中考物理《力、热、电》综合计算.doc

中考物理力、热、电综合计算综合计算题综合多种物理过程，有的联系生活实际，常常立意于新的物理情境.解题过程运用多个物理概念及规律，分析多个研究对象，该类题型有：能量效率问题、电热结合、力热结合、电力结合等；要求学生在解题技巧上，仔细审题，对题目进行认真分析划分为子问题，划分步骤，逐层深入，建立有关方程，求解；要求学生关注生活中的物理，学会思考，学会知识迁移和建模，尝试用物理知识解决各类问题，逐步提高综合能力.题型之一 力、电综合题该题型一般以发电机、电动机、压敏电阻、滑动变阻器、简单机械为载体，建立力与电之间的联系，或考查力电转换，或力与电并列设置问题进行考查. （2014杭州）图甲是一个电子拉力计原理图.硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计）.电压表量程为03 V，ab是一根长为6 cm的均匀电阻丝，阻值R1=30 ，电源电压U=6 V.（1）要保证电压表能正常工作，电路中R0至少应为多少欧？（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a，闭合开关后电压表的读数为多少伏？（3）已知该弹簧伸长的长度l与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R0=45 ，通过计算说明， 开关S闭合后，当电压表指针指在0.8 V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大? 此拉力计的量程是多少？点拨：为了保证电压表的正常工作，R0至少应分3 V的电压.当滑片P处于a端时，开关闭合后电压表被短路.当电压表的示数为0.8 V时，可先用欧姆定律求出电流中电流，进而求出R1的aP段阻值、滑片P移动的距离l，对比图像即可得出此时拉环上拉力的大小F.滑片P的最大移动距离l=6 cm，对比图像即可得出此时拉环上拉力的大小F.1. （2013台州）重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯，设计师为这款灯找到了“可再生能源”，它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能.已知重物质量为20 kg，每次被举高2 m，LED灯的额定功率为1 W，g取10 N/kg.则：（1）重物每被举高一次，人至少对重物做了多少焦的功？（2）重物重力做的功有50% 转化为电能，每举高一次重物能使该灯正常照明多长时间？2. （2014黄冈）当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示.假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380 V，额定功率38 kW，线圈电阻0.5 .在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25 s，把质量为3 t的重物吊起22 m(g取10 N/kg).求： （1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能.（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量.（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率.3. （2014荆州）建筑工地上常用电动机通过“龙门吊”提升重物，电动机带动绕有钢索的轮轴转动，与钢索相连的重物就被匀速提升，如图所示.如果轮轴的周长L=40 cm，电动机带动轮轴每秒钟转1圈，被提升的重物质量m=600 kg，电动机的电功率P=4 kW，g取10 N/kg，求:(1)在1 min内重物被提升的高度.(2)在1 min内钢索对重物所做的功.(3)这套设备的机械效率为多少？4. （2014绍兴）小敏看到超载损坏的新闻报道.设计了一个称量车重的模拟电路，将载重量转化成电流表示数，如图甲.电路由电源，称重计（电流表，量程00.6 A）,定值电阻R0，滑动变阻器R1，弹簧和开关组成.已知电源电压8伏，滑动变阻器R1长40厘米、最大阻值20欧，且电阻的大小与其接入的长度成正比，弹簧的长度与受到压力之间的关系如图乙，当没有载物时，变阻器滑片指向上端，电流表示数是0.1 A.（1）定值电阻R0多大？（2）弹簧的长度与受到的力的关系是：在弹性限度内，.（3）最大载重时，该模拟电路的电流表示数多大？（4）小华觉得最大称量时，该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半，则应选择定值电阻；R2=20欧，R3=5欧和R4=1欧中哪个替换R0，替换后，最大称量时，电流表示数多大？5. （2014嘉兴）随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭.扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能.如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：项目指标参数工作电压15 V功率30 W电池容量2 000 mAh（1）机器人吸尘的工作原理是通过电动机转动使内部压强_，从而使杂物进入吸尘器.（2）电池容量“2 000 mAh”是指当工作电流为2 000 mA，能持续供电1小时.若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间？（3）机械人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电.若返回过程中受到的阻力为20 N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）6. （2013庆阳）电动自行车是备受人们青睐的一种交通工具.电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力.下表是某型号电动自行车主要技术参数：整车整车质量40 kg最高车速30 km/h最大噪声62 dB蓄电池蓄电容量0.576 kWh电动机额定电压48 V额定功率240 W（1）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50 cm，当一个质量为50 kg的中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（g取10 N/kg）（2）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40 N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？ （3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）7. （2014福州）为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”，餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值，人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图所示，电源电压3 V不变，提示器的电阻R0恒为50 ，传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示，开关S闭合后，求：载盘台所载质量m/g100110120130140150160传感器R1/100908070605040（1）根据表中数据，当载盘台所载质量是100 g时，R1的阻值是多少？电路中的电流是多少？（2）在第（1）问的基础上，通电5 s，电流通过R1产生的热量是多少？（3）当电路中的电流达到0.03 A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100 g，此时盘内剩余食物的质量是多少？8. （2014泰安）如图甲是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图（俯视图），立方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度v=1 m/s匀速运动，产品的质量m=0.8 kg.计数器由电流表和电路计数元件组成（电流表和电路计数元件的电阻不计），通过电路中电流的变化计数产品，a为激光源，R1为光敏电阻，R2为保护电阻.当激光射向R1时，R1的阻值变小，每当产品运动通过a与R1之间时，射向R1的光线会被产品挡住，R1阻值变大.闭合开关，电路中计数器中电流的示数I随时间t的变化图像如图乙所示.（g取10 N/kg）（1）不计空气阻力，求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向.（2）求每个产品的边长L1和产品的间隔L2.每个产品对传送带的压强大小.（3）已知电源电压U=3 V，R2=1 k，求传送带匀速运输产品过程中1 min内光敏电阻R1消耗的电能.题型之一 力、电综合题例1（1）电压表示数最大时，R0有最小值，此时电路中的电流I1=U/R1=3 V/30 =0.1 A，R0= UR0/I1=（6 V3 V）/0.1 A= 30 .（2）当滑片P处于a端时，开关闭合后电压表被短路，其示数为0.（3）当电压表的示数为0.8 V时，电路中的电流I2=U/R=6 V/（30 45 ）=0.08 A，RaP= UaP/I2= 0.8 V/0.08 A= 10 ，R1的aP段laP=6 cm10 /30 =2 cm，即滑片P移动的距离为2 cm，由图像可知，此时拉环上拉力F=200 N.由于电阻丝ab的长度为6 cm，则滑片P的最大移动距离l=6 cm，由图像可知，此时拉环上拉力F=600 N，即拉力计的量程为0600 N.针对训练1.（1）重物的重力：G=mg=20 kg10 N/kg=200 N人对重物做的功：W=Fs=Gh=200 N2 m=400 J(2)重物重力做的功转化的电能：W电=W=400 J50%=200 J每举高一次重物能使该灯正常照明的时间：t= =200 s2.（1）由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38 kW=3.8104 W，工作时间t=25 s，所以电动机消耗的电能W=Pt3.8104 W25 s9.5105 J（2）电动机正常工作时的电流：I=P额/U额=3.8104 W/380 V=100 A线圈产生的热量：Q=I2Rt=(100 A)20.5 25 s=1.25105 J（3）线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W1=Q=1.25105 J，所以“塔吊”电能转化为机械能的总量，即机械部分所做的总功W总=W-W1 =9.5105 J-1.25105 J=8.25105 J又因为=，所以该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率3103 kg10 N/kg22 m8.25105 J=80%3.(1)轮轴在1 min内转过的圈数 N=nt=160=60转故重物上升的高度h=NL=600.4 m=24 m(2)钢索对重物做功W物=mgh=6001024 J=1.44105 J(3)电动机在1 min消耗的电能W总=Pt=4 00060 J=2.4105 J故该装置的机械效率=W物/W总=1.44105 J/（2.4105 J）=60%4.（1）R总=U/I1=8 V/0.1 A=80 ,R0=80 -20 =60 .（2）受到的压力越大，弹簧的长度越短.(3)模拟电路最大载重时弹簧长度为24厘米，此时滑动变阻器的电阻为R120 /40 cm=R1/24 cm, R1=12 I=U/R=8 V/（60 +12 ）=0.11 A.（4）I0.3 A U/(R1+R)0.3 A8 V/(12 +R)0.3 A R14.67 I0.6 A U/(R1+R)0.6 A8 V/(12 +R)0.6 A R1.33 .选R3，电阻最大载重电流I=UR=8 V（12 +5 ）=0.47 A.5.（1）减小（2）I=2 A=2000 mA=1 h（3）克服阻力做的功：W=UIt=15 V2 000 mAh10%40%=4 320 Js=216 m6.（1）地面受到的压强p=F/S =(40 kg+50 kg)10 N/kg/0.01 m2=0.9105 Pa（2）蓄电池储存的电能W电0.576 kWh2 073 600 J电动自行车行驶克服阻力做功W机W电2 073 600 J80%=1 658 880 J电动自行车能连续行驶的路程s=W机/F=1 658 880 J/40 N=41 472 m（3）优点：无尾气；噪音小.缺点 ：蓄电池一般使用一年左右就需更换，废弃后的电池污染环境.7.（1）由表可知，R1=100 R=R1+R0=100 +50 =150 电路中的电流I=0.02 A（2）电流通过R1产生的热量：Q=I2R1t=(0.02 A)2100 5 s=0.2 J（3）当电路中的电流达到0.03 A时R=100 R1=R-R0=100 -50 =50 查表可知,载盘所载质量为150g剩余食物的质量m余=150 g-100 g= 50 g8.(1)F=G=mg=0.8 kg10 N/kg=8 N;竖直向上(2)L1=vt1=1 m/s0.1 s=0.1 mL2=vt2=1 m/s0.2 s=0.2 mF压=G=mg=0.8 kg10 N/kg=8 Np=F压/S=8 N/0.01m2=800 Pa(3)在00.2 s内,I1=210-3 AU2=I1R2=210-3 A103 =2 VU1=U-U2=3 V-2 V=1 VW1=I1U1t1=210-3 A1 V0.2 s=410-4 J在0.2 s-0.3 s内,I2=110-3 AU3=I2R2=110-3 A102 =1 VU4=U-U3=3 V-1 V=2 VW2=I2U4t2=110-3 A2 V0.1 s=210-4 J在1 min内,W=60 s/0.3 s(W1+W3)=200（410-4 J+210-4 J）=0.12 J.题型之二电、热综合题该题型一般以电热器为载体，利用电流的热效应给水等物质加热.焦耳定律是试题考查的重要知识点，能量转化方向是试题的热点.热能发电则是试题的另一个侧面.（2014东营）无内胆饮水机管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水.该管线机的额定电压是220 V，开水加热电功率是2 200 W，温水加热电功率是1 100 W.已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2103 J/（kg），水的密度=1103 kg/m3，g取10 N/kg.求：（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？（3）现在需要100 的开水500 ml，已知水的初温是20 ，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？点拨：电热器连入电阻越大，其功率越小，档位越低；电热器连入电阻越小，其功率越大，档位越高.1. （2014安徽）某太阳能热水器装有100 kg、初温为20 的冷水，经过一天的太阳照射，水温升高到65 ，则这些水吸收的热量等于完全燃烧多少体积的天然气所放出的热量？假如用功率为2 kW的电热水器产生同样多的热量，则通电的时间为多少秒？已知水的比热容为4.2103 J/（kg）、天然气的热值4.2107J/m32. （2014广安）6月5日是世界环境日，低碳排放，保护地球是当今世界的主题，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题.（1） 在能源家庭中，风能、太阳能、水能都同属于_（填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减少大量化石能源的生产和消费所导致的生态破坏与严重环境污染.（2） 为实现减排目标，国家大力推广风力、水力发电.如图是我国西部某处风力发电场的壮观画面.假如装机总功率4.2106 kW的风电场项目全部建成后，所有机组发电1 h，可提供多少千瓦时电能？若这些电能全部转化为水的内能，那么可以把多少质量的水从28 加热至沸腾（标准大气压下）？c水=4.2103 J/（kg）3. （2014衡阳）如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜.使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下表是该防雾镜的相关数据：面积大小110 dm2镜子质量1.1 kg额定电压220 V额定功率1 W/dm2（1）求防雾镜正常工作时的电流.（2）经测试，在-10 环境下.正常工作400 s使平面镜的平均温度升高了40 ，求电热膜给平面镜的加热效率.玻璃的比热容为0.75103 J/（kg）（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热极的功率在原功率的25%100%之间变化，以满足不同季节使用的需要.请求出R的最大阻值.4. （2014济宁）小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示.通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态.图乙是电饭锅的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电热丝.（1）自动开关S接通或断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由.（2）要是R2在保温状态下的功率是加热状态下的 1/25，R1与R2应满足什么关系？（3）“母亲节”到了，小梦想为妈妈准备泡脚水，由于水温较低，小梦先从盛有5 kg水的桶中取出2 kg水倒入电饭锅中加热4 min后，将水倒回水桶中，经过测量桶中水温升高了20 （整个过程不计能量损失）.请计算R2的阻值.5. （2013吉林）甲图是用来焊接自来水管的塑料热熔器.通电后，加热头发热，使需接上的塑料水管的两头熔化，将它们对接、紧压在一起，冷却后，就可以拼成一根水管了.其电路部分如图乙所示，S2为温控开关，S1是手控开关. ND为指示灯，R1是限流电阻，R2和R3均为加热电阻.下表是它的技术参数.产品名称便携自动控温式PPR/PP-R塑料管材型号20-32 MM（配20、25、32模头）环境温度-20 50 相对湿度45%95%额定电压220 V加热头温度260 5 功率加热：1 000 W，保温：250 W安全指标绝缘电阻不小于1 M（1）请说出加热和保温状态下，开关S1和S2所处的状态.（2）求出R2的电阻值.（3）若熔化1 kg的PVC塑料需要吸收106 J热量，某次熔接时要需熔化80 g的PVC，则正常情况下至少要加热多长时间？ （4）在设计时，若指示灯ND可在“3 V0.3 A”普通灯泡和“3 V10 mA”的发光二极管中任选一种，你认为选哪一种比较合适，请说明理由.6. （2013黄冈）电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度.下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换.则：额定电压220 V额定最大发热功率400 W水箱容积4 L适用面积4060 m2(1)若加热前水温为20 ，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？不计热损失，c水=4.2103 J/(kg)，结果保留两位小数(2)加湿器在低档时的发热功率.(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议.7. （2013临沂）用豆浆机制作豆浆的过程是：按合适的比例把豆料、清水放入豆浆机中、经过预热、打浆、加热等程序，即可制成熟豆浆.某豆浆机的参数如下表：型号额定电压额定频率打浆功率加（预）热功率容量SYL-624220 V50 Hz200 W1 100 W2 000 mL一次打浆要向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5 kg，需13 min完成加工过程，其工作信息如图所示.请解答下列问题：（1）根据工作信息图可知从第6 min至第9 min为第一段加热过程，求这段过程中豆浆吸收的热量是多少? c豆浆=4.0103 J/(kg)（2）豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共消耗多少电能？题型之二电、热综合题例2（1）当选择开关闭合时，电阻R1短路，电路中的总电阻小，由公式P=U2/R可知，电热器的功率大，出开水.当选择开关断开时，电阻R1、R0串联，电路中的总电阻大，由公式P=U2/R可知，电热器的功率小，出温水.（2）出开水时，电热丝中的电流I开=P开/U=2 200 W/220 V=10 A，电热丝R0=U/I开=220 V/10 A=22 .（3）水吸收的热量Q吸= cmt=4.2103 J/（kg）50010-61103 kg（100 20 ）=1.68105 J，产生这些热量所需的电能W=Q吸/=168 000 J/80%=2.1105 J，饮水机工作时间t=W/P=2.1105 J/2 200 W=95.5 s.针对训练1.水吸收的热量Q吸= cmt=4.2103 J/（kg）100 kg（65 20 ）=1.89107 J天然气的体积V=Q放/q=Q吸/q=1.89107 J/（4.2107 J/m3）=0.45 m3电热器工作时间t=W/P= Q吸/P=1.89107 J/2 kW=9 450 s2.（1）可再生（2）（2）W=Pt=4.2106 kW1 h=W=Pt=4.2106 kWhm=Q/（ct）= W/（ct）=4.21063.6106 J/4.2103 J/（kg）（100 28 ）=5107 kg3.（1）防雾镜的功率P=1W/dm2110 dm2=110 W.防雾镜正常工作时的电流I=P/U=110 W/220 V=0.5 A.（2）平面镜吸热Q吸=cm镜(t-t0)=0.75103 J/（kg）1.1 kg40 -（10 ）=4.125104 J.防雾镜消耗的电能W=Pt=110 W400 s=4.4104 J.防雾镜的效率=Q吸/W=4.125104 J/（4.4104 J）=93.75%.（3）电热膜的电阻为R0=U2/P=（220 V）2/110 W=440 ，当R的阻值最大时，通过电热膜的电流最小，此时电热膜的功率最小，应为110 W25%=27.5 W;此时通过它的电流：I小=0.25 A,电路中的总电阻为R总=U/I小=220 V/0.25 A=880 ,变阻器的最大阻值为R=R总-R0=880 -440 =440 .4.（1）自动开关断开时R1和R2串联， 此时电饭锅的功率P1=U2/(R1+R2);自动开关闭合时R1被短路，电路中只有R2，此时电板锅的功率P2=U2/R2,因为P1P2,所以自动开关断开时是保温状态，自动开关闭合时是加热状态.（2）由题意可知： U/(R1+R2)2R2=U2/R21/25,化简得R1=4R2.（3）不计热损失时，桶中吸收的热量等于加热时R2放出的热量，所以Q=W， cmt=U2t/R2R2=U2t/ cmt=(220 V)2460 s/4.2103 J(kg)5 kg20 =27.657 .5.（1）保温状态下，开关S1闭合，开关S2断开，R2与R3串联；加热状态下，开关S1、S2均闭合，思路中只有加热电阻R3工作.（2）R3=U2/P1=（220 V）2/1 000 W= 48.4 R总=U2/P2=（220 V）2/250 W=193.6 R2= R总R3=193.6 48.4 =145.2 （3）熔化80 g的PVC需要吸收的热量Q=106 J80/1 000=8104 J加热时间t=W/P1=Q/P1=8104 J/1 000 W=80 s（4）若选用普通灯泡，则指示灯电路消耗的功率P1=UI1=220 V0.3 A=66 W若选用发光二极管，则指示灯电路消耗的功率P2=UI2=220 V0.01 A=2.2 WP1大于P2，故选用发光二极管较好.6.（1）不计热损失，有Q1=Q2P1t= c水m(t2-t1)400 W360 s=4.2103 J/(kg) m(100 -20 )m0.21 kg（2）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1,有P1=U2/R1电热加湿器在低档时，R1和R2串联，总电阻 R=2R1，有P2=U2/2R1则P2/P1=R1/2R1=0.5,P2=0.5400 W=200 W（3）可以降低电热槽内气压7.（1）Q= c豆浆mt=4.0103 J/（kg ）1.5 kg（100 70 ）=1.8105 J（2）一次制作过程需13 min，其中加热时间为11 min，打浆时间为2 min，则：W= P1 t1P2 t2=1 100 W1160 s200 W260 s=7.5105 J.题型之三力、热综合题汽车、汽艇、飞机、推土机等机械，构建了力、热之间的联系，因而成为了力、热综合题的载体.、P=W/t、W=Fs、P=Fv、Q=q m是解题常用的公式，热机效率仍是试题考查的重点.（2014威海）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37 t，最大飞行高度达20 000 m，最大航行速度达2.5倍声速（合3 060 km/h），最大载油量为10 t.飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：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5107 J/kg.求：（1）飞机发动机完全燃烧10 t燃油获得的能量是多少焦？（2）当飞机以400 m/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，并且以500 m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？点拨：燃油燃烧释放的能量可以利用公式Q=mq计算，此时飞机可做的机械功为W=Q，而W = Fs = fs.知飞机的速度v，则可从表格中获取飞机受到的阻力f，进而得出飞机的动力F，再利用公式P=Fv算飞机的功率.1. （2014梅州）一辆总重为1.6104 N的汽车在高速公路上匀速行驶了20 km.已知汽车行驶过程所受平均阻力为1.4103 N，车轮与地面接触的总面积为0.08 m2，求： （1）该汽车静止在水平地面上时对地面的压强； （2）汽车发动机的牵引力在这段路程内所做的功；（3）若在这段路程内，汽车发动机排出的废气带走的热量为4.2107 J.这些热量可使多少m3的水温度升高50 .水的比热容c水=4.2103 J/（kg ）.2. （2013河南）在城乡建设中，推土机发挥着巨大的作用.如图为某型号履带式推土机，额定功率为2.0105 W.请回答并计算： （1）推土机安装履带，是为了在松软的土地上作业时_；当推土机在湿滑的土地上作业时，履带上凸出的棱则起到_的作用.（2）当推土机在平直场地上以额定功率进行推土作业时，在1 min内匀速前进了120 m，求推土机受到的阻力.（3）若推土机发动机的效率为40%，工作一段时间消耗柴油50 L，求此过程中推土机做的功.已知柴油的密度为0.8103 kg/m3，热值为4.0107 J/kg3. （2014云南）如图是根据某小汽车在一段平直的路面上行驶的时间通过的路程绘制的示意图.（1）判断图中小汽车是匀速直线运动还是做变速直线运动；（2）求图中小汽车全程的平均速度；（3）若小汽车以20 kW的功率行驶10 min消耗汽油1 kg，已知汽油的热值q=4.6107 J/kg，求小汽车发动机的效率.4. 某快艇使用的汽油热值约为4.6107J/kg，密度约为0.7103 kg/m3，油箱容积为50 L，它在水中匀速航行时所受的阻力f=1 400 N，求：（1）如果把油箱装满，则汽油的质量是多少？（2）若快艇匀速行驶46 km，则牵引力所做的功是多少？（3）若快艇匀速行驶46 km耗油8 L，则发动机的效率为多少？5. 如图为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片.以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路（盘山公路近似处理为斜面）以10 m/s的速度匀速行驶，经过900 s从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2103 N.已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q=4.6107 J/kg，求：（1）汽车上山时牵引力的功率为多大.（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油.6. （2014呼和浩特）2013年CYCC中国房车锦标赛分站赛于7月5日至7月7日在鄂尔多斯国际赛车场举行.某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56 km，用时半小时，车的总质量为3103 kg，受到的阻力为车重的.求：（1）该房车的行驶速度；（2）该房车牵引力所做的功；（3）已知这一过程消耗燃油1.510-2 m3，则热机在这一过程中消耗的总能量为多少？（假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8103 kg/m3，燃油热值q为4.5107 J/kg）；（4）若将该房车改装成纯电动汽车，则可使二氧化碳排放量由每消耗1 kg汽油排放2.2 kg二氧化碳降为零.已知改装后的房车每行驶一百公里能耗为160kWh，则该房车的效率.7. （2014宜宾）已知型汽车的质量M=1 200 kg，汽车的额定功率P=40 kW.一般情况下，驾驶员酒后的反应时间（从发现情况到开始制动所需的时间）比正常时慢了0.10.5 s，易发生交通事故.下表格为驾驶员守则中驾驶员在不同车速时所对应的正常反应距离（汽车在正常反应时间内通过的距离）的表格：车速v（km/h）406080反应距离s（m）57.510（1）假设汽车在水平路面上以额定功率匀速行驶时间t1=15 min，速度大小v1=72 km/h，消耗汽油的质量m=2 kg，求该汽车受到阻力大小和汽车发动机的效率；（g取10 N/kg，q汽油=4.5107J/kg）（2）请根据表格数据，计算驾驶员的正常反应时间.题型之三力、热综合题例3（1）燃烧10 t燃油放出的热量Q=mq=10103 kg5107J/kg=51011 J.（2）由表格可知，飞机以400 m/s的速度巡航时，受到的阻力f1=4.8104 N，可见其输出功率P1=F1v1=f1v1=4.8104 N400 m/s=1.92107W.（3）飞机加满油，能做的机械功W=Q=51011 J40%=21011 J；由表格可知，飞机以500 m/s的速度巡航时，受到的阻力f2=7.5104 N，则其航行的距离s=W/F2= W/f2=21011 J/（7.5104 N）2 666.7 km.针对训练1.（1）压强p=F/S=1.6104 N/0.08 m2=2105 Pa（2）发动机所做的功W=Fs=1.4103 N20103 m=2.8107 J（3）水的质量m=Q吸/（ct）=4.2107 J/4.2103 J/（kg）50 =200 kg水的体积V=m/=200 kg/(103 kg/m3)=0.2 m32.(1)减小压强增大摩擦（2）推土机做功W=Pt=Fs则牵引力F=Pt/s=2.0105 W60 s/120 m=1.0105 N由于推土机匀速运动，则推土机受到的阻力Ff=1.0105 N（3）消耗的柴油质量m=V=0.8103 kg/m35010-3 m3=40 kg柴油完全燃烧放出的热量Q=mq=40 kg4.0107J/kg=1.6109 J根据=W/Q100%可得推土机做的功W=Q=1.6109 J40%=6.4108 J3.（1）小汽车做变速直线运动（2）小汽车全程的平均速度是v=s/t=1 200 m/40 s=30 m/s（3）P=20 kW=2104 W,t=10 min=600 s发动机做的功W=Pt=2104 W600 s=1.2107 J1 kg汽油放出的热量是Q放=mq=1 kg4.6107 J/kg=4.6107 J=W/Q放=1.2107/4.6107 J26.09%4.（1）m=V=0.7103 kg/m30.05 m3=35 kg（2）W=Fs= fs=1 400 N4.6104 m=6.44107 J（3）m1=V1=0.7103 kg/m30.008 m3=5.6 kgQ放=m1q=5.6 kg4.6107Jkg=2.576108 J= W/Q放=6.44107 J/（2.576108 J）=25%5.（1）s=vt=10 m/s900 s=9103 mW牵=Fs=9.2103 N9103 m=8.28107 J牵引力的功率P=W牵/t=8.28107 J/900 s=9.2104 W（2）汽油完全燃烧释放的热量Q=W牵 /=8.28107 J/30%=2.76108 J消耗汽油的质量m=Q/q=2.76108 J/4.6107J/kg=6 kg.6.（1）v=s/t=56 km/0.5 h=112 km/h（2）W有=Fs=110mgs=1103103 kg10 N/kg56103 m=1.68108 J（3）W总=mq=Vq=0.8103 kg/m31.510-2 m34.5107 J/kg=5.4108 J（4）=W有/W总=1.68108 J/(16056/1003.6106 J)=52%7.（1）牵引力做的功为W=Pt=40103 W1560 s=3.6107 J汽车牵引力F=P/v=40103 W/7213.6=2 000 N机车受到的阻力f=F=2 000 N汽油完全燃烧释放的能量Q=mq=2 kg4.5107 J/kg=9107 J汽车发动机的效率=W/Q=3.6107 J/9107 J=40%（2）车速v1=40 km/h=403.6 m/s驾驶员的反应时间t=s1/v1=5 m/403.6 m/s=0.45 s题型之四力、热、电综合题该题型一般以生产生活中的设备为载体，从力、热、电的角度，设置并列式或递进式的问题，利用表格和铭牌提供信息，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.（2014潍坊）小明家的电热水壶具有自动加水和加热两种功能.其装置如图所示，烧水时，先按一下加水按钮，自吸泵把水从水桶抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；再按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热，当水沸腾时，加热装置自动停止加热，已知水的比热容c水=4.2103 J/（kg ），水的密度水=1.0103 kg/m3，g取10 N/kg，电热水壶的铭牌数据如表.产品型号BH-X22额定电压220 V频率50 Hz加热功率1 200 W容量1.2 L（1）如果自吸泵抽水效率为60%，求自吸泵将1.2 L水提升0.5 m消耗的电能.（2）电热水壶正常工作时，把1.2 L水从20 加热到100 用的时间是6 min，求电热水壶的热效率.点拨：解题时应注意能量的转化方向.题中，自吸泵抽水，电能转化为机械能，有W电1=W机；电热水壶烧水时，电能转化为热能，有W电2=W热.1. 奥运场馆“鸟巢”的主体钢结构质量为4.2105 kg，靠自身的24根钢柱支撑.已知c水=4.2 103 J/（kg），g取10 N/kg.（1）若每根钢柱的横截面积为1.5 m2，则平均每根柱子承受的压强有多大？（2） 若功率为1 000 kW的太阳能供电系统为“水立方”连续工作5 h，可得到多少焦耳的电能？如果这些电能有42%转化为水的内能，可使游泳池里200 t的水温度升高多少？2. 爸爸买了一个水族箱，箱内装有55 cm深的水.打开装饰用照明灯后，显得水清草碧，特别美丽.水族箱的铭牌如表所示.求：*牌水族箱材质：玻璃实木电源（AC）：220 V/50 Hz防触电保护类型：水箱内径尺寸（长宽高）：90 cm40 cm60 cm照明灯额定功率：红30 W绿30 W电加热棒额定功率：200 W2过滤泵额定功率：15 W（1）距水箱底部15 cm处的鱼受到水的压强.（2）如果电加热棒的加热效率为90%，若将水族箱里的水由25 加热到30 ，两只加热棒同时加热，需要加热多长时间?（水族箱内其他物体的体积和吸热情况忽略不计）g取10 Nkg，水=1.0103 kgm3，c水4.2103 J（kg）3. （2014云南）如图甲是小明同学家购买的微电脑控温电茶壶，具有自动抽水，煮水，显示水温.控温等功能，使用十分方便.据查，该产品额定电压为220 V，额定总功率1 210W，煮水时功率1 200 W，茶壶容量1.0 L，水的比热容c水=4.2103 J/（kg）.(1)将550 ml的纯净水从桶中提升0.6 m,求电动机对水所做的功. (2)利用“煮水档”将550 mL的水加热4 min的实验数如下表，请计算0-3 min的能量损失.时间/min00.51.01.52.02.53.03.54.0温度/202133496682959595 (3)根据表中数据在图乙中作出水被加热的“温度-时间”图像，并分析0-0.5 min温度上升缓慢的主要原因.4. 小星在家用电熨斗帮助妈妈熨衣服，发现电熨斗铭牌上的某项数据模糊不清.善于动脑筋的他很想知道铭牌上的这个数据.他关掉家中其他的用电器，单独将一只规格为“220 V100 W”的灯泡接入电路，观察到电能表转盘在5 min内转过15 r；接着他将电灯关闭，只将电熨斗接入电路，转盘转过同样的转数只用了1 min，g取10 Nkg，求：产品名称：电熨斗型号：电源：220 V50 Hz额定功率：底板面积：150 cm2质量：1.5 kg（1）电熨斗的功率.（2）电熨斗通电6 min产生的热量.（3）将电熨斗平放在衣服上时，对衣服产生的压强.5. 小亮家新买了一个电热水壶，铭牌上标有“220 V50 Hz900 W”的字样，在侧面透明小窗口上清晰地看到盛水的最大容量和最小容量为“MAX-1.0L；MIN-0.5L”.小亮对新电热水壶很感兴趣，于是在家里做了实验.他把水倒入电热水壶至最小容量处，用温度计测出水的初温是20 ，通电4 min后水烧开了（当时气压为1标准大气压）.已知c水=4.2103J（kg），水=1.0103 kgm3，g取10 Nkg.根据以上数据，求：（1）加热过程中水吸收的热量.（2）电热水壶烧水的效率.（3）若电热水壶盛水至最大容量时对桌面的压强等于不盛水时对桌面压强的3倍，电热水壶的质量是多少? 6. （2014无锡）有一混合动力汽车，由汽车发动机（汽油机）和电动机为驱动系统提供动力，汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈，该汽油发动机的最大功率是69 W，以最大功率工作时曲轴转速为5 000 r/min.活塞从气缸一端运动到 另一端所扫过的容积为气缸排气量，气缸容积与燃烧室容积之比为压缩比，如图为气缸容积和燃烧室容积的示意图，该车排气量是1.8 L，压缩比为101，动力蓄电池额定电压为200 V，容量（蓄电池放电电流和放电时间乘积）为150 Ah，已知该车的动能E与其速度v的关系如下表所示.v/ms-11241020E/J6.01022.41039.610361042.4105（1）该汽车的动力蓄电池最多可储存多少焦的电能？（2）当这辆汽车在平直公路上以108 km/h的速度匀速行驶时，动力完全由汽油发动机提供，若汽车汽油发动机的输出功率为54 kW，则此时汽车所受的阻力是多大？当驾驶员看到前方限速标志时，立即减速并启动充电装置给动力蓄电池充电，汽车速度由108 km/h减小到72 km/h，若在此过程中动力蓄电池获得的电能为汽车