2024年中考物理题型专题难点（全国通用）专题57 力热电计算类综合应用题（教师版） .docx

2024年物理中考二轮复习以题型精炼攻克难点亮点的60个小微专题

专题57力热电计算类综合应用题

1.小军同学周末和家人驾驶越野汽车去郊游，车和人的总质量为2.4t，他们先在一段可近似看成水平直线的柏油路上匀速行驶50km，用时50min，消耗汽油5kg。假设此过程汽车所受阻力恒为车和人总重的0.1倍。然后他们又以相同功率，继续在一段可近似看成水直线的沙土路上，以25km/h的速度匀速行驶12min后到达目的地。已知汽油的热值为。求：

（1）汽车在柏油路上匀速行驶时速度的大小；

（2）汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率；

（3）汽车在沙土路上匀速行驶时受到阻力的大小。

【答案】（1）60km/h；（2）52.2%；（3）

【解析】（1）汽车在柏油路上匀速行驶时的速度

（2）由题意可知，汽车在匀速行驶过受到的阻力恒为车和人总重的0.1倍，因此阻力大小为

匀速行驶时，阻力与牵引力是一对平衡力，故

汽车行驶时，发动机做功

该过程中消耗了汽油5kg，汽油完全燃烧放出的热量为

汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率

（3）汽车在柏油路上行驶时发动机的功率为

由题意可知，汽车在沙土路上行驶的功率与柏油路相同，匀速行驶时汽车受到的阻力与牵引椅是一对平衡力，大小相等，则由

可知

答：（1）汽车在柏油路上匀速行驶时速度为60km/h；

（2）汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率为52.2%；

（3）汽车在沙土路上匀速行驶时受到的阻力为。

2．如图甲，是被大家认可的我国自主品牌混合动力畅销车型“比亚迪秦”。在某次性能测试中，汽车启动时内燃机工作，由内燃机提供能量驱动汽车以v1＝50km/h的速度匀速行驶，同时给初始能量为E0＝5.6×107J的蓄电池组充电，充电电压U1＝400V，充电电流I1＝50A；汽车行驶t1＝2h、内燃机消耗燃料m＝20kg后蓄电池组充电完成，改由电动机提供能量驱动汽车在水平路面上以v2＝90km/h的速度匀速行驶，此时蓄电池组加在电动机两端的电压U2＝320V，电动机的效率η＝80%；已知汽车蓄电池组所储存能量降为E0时即自动切换为内燃机工作。若汽车运动过程中车速v与所受阻力f的关系如图乙所示，所用燃料的热值q＝4.5×107J/kg，且燃料完全燃烧。不计汽车电路连接导线的电阻，忽略传动装置消耗的能量。求：

（1）内燃机工作时的效率η1（结果保留一位小数）；

（2）汽车蓄电池组储存能量的最大值Em；

（3）充电一次采用纯电动模式以v2＝90km/h的速度匀速行驶的最大里程sm。

【答案】（1）内燃机工作时的效率η1为20.4%；

（2）汽车蓄电池组储存能量的最大值Em为2×108J；

（3）充电一次采用纯电动模式以v2＝90km/h的速度匀速行驶的最大里程sm为240km。

【解析】（1）内燃机燃烧完全放出的热量：

Q放＝qm＝4.5×107J/kg×20kg＝9×108J，

由题图乙可知v1＝50km/h时，

汽车受到的阻力f1＝400N，

t1时间内克服摩擦力做功：

W1＝f1s1＝f1v1t1＝400N×m/s×2×3600s＝4×107J，

t1时间蓄电池组充完电消耗的能量：

W2＝U1I1t1＝400V×50A×2×3600s＝1.44×108J，

则内燃机工作时的效率：η＝×100%＝×100%≈20.4%。

（2）蓄电池组充电的能量W2＝1.44×108J时，充电完成，

则电池组储存能量的最大值：Em＝E0+W2＝5.6×107J+1.44×108J＝2×108J。

（3）由题图乙可知，汽车以90km/h的速度行驶时受到的阻力f2＝480N，

由题意可知：W2×80%＝f2sm

则：sm＝＝＝2.4×105m＝240km。

3.水环境质量是生态文明建设的重要篇章，我省“六水共治”攻坚战已全面打响。如图所示，一艘保洁船正在开展海上环卫作业。船由柴油机提供动力，热机效率为30％。（取，，）

（1）工人打捞废弃物时，使用的打捞杆相当于_______杠杆（选填“省力”或“费力”）。

（2）某废弃物悬浮在水面下1m深处，所受海水的压强是多大？

（3）工人将该质量为3kg的废弃物打捞上船，水面距离船沿的高度为1.5m，从水面到船沿这一过程，工人对废弃物至少做了多少功？

（4）若船以1000N的牵引力在海上匀速行驶15km，需消耗多少柴油？

【答案】（1）费力（2）（3）45J（4）1.25kg

【解析】（1）打捞杆动力臂小于阻力臂，故为费力杠杆。

（2）所受海水的压强

（3）工人对废弃物做的功

（4）有用功

热机效率为30％，消耗柴油质量

答：（1）使用的打捞杆相当于费力杠杆；

（2）受海水压强为；

（3）工人对废弃物至少做功45J；

（4）消耗柴油质量1.25kg。

4.（2023辽宁锦州