2021年中考物理14个难点专题高分三步曲专题13中考力热综合计算题含解析202102181103.docx
2021年中考物理14个难点专题高分三步曲含解析打包14套
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专题13中考力热综合计算题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。【例题】（2020湖南岳阳）某型号汽车整车与驾驶员的总质量是2060kg，驾驶员驾驶该汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试，测试过程中消耗汽油的体积为1.510-3m3（g=10n/kg，汽油=0.7103kg/m3，q汽油=4.5107j/kg，）求：(1)汽车与驾驶员的总重力；(2)测试过程中消耗汽油的质量；(3)假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，汽车在测试过程中做的有用功是多少。【答案】(1)20600n；(2)1.05kg；(3)1.89107j【解析】(1)汽车与驾驶员的总重力g=mg=2060kg10n/kg=20600n(2)测试过程中消耗汽油的质量m汽油=汽油v=0.7103kg/m31.510-3m3=1.05kg(3)汽油完全燃烧放出的热量q放=m汽油q汽油=105kg4.5107j/kg=4.725107j汽车在测试过程中做的有用功w有=q放=4.725107j40%=1.89107j【对点练习】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%。【对点练习】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%1.（2020河南）河南素有“中原粮仓”之称。随着农业机械化水平的提高，收割机已成为我省收割小麦的主要工具。(1)收割过程中，空气中弥漫着成熟的麦香味，这是由于分子在不停地做_。收割机的四冲程柴油发动机工作时，内能转化为机械能的是_；(2)为了防止对耕地过分压实影响秋作物的播种，收割机对耕地的压强一般不超过80kpa。已知空载收割机的质量为1000kg，轮胎与耕地的总接触面积始终为0.2m2，则收割机粗粮仓中的小麦不能超过多少千克_？（g取10n/kg）(3)若收割机的收割宽度为2m，如图所示。正常收割时前进的速度为1m/s，则每小时收割小麦多少亩_？（1m2=0.0015亩，不考虑收割机调头及卸粮时间）(4)为了交通安全，禁止在公路上晒粮，请用摩擦力的知识解释在公路上晒粮的危害_。【答案】 (1)无规则运动 做功冲程 (2) 600kg (3) 10.8 (4) 接触面粗糙程度变小，会减小与地面间的摩擦力，汽车不容易停下来，容易追尾【解析】(1)扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动；所以空气中弥漫着成熟的麦香味，这是由于分子在不停地做无规则运动。柴油发动机工作时，内能转化为机械能的是做功冲程。 (2)收割机对耕地的最大压力空载收割机的重力收割机粗粮仓中的小麦最大重力这些小麦的质量收割机粗粮仓中的小麦不能超过600kg。(3)收割机1小时移动的距离每小时收割小麦的面积即每小时收割10.8亩。(4)接触面粗糙程度变小，会减小与地面间的摩擦力，汽车不容易停下来，容易追尾。2（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），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：轿车质量（kg）1050车轮与地面接触总面积（m2）0.15郑州到通许的距离（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）2000q吸c水m水（tt0）4.2103j/（kg）1.5kg（10020）5.04105j。3.五一假期，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）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=2.484108j4.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/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。5.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（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，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=1.7108j（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.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=0.15104n=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%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）20007.五一假期，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；（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）【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8.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/n0.31041.21042.71044.81047.5104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7.5104n，则由w=fs=fs，可得s=w/f=2.67103km9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；（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
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