安徽省年中考物理 考前题型过关 专题四 题型三 热、力、电综合计算课件

供的动力不足时,蓄电池的电能转化为动能,使汽车加速更快;汽车减速,汽车
动能转化为电能,由蓄电池贮存起来,减少能量的消耗。两种动力系统也可
独立工作,只有汽油机工作时,与一般的汽车相同;只使用电力时,由电动机提
供动力。如表是某国产混合动力汽车蓄电池的铭牌,其中电池容量是蓄电
池贮存的最大电能(储存电能的本领是表示电池容量的另一方式),该汽车匀
动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电。所受
阻力与车速的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机
提供能量,汽车以50 km/h的速度匀速行驶了0.5 h,同时蓄
电池的电能增加了5.4×107 J,求:
(1)汽车牵引力做的功。
(2)若所用燃料的热值是4.5×107 J/kg,测试过程中消耗8
kg的燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?
(1)该机从重庆飞往南京的航程约为1 260 km,用时17.5 h,则它飞行的平均
速度约为多少?
(2)为降低飞行时的能量消耗,该机选用了新型轻质材料。取一块面积为1
m2、厚度为1 mm的此新型材料(立方体),测得其质量为250 g,则此材料的密
度为多少?
(3)该机从南京起飞后直飞美国夏威夷,是此次环球航行中最具挑战性的
F=G=mg=1 200 kg×10 N/kg=1.2×104 N,
对地面的压强

p=
=
1.2×104 N
5
=1.5×
10
2
4×0.02m
Pa;
(2)行驶速度 v=72 km/h=20 m/s,



由 P= = =Fv 得,该车发动机的牵引力 F= =



30 000W
=1
20m/s
500
N;
=2.5
4.3×107 J/kg
kg。
题点突破
2.有关电、热的综合计算
该类型题目,通常将电学中的电功、电功率、电热内容与热学中的比热
容、热值、热量、热机效率等结合起来进行考查,解此类题时要能区分有
用能量和总能量。
例2(2016湖南娄底中考,22,12分)荣威e950插电式混合动力汽车于今年3月
正式上市,百公里平均油耗约1.7升。它有两种动力系统,汽车加速,汽油机提
释放热量公式以及二力平衡条件的应用,涉及的知识点较多,综合性强,有一
定的难度。
对应训练
1.(2016贵州黔东南中考,21,6分)2015年3月,全球最大的太阳能飞机“阳光
动力2号”,开始首次环球航行,途经我国重庆和南京两个城市,此行的重要目
的是传播新能源理念(全程消耗的能源全部由电池板吸收的太阳能提供)。
解析 (1)汽车在 0~10 s 内的平均速度 =


=
120m
=12
10s
m/s;
(2)由题图可知,10 s 后汽车做匀速直线运动,速度 v=20 m/s,
根据二力平衡条件可得,牵引力 F=f=4 000 N,


则汽车的功率为 P= = =Fv=4 000 N×20 m/s=8×104 W,

6 000N
p= = 0.2m2 =3×104 Pa;
(2)牵引力做的功 W=Fs=2.3×103 N×6 000 m=1.38×107 J,
该卡丁车行驶的功率

P=
=
1.38×107 J
4
=2.3×
10
10×60s
W;
(3)完全燃烧汽油放出的热量 Q 放 =mq=1.2 kg×4.6×107
对轨道的压强
(2)由

p=

=
1×107 N
=1.25×107
2
0.8m
Pa。

v= 可得,列车以最高时速行驶从葫芦岛到沈阳需要
270km
=0.75
360km/h

t=
=
h;

'
列车从葫芦岛到沈阳做匀速直线运动时的速度 v'= =
270km
=180
1.5h
km/h=50 m/s,
因列车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对
完全燃烧产生的热量转化为卡丁车机械能的效率是多少?(q汽油=4.6×107
J/kg)
答案 (1)3×104 Pa (2)2.3×104 W (3)25%
解析 (1)卡丁车满载时的重力 G=mg=600 kg×10 N/kg=6 000 N,
卡丁车满载时对地面的压力 F=G=6 000 N,
受力面积 S=2 000 cm2=0.2 m2,卡丁车满载时对地面的压强
(3)蓄电池充满电后,由 η
引力做的功
W 机 械 =Wη
机械
s'=
'
=
电
电
=
机械

×100%可得,获得的机械能即牵
=44×3.6×106 J×80%=1.267 2×108 J,
1.267 2×108 J
=8.8×105
144N
m=880 km;
(4)由(2)知汽车匀速行驶 100 km 过程中牵引力做的功
kg,车轮与沙滩接触总面积为2 000 cm2。该四轮卡丁车满载时在水平沙滩
上做匀速直线运动,10 min行驶了6 km,卡丁车的牵引力为2.3×103 N。
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多大?
(2)该卡丁车行驶的功率为多少?
(3)若该卡丁车以汽油为燃料,在这次行驶中需要燃烧1.2 kg的汽油。求汽油
W'=1.44×107 J,

'
由 η= ×100%可得,汽油完全燃烧释放的热量 Q 放 =
=

1.44×107 J
7
=6×
10
24%
由Q
放
油
J,
=Vq 可得,消耗汽油的体积 V=
放

=
6×107 J
=1.2
5.0×107 J/L
L。
方法归纳本题考查了电功率公式、做功公式、效率公式、燃料完全燃烧
平衡力,所以,列车受到的牵引力 F'=f=1%G=1%×1×107 N=1×105 N,
此过程中牵引力的功率
P=F'v'=1×105 N×50 m/s=5×106 W;
(3)列车行驶 1 km 需要完全燃烧柴油释放的热量
Q=W=1.075×108 J,
由 Q=mq 可得,所需柴油的质量

m'=
=
1.075×108 J
所以,在 0~10 s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功是
W=Pt=8×104 W×10 s=8×105 J;
(3)由

η= 可得

Q=
=
8×105 J
6
=1×
10
80%
由 Q=mq 可得需要燃烧汽油的质量
J,

m=
=
1×106 J
=0.02
5×107 J/kg
kg。
4.(2016辽宁葫芦岛中考,26,9分)
×100%≈30.1%。
放
5.98×107 J
方法归纳本题考查了压强、功率、热量、效率的计算,关键是公式及其
变形式的灵活应用。
1.(2016甘肃天水中考,21)混合动力汽车具有节能、低排
放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混
合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能
量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时,内燃机启
(3)汽车以额定功率匀速直线行驶 10 min 牵引力所做的功
W=Pt=30×103 W×10×60 s=1.8×量 Q 放 =m'q=1.3 kg×4.6×107
J/kg=5.98×107 J,
该车发动机的效率是

1.8×107 J
η= ×100%=
速行驶时受到的阻力为144 N,求:
电池容量
充电电压
充电电流
输出电压
44
kW·
h
220 V
20 A
150 V
(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间?
(2)该汽车匀速行驶100 km过程中牵引力做的功为多少?
(3)蓄电池充满电后,仅由电动机提供动力,电能转化为机械能的效率为
80%,汽车匀速持续行驶的最大距离是多少千米?
题型三 热、力、电综合计算
1.有关力、热的综合计算
该类型题主要是计算内能转化为机械能过程中力(如汽车牵引力)所做的
功,或摩擦力转化为内能时消耗的能量,或燃烧燃料所放出的热量等,所涉及
的热学知识主要是热值、热量、热机效率等,解题中常用W=Fs与Q吸(或Q放)
建立方程来求解。
例1(2016黑龙江齐齐哈尔中考)随着居民生活水平的不断提高,家用轿车越
J/kg=5.52×107 J,
汽油完全燃烧产生的热量转化为卡丁车机械能的效率

1.38×107 J
η=
×100%=
×100%=25%。
放
5.52×107 J
3.(2016黑龙江大庆中考,18,7分)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图象如右,在第10 s时
速度达到20 m/s,通过的路程为120 m。求:
一段航程,飞行时间长达120 h,飞行过程中依靠平均功率为10 kW的电动机
提供动力,此次飞行消耗了多少电能?
答案 (1)72 km/h (2)0.25×103 kg/m3
(3)1.2×103 kW·
(3)内燃机工作时转化成电能的效率。
答案 (1)1×108 J (2)3.6×108 J (3)15%


解析 (1)由 v= 得 s=vt=50 km/h×0.5 h=25 km=2.5×104 m,
由题图可知,汽车速度为 50 km/h 时,所受阻力为 4 000 N,
由于汽车匀速行驶,汽车的牵引力 F=f=4 000 N,


44kW·
h
由 P= 可知,充满电的时间 t= = 4.4kW =10 h;
(2)因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一
对平衡力,所以,汽车受到的牵引力
F'=f=144 N,
该汽车匀速行驶 100 km 过程中牵引力做的功 W'=F's=144
N×100×103 m=1.44×107 J;
牵引力做功 W=Fs=4 000 N×2.5×104 m=1×108 J;
(2)燃料完全燃烧放出的热量 Q 放 =mq=8 kg×4.5×107
J/kg=3.6×108 J;
(3)内燃机转化成电能的效率
电
5.4×107 J
η=
×100%=
×100%=15%。
放
3.6×108 J
2.(2016辽宁丹东中考,25,7分)新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600
上,则该车发动机的牵引力是多少?
(3)该家用轿车仍以72 km/h的速度匀速行驶10 min,消耗汽油1.3 kg,该车
发动机的效率是多少?(假设汽油完全燃烧,汽油热值q=4.6×107 J/kg,结果保
留一位小数)
答案 (1)1.5×105 Pa (2)1 500 N (3)30.1%
解析 (1)该汽车静止在水平地面上时,对地面的压力
来获得,列车行驶 1 km 需要消耗多少千克柴油?(q 柴油=4.3×107 J/kg)
答案 (1)1.25×107 Pa (2)0.75 h 5×106 W
(3)2.5 kg
解析 (1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压力 F=G=mg=1
000×103 kg×10 N/kg=1×107 N,
(1)在0~10 s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=4 000 N,
那么在0~10 s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。(已知汽油的热值大约为
5×107 J/kg)
答案 (1)12 m/s (2)8×105 J (3)0.02 kg
高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷。放假期间,铭铭与家人乘坐
高铁从葫芦岛到沈阳游玩。如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车,下表是它
的部分参数。(g取10 N/kg)
满载时总质量
车轮与铁轨接触总面积
最高时速
1 000 t
0.8 m2
360
km/h
(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是多少?
(4)假设汽车受到的阻力不变,仅由汽油机提供动力,汽油的热值为
5.0×107 J/L(即焦耳每升),汽油机的效率为24%,汽车匀速行驶100 km的油耗
是多少升。
答案 (1)10 h (2)1.44×107 J (3)880 (4)1.2
解析 (1)充电时输入功率 P=UI=220 V×20 A=4 400 W=4.4 kW,
(2)葫芦岛至沈阳的路程为 270 km。若列车以最高时速行驶,从葫芦
岛到沈阳需要多长时间?列车从葫芦岛到沈阳实际运行 1.5 h。设列
车在水平轨道上做匀速直线运动,所受阻力是其满载时重力的 1%,
此过程中牵引力的功率是多少?
(3)“和谐号”运行 1 km 耗电 1.075×108 J,若这些电能全部由燃烧柴油
来越多地走进了普通百姓人家。下表为某家用轿车的有关数据:
家用轿车的
总质量 1 200 kg
每个轮胎与地面的
接触面积 0.02 m2
家用轿车的额定功率
30 kW
油箱的容积 55 L
(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72 km/h的速度匀速行驶在平直的公路