2021中考物理第二轮复习专项训练：力热综合计算(一)

2021中考物理第二轮温习专项练习：力热综合计算

一、计算题

1.如图所示，2021年1()月1日，在庆贺中华人民共和国成立70周年大会上，习近平总书记在

北京乘坐“红旗T196”检阅车对三军将士进行检阅，向天下揭示中国的日益强盛和社会主义扶植的

伟大成就。某检阅车行驶时总质量为24(X)kg,在600s内沿水平方向匀速前进了3()()()m,牵引力为

2000N。求：(已知汽油热值为4X107j/kg)

(1)检阅车的速度；

⑵检阅车的功率。

(3)该检阅车发动机的效率为30%,则在这600s内消耗的汽油为几？

2.如图所示为一款雪地摩托车,空车质量为90kg.求：(燃油的热值取0=4.0x1071/^,8取

10N/kg)

(1)雪地车载着质量为50kg的人静止在水平地面上，雪地车与地面接触的总面积为20dm2,

雪地车对地面的压强是几？

(2)雪地车以36km/h的速度在水平地面匀速直线行驶，输出功率为8kW,则雪地车所受阻力

是几？

(3)若雪地车以8kW的输出功率行驶2h,消耗了3.6kg燃油，则雪地车发动机的效率是几？

3.飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动

机获得向前的推力，高空中某飞机获得1.6XI05N的水平推力，以6()0km/h的速度沿水平方向匀

速航行lh,需要完全燃烧热值q*,=4xl()7j/kg的航空煤油4000kg,求lh内：

(1)发动机所做的功；

(2)航空煤油完全燃烧放出的热量；

(3)发动机的热机效率。

4.一辆货车满载时的总质量是4.6xl03kg,该货车在平直的公路上沿直线匀速行驶100km消耗

燃油10kg。已知该货车受到的阻力是总重力的0.05,发动机的牵引功率是46kWo求：(燃油

的热值是4.6xlO7J/kg,g=10N/kg,忽略燃油消耗导致的货车总重力的转变)

(1)货车受到的牵引力；

(2)货车匀速行驶的速度；

(3)货车发动机的效率。

5.由能量转化和守恒定律可知，在与外界没有热传递的情况下，物体内能的增添量与外界对物

体做功几相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的尝试：在容器里装必然质量的

水，同时在其内部装上带有叶片的转轴，转轴上绕有绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相

连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温升高。联合水的比热

容计算出水增添的内能，以此验证水的内能增添量与重物的重力做功几是否相等。在某次测

量中，重物的质量为20kg,下降高度10m,容器内水的质量为0.2kg,水温升高1.0℃,水的

3

比热容为4.2xlOJ/(kg.℃)(5®(10N/kg)。求：

转轴

木塞

6

叶片

⑴重物重力所做的功W；

⑵水的内能增添量Q；

⑶重物的重力做功转化为水的内能的效率机

6.某款电热水壶的相关信息如表所示，此刻该水壶内装入质量为1kg、初温为20℃的水，放

置在水平桌面上接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开(不计热量缺失)求：

额定功率1000W

自重5N

与桌面接触面积200cm2

(1)装入水后水壶对桌面的压强p；

(2)水吸收的热量Q；

(3)将水烧开所需时间h(c=4.2xlO3J/(kg-℃),g=10N/kg)

7.下表是小明家未拆封的电热水器包装箱的铭牌.电热水器安装完毕后注满水，电热水器正常工作,

电热水器中的水从15℃升高到35℃用了40min.请你根据表中的有关信息解决以下问题.

储水式热水器

额定电压220V容量50L

额定功率2000W总质量18kg

外形尺寸（长、宽、高）100cmX60cmX50

额定最高温度75C

cm

堆码层数极限4

（1）”堆码层数极限4”是指包装箱平放时最大堆放层数为4.此刻水平地面上平放着4个未拆封

的电热水器包装箱，小明将它们整齐堆放成如图所示的情景.请计算图中包装箱对水平地面的压

强；（g取10N/kg）

（2）参加（1）中的堆放过程用时15秒，请计算小明堆放过程中，战胜包装箱重力做功的功

率；

（3）求电热水器中的水从15℃升高到35℃吸收的热量；

（4）求电热水器的加热效率.

8.下表为某型号厢式货车的相关工作参数。参加该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶

100m,牵引力所做的功为4x1（pJ。（g取10N/kg）求：

品牌型号JAC

最高车速120km/h

满载百公里油耗20L

燃油热值5.25x107J/kg

燃油密度0.8x103kg/m3

(1)该货车的牵引力；

(2)该段行程内燃油完全燃烧放出的热量能将5kg、150c的水加热到几摄氏度？(假定热量被水完

全吸收)

(3)该货车发动机的效率。

9.飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动

机获得向前的推力，如图所示，高空中某飞机获得1.6X105N的水平推力，以6()0km/h的速度

沿水平方向匀速飞行lh。(航空煤油的热值为4xl()7j/kg)求：

k

⑴飞机的航程;

⑵发动机做的功;

⑶若航空煤油完全燃烧的热量60%转化为发动机做功，以600km/h的速度沿水平方向速飞行lh,

需完全燃烧几航空煤油。

10.随着人民生活水平的接续提高，汽车已经走进我们的家庭。小聪的爸爸近来也采办了一辆如

图所示的轿车。总质量为2t(包罗车、车上的人和物品)的小汽车轮胎与地面的接触总面积

为OZmz,该车以90km/h速度沿水平路面匀速直线行驶了20min,已知汽车在行驶过程中受到的

阻力为总重的0.05倍，已知汽油的热值为4.6xl()7j/kg,g取10N/kg。求：

⑴汽车静止在水平路面上时，对路面的压强是几帕？

⑵此过程中汽车牵引力的做的功是几焦耳？

(3)参加汽车发动机效率为30%,此过程中汽车消耗的汽油是几千克？

11.收集太阳能需要较大面积的太阳能电池板，此刻有一些国家开发出各种以太阳能为主要动力

的船。图1是一艘依靠太阳能驱动的船，船的外观安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率

为L6X105W,若接收的太阳能只用来驱动船前进，在一次航行中，从某一时候最先，此船受

到水平方向的牵引力尸随时间r的转变关系如图2甲所示，船的运动速度v随时间1的转变关系

如图2乙所示。求：

(l)50~10()s内牵引力做的功:

(2)50~100s的运动过程中,太阳能船的效率。

图1图2

12.一辆大鼻子校车在水平路面上行驶，车和人总质量为8000kg,轮胎与地面的总接触面积为

0.32m2。

(1)求校车对路面的压强。

(2)校车以36km/h的速度匀速行驶时，柴油发动机的输出功率为5()kW0求此过程中校车受到

的阻力。

(3)参加校车行驶过程中，司机控制油门，使发动机的输出功率为25kW,并连结此功率不变

继续行驶lOmin。这段时间内柴油燃烧释放能量的30%转化为有效机械能，在数值上等于发动机

牵引力做的功。求这段时间内发动机柴油燃烧释放的能量。

答案

1.(l)5m/；(2)1X1O4W；(3)0.5kg

【试题解答】（1）检阅车的速度

s3000m

v=—=-----------=5m/s

t600s

（2）牵引力所做的功

W=Fs=2000Nx3000m=6x106J

牵引力的功率

p=W=6xlO2=]xlo4w

t600s

（3）汽油完全燃烧放出的热量

W6xl()6J,

Qvi———=----------=2xlO7J

n30%

消耗的汽油的质量

2X107J

=0.5kg

q4xlO7J/kg

答：（1）检阅车的速度为5m/s；

（2）检阅车的功率为

(3)在这600s内消耗的汽油为0.5kg„

2.(l)7xl03Pa；(2)800N；(3)40%.

【试题解答】(1)空车质量为90kg,雪地车载着质量为50kg的人静止在水平地面上，总质量

zn=90kg+50kg=140kg,

静止时对水平地面的压力：

F=G=mg=140kgxl0N/kg=1400N,

静止时对水平地面的压强:

F1400NR

p=——=----------z-7=7xlO3Pa；

S20x1(Tn?

(2)该雪地车以36km/h的速度匀速行驶:

1

v=36km/h=36x----m/s=1Om/s,

3.6

wFv

根据p=7=7=所可得，所受阻力:

°P8000W

片尸牵=—=-------------=800N；

v10m/s

(3)该车以8kW的输出功率行驶2h所做的功:

W=Pf=8xlO3Wx2x36OOs=5.76xlO7J,

汽油完全燃烧放出的热量:

。故=n?q=3.6kgX4X107J/kg=1.44X108J,

则雪地车发动机的效率：

W_5.76xlO7J

Z/=e^-1.44xl()8J=40%.

答：(1)雪地车载着质量为50kg的人静止在水平地面上，雪地车与地面接触的总面积为20dm匕

雪地车对地面的压强是7xl03Pa；

(2)雪地车以36km/h的速度在水平地面匀速直线行驶，输出功率为8kW,则雪地车所受阻力是

800N；

(3)若雪地车以8kW的输出功率行驶2h,消耗了3.6kg燃油，则雪地车发动机的效率是40%.

3.(l)9.6xlO'°J；(2)1.6xlO"J；(3)60%

【试题解答】

(1)飞机航行的路程

,v=vZ=600km/hx1h=600kin=6x105m

发动机所做的功

W=Fs=i.6x105NX6X105m=9.6xl0'°J

⑵航空煤油完全燃烧放出的热量

Q衍qm=4x107J/x4000kg=1.6x1O''J

(3)发动机的热机效率

W9.6xlO'°J

w=-----=----------r；-=60%

。放1.6x10与

答：(1)发动机所做的功是9.6xlO'°J;

(2)航空煤油完全燃烧放出的热量是1.6xlO"J；

(3)发动机的热机效率是60%o

4.(1)2.3X103N;⑵20m/s；(3)50%

【试题解答】

(D货车匀速行驶,货车受到的牵引力等于摩擦力

f=F^=0.05G=0.05x4.6x103kgx1ON/kg=2.3xl03N

⑵发动机的牵引功率是46kW,根据尸=FV可得，货车匀速行驶的速度为

P46X103W

v———----------—=20m/s

F电2.3xUN

⑶消耗燃油10kg放出的热量为

Q椒-mq-10kgx4.6x107J/kg=4.6x10sJ

牵引力做的功为

w=月颉=2.3x10^X100x103m=2.3x108J

货车发动机的效率为

W2.3xl08J

连一4.6xl()8j

答：⑴货车受到的牵引力是2.3xlO3N：

⑵货车匀速行驶的速度是20m/s；

(3)货车发动机的效率为50%。

5.(1)2000J；⑵840J：⑶42%

【试题解答】

(1)重物的重力大小是

G=tng=20kgxl()N/kg=2(X)N

重物重力所做的功是

W=Gh=200Nxl0m=2000J

重物重力所做的功是2000Jo

(2)根据Q=s叱I，可知，水的内能增添量是

Q=cmJSi=4.2x103J/(kg-r)x0.2kgxlr=840J

水的内能增添量是840Jo

⑶由上述可知，重物的重力做功转化为水的内能的效率

7=—x100%=包，100%=42%

W2000J

重物的重力做功转化为水的内能的效率是42%。

答：(1)重物重力所做的功是2000J；(2)水的内能增添量是840J；(3)重物的重力做功转化为

水的内能的效率是42%。

6.(l)750Pa；(2)3.36xlO5J；(3)336s

【试题解答】

(1)壶内装入质量为1kg的水，重力是：G产mg=lkgxl0N/kg=10N,

装入水后水壶对桌面的压力是：F=10N+5N=15N；

F15N

装入水后水壶对桌面的压强是：P=…2=750Pa；

S200xl0-4m2

(2)水壶装了质量为1kg,初温为20℃的水，标准大气压下水的沸点是100℃,则水吸收的

热量是：QMka"("o)=4.2xlO3J/(kg«℃)xlkgx(100r-20℃)=3.36xlO5J；

,WW如3.36X105J

(3)不计热缺失，W=0%由-知道，电热水壶工作时间是：/=—=——

。10()()W

=336s。

7.(1)1200Pa(2)36W(3)4.2X106J(4)87.5%

【试题解答】

(1)4个包装箱对地面的压力为：F=4G=4xmg=4x18kgxION/kg=720N

包装箱与水平地面的接触面积为：S=100cmx60cm=0.6m2

F720N

包装箱对水平地面的压强为：p=—=-—7=1200Pa

S0.6m2

(2)每个包装箱的重力：G=mg=18kgx1ON/kg=180N,

己知包装箱平放时的高度为50cm=0.5m,

将第2个包装箱放在第1个包装箱上面，其上升的高度为4/=0.5m,

战胜重力做功：W产G〃/=180Nx0.5m=90J,

将第3个包装箱放在第2个包装箱上面，其上升的高度为〃2=2x0.5m=lm,

战胜重力做功：W2=G/!2=180Nxlm=180J,

将第4个包装箱放在第3个包装箱上面，其上升的高度为〃3=3x0.5m=1.5m,

战胜重力做功：W；=G/ij=180Nxl.5m=270J,

工人师傅对包装箱所做的总功：W.&=W/+W2+W3=90J+180J+270J=540J,

W54fH

做功的功率：P=3=*=36W

t15s

(3)由/?="可得，水的质量”^^々l.OxloTkg/m3x50xl(y3m3=50kg；

水吸收的热量：。妆=CamMZ=4.2xl()3j/(kg.℃)x50kgx(35℃-15℃)=4.2x1()6J；

犷

(4)电热水器中的水从15℃升高到35℃用了40min,由尸=一得，此过程中消耗的电能:

t

4044

W.,=P/=2kWx—h=-kW?h=—X3.6X1()6J=4.8X106J

电6033

Q吸_4.2x1("J

=x100%=87.5%

加热效率:%-4.8X1()6J

8.(l)4000N；(2)55℃；(3)47.6%

【试题解答】

(1)由W=Fs可知，牵引力的大小为

F=—=4X1()SJ=4()()()N

s100m

(2)由表格中的数据可知,百公里油耗为20L,则该车匀速行驶0.1km消耗的油的体积为

V=0lkmx20L=0.02L=2x103m3

100km

7?7

由p=M可知，质量为

m=pK=0.8x103kg/m3x2x10-3m3=0.016kg

燃油燃烧放出的热量为

Q=mq=Q.016kgx5.25x103J/kg=8.4x103J

水升高的温度为

8.4X105J

4=2==40℃

cm5kgx4.2xlO3J/(kg℃)

水的末温为

r=40℃+15℃=55℃

(3)货车发动机的效率为

W4xlO5J

=47.6%

~Q8.4xl()5J

答：(1)该货车的牵引力是4000N；

(2)该段行程内燃油完全燃烧放出的热量能将5kg、15℃的水加热到55摄氏度;

⑶该货车发动机的效率47.6%。

9.(1)600km；(2)9.6xlOloJ；(3)4000kg

【试题解答】

Q

⑴由「=—可得，飞机的航程

t

s=vt-600km/hxlh=600km

(2)发动机所做的功

(=公=1.6x105Nx600000m=9.6x1010J

(3)由〃=m可得，航空煤油完全燃烧放出的热量

%_9.6XIOI。J

=1.6x10"J

60%

由义=mq可得，消耗的航空煤油的质量

1.6x10叮

=4000kg

Q4x107J/kg

答：⑴飞机的航程是60()km:

(2)发动机做的功9.6x10叼；

(3)若航空煤油完全燃烧的热量60%转化为发动机做功，以600km/h的速度沿水平方向速飞行Ih,

需完全燃烧4000kg航空煤油。

10.⑴IxUpa；⑵3xl0，J；(3)2.17kg

【试题解答】

⑴汽车的总重力

G=mg=2义103kgx10N/kg=2x104N

汽车静止时对路面的压力

F=G=2xlO4N

汽车对地面压强

F2X104N,

p--=--------=lxlION5SPDa

S0.2m2

(2)匀速直线行驶的路程

s=w=90km/hx—h=