计算题（力热电综合）（讲练）【解析版】

专题22计算题（力.热和电综合）

考情分析...........................................................................1

考点一力、热综合计算............................................................2

【真题研析•规律探寻】...........................................................2

【核心提炼•考向探究】...........................................................5

【题型特训•命题预测】...........................................................6

考点二力、电综合计算...........................................................16

【真题研析•规律探寻】..........................................................16

【核心提炼•考向探究】..........................................................22

【题型特训•命题预测】..........................................................22

考点三热、电综合计算............................................................37

【核心提炼-考向探究】...........................................................41

【题型特训•命题预测】..........................................................41

考点:

命题预测

要求

力学、热学与电学的综合计算题是中考的必考题。

题目从力、热、电的角度，设置并列式或递进式的问题，利用表

计算题格、铭牌或图像提供信息，知识跨度大，综合性强，难度高。解题过

程中，应结合题中条件，联系对应的物理模型，选择恰当的公式分析

求解。

考点一力.热综合计算

・真题研析•规律探寻

1.(2023•辽宁朝阳•中考真题)某无人驾驶汽车空载静止时对水平地面的压强为3xl()5pa,轮胎与

地面总接触面积为0.04m2。当汽车在以20m/s的速度匀速直线行驶时，功率为23kW,求：

(1)汽车空载时的重力是多少？

(2)当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时，所受的阻刀是多少？

(3)当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶l(X)km时，汽车牵引力做功多少？若燃烧了10kg汽油,

则发动机的效率是多少？(汽油热值q,^=4.6x107J/kg)

【答案】(1)l.lxl^N；(2)1150N；(3)1.15xl08J,25%

【详解】(1)汽车空载静上时对水平地面的压力

尸="5=3x10、PaxO.O4m2=1.2x10,N

则汽车的重力

G=F=1.2X104N

(2)当汽车以20m/s的速度沿直线匀速行驶时，处于平衡状态，所受阻力和牵引力大小相等，

根据。=必7=4〃=/丫，可知汽车所受阻力

P=23xltfW=115()N

辛u20m/s

(3)当汽车以20m/s的速度沿直线匀速行驶100km时，牵引力做功

W=^5=1150Nxl00xia，m=1.15xl0sJ

l°kg汽油完全燃烧放出的热量

Q依=qm=4.6xi07J/kgx10kg=4.6xl08J

发动机的效率

W^1.15xlO8J

x100%=25%

4.6xlOsJ

答:(1)汽车的重力是1.2X104N；

<2)所受到的阻力是1150N：

(3)汽车牵引力做功1.15xl()8j,发动机的效率是25%。

2.水环境质量是生态文明建设的重要篇章，我省“六水共治”攻坚战已全面打响。如图所示，一艘

俣洁船正在开展海上环卫作业。船由柴油机提供动力，热机效率为3()%。(取〃海水=L()xl()3kg/m3,柒

油=4.0x1()7j7kg,g=10N/kg)

(1)工人打捞废弃物时，使用的打捞杆相当于杠杆(选填“省力”或“费力。

(2)某废弃物悬浮在水面下1m深处，所受海水的压强是多大？

(3)工人将该质量为3kg的废弃物打捞上船，水面距离船沿的高度为1.5m,从水面到船沿这一过

程，工人对废弃物至少做了多少功？

（4）若船以1000N的牵引力在海上匀速行驶15km,需消耗多少柴油？

【答案】费力1.0xl04pa45J1.25kg

【详解】（1）打捞杆动力臂小于阻力臂，故为费力杠杆。

（2）所受海水的压强

p=O遥.0x1O'kg/m5x1ON/kgxlm=IxlO4Pa

(3)工人对废弃物做的功

W=Fs=rngs=3kgx1ON/kgx1,5m=45J

(4)有用功

=七引力s'=l000Nxl5xlO3m=1.5xlO7J

热机效率为30%,消耗柴油质量

W行用L5xlO，J

。成二天砺_30%

=1.25kg

q-q4.0xl07J/kg

答：（I）使用的打捞杆相当于费力杠杆；

（2）受海水压强为l.OxlO4pa；

（3）工人对废弃物至少做R45J；

（4）消耗柴油质量1.25kg.

3.（2023・湖北・中考真题）2023年5月28日上午，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气

式客机C919,如图甲，历时2h从上海到北京，开启了首次商业载客飞行。

（1）已知上海到北京航程为1178km,求C919由上海飞往北京的平均速度;

（2）C9I9在高空水平定速巡航时，若受到的阻力为飞机发动机的效率为25%,则

飞行4km需要消耗多少升汽油？已知汽油密度为OSxlOakg/nR汽油热值为4.6xlO，J/kg：

（3）如图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型。图中机翼的下表面可视为平面，面

积为飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时，机轮与地面的总接触面积为S2,飞机对地面的压强为

f机总重为G,近似地认为t机受到的升力来自十匕机双侧机翼。请推导出匕机在跑道上滑行时机翼上

下表面的压弼差（用字母表示）。

G—pS?

△〃=-----7

【答案】（l）589km/h；（2）50L；（3）2S'

【详解】（1）C919由上海飞往北京的平均速度

s1178km

v=—=--------=589km/h

2h

（2）C919在高空水平定速巡航时，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，为1.15x10+1,飞机牵引

力做的功

W=Ey=1.15xlO5Nx4xlO5m=4.6xlO8J

汽油燃烧产生的热量

Q子*„

飞行4km需要消耗的汽油质量

1.84xlO9J

m=—==40kg

4.6xlO7J/kg

q

飞行4km需要消耗的汽油的体积

m_40kg

=0.05m3=50L

p0.8x10'kg/m'

（3）飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时，机轮与地面的总接触面积为S2,飞机对地面的压强为

P，此时飞机对地面的压力为

耳玉=PS2

飞机的重力为G,此时飞机的升力的大小为

%=G-4

图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型，且图中机翼的下表面可视为平面，面积为

则两侧机翼下表面的总面积为2$,飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差/〃

%_G-7G-[4

25,--2sl

答：（I）C919由上海飞往北京的平均速度为589km/h；

（2）飞行4km需要消耗50L汽油

G-“S,

Np=----£—

（3）飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差2R

4.（2023•山东临沂・中考真题）2023年3月29日，我国自主研发的首款四座氢内燃机匕机验证机

1如图）成功首飞。这架飞机翼展为13.5m,机身长度为8.2m,高压气态储氢罐可储氢4.5kg,最大起

飞质量可达1260kg,飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为2/x］（）3cm2；在空中以

130km/h的速度匀速巡航时，前置螺旋桨提供的牵引力为1.4x103。已知氨气的热值为1.4xl（）xj/kg,g

取10N/kg,求：

（1）达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强;

（2）高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量：

（3）飞机以180km/h的速度匀速巡航lh牵引力所做的功。

【答案】（1）6xl04pa：（2）6.3xlO8J：（3）2.52x108J

【详解】（1）飞机起飞前对地面的压力等于其重力，即

F=G=mg=1260kgx10N/kg=1.26xlO4N

飞机对地面的压强为

FI.26X1Q4N

=6xlO4Pa

S-2.1xl03xl0-4m2

（2）氢气完全燃烧放出的热量为

=4.5kgx1.4x10sJ/kg=6.3x10sJ

（3）飞机匀速巡航Ih行驶的距离为

s=vt=\80km/hxlh=l80km=1.8xl05m

飞机以180km/h的速度匀速巡航Ih牵引力所做的功为

W=F^=1.4xl03Nxl.8xl05m=2.52xl08J

答：（1）达最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为6xl（）4pa；

（2）高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热最为6.3x104；

（3）飞机以180km/h的速度匀速巡航Ih牵引力所做的功为2.52、1（）8L

・核心提炼•考向探究

考点考点点拨

1.汽车、汽艇、飞机、推土机等机械，构建了力、热之间的联系，物而

成了力与热综合计算的载体。

2.常用物理公式

v=s/t>p=F/s>P=W/t>W=Fs^P=Fv,Q=qm、Q吸41是解题常用的

公式，热机仍是试题考查的重要载体。

题型特训•命题预测

1.（2023•辽宁抚顺・中考真题）铁岭市对大通街路面改造的过程中，使用了如图所示的•款履带运

输车运送石料。空载运输车的质量为3t,履带与地面总接触面积为一次运送中，运输车在2min

内沿水平路面匀速直线行驶600m,行驶中受到的阻力为104N（g取iON/kg,燃料热值q取4.5x1

求：

（1）空载运输车静止时对水平路面的压强：

（2）这次运送中，运输车发动机的功率；

（3）若行驶中受到的阻力不变，发动机的效率是40%,10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线

行驶的距离。

【答案】（1）2.5xlO4Pa；（2）5xl（）4W;（3）1.8xl04m

【详解】（I）由于空载运输车静止时对水平路面的压力为

F=G=，ng=3000kgx10N/kg=3x104N

空载运输车静止时对水平路面的压强为

3XIQ4N

=2.5xlO4Pa

1.2m2

（2）因为运输车是做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的是平衡力作用，因此运输车发动机的

牵引力为F'=j=104N

发动机所做的功为

W=F's=1()4NX6(X)m=6x1(/'J

运输车发动机的功率为

p上空』xUW

t120s

（3）10kg的燃料完全燃烧放出的热量为

Q就5=4.5x107J/kgx10kg=4.5x1O^J

发动机所做的功力

W'=2/V75k108Jk40%=1.8xl0sJ

由于受到的阻力不变，且运输车做匀速直线运动，受到的是平衡力作用，则此时的牵引力为

Fr=/=104N

根据W=4可得，10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离为

丁二匕二”曾“8x1。4m

F’104N

答：（1）空载运输车静止时对水平路面的压强是2.5xlO"Pa：

（2）运输车发动机的功率是5xl（J*W；

（3）10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距矗是1.8x10，“。

2.某工地一台8t的推土机，它与地面接触的总面积为4nF,推土机在平直的地面匀速行驶15min,

消耗柴油7kg。（g取10N/kg,令柴油=4.3x1（）7j/kg）求：

（1）推土机静止在水平地面时，对地面的压强是多少？

（2）若推土机匀速行驶时发动机的功率为130kW,发动乱做的功是多少？

（3）推土机匀速行驶时.，发动机的效率是多少？（百分号前保留一位小数）

【答案】（I）2xlO4pa；（2）1.17x10"；（3）38.9%

【详解】⑴推土机的重力G=wg=8x103kgx10N/kg=8x104N

推土机静止时对水平地面的压力

%=G=8X104N

推土机静止在水平地面时，对地面的压强

展8X104NC

p=—=-----=2xioPa

S4m2

（2）发动机做的功

W=P/=I3（）XI03WX15X60S=1.17X1（）8J

（3）柴油完全燃烧放出的热量

Q=〃叽油=7kgx4.3xIO：J/kg=3.0lx10sJ

发动机的效率

w117x1081

?/=—x!00%=------j-x100%=38.9%

Q3.01X10RJ

答：（1）推土机对地面压强是2xl（rPa;

（2）发动机做的功是1.17xl（）'J;

（3）发动机的效率是38.9%。

3.如图为某品牌微型电动汽车，该车的空载质量为12,最多载重4人，车轮与地面的总接触面积

为lOOOcnf,发动机的最大输出功率为20kW。g取10N/kg,求：

（1）该车载重4人（每人按60kg计算）时，静止在水平路面上时对路面的压强；

（2）该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km,用时15min,在此过程中汽车受到的阻力；

（3）若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供，燃油汽车的效率为25%,需要消耗多少

千克的燃油？已知q油=4.5x|（）7j/kg。

【答案】（1）1.44xl0-spa；（2）103N；（3）1.6kg

【详解】（1）该车载重4人（每人按60kg计算）时，静止在水平路面上时对路面的的压力

F=G=m^=(L2xlO\g+4x6Okg)xlON/kg=1.44xlO4N

对水平路面的压强

4

F1.44X10N=1.44x105pa

lOOOxlO^m2

（2）该车行驶的速度

s18000m

v=—=-----------=20m/s

t15x60s

因该车水平匀速直线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，由

P=W/l=Fs/f=Fv可得该车受到的阻力

P2OXIO3W

=--=,=IO5N

v20m/s

（3）该车发动机做的功

IV=P/=20X103WX15x60s=1.8xlO?J

燃油完全燃烧释放的热量

八W1.8x10"…

Q=—=-----------=7.2x10J

〃25%

需要消耗燃油

7.2xlO7J

=1.6kg

q4.5xlO7J/kg

答：（1）该车载重4人时，静止在水平路面上时对路面的压强为1.44xl（）5pa；

（2）该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km,用时15min,在此过程中汽车受到的阻力

为103N；

（3）若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供，燃油汽车的效率为25%,需要消耗1.6

千克的燃油。

4.（2023•安徽合肥・三模）”绿色出行，低碳生活”，新能源汽车靠电池提供能量，具有环保节能、

高效等优势，己成为人们口常使用的重要交通工具。如图所示是一款新型电动汽车，该电动汽车内部的

电池能量为45kW・h,电动机工作时把80%的电能转化为动能后需重新充电。（」知夕汽油=4.6xl（）7j7kg,

g=10N/kg,lkW・h=3.6xl（）6j）求：

（1）该汽车电池充满电后使用，以36km/h的速度在9.6kW的额定功率下最多可以匀速行驶的路程：

（2）燃油汽车把汽油燃烧放出的能量转化为动能的效率为25%。与燃油汽车相比电动汽车内部的

电池充满一次电来提供动能，燃油汽车需要燃烧多少千克的汽油（结果保留一位小数）。

【答案】(I)135km；(2)11.3kg

【详解】（1）因为lkW・h=3.6xl（）6j,所以

£电源出大帘帚=45X3.6X106J=1.62x108J

牵引力做的功Vr=80%E电池域内收=80%x1.62x|08J=L296x108J

汽车在电池充满电的情况下以36km/h最多可行驶的路程

$上=匹1也“35x1。%=135km

F'960N

；7=-^xI00%

（2）汽车的有用能量W=L296xlOXj,由°知道，燃烧汽油所需能量

由Q=〃q知道，所需汽油的质量

Q5.184XI08J

m=—=-----------=------x11.3kg

q4.6x10'J/kg

答：（1）最多可以匀速行驶的路程为135km；

（2）燃油汽车需要燃烧11.3kg的汽油。

5.（2023・湖北恩施•二模）如图甲所示是我国臼主研发的一款油电混合动力汽车。该混合动力汽车启

动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量：当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可

以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量20%停止

供电。在某次测试中，司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶lh,观察仪表盘发现这段

时间内燃机消耗燃油10kg,蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受

阻力/和车速＞，的关系如图乙所示，该汽车的某些参数如表所示。（燃油热值q=4.（M（）7j/kg）求：

甲乙

电机电池整车

输出最大功率/kW输出电压/V最大容量〃质量八

903001.2x10s1

（1）在测试过程中，该车克服阻力做的功的大小？蓄电池储存的能量增加焦耳数？汽车的能量利

用率？

（2）若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能，该车在蓄电池充满电的情况下以最多

可行驶多少千米？

【答案】(1)1.07X108J,6X107J,41.75%；(2)44.8km

【详解】(1)由图乙可知

300N

户-----XV

J7km/h

当v=50km/h时，摩擦力为

300N1500DN

户^7^x5°km/h=^—

7km/h7

汽车通过的路程5=vr=50km/hxIh=50km=5x104m

该车克服阻力做的功的

W=/5=15Q^0Nx5xl04m=1.07xl08J

蓄电池储存的能量增加

Wy(80%-30%)xl.2xlO^J=6xlO7J

汽油完全燃烧放出的热量

Q放="q二10kgx4.0x107J/kg=4.0x108J

汽车的能量利用率

〃=区乂]00%=.+x100%J;6x1()JX]()()%=4L75%

Q放Q取4乂10卜j

(2)为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量20%停止供电，所以牵引力做的功

VV=(1-2O%)Ew(1-20%)x1.2x108J=9.6x107J

车在蓄电池充满电的情况下以最多可行驶

W'9.6XI07J,....

5=r=~i5000Kr=4-48Ox110A4m=44“O"

~T~

答：(l)在测试过程中，该车克服阻力做的功1.07xl08j,蓄电池储存的能量增加6xl()7j,汽车的

能量利用率41.75%。

(2)若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能，该车在蓄电池充满电的情况下以最多

可行驶44.8kmo

6.(2024.西安.二模)煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能

为用户取暖县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃,出水流量为100t/h(表示每小时流出水的质

量为100吨)o(p4；=l.OxlO3kg/m3,c*=4.2xlO3J/(kg,C),天然气的热值为4xl()7j/m3)

(1)地热水从井口喷出的最大压强为1.2xl()6pa,则井口0.030?的面积上受到压力为多大？

(2)求每小时流出的地热水温度降低到40C,所放出的热量；

(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为70%,则利月上述地热

能供暖一小时可以节约多少天然气？

【答案】(1)3.6x1^；(2)2.1xlO,oJ；(3)750m3

【详解】(1)地热水从井口喷出的最大压强为L2xlO6Pa,则井口O.O3m2的面积上受到压力为

F=pS=l.2x106PaxO.O3m2=3.6x104N

（2）出水流量为每小时流出水的质量为100吨，水放出的热量

。奸c水巩Lro）=4.2xlo3j/（kg.℃）xlOOxlo3kgx（9O℃-4O℃）=2.1xlO,oJ

（3）由效率公式得天然气需要放出的热量

4=止吧5|四

皿〃70%

由Qx"/得需要天然气的体积

y_Q放'=3x10、

=750m3

q4xlO7J/m3

答：（1）井口O.O3m2的面积上受到压力为3.6X1（）4N

（2）每小时流出的地热水温度降低到40c所放出的热量为2.1xl（）M）J；

（2）利用上述地热能供暖一小时可以节约750m3的天然气。

7.（2024•江苏徐州•一模）为保护环境，我市引进「新能源动力公交车，该车采用液化天然气作为

驱动车辆的动力。已知公交车的质量为1.2xl（）4kg,轮胎与地面的总接触面积为（）.5m2,行驶时所受阻力

是年重的。.。5倍（g取IUN/kg）o求：

（1）公交车静止在平直公路上时对路面压强；

（2）若公交车以10m/s的速度匀速行驶了lOmin,则牵引力所做功的功率；

（3）该公交车从A地到达B地消耗了5kg的天然气，发动机的效率为40%,则A、B构地的距离

为多少？（液化天然气的热值为4.8xl（）7j/kg）

【答案】（1）2.4x103；（2）6xlO4W.（3）1.6xl04m

【详解】（I）公交车的重力为

G=mg=1.2x101kgx]ON/kg=1.2xIO5N

公交车静止在平直公路上时对路面压强为

F_G_L2x]tfN

=2.4xlO5Pa

~S~~S~0.5m2

（2）汽车做匀速直线运动时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，牵引力大小为

5

/7?：=/=0.05G=0.05xl.2xl0N=6xltfN

若公交车以10m/s的速度与速行驶了lOmin,则牵引力所做功的功率为

=v=6x101Nx10m/s=6x104W

tt

（3）天然气完全燃烧放出的热量为

Q=qm=4.8x1(了J/kgx5kg=2.4xl()8J

发动机做的有用功为

S7

IV=Z/^=40%X2.4X10J=9.6X10J

A、B两地的距离为

9.6x10?J

=1.6xl04m

-6X103N

答：（1）公交车静止在平直公路上时对路面压强为2.4xlO'Pa.

（2）牵引力所做功的功率为6xlO,W；

（3）A、B两地的距离为ISxlO'm。

8.（2024・安徽合肥•一模）地铁可以缓解城市公交运输压力，某学习综合实践活动小组同学们收集

到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如表：

XX型号地铁地铁电力机车功率平均速度牵引力额定载客量

机车106W60km/h5x104N500人

XX型号公交平均速度牵引力额定载客量

燃油热值4xl（）7j7kg

汽车15km/h3000N40人

（1）甲、乙两地铁站相距1800m,地铁运行需要多长时间？

（2）公交汽车以平均速度行驶时.，每千米消耗燃油0.3kg：则行驶1800m路程所消耗的燃油完全燃

烧放出多少热量？

（3）公交汽车以平均速度吁驶时的效率是多少？

（4）请列举出至少一项地铁运输的优点。

【答案】（1）108s；（2）2.16X107J；（3）25%；（4）见解析

【详解】（1）地铁运行的速度为

v=60km/s=—nVs

3

地铁在甲、乙两地运行是时间为

s1800m…

;=5(r-=,08s

—m/s

3

（2）公交汽车行驶的路程为5=18（X）m=l.8km

消耗燃油的质量为w=0.3kg/kmxl.8km=0.54kg

行驶1800m路程所消耗的燃油完全燃烧放出的热量为

Q=,“0.54kgx4x107J/kg=2.l6x107J

（3）由表中数据可知,公交车的牵引力厂二3000N,公交车行驶1800m路程做的功为

VV=F.s=3000Nx1800m=5.4x106J

公交车的效率为

W5.4xlO6J

77=—x100%=＞：100%=25%

Q2.16x10」

（4）地铁作为交通工具的优点：①因车速度快，节省乘车时间；②无废气污染（环保）。

答:（1）甲、乙两地铁站用距1800m,地铁运行需要10&s；

（2）公交汽车以平均速度行驶时，每千米消耗燃油0.3kg,则行驶1800m路程所消耗的燃油完全燃

烧放出的热量为2.16X107J；

（3）公交汽车以平均速度行驶时的效率是25%；

（4）地铁作为交通工具的优点有速度快，节省乘车时间、无废气污染环保。

9.如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为26.53每条履带与地面的接触面积为2.5m，水上

最快航速可达30km/h,达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为66km的水域。已

知夕燃油=0.85xl0'kg/m、夕燃油=4.3x10?J/kg、g=]0N/kg、2t=l.OxlO,kg/m：求：

（1）该战车停在水平地面时对地面的压强；

（2）此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间；

（3）该战车在水面漂浮时排开水的体积；

（4）该战车在此次任务中消耗燃油600L,这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。

【答案】⑴5.3xlO4Pa；（2）2.2h：（3）26.5m-.（4）2.193xlOH,J

【详解】（1）战车停在水平地面时对地面的压力

F=G=mg=26.5xIO3kgxION/kg=2.65xlO5N

战车对地面的压强

F2.65X105N

=5.3xl()4Pa

~S~2x2.5nr

（2）该战车穿过此水域所用时间

z=£=66kin=22h

v30km/h

（3）战车在水中漂浮，根据二力平衡，其所受浮力

生=G、=2.65xiaN

排开水的体积为

2.65xlO5N

与=26.5m5

33

。水8lxlOkg/mxl0N/kg

（4）消耗燃油的质量

海油二「燃油V=0-85x10'kg/m’x600x1n/=51Okg

燃油完全燃烧放出的热量为

Q放=/秘囱燃油=51Okgx4.3x10J/kg=2.193x1OloJ

答：（1）战车停在水平地面时对地面的压强力.3xl（）4pa；

（2）此次任务中该战车穿过该水域需要的时间为2.2h；

(3)该战车在水面漂浮时排开水的体枳为26.5m,；

(4)该战车在此次任务中消耗燃油600L,这些燃油完全燃烧放出的热量是2.193x10^。

10.北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱

动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶lh到达B

电，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加

注1kg氢燃料所需的费用为30元。

(1)求A、B两地之间距离。

(2)求此过程中产生的电能£电。

(3)燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽

汨在汽缸内完全燃烧，且燃烧炉释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取g=5xl07j/kg。已

知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：

①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热最。

②请通过计算判断乙车能否到达B地。

甲车v=90km/h甲车

【答案】(I)90km；(2)1.125X108J；(3)①1x1(2；②乙车不能到达B地。

【详解】⑴A、B两地之间距离为

A'AB=v/=90km/hx1h=90km=90000m

(2)由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力为

F=^=1()(X)N

汽车牵引力做的功为W=F5AB=1000Nx90000m=9x107J

此过程中产生的电能为

_VV_9xl07J

1.125x10"

一丁80%

(3)①由每加注1kg氢燃料所需的费用为30元可知，消耗0.8kg氢燃料的费用为

O.8kgx3O元/kg=24元

由每加注1kg汽油所需的费用为12元可知，在与甲车花费相同燃料费用的情况下，乙车消耗的汽

汨为

24兀

m=——：-=2kg

12兀/kg6

乙车消耗的汽油完全燃烧炉放出的热量为

Q<A=w^=2kgx5xlO7J/kg=lx|O8J

②燃烧汽油时汽车获得的机械能为

W讯楂=〃汽Q放=30%xIx108J=3X107J

汽车行驶的距离为

忆械3X107J4

s==TTTT77=3x104m=30km<90km

卜1000N

因此乙车不能到达B地.

答：(1)A、B两地之间距离为90km。

(2)此过程中产生的电能为1.125x10^。

(3)①乙3车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为1x10k

②乙车不能到达B地。

考点二力.电综合计算

真题研析•规律探寻

1.(2023•江苏淮安・中考真题)人工智能让我们的生活更加便捷，某酒店迎宾机器人将客人从酒店

门口带至前台。这一过程中机器人做匀速直线运动，通过的路程为20m,所受阻力为自身重力的0.05

倍，机器人相关参数如下表所示，g取1°N次g。

整机质量：36kg行进速度：lm/s

工作电压：24V工作电流：1A

轮子与地面接触总面积：L8xl（尸m?

（1）求机器人对地面的压强；

（2）求牵引力所做的功；

（3）求机器人全程运动的时间及消耗的电能;

（4）求电能转化为机械能的效率。

【答案】(l)2xl()5pa；(2)360J：(3)20s,480J；(4)75%

【详解】（I）机器人对地面的压力

F=G=mg=36kgx10N/kg=360N

则机器人对地面的压强

F_360N

=2xlO5Pa

"1.8xlO-3m2

（2）机器人受到的阻力

f=0.05G=0.05x360N=18N

机器人匀速行驶时，机器人的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，机器人

的牵引力产牵=/M8N

牵引力所做的功（获得的机械能）

VV=R.V=18NX20IB=360J

（3）机器人全程运动的时间

s20m“

!=-=------=20s

vlni/s

机器人消耗的电能

%=t//r=24VxlAx20s=480J

（4）电能转化为机械能的效率

W360J

；7=—xl（X）%=100%=75%

%480J

答：（1）机器人对地面的乐强为2x105Pa；

（2）牵引力所做的功为360J；

（3）机器人全程运动的时间为20s,消耗的电能为480J；

（4）电能转化为机械能的效率为75%。

2.（2023•山东德州•中考真题）今年一季度，我国汽车出口量全球第一，电动汽车贡献非常大。如

图所示为某型号电动汽车运动的四图像，它在第10秒时速度达到30m/s,然后以30m/s的速度做匀速

直线运动。已知该车质量为12,以30m/s的速度运动时所受阻力为该车重力的0.1倍，g=l0N/kg,

不计机械摩擦。

1v/(m/s)

（1）已知物体运动的if图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小。则在0〜10s内，该车通

过的路程与150m的关系为？

（2）该汽车以30m/s的速度匀速直线行驶了10s,该过程中加在电动机上的电压为500V,通过的

电流为100A,求电动机的效率为多少？

（3）求该车电动机的线圈电阻是多少？

【答案】（I）大于；（2）72%；（3）1.4。

【详解】（1）因为物体运动的X图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小，由图可知三角形

0A8面积为

S，(“H=—xl0x30=150

—(小“2

该车通过的图形面积大于三角形。A8的面积，所以该车通过的路程大于150m。

v/(m/s)

XQ------17s

（2）根据二力平衡知识，汽车匀速直线运动时受到的牵引力

廉=f=0.1G=0.\mg=0.1x1.2x103kgx1ON/kg=1.2x103N

汽车10s行驶的路程

s=vt=30nVsxlOs=300m

汽车牵引力做功即为有用功

3$

Wfj=W^=F代s=1.2X10NX300m=3.6xlOJ

消耗的电能即为总功

1%=叱也=。〃=500Vxi00Ax1Os=5x1（）5J

电动机的效率

（3）由题意可知，不计机械摩擦损失，电动机线圈产生的热量即为额外功

Q=%=叱-%.=5X105J-3.6X105J=1.4X105J

由焦耳定律Q—八所得，电动机线圈电阻

Q1.4xlO5J

A=—z"=-----------5---------=।・412

I~t（lOOA）'xlOs

答：（1）该车通过的路程大于150m.

（2）电动机的效率为72%：

（3）该车电动机的线圈电阻是1.4Q。

3.（2022・广西贺州・中考真题）贺州市水利资源丰富，小明设计了如图甲所示的水文站测量桂江水

位的原理图。电源电压U=3V,定电阻吊尸10。，滑动变阻器A长20cm,最大阻值20Q。且滑动变阻器

的阻值随滑片P从最上端。位置移动到最下端。位置的过程中均匀变化（滑片P移动过程中摩擦不计）。

怛簧卜.端悬挂一重为50N的物体AB,其底面积为O.Olm?、长为0.3m。弹簧伸长量与它受到拉力的关系

如图乙所示（不计弹簧质量，连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长）。求：

（2）当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好高开水面的过程中，弹簧伸长了多少cm?

（3）闭合开关S后，当水面在物体AB上表面时，滑片刚好在滑动变阻器〃的最上端C位置，水

面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时，电压表的示数是多少？

【答案】（1）30N；（2）15cm；（3）IV

【详解】（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB刚好浸没水中，故

%=%=Sh=0.0Inrx0.3m=3xlO'T

物体AB所受浮力

3

与=GH=七月咻=LOx1O'kg/mx1ON/kgx3x10^n?=30N

（2）水面与物体AB上表面相平时，弹簧对物体的拉力

5=G物一/=50N-30N=20N

水面下降至与物体AB下表面相平时，弹簧对物体的拉力

?V=G-50N

水面从物体AB上表面逐渐下降至与下表面相平过程中，弹簧拉力的变化量

△序=七'-G=50N-20N=30N

由乙图可知

F_40N

=2N/cm

△L20cm

物体刚好离开水面时

/=£

\L!\L

得弹簧伸长的长度

30N

△L!=15cm

2N/cm

（3）水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面相平时，弹簧伸长13cm,即滑片下移13cm,接入

电路的电阻变化量

A/?=-=^-xl5cm=15Q

20cm

此时滑动变阻器接入电路中的电阻为

R=R-A/?=20Q-15c=5Q

R'与Ro串联，R'的电流为

U3V

r=i=0.2A

底-5Q+10Q

电压表的示数为

^=/^=0.2Ax5Q=lV

答：（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB受到的浮力是30N；

（2）当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中，弹簧伸长了15cm：

（3）闭合开关S后，当水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时，电压表的示数

是M

4.（2023•山东潍坊・中考真题）在物理项目化学习活动中，某科技小组的同学设计了如图甲所示的

船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为5N,圆柱形浮筒B底面积为l（）0cm2,重为18N。

电路中电源电压恒定，品为定值电阻，压敏电阻Rx（表面绝缘，厚度不计）固定于容器C底部，上表

面积为50cn?,&阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进

水阀，装置静止时，测得C中水深为20cm,B浸入水中的深度为7cm（未浸没），闭合开关S,此时

电流表示数人=30mA;再次打开进水阀，向C中缓慢注入一定质量的水，浮筒B上升，使A下降30cm,

稳定后电流表示数12=24mA。若不计绳重和摩擦，水的密度〃水=1.0x］（）3kg/m3,g取lON/kg,求:

（I）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力；

（2）动滑轮的重力：

（3）C中水深为20cm时&阻值;

（4）电路中电源电压值0

【答案】（1）7N；（2）4N；（3）100Q；（4）4.8V

【详解】（1）根据题意可知，当B浸入水中的深度为7cm时，B浸入水中的体枳为

42_243

Vs=Ss/7/}=IOOxlO_mx7xlOm=7xlO-m

B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力为

%=p水匕遥=1.0xl03kg/m;x7xl0^m?xlON/kg=7N

（2）模型中的船厢A和所盛水的总重为5N,根据滑轮组知，〃=3,可知绳子对动滑轮的拉力为

7；=3G/t=3x5N=I5N

浮筒B对动滑轮向下的拉力为

4=6厂。=18N—7N=1IN

对动滑轮进行受力分析可知

则可得

G动=（-笃=15N-11N=4N

（3）C中水深为20cm时，水对■容器C底部的压强为

p=pgh=1.0x103kg/m3x1ON/kgx20x1（尸m=2x103Pa

又C的上表面积为50cm2,则对C的底部的压力为

342

F=p5c=2xl0Pax50x10m