m水=0.5kg+1.5kg=2kg;
(2)水深h=15cm=0.15m,
则壶底受到水的压强:
p=ρgh=1×
10N/kg×
0.15m=1.5×
(3)1标准大气压下水的沸点是100℃,则水吸收的热量:
轿车质量(kg)
1050
车轮与地面接触总面积(m2)
0.15
郑州到通许的距离(km)
108
预设行车速度(km/h)
90
行驶lkm耗油量(g)
50
匀速行驶时受到的阻力(N)
2000
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×
103J/(kg•℃)×
1.5kg×
(100℃﹣20℃)=5.04×
3.五一假期,小红全家驾车从郑州市到开封市通许县游玩,出发前,爱学习的小红收集了相关数据,整理成下表,请你根据表中数据完成相关计算.计算时需要的物理常量g取10N/kg,q汽油=4.6×
107J/kg.
(1)如果你仔细观察的话,可以发现汽车的尾翼是____外表比拟平,___外表的弧度大些。
这和飞机的机翼是相反的。
在汽车高速运动时,这种形状的尾翼会产生一个向下的压力,增加轮胎的抓地力,缩小刹车距离。
该轿车静止时(车上无人)对水平地面的压强为_____Pa。
(2)该轿车匀速行驶lkm牵引力所做的功是多少J?
(3)郑州到通许消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量是多少J?
(1)上,下。
7×
104Pa
(2)2×
106J(3)2.484×
108J
(1)车的尾翼的形状上面平直、下面凸起,车高速行驶时带动空气流动,车的上方空气流速慢、压强大,车的下方空气流速快、压强小。
这种形状的尾翼会产生一个向下的压力,增加轮胎的抓地力,缩小刹车距离。
轿车对地面的压力F=G=mg=1050kg×
10N/kg=1.05×
104N
S=0.15m2
该轿车静止时对水平地面的压强为P=F/S=1.05×
104N/0.15m2=7×
104Pa
(2)该轿车匀速行驶时,牵引力F等于其受到的阻力f,即F=f=2000N
路程s=lkm=l000m
根据功的计算公式W=Fs得轿车匀速行驶lkm牵引力所做的功为
W=Fs=2000N×
l000m=2×
106J
(3)由于行驶lkm耗油量为50g,郑州到通许的距离为108km,则郑州到通许消耗的汽油质量为m汽油=108×
50g=5.4×
103g=5.4kg
q汽油=4.6×
根据Q=mq得到全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量为
Q=m汽油q汽油=5.4kg×
107J/kg=2.484×
4.当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了,如下图。
已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里,能将8℃、100L水加热到38℃。
请解答:
在此过程中,水吸收了多少热量?
[水的比热容为4.2×
103J/(kg℃),水的密度为1.0×
103kg/m3]
【答案】1.26×
107J
【解析】太阳能热水器中水的体积V=100L=100dm3=0.1m3,
由ρ=m/v可得,水的质量
m=ρV=1.0×
103kg/m3×
0.1m3=100kg
在此过程中,水吸收的热量
Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×
103J/(kg•℃)×
100kg×
(38℃﹣8℃)
=1.26×
107J。
5.某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表.在某次水平道路测试中,该车以中速匀速行驶170km,共消耗汽油10L.测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进.之后,工作人员又进行了制动测试,描绘出了制动距离(从刹车开始到车停止的距离)与制动时的速度关系图象,如下图.
驱动模式
纯电动
启动、低速
油电混动
中速
纯燃油
高速
汽车质量
1200kg
车轮与地面总接触面积
0.096m3
(1)由图象可知,车速越 ,制动距离越长.
(2)该车空载静止时,对水平地面的压强是多少?
(3)在水平道路中速匀速行驶测
试中,若平均阻力为1000N,牵引力做的功是多少?
(4)在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为53%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?
(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油取0.7×
103kg/m3,q汽油=4.6×
107J/kg)
(1)大;
(2)1.25×
(3)1.7×
108J;
(4)6.6×
105J.
【解析】由图象可知,汽车的速度越大,制动距离越长;
已知汽车的质量,利用G=mg求其重力;
汽车对地面的压力等于重力,求出总接触面积(受力面积),利用p=F/S求对水平地面的压强;
匀速行驶时,汽车的牵引力与所受到的阻力为一对平衡力,由W=Fs解题.根据密度公式变形可求得汽油的质量,利用Q=mq可求得汽油完全燃烧放出的热量,再利用内燃机的效率可求得有用能量,然后可知蓄电池增加了多少能量.
(1)由图象可知,汽车的速度越大,停车距离会随着反响距离的变长而变长,即制动距离越长.
(2)汽车的重力:
G=mg=1200kg×
10N/kg=12000N,
汽车静止时对水平地面的压力:
F=G=12000N
受力面积S=0.096m2,
该车空载静止时,对水平地面的压强p=F/S=12000N/0.096m2=1.25×
105Pa
(3)由题可知,汽车做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小是相等的,
可得牵引力F牵=f=1000N,
汽车牵引力做的功
W机械=F牵s=1000N×
1.7×
105J=1.7×
108J.
(4)由ρ=m/V可知,车消耗汽油的质量
10×
10﹣3m3=7kg,
汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=7kg×
107J/kg=3.22×
108J,
由η=W有用/Q放可得,内燃机输出的有用能量
W有用=Q放η=3.22×
108J×
53%=1.7066×
最终蓄电池增加的能量
W=W有用﹣W机械=1.7066×
108J﹣1.7×
108J=6.6×
6.某一型号的汽车质量为5×
103kg,轮胎与地面接触面积为4×
250cm2,在一段平直公路上用0.5小时匀速行驶了54km,车受到的阻力为车重的0.1倍.求:
(1)该汽车的行驶速度;
(2)该汽车对地面的压强;
(3)该汽车牵引力所做的功;
(4)已知这一过程消耗燃油1.5×
10﹣2m3,求汽车发动机在这一过程中消耗的总能量及该汽车的效率.(假设燃油完全燃烧,燃油密度ρ为0.8×
103kg/m3,燃油热值q为4.5×
107J/kg,g取10N/kg)
(1)108km/h;
(2)5×
(3)2.7×
(4)50%.
(1)汽车的行驶速度:
v=s/t=54km/0.5h=108km/h.
(2)F=G=mg=5×
10N/kg=5×
104N,S=4×
250cm2=1000cm2=0.1m2
,
该汽车对地面的压强:
P=F/S=5×
104N/0.1m2
=5×
105Pa.
(3)f=0.1G=0.1×
104N=5×
103N,s=54km=5.4×
104m,
因为匀速行驶,所以F=f=5×
该汽车牵引力所做的功
W=Fs=5×
5.4×
104m=2.7×
(4)由ρ=m/V可得,燃油的质量
m=ρV=0.8×
10﹣2m3=12kg,
这一过程中消耗的总能量
Q=mq=12kg×
107J/kg=5.4×
该汽车的效率
η=W/Q×
100%=2.7×
108J/5.4×
100%=50%.
宿迁到徐州距离(km)
7.五一假期,小明全家驾车从宿迁到徐州游玩,出发前,爱学习的小明收集了相关数据,整理成下表,请你根据表中数据完成相关计算.
(1)轿车静止时对水平地面的压强(g取10N/kg);
(2)全程行车所需的时间;
(3)匀速行驶lkm牵引力所做的功;
(4)全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量(q汽油=4.6×
107/kg).
(1)7×
104Pa
(2)1.2h(3)2×
(1)根据公式p=F/S计算轿车对地面的压强,其中F=G=mg;
(2)根据t=s/v计算出行驶所用的时间;
(3)根据二力平衡条件,若匀速行驶则F=f,根据W=Fs计算出功的大小;
(4)根据公式Q=mq计算出燃油燃烧放出的热量.
8.我国自主研制的某型新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大起飞质量为37t,最大飞行高度达20000m,最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h),最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表:
速度v/(m/s)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×
104
1.2×
2.7×
4.8×
7.5×
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5×
107J/kg。
求:
(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦?
(2)当飞机以400m/s的速度巡航时,飞机发动机的输出功率是多少千瓦?
(3)若在飞机油箱中加满燃油,且以500m/s的速度巡航时,飞机的最大航程约是多少千米?
(1)5×
1011J
(2)1.92×
104kW(3)2.7×
103km
(1)燃油完全燃烧放出的热量:
Q=mq=1×
104kg×
107J/kg=5×
1011J;
(2)由表中数据可知,飞机以400m/s的速度巡航时,所受阻力为4.8×
则飞机发动机的输出功率为
P=W/t=Fs/t=Fv=1.92×
104kW
(3)由
(1)可知Q=5×
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,
则有用功W=40%×
Q=40%×
1011J=2×
1011J,
根据表格查出500m/s时的阻力为7.5×
则由W=fs=Fs,可得S=W/f=2.67×
9.我市正在争创全国文明城市,各单位都加大了“创城”工作的力度。
为了净化市区空气,环卫工人每天清晨都驾驶洒水车对市区道路洒水(如图).下表是某洒水车的相关数据。
已知水的密度为1.0×
103kg/m3,汽油的燃烧值为4.6×
107J/kg,g取10N/kg.请根据题意答复以下问题:
水罐容积
装满水时车轮与地面的总接触面积
额定功率
5t
4m3
0.6m2
120kW
(1)若该洒水车的发动机是汽油发动机,发动机工作时哪个冲程将内能转化为机械能?
燃烧0.5kg汽油能产生多少热量?
(2)该洒水车装满水时对地面的压强为多少?
(3)若水罐内有一漂浮的物体浸没在水中的体积为1.0×
10﹣3m3,则该物体受到的浮力为多大?
(4)该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶5000m用时10min,试计算此过程汽车所受到的阻力大小。
(1)发动机工作时做功冲程将内能转化为机械能;
燃烧0.5kg汽油能产生2.3×
107J热量;
(2)该洒水车装满水时对地面的压强为1.5×
(3)则该物体受到的浮力为10N;
(4)此过程汽车所受到的阻力大小为1.44×
104N。
(1)汽油机的一个工作循环包括:
吸气、压缩、做功、排气四个冲程;
做功冲程是高温高压的燃气对活塞做功完成的,是将内能转化为机械能的过程。
燃烧0.5kg汽油产生的热量:
Q=m汽油q=0.5kg×
107J/kg=2.3×
107J;
(2)由ρ=
可知,装满水的质量:
4m3=4×
汽车和水的总重:
G总=G车+G水=(m车+m水)g=(5×
103kg+4×
103kg)×
10N/kg=9×
104N;
该洒水车装满水时对地面的压力:
F=G总=9×
该洒水车装满水时对地面的压强:
p=
=
=1.5×
(3)该物体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×
1.0×
10﹣3m3=10N;
(4)洒水车行驶5000m用时10min,
则行驶速度:
v=
m/s,
由P=
=Fv可得牵引力:
F=
=1.44×
因为洒水车匀速行驶,所以受到的阻力:
f=F=1.44×
10.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其
图象如下图,在第10s时速度到达
,通过的路程为120m。
在
内汽车的平均速度;
设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为
那么在
内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳?
若发动机的转化效率为
,则
内燃烧了多少千克汽油?
已知汽油的热值大约为
。
(1)12m/s;
105;
(3)0.02
【解题过程】
(1)汽车在0~10s内的平均速度:
;
(2)由图像可知,10~20s汽车做匀速直线运动,所受的牵引力和阻力是平衡力,
∴汽车所受的牵引力:
汽车运动时间:
汽车在10~20s内运动的路程:
汽车牵引力做的功:
(3)汽油完全燃烧放出的热量:
需要燃烧汽油的质量:
.
11.(2019湖南省邵阳)如下图,一平底热水壶,其质量为0.5kg,内底面积为180cm2.有一次小军同学用该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上,测得壶中水深15cm,初温20℃.请你通过计算答复:
105J
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