2020年中考物理计算题解题攻略专题4-3 中考力热综合计算题

2020年中考物理计算题解题攻略专题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：若汽车质量为960kg，每个轮胎与地面的接触面积为200cm2，汽车静止在水平地面上时，它对地面的压强多大(g=10N/kg)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？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4.6x107j/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1.2x105Pa；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；与普通汽车相比大约可以节省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：F=G=mg=960kgx10N/kg=9600N，受力面积：S=200cm2x4=800cm2=8x10-2m2,

对地面的压强：2）电动机工作时的功率：P「对地面的压强：2）电动机工作时的功率：P「UimOOAFOOW,P=80%P=80%x7500W=6000W,机械电汽车行驶的速度：v=36km/h=10m/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p=¥=所以，由p=¥=^=Fv可得,所受平均阻力:f=F=1CWs=600N；（3）在额定功率下匀速行驶100km牵引力做的功:W=F,s=600Nx100x103m=6x107j,由n=Moo%可得，需要汽油完全燃烧释放的热量:Q放Q放Q放=亍=25%=2"108」，由Q放=皿4可得，节省汽油的质量:m=m=Q放=工-5.2kgoq4.6X1OJ/kg【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q=4.6x107j/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1.2X104W；（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，此过程中汽车牵引力做的功:W=Fs=fs=400Nxl.2xl03m=4.8xl05j,汽车牵引力做的功率:cW4.3X105J汽车牵引力做的功率:cW4.3X105JPt=1.2x104W；40s§(2)由n="00%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量:4.SX105JT—1x106j,48%Q放亠T|由Q放=皿4可得，消耗汽油的质量:m==.0.02kgq4.6X1OTJ/kg中考达标训练题(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口.请你通过计算回答：此时水和热水壶的总质量是多少？加热前水对壶底的压强多大？在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收多少热量？[p=1.0x103kg/m3，c=4.2x103J/(kg•口)，水水g=10N/kg]【答案】(l)此时水和热水壶的总质量是2kg；加热前水对壶底的压强为1.5x103Pa；在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收5.04x105J热量。【解析】(1)水的体积：V=1.5L=1.5x10-3m3,水根据p可得水的质量：m水=卩水V水=1.0x103kg/m3x1.5x10-3m3=1.5kg；则水和热水壶的总质量：m=m士+m=0.5kg+1.5kg=2kg；壶水水深h=15cm=0.15m，则壶底受到水的压强：p=pgh=1x103kg/m3x10N/kgx0.15m=1.5x103Pa；(3)l标准大气压下水的沸点是100口，则水吸收的热量:

Q=cm(t-L)=4.2xl03j/(kg•口)xl.5kgx(100口-20口)=5.04xl05j。吸水水0(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=4.6x107j/kg.汽油挤车质量(tg)挤车质量(tg)W5O车轮■与地面接触总匣积Cm-)€.L5郑川倒通许的距离(tm)108预设行车速度〔加h)死行驶lkm耗油量(S)50匀速行驶时受到的阻力2000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。该轿车匀速行驶lkm牵引力所做的功是多少j？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)上，下。7"04Pa(2)2x106j(3)2.484x10sJ【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=1O5Okgx1ON/kg=1.O5x10NS=0.15m2该轿车静止时对水平地面的压强为P=F/S=1.05x104N/0.15m2=7x104Pa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=2000Nx1000m=2x106j由于行驶1km耗油量为50g，郑州到通许的距离为108km，贝V郑州到通许消耗的汽油质量为m汽油=108x50g=5.4x103g=5.4kgq=4.6x107j/kg汽油根据Q=mq得到全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量为Q=mq=5.4kgx4.6xl07j/kg=2.484xl08j汽油汽油（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□、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4.2x103j/（kg口）,水的密度为1.0x103kg/m3]【答案】1.26X107J【解析】太阳能热水器中水的体积V=100L=100dm3=0.1m3，由p=m/v可得，水的质量m=pV=1.0x103kg/m3x0.1m3=100kg在此过程中，水吸收的热量Q=cm（t-t0）吸0=4.2^103J/（kg•口）x100kgx（38口-8口）=1.26x107jo（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⑴轿车速度为多少km/h?合多少m/s?⑵若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力多大？⑶若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多大？（q汽油=4.6x107j/kg）汽油【答案】⑴轿车速度为90km/h，合25m/s.⑵若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力为1600N⑶若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率为25%【解析】⑴轿车的速度为90km/h=90xl000m/3600s=25m/sP=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=1600N⑶汽油燃烧释放的热量为：Q=mq=0.25kgx4.6x107j/kg=1.15107j牵引力做功为：W=Fs=1600Nx1800m=2.88x106j・••发动机效率为：n=w/W灯00%=2.88x106j/1.15107jx100%=25%用放(2018云南)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由图象可知，车速越，制动距离越长.该车空载静止时，对水平地面的压强是多少？(g取10N/kg)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？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，p取0.7x103kg/m3,q=4.6x107j/kg)汽油汽油1CJO開闲购100120y/(kcn/h)【答案】1CJO開闲购100120y/(kcn/h)【答案】(1)大；(2)1.25xlO5Pa；(3)1.7xl08j；(4)6GIO5J.【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.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.汽车的重力：G=mg=1200kgxl0N/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=1.25x105Pa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=f=1000N，牵汽车牵引力做的功W=Fs=1000Nx1.7x105j=1.7x108j.机械牵由p=m/V可知，车消耗汽油的质量汽油=p汽油=p汽油V=0.7xl03kg/m3x10x10_3m3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=7kgx4.6x107j/kg=3.22x108j,放由n=w有用/Q放可得，内燃机输出的有用能量有用放W=Qn=3・22x108jx53%=1.7066x108j；有用放最终蓄电池增加的能量w=w有用-w机械=1.7066X108J-1.7X108J=6.6X105J-(2018山东潍坊)某一型号的汽车质量为5"03kg，轮胎与地面接触面积为4x250cm2，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：该汽车的行驶速度；该汽车对地面的压强；该汽车牵引力所做的功；已知这一过程消耗燃油1.5x10-2m3，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p为0.8"03kg/m3，燃油热值q为4.5xl07j/kg,g取10N/kg)【答案】(1)108km/h；(2)5"05Pa；(3)2.7x108j；(4)50%.【解析】(1)汽车的行驶速度：v=s/t=54km/0.5h=108km/h.F=G=mg=5x103kgx10N/kg=5x104N,S=4x250cm2=1000cm2=0.1m2，该汽车对地面的压强：P=F/S=5x104N/0.1m2=5x105Pa.f=0.1G=0.1x5x104N=5x103N,s=54km=5.4x104m,因为匀速行驶，所以F=f=5x103N，该汽车牵引力所做的功W=Fs=5x103Nx5.4x104m=2.7x108j,由p=m/V可得，燃油的质量m=pV=0.8x103kg/m3x1.5x10-2m3=12kg,这一过程中消耗的总能量Q=mq=12kgx4.5x107j/kg=5.4x108j,该汽车的效率n=W/Qx100%=2.7x108j/5.4x108jx100%=50%.(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#、=4.6x107j/kg)求:汽油使用前修剪机静止时对水平地面的压强；修剪机克服阻力做功的功率；汽油机的效率。【答案】(1)iO5Pa(2)460J460W(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=lx105Pa；(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=20Nx23m/s=460W；修剪机匀速行驶受到的牵引力等于阻力，即F牵引力=f=20N；牵引力由v=s/t可得，修剪机5000s行驶的路程：s'=vt'=23m/sx5000s=115000m；则修剪机5000s内做的功：W=Fs'=20Nx115000m=2.3x106j；牵引力0.2kg汽油完全燃烧放出的热量：Q=mq=0.2kgx4.6x107j/kg=9.2x106j；汽油机的效率：n=W/Qx100%=25%.(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.轿车静止时对水平地面的压强(g取10N/kg)；全程行车所需的时间；匀速行驶lkm牵引力所做的功；全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量(g汽油4・6xlO7/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lkm耗油量(g)50匀速行驶时受到的阻力(N)2000【答案】(1)7xlO4Pa(2)1.2h(3)2x106j(3)2.484x10sJ【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；根据t=s/v计算出行驶所用的时间；根据二力平衡条件，若匀速行驶则卩=化根据W=Fs计算出功的大小；根据公式Q=mq计算出燃油燃烧放出的热量.(2018重庆模拟题)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)100200300400500阻力f/N0.3x1041.2x1042.7x1044.8x1047.5x104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5x107j/kg。求：飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？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？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)5X1011J(2)1.92x104kW(3)2.7x103km【解析】(1)燃油完全燃烧放出的热量：Q=mq=1x104kgx5x107J/kg=5x1011J；(2)由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8x104N,则飞机发动机的输出功率为P=W/t=Fs/t=Fv=1.92x104kW(3)由(1)可知Q=5x1011J；

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%xQ=40%x5xl0iiJ=2xl0iiJ,根据表格查出500m/s时的阻力为7.5X104N,则由W=fs=Fs，可得S=W/f=2.67x103km（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，即匸kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看一、4做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r,密度为p,比热为c,球的体积为Vwnr3.（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。（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）nr3pg；（2）大于；推理过程详见解答；（3）雨滴的温度升高了Jc、d【解析】（1）雨滴的体积：V=nr3,则根据卩=学得，其质量m=pV=^nr3p,则根据4故重力G=mg=nr34故重力G=mg=nr3pg；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=Gh=mgh,Q=cmAt,所以，mgh=cmAt,则厶t=^(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=0.46xl03j/(kg•口)，假设铁球在铁整个运动过程中与接触面无摩擦、不计空气阻力，。求铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功多少J?求铁球升高的温度为多少口？【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口。【解析】(1)铁球的重力：G=mg=0.1kgx10N/kg=1N,铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功：W=Gh=1Nx2.3m=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*“=W=2.3J,机根据题意和Q=cm^t可得，铁球升高的温度：QW机2056X2.3J△t====0.01口。匚铁叩0.46X10JJ/(kg-r)X0.1kg(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1.0x103kg/m3，汽油的燃烧值为4.6x107j/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？若水罐内有一漂浮的物体浸没在水中的体积为1.0x10-sm3，则该物体受到的浮力为多大？该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶5000m用时lOmin,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2.3X107J热量；该洒水车装满水时对地面的压强为1.5x105Pa；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1.44x104No【解析】(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—q=0.5kgx4.6x107j/kg=2.3x107j；汽油(2)由卩=学可知，装满水的质量：m=pV=1.0x103kg/m3x4m3=4x103kg,汽车和水的总重：G=G+G=(m+m)g=(5x103kg+4x103kg)x10N/kg=9^104N；总车水车水该洒水车装满水时对地面的压力：F=G=9x104N；总该洒水车装满水时对地面的压强：_F_F=gxi佝PS0.6m2=1.5x105Pa；该物体受到的浮力:Fp=pgV=1.0x103kg/m3x10N/kgx1.0x10-3m3=10N；浮水排洒水车行驶5000m用时10min,则行驶速度：v=矗船孚s,由P=¥=¥"=Fv可得牵引力：p1.2X105WF===1.44x104N,V丁竝因为洒水车匀速行驶，所以受到的阻力：f=F=1.44x104No(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1.6x105W,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)05010030甲01S2100他05010030甲01S2100他I■尺｛XlO'N)v/tTIL'S)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）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6X105N；（2）第50s到第100s内牵引力做的功为2x106j；（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：Fp=G排=m排g=60x103kgx10N/kg=6x105N；（2）第50s到第100s内，由图甲可知牵引力F=8x104N，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/sx50s=25m.第50s到第100s内牵引力做的功:W=Fs=8x104Nx25m=2x106j；（3）由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1G105W,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=1.6x105Wx50s=8x106j,则太阳能船的效率：W2X10SJn=x10o%=x100%=25%oE8X10bJ14・（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