2017年初中物理学业水平考试精品力热综合计算题全攻略

2017年初中物理学业水平考试精品力热综合计算题全攻略

1．质量为2.5t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有5t的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍，汽车先以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油2kg，然后又以额定功率行驶100s的时间，将砂石从坡底运送到50m高的坡顶施工现场（g=10N/kg），求： （1）2kg的汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值取4.5×107J/kg） （2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？

（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？ 答案：（1）2kg的汽油完全燃烧放出9×107J热量；

（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为2.25×105W； （3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是25%．

2.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如下，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。

求：(1)在0～10s内汽车的平均速度。

(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，那么在O～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳。

(3)若发动机的转化效率为80%，则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功。(已知

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汽油的热值大约为5×10J/kg)

3．随着居民生活水平的不断提高，家用轿车越来越多地走进了普通百姓人家．下表为某型家用轿车的有关数据：

家用轿车的总质量1200kg 家用轿车的额定功率30kW

油箱的容积55L 每个轮胎与地面的接触面积0.02m2

（1）该家用轿车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？

（2）若该家用轿车在额定功率下以72km/h的速度匀速行驶在平直的公路上，则该车发动机的牵引力是多少？

（3）该家用轿车仍以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗汽油1.3kg，该车发动机的效率是多少？（假设汽油完全燃烧，汽油热值q=4.6×107J/kg，结果保留一位小数）

1

答案：（1）该家用轿车静止在水平地面上时，对地面的压强为1.5×105Pa； （2）该车发动机的牵引力是1500N； （3）该车发动机的效率是30.1%．

4.太阳能热水器具有安全、节能、环保等优点。某品牌太阳能热水器保温储水箱储水120kg，集热管长1.8m，内底部到储水箱中水面的高度为1.5m。若某地太阳光照射的时间为平均每天5h，太阳能辐射到集热管上的平均功率为3.5×10W。[c10N/kg，ρ水=1.0×10kg/m]求： （1）水对集热管内底部的压强；

（2）当储水箱中的水吸收的热量为2.52×10J时，水升高的温度；

（3）若该太阳能集热管5h接收的能量全部用来驱动一辆电动汽车，电动汽车质量为500kg，运行过程中受到的平均阻力为车重的0.02倍，可供该电动汽车以36km/h的速度匀速行驶的时间。

答案：（1）1.5×10帕（2）50℃（3）17.5h

5.为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用。如图为实验中学专用校车，其质量为6.4t，每个轮子跟地面的接触面积为400cm2。这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2L，受到阻力是1.8×103N。（柴油热值3.3×107J/kg，柴油的密度为0.85×103kg/m3，取g=10N/kg） 求：（1）这段路程内发动机做功的功率。

（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量。 （3）校车对地面的压强。

4

7

3

3

3

水

=4.2×10J/（kg.℃）,g取

3

答案：（1）2.4×104W

2

（2）5.61×107J （3）4×105Pa

6．按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内．某型号货车部分参数如表所示．王师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶15km．（g取10N/kg，沙子的密度为2.4×103kg/m3，燃油的热值为4.5×107J/kg） 自重 6×104N 车轮个数 10

﹣

每个轮胎触地面积 3×102m2 车厢容积 10m3 请解答该货车在本次运输过程中的下列问题： （1）通过计算判断该货车是否超载？

（2）货车在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，这段时间内货车牵引力所做的功是多少？

（3）货车在这一过程中消耗燃油4kg，其热机效率是多少？ 【解答】（1）由ρ=得装满沙子时沙子的质量：

m沙子=ρ沙子V=2.4×103kg/m3×10m3=2.4×104kg，

沙子的重力：G沙子=m沙子g=2.4×104kg×10N/kg=2.4×105N；

车对路面的压力：F=G总=G车+G沙子=6×104N+2.4×105N=3×105N，

﹣

受力面积S=10×3×102m2=0.3m2， 车对路面的压强：p==

=1×106Pa，

因为1×106Pa＞P最大=7×105Pa，所以该货车已经超载； （2）货车受到的阻力：f=0.02G总=0.02×3×105N=6000N， 因为货车匀速行驶，所以货车的牵引力：F=f=6000N， 牵引力做功：W=Fs=6000N×15×1000m=9×107J；

（3）燃油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4kg×4.5×107J/kg=1.8×108J， 货车的热机效率：η=

=

×100%=50%．

答：（1）该货车已经超载；

（2）这段时间内货车牵引力所做的功是9×107J；

（3）货车在这一过程中消耗燃油4kg，其热机效率是50%．

7.今年“五一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游。汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km，所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率为25%，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）。 （1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？ （2）汽车行驶230km牵引力做了多少功？ （3）汽车全程消耗汽油多少千克？ 答案：（1）汽车发动机的牵引力是800N （2）汽车行驶230km牵引力做了1.84×108J的功 （3）汽车全程消耗汽油16kg

8.如图是根据某小汽车住一段平直的路面上行驶的时间和通过的路程绘制的示意图。 （1）判断图中小汽车是做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；

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（3）若小汽以20kW的功率行驶10min消耗汽油1kg，已知汽油的热值q=4.6×107J/kg, 求小汽车发动机的效率。

答案：（1）小汽车做变速直线运动 （2）小车全程的平均速度是：vs1200m30m/s t40s（3）P=20kw=20000W t=10min=600s 发动机做的功WPt20000W600s1.2107J

1kg汽油完全燃烧放出的热量：Qmq1kg4.6107J/kg4.6107J W1.2107J100%26.09% 发动机的效率是：100%7Q4.610J9.某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃

加热到85℃时，共消耗了5kg的干木柴，【已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg】。求：

（1）干木柴完全燃烧放出的热量？ （2）水吸收的热量。 （3）铁锅烧水的的效率。

（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间。马铃薯还是煮不软，为什么？ 答案：（1）干木柴完全燃烧放出的热量：Q放=qm=1.2×107×5=6×107（J） （2）水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103×2×10-3=2（kg）

水吸收的热量:Q吸=cm（t-t0）=4.2×103×2×（85-10）=6.3×105（J） （3）铁锅烧水的的效率：η=Q吸/Q放=6.3×105（J）/6×107（J）=1.05%

（4）因为沸点随气压的减小而降低，高山上气压小，所以水沸点降低，铁锅里的水尽管沸腾了，但是温度比较低，马铃薯还是煮不软。

10．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℃、100L水加热到38℃．请解答：【水的比热容为4.2×103J/（kg℃），水的密度为1.0×103kg/m3】

（1）太阳能属于 能源？（选填“一次”或“二次”） （2）热水器中水的质量是多少？

（3）在此过程中，水吸收了多少热量？

（4）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？

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答案：（1）一次；（2）热水器中水的质量是100kg；（3）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量；（4）该热水器的效率是30%．

11.五一假期，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=4.6×107/kg）．

轿车质量（kg） 车轮与地面接触总面积（m2） 宿迁到徐州距离（km） 预设行车速度（km/h） 行驶l km耗油量（g） 匀速行驶时受到的阻力（N） 1050 0.15 108 90 50 2000 答案：（1）7×104Pa （2）1.2h （3）2×106J （3）2.484×108J

12.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下表： 速度v/（m/s） 阻力f/N 100 0.3×104 200 1.2×104 300 2.7×104 400 4.8×104 500 7.5×104 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5×107J/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，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？ 答案：（1）5×1011J （2）1.92×104kW （3）2.7×103km

13.如图所示，我国“歼15”舰载机已在“辽宁舰”上成功起降，“辽宁舰”成为真正意义上的航母。“辽宁舰”的有关参数如下表所示。 满载排水量Gm（t） 动力提供（燃料） 最大舰长Lm（m） 发动机效率η（%） 67500 重油 304 25 最大功率Pm（kW） 最高航速vm（km/h） 最大舰宽dm（m） 最大舰载机数量nm（架） 1.5×105 54 70.5 30 已知海水密度ρ

海水

=1.1×103kg/m3，重油的热值q=4.0×107J/kg，取g=10N/kg。求：

5

（1）“辽宁舰”满载时受到海水的浮力F1； （2）“辽宁舰”发动机以最大功率、最高航速航行时提供的牵引力F2； （3）“辽宁舰”以最高航速航行1000km所需要燃烧重油的质量m。 答案：（1）6.75×108 （2）104N （3）103kg

14.桂林着力打造广西风电基地，预计到“十二五”期末，全市建成的风电装机容量达到100万千瓦。如图，风力发电——即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机，每片风叶质量为6t，长为40m。下表给出了1kg空气在不同风速下速度（ν）与动能（E）的关系：（空气密度取1.2kg/m3） 动能E（J） 10 20 30 40 50 风速v（m/s） 2 4 6 8 10 （1）当风速为6m/s时，每千克空气具有的动能是多少焦耳？ （2）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105J的电能，则1000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量？（一年工作时间按3000h计算，煤的热值为3×107J/kg） （3）当风速为10m/s时，若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒钟能对外提供3.8×105J．．．．的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？

答案：（1）查表可知当风速为6m/s时，每千克空气具有的动能是30J （2）4.32×107kg （3）12.6%

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