中考物理试题分类整合-知识点35-力、热综合计算

知识点35：力、热综合计算2009年31.（09·黄冈）工程载重汽车比一般汽车的轮子要多些，是为了________________________；轮胎上花纹也比较深，是为了________________________。若车身质量是8t，轮胎能承受的最大压强为5710ap，与地面的总接触面积为0.42m，该车最大装载质量为_________t。已知发动机的排气量（等于活塞面积S乘以活塞移动的距离L）为3.0升，燃气对活塞的平均压强为5810ap，一个工作循环中，燃气对活塞做功_________J。答案：减小压强增大摩擦202400（09泰安）24．泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功。（2）已知热机效率η＝WQ（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？答案：解：（1）因为专用车匀速行驶，所以牵引力F＝f＝3.0×103N……………………1分牵引力做的功W＝Fs＝3.0×103N×5.6×103m＝1.68×107J………………………2分（2）消耗燃油的质量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10－3m3＝1.2kg…………1分燃油完全燃烧所产生的热量：Q＝mq＝1.2kg×4×107J/kg＝4.8×107J…………1分热机效率η＝WQ＝1.68×107J4.8×107J＝35%1分（09安徽）.一辆汽车以72km／h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2Kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2x103N，汽油的热值q=4.6x107J／Kg。问：(1)汽车在这段时间内消耗的功率(即1秒时间内汽油完全燃烧放出的热量)是多少?(2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?(3)比较(1)和(2)的结果，你有什么发现?简要分析原因(写出两条即可)。答案：（09·湖北宜昌市）34．小明的爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW。请运用所学的知识解答下列问题。（汽油的热值为4．6×107J/kg）（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？（2）汽车发动机的效率是多少？（3）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？为什么？答案：(1)发动机做的功：W=Pt=23000W×7200s=1．656×108J（1分）汽车受的牵引力：1150Nm144000J101.6568sWF（1分）(2)发动机的效率：%409kgkg/J106.47200sW230007QW（2分）(3)静止时对路面的压力大（1分），因为高速行驶时，汽车上表面的空气流速大（1分），对汽车的压强小，使汽车有一个向上托的力（1分）。10．（09·聊城）某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．答案：（1）匀速行驶时牵引力F=f=920NW=Fs=920N×300×103m=2.76×108J（2）轿车消耗汽油的质量为m，其完全燃烧产生的内能Q=qm由题得：W=ηQ=ηqm即m=J/kg106.4%30J1076.278qW=20kg20kg＜32kg，不需加油．28．（09·昆明）提高热机效率是“节能减排”的一个重要途径。如果汽油机的效率从η1=30％提高到η2=36％，那么一辆轿车在汽油机效率为30％时，消耗一定质量汽油，能够在平直道路士匀速行驶l0km；当效率变为36％后，在相同道路情况下，以相同速度匀速行驶，并消耗相同质量汽油的情况下，能够行驶多少千米?答案：28.（09·广西百色市）氢能被视为未来的理想清洁能源。随着科技的不断进步，现在从植物中提取氢的效率越来越高，可以从34kg干燥的植物中提取lkg的氢。(1)目前的节能小轿车每百公里耗油量可以降到5L，则这种节能小轿车每百公里消耗的汽油是多少kg?(2)如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%。若一辆氢能源小轿车在从桂林行驶到百色大约700km的路程上获得的平均牵引力为8.4×l02N，则它从桂林行驶到百色需要消耗的氢大约是多少kg?(ρ汽油=0.71×l03kg/m3；q氢=1.4×l08J/kg；lL=ldm3)答案：27.（09·大连）如图是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横截面积是35cm2.做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0×106Pa，活塞移动的距离是60mm,所用时间是0.015s。试求：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？（2）做功冲程中，平均压力做功的功率是多少？（3）设做功冲程汽油完全燃烧，放出的热量是840J,则该汽油机的效率是多少？2010年（10·黄冈）25．右图所示是道路维修时常用的路面钻机(俗称“啄木鸟”)，该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面．气体推动活塞时是将________能转化为________能；钻头制成锥形是为了___________________________________；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40％，则完全燃烧50kg柴油对外做的有用功是________J(柴油的热值是4.3×107J／kg)．气体的内(填“内”亦可)活塞的动(填“动”或“机械”亦可)增大钻头对路面的压强(填“增大压强”亦可)8.6×106（10·河北）37．某小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”，是指这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L。（1）如图16所示，这辆流线型汽车高速行驶时对水平地面的压力（选填“增大”、“减小”或“不变”）。在图中O点画出汽车所受重力的示意图。（2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶25km，汽车的效率为31.25%。求：汽车消耗多少升汽油及汽车的功率。（汽油热值3.2×107J/L）（10·沈阳）22．（8分）随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。解：(1)=m/Vm=V（1分）=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7kg(1分)Q放=质量×热值=7kg×4.6×107J／kg=3.22×l08J(1分)(2)W有=Q放×30%=3.22×l08J×30%=9.66×107J(1分)W有=FsF=W有/s（1分）mJ37101001066.9966N（1分）O图16车匀速直线行驶(1分)f=F=966N(1分)（10·宁夏）37．（6分）2010年上海世博会使用了一种纯电动节能环保车。这种车使用电池作动力源，走起来比燃油车的响声小得多，同时也不会排放气体。下表是一款纯电动汽车与同型号内燃机汽车对比的测试数据（测试过程可视为匀速直线运动）。车型能源测试距离牵引力有用功百公里耗能效率纯电动汽车电能km100600NJ102.7783.3%内燃机汽车汽油km100600NJ1038（1）（4分）请通过计算，在表格内填写汽车牵引力做的有用功及内燃机汽车的效率；（2）（2分）根据题目信息，说出这种纯电动汽车节能、环保主要体现在哪几个方面？（1）（每空2分、共4分）6×107J、20%（2）（2分）答：节能体现在该电动车的效率高（1分）；环保体现在噪音小、无废气排放（1分）（10·百色）29．2010年春，我市部分县区发生严重旱灾，某校师生饮水困难。抗旱突击队在离学校6千米远处探测到有地下水源，经努力挖掘，在离地面10米深处挖到水源。突击队用柴油机带动抽水机将水抽上来，用汽车运往学校，整套抽水设备的效率是10%。(柴油的热值：q柴油=4.3×107J/kg)（1）汽车从水源处将水运到学校用时10分钟，问汽车的平均速度为多少米/秒？（2）抽水机将质量为20吨的水抽到地面所做的有用功是多少焦？消耗多少千克柴油？解：(1)汽车的平均速度：V＝S/t＝6×103m/10×60s＝10m/s……………………(2分)(2)质量为20t的水的重力：G＝m水g＝20×103kg×10N/kg＝2×105N……(2分)抽水机所做的有用功：W有＝Ｇh＝2×105N×10m＝2×10６Ｊ…………(2分)由＝W有/W总……………(1分)得W总＝W有/＝2×10６Ｊ/10%＝2×10７Ｊ……………………(1分)Q＝W总由Q＝qm…………………………………(1分)得m柴油＝Q/q柴油＝2×10７Ｊ/4.3×107J/kg＝0.47kg…………(1分)（10·孝感）36．(10分)如图所示是我国最大的海运货轮“景山6号”，它的排水量是2.06×104t，当货轮满载且以36km／h的速度匀速直线航行时，货轮受到的阻力为船和货物总重的0.01倍(海水的密度为1.03×103kg／m3，取ｇ＝10N／kg)。求：(第(1)、(2)两问不用书写计算过程)．(1)(3分)船和货物总重为__________N，排开海水的体积是________m3．(2)(3分)货轮的牵引力是________N，牵引力的功率是_________W．(3)(4分)货轮以36km／h的速度匀速直线航行时，其柴油机动力系统的效率为41.2％，柴油的热值q＝4.3×107J/kg．问：货轮航行103km需要燃烧多少千克柴油?(计算结果用科学记数法表示，且保留三位有效数字)(1)2.06×108(1分)2×104(2分)(2)2.06×106(1分)2.06×107(2分)(3)已知F＝2.06×106Ns＝103Km＝106mη＝41.2％q＝4.3×107J／kg解法一：W有＝Fs＝2.06×106N×l06m＝2.06×1012J由η＝总有WW得（1分）W总＝有W＝412.0J1006.212＝5×1012J（1分）由W总＝mq得（1分）m＝qW总＝J/kg10.4J105712＝1.16×1012kg（1分）解法二：η＝总有WW＝mqFs得m＝qFs＝J/kg103.4%2.41m101006.2766＝1.16×1012kg（10·玉溪）23．(8分)如图18所示，在青海玉树抗震救灾清理废墟过程中，解放军部队某战士用150kW的铲车开足马力工作。若铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t的建筑废料举高3m装车运走，整个过程是连续的，若柴油发电机的热效率为34.5%。（73.310J/kgq柴）求：（1）在推土过程，铲车受到的阻力。(2)在举高过程，铲车所做的功。（3）整个过程消耗柴油多少千克？解：（1）由Svt得：30.6/5Smvmsts……………………………………（1分）铲车受到的阻力35150102.5100.6/PWfFNvms………………………（1分）(2)3411.51010/34.510WGhmghkgNkgmJ………………（2分）图18(3)铲车匀速前进时做功：5522.510N37.510WFsmJ…………（1分）铲车整个过程做的总功：455124107.5107.9510…（1分）设柴油燃烧放出的热量为Q，34.5%QW则567.95102.3