2020年中考物理计算题解题攻略二专题4.3初中力热综合计算题.docx

1、专题4.3 初中力热综合计算题知识回顾 解决力热综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式等；涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律以及热平衡方程等。典例突破 【例题1】（2019河南）在2018上海国际新能源汽车展上，各款车型争奇斗艳。参展的新能源汽车大部分为电动汽车，其动力主要来源于电动机，如图所示是一款新型电动汽车，请你根据下面的数据进行计算：（1）若汽车质量为960kg，每个轮胎与地面的接触面积为200cm2，汽车静止在

2、水平地面上时，它对地面的压强多大（gl0N/kg）（2）该电动汽车内部的电池电压为75V，额定电流为100A，电动机工作时可以把80%的电能转化为动能，汽车以额定功率匀速行驶，当速度为36km/h时，所受平均阻力是多少？（3）普通汽车把汽车燃烧能量转化为动能的效率为25%如果电动汽车以36km/h的速度在额定功率下匀速行驶100km，与普通汽车相比大约可以节省多少汽油？（汽油的热值是4.6107J/kg，结果保留一位小数）【答案】（1）汽车静止在水平地面上时，它对地面的压强为1.2105Pa；（2）汽车以额定功率匀速行驶，当速度为36km/h时，所受平均阻力是600N；（3）与普通汽车相比大约

3、可以节省5.2kg的汽油。【解析】（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压力：FGmg960kg10N/kg9600N，受力面积：S200cm24800cm28102m2，对地面的压强：p1.2105Pa；（2）电动机工作时的功率：P电UI75V100A7500W，由100%可得，牵引力的功率：P机械80%P电80%7500W6000W，汽车行驶的速度：v36km/h10m/s，因汽车以额定功率匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，由PFv可得，所受平均阻力：fF600N；（3）在额定功率下匀速行驶100km牵引力做的功：WFs600N100103m6107J，由100

4、%可得，需要汽油完全燃烧释放的热量：Q放2.4108J，由Q放mq可得，节省汽油的质量：m5.2kg。【例题2】（2019内蒙古通辽）我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为400N，汽车在此过程中发动机热机效率为48%，汽油的热值q4.6107J/kg。在该段测试过程中：（1）汽车的功率为多少？（2）燃烧了多少汽油？（计算结果保留两位小数）【答案】（1）汽车的功率为1.2104W；（2）燃烧了0.02kg汽油。【解析】（1）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，此过程中汽车

5、牵引力做的功：WFsfs400N1.2103m4.8105J，汽车牵引力做的功率：P1.2104W；（2）由100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量：Q放1106J，由Q放mq可得，消耗汽油的质量：m0.02kg中考达标训练题 1（2019湖南省邵阳）如图所示，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请你通过计算回答：（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？水1.0103kg/m3，c水4.2103J/（kg）

6、，g10N/kg【答案】（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1.5103Pa；（3）在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收5.04105J热量。【解析】（1）水的体积：V水1.5L1.5103m3，根据可得水的质量：m水水V水1.0103kg/m31.5103m31.5kg；则水和热水壶的总质量：mm壶+m水0.5kg+1.5kg2kg；（2）水深h15cm0.15m，则壶底受到水的压强：pgh1103kg/m310N/kg0.15m1.5103Pa；（3）1标准大气压下水的沸点是100，则水吸收的热量：Q吸c水m水（tt0）4.2103J/（kg）1.5kg（

7、10020）5.04105J。2.（2018开封）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=4.6107J/kg（1）如果你仔细观察的话，可以发现汽车的尾翼是_表面比较平，_表面的弧度大些。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？【答案】（1

8、）上，下。7104Pa （2）2106J （3）2.484108J【解析】（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=1050kg10N/kg=1.05104NS=0.15m2该轿车静止时对水平地面的压强为P=F/S=1.05104N/0.15m2=7104Pa （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

9、W=Fs=2000N l000m=2106J （3）由于行驶l km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=10850g=5.4103g=5.4kgq汽油=4.6107J/kg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=5.4kg4.6107J/kg=2.484108J3.（2018海南）当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8 、100 L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4.2103 J/（kg），水的密度为1.0103 kg/

10、m3【答案】1.26107 J【解析】太阳能热水器中水的体积 V=100 L=100 dm3=0.1m3，由=m/v可得，水的质量 m=V=1.0103 kg/m30.1m3=100kg在此过程中，水吸收的热量Q吸=cm（tt0）=4.2103 J/（kg）100 kg（38 8）=1.26107 J。4.（2019贵州模拟题）一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，轿车上的速度表如图所示，在此过程中轿车速度为多少km/h? 合多少m/s?若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力多大？若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多大？（q汽油4.6107J/kg）【答案】轿车速度

11、为90km/h,合25m/s.若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力为1600N若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率为25【解析】轿车的速度为90km/h =901000m/3600s=25m/s(2)P=Fv得：F=P/v=40000W/25m/s=1600N 因轿车匀速运动，受力平衡所以阻力f=F=1600N汽油燃烧释放的热量为：Q=mq=0.25kg4.6107J/kg=1.15107J牵引力做功为：W=Fs=1600N1800m=2.88106J发动机效率为：W用/W放100= 2.88106J/1.15107J100=255.（2018云南）某款油电混合动力小汽车，

12、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，如图所示驱动模式 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？（g取10N/kg）（3）在水平道路中速匀速行驶测试中

13、，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，汽油取0.7103kg/m3，q汽油=4.6107J/kg）【答案】（1）大；（2）1.25105Pa；（3）1.7108J；（4）6.6105J【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

14、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，停车距离会随着反应距离的变长而变长，即制动距离越长.（2）汽车的重力：G=mg=1200kg10N/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 =1.25105Pa（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=1000N1.7105J=1.

15、7108J（4）由=m/V可知，车消耗汽油的质量m汽油=汽油V=0.7103kg/m310103m3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=7kg4.6107J/kg=3.22108J，由=W有用/Q放可得，内燃机输出的有用能量W有用=Q放=3.22108J53%=1.7066108J；最终蓄电池增加的能量W=W有用W机械=1.7066108J1.7108J=6.6105J6.（2018山东潍坊）某一型号的汽车质量为5103kg，轮胎与地面接触面积为4250cm2，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

16、强；（3）该汽车牵引力所做的功；（4）已知这一过程消耗燃油1.5102m3，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，燃油密度为0.8103kg/m3，燃油热值q为4.5107J/kg，g取10N/kg）【答案】（1）108km/h；（2）5105Pa；（3）2.7108J；（4）50%【解析】（1）汽车的行驶速度：v=s/t=54km/0.5h=108km/h（2）F=G=mg=5103kg10N/kg=5104N，S=4250cm2=1000cm2=0.1m2，该汽车对地面的压强：P=F/S=5104N /0.1m2=5105Pa（3）f=0.1G=0.1510

17、4N=5103N，s=54km=5.4104m，因为匀速行驶，所以F=f=5103N，该汽车牵引力所做的功W=Fs=5103N5.4104m=2.7108J，（4）由=m/V可得，燃油的质量m=V=0.8103kg/m31.5102m3=12kg，这一过程中消耗的总能量Q=mq=12kg4.5107J/kg=5.4108J，该汽车的效率=W/Q100%=2.7108J/5.4108J100%=50%7.（2019吉林模拟题）夏天，公园内的草坪都要定期使用如图所示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

18、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=4.6107J/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。【答案】（1）105Pa （2）460J 460W （3）25%【解析】（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=1105Pa；（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=20N23m/s=460W；（3）修剪机匀速行驶受到的牵引

19、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/s5000s=115000m；则修剪机5000s内做的功：W=F牵引力s=20N115000m=2.3106J；0.2kg汽油完全燃烧放出的热量：Q=mq=0.2kg4.6107J/kg=9.2106J；汽油机的效率：= W/Q100%=25%8.（2019沈阳模拟题）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

20、；（4）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量（q汽油=4.6107/kg）轿车质量（kg）1050车轮与地面接触总面积（m2）0.15宿迁到徐州距离（km）108预设行车速度（km/h）90行驶l km耗油量（g）50匀速行驶时受到的阻力（N）2000【答案】（1）7104Pa （2）1.2h （3）2106J （3）2.484108J【解析】（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9.（2018重庆模拟题）我国

21、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）100200300400500阻力f/N0.31041.21042.71044.81047.5104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5107J/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

22、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？【答案】（1）51011J（2）1.92104kW （3）2.7103km【解析】（1）燃油完全燃烧放出的热量：Q=mq=1104kg5107J/kg=51011J；（2）由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8104N，则飞机发动机的输出功率为P=W/t=Fs/t=Fv=1.92104kW（3）由（1）可知Q=51011J；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%51011J=21011J，根据表格查出500m/s时的阻力为7

23、.5104N，则由W=fs=Fs，可得S=W/f=2.67103km10.（2018湖北宜昌）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为，比热为c，球的体积为V=r3（注：所有结果均用字母表示）（1）半径为r的雨滴重力为。（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度小雨滴的下落速度（选填“大于”“等于”“小于”），写出推理过程。（

24、3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？【答案】（1）r3g；（2）大于；推理过程详见解答；（3）雨滴的温度升高了。【解析】（1）雨滴的体积：V=r3，则根据=得，其质量m=V=r3，故重力G=mg=r3g；（2）雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，故f=G，因为f=kSv2=kr2v2，G=r3g，所以，kr2v2=r3g，化简得，v=，又因为k、g均为定值，所以，r越大，速度越大，即在接近地面时，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。（3）设雨滴的质量为m，因为重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，即W=Q，又因为W=G

25、h=mgh，Q=cmt，所以，mgh=cmt，则t=。11（能力题）如图，质量为0.1kg的铁球从高为2.3m的斜面顶端无摩擦下滑后，撞击到水平地面上的金属块。假设撞击时铁球的机械能有20%转化成内能，并全部被自己吸收（c铁=0.46103J/（kg），假设铁球在整个运动过程中与接触面无摩擦、不计空气阻力）。（1）求铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功多少J？（2）求铁球升高的温度为多少？【答案】（1）铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功为2.3J；（2）铁球升高的温度为0.01。【解析】（1）铁球的重力：G=mg=0.1kg10N/kg=1N，铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功：W=Gh=

26、1N2.3m=2.3J；（2）由于铁球从斜面顶端无摩擦下滑，所以该过程中铁球的机械能没有损失，则撞击时铁球的机械能等于最初的重力势能，即W机=W=2.3J，根据题意和Q=cmt可得，铁球升高的温度：t=0.01。12（2018大连）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1.0103kg/m3，汽油的燃烧值为4.6107J/kg，g取10N/kg请根据题意回答下列问题：空车质量水罐容积装满水时车轮与地面的总接触面积额定功率5t4m30.6m2120kW（1）若该洒水车

27、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1.0103m3，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5 000m用时10min，试计算此过程汽车所受到的阻力大小。【答案】（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2.3107J热量；（2）该洒水车装满水时对地面的压强为1.5105Pa；（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1.44104N。【解析】（1）汽油机的一个工

28、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=0.5kg4.6107J/kg=2.3107J；（2）由=可知，装满水的质量：m=V=1.0103kg/m34m3=4103kg，汽车和水的总重：G总=G车+G水=（m车+m水）g=（5103kg+4103kg）10N/kg=9104N；该洒水车装满水时对地面的压力：F=G总=9104N；该洒水车装满水时对地面的压强：p=1.5105Pa；（3）该物体受到的浮力：F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg1.0103m3=10N；

29、（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=1.44104N，因为洒水车匀速行驶，所以受到的阻力：f=F=1.44104N。13（2017德州）图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6105W，若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示。（g取10N/kg）求：（1）满载时太阳能船受到的浮力；（2）第50s到第100s内牵引力做的功；（3）

30、第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率。【答案】（1）满载时太阳能船受到的浮力为6105N；（2）第50s到第100s内牵引力做的功为2106J；（3）第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率为25%。【解析】（1）满载时太阳能船受到的浮力：F浮=G排=m排g=60103kg10N/kg=6105N；（2）第50s到第100s内，由图甲可知牵引力F=8104N，由图乙可知船匀速行驶的速度v=0.5m/s，由v=可得，船行驶的距离：s=vt=0.5m/s50s=25m，第50s到第100s内牵引力做的功：W=Fs=8104N25m=2106J；（3）由题可知，太阳能电池板接收太

31、阳能的功率为1.6105W，则第50s到第100s的运动过程中，太阳能电池板接收到的太阳能：E=Pt=1.6105W50s=8106J，则太阳能船的效率：=100%=100%=25%。14.（2018苏州） 一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图象如图所示，在第10s时速度达到，通过的路程为120m。求： 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。【答案】（1）12m/s；（2）8105；（3）0.02【解题过程】（1）汽车在010s内的平均速度：；

32、（2）由图像可知，1020s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1020s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：15.（2019牡丹江模拟题）小天收集了一些数据填在下表中。如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶100m，货车受到的阻力是车重的1/10那么在此过程中：（g取10Nkg）（1）该货车车牵引力是多少？牵引力所做的功是多少？（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？（3）该货车发动机的效率是多少？品牌型号东风xx外型尺寸51.923（m）变速箱A85空车质量1.5吨最高车速120km/h

33、满载时载货量2.5吨空载百公里油耗12L燃油密度0.8103kg/m3满载百公里油耗20L燃油热值5107J/kg【答案】（1）4103N；4105J；（2）8105J；（3）50%。【解析】（1）满载货物时货车的总质量：m=m车+m货=1.5t+2.5t=4t=4103kg，货车的总重力：G=mg=4103kg10N/kg=4104N，由题意知，货车受到的阻力：f=G/10=4104N/10=4103N，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=4103N。牵引力所做的功：W=Fs=4103N100m=4105J。（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=2105m3，由=m/V得，消耗燃油的质量：m燃油=燃油V燃油=0.8103kg/m32105m3=0.016kg，燃油完全燃烧放出的热量：Q放=m燃油q燃油=0.016kg5107J/kg=8105J。（3）该货车发动机的效率：=W/ Q放100%=50%。