中考物理专题复习:力热综合计算题(含答案解析)
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1、力热综合计算题力热综合计算题 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】【例题】(2020 湖南岳阳湖南岳阳)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
2、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】【对
3、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)
4、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
5、,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】【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/
6、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/s
7、5000s=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)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
8、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
9、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 4248 10 Pa 0.2m1.6 10 NFpS 空载收割机的重力 41000kg 10N/kg1.0 10 NGmg 收割机粗粮仓中的小麦最大重力 443-1.6 10 N-1.0 10 N6 10 NGF G 小麦 这些小麦的质量 36 10 N600kg10N/kgGmg小麦小麦 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 1m/s 3600s3600msvt 每小时收割小麦的面积 2
10、3600m 2m7200mSsh 即7200 0.0010 815.S亩亩 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/k
11、g 【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: Q吸c水m水(tt0)4.2103J/
12、(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
13、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=1.05104N S=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
14、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=5.4kg q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=2.484108J 4.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
15、量?水的比热容为 4.2103 J/(kg),水的密度为 1.0103 kg/m3 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) 2000 【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
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