專(zhuān)題16 力學(xué)與熱學(xué)（有情境）綜合的計(jì)算問(wèn)題--2025年中考物理二輪復(fù)習(xí)【情境】重難點(diǎn)計(jì)算專(zhuān)題必練（原卷+解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1. 科技助“荔”打造智慧果園。海南荔枝農(nóng)利用植保無(wú)人機(jī)巡邏、噴藥、施肥，百苗荔枝施肥只需三小時(shí)。作業(yè)前，裝滿(mǎn)藥劑和汽油的無(wú)人機(jī)停在水平地面上，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為，支架與水平地面的總接觸面積為。作業(yè)時(shí)，該無(wú)人機(jī)先勻速直線上升3m，接著水平勻速飛行噴灑藥劑。無(wú)人機(jī)上升時(shí)空氣阻力和汽油消耗忽略不計(jì)。請(qǐng)完成下列問(wèn)題。（，，?。?br>（1）無(wú)人機(jī)勻速上升時(shí)升力與總重力___________（選填“是”或“不是”）一對(duì)平衡力。
（2）滿(mǎn)載時(shí)無(wú)人機(jī)的總質(zhì)量為多少kg？
（3）上升過(guò)程升力做了多少功？
（4）若無(wú)人機(jī)的熱機(jī)效率是40%，無(wú)人機(jī)消耗200mL汽油所做的有用功是多少？
【答案】（1）是（2）25kg （3）（4）
【解析】（1）無(wú)人機(jī)勻速上升時(shí)處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上受到的升力與總重力是一對(duì)平衡力，大小相等。
（2）滿(mǎn)載時(shí)無(wú)人機(jī)的總重力為
滿(mǎn)載時(shí)無(wú)人機(jī)的總質(zhì)量為
（3）上升過(guò)程升力大小為
上升過(guò)程升力做的功為
（4）200mL汽油的質(zhì)量為
200mL汽油完全燃燒放出的熱量為
無(wú)人機(jī)消耗200mL汽油所做的有用功為
2. （2024齊齊哈爾市）如圖所示為我國(guó)研制的四座氫燃料內(nèi)燃機(jī)飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)。該飛機(jī)使用氫為燃料，高壓儲(chǔ)氫罐可儲(chǔ)氫4kg，最大起飛質(zhì)量可達(dá)。已知飛機(jī)靜止在水平地面上時(shí)，輪胎與地面的總接觸面積為；在空中以180km/h的速度勻速直線巡航時(shí)，前置螺旋槳為飛機(jī)提供的牽引力為。已知?dú)涞臒嶂禐?。求?br>（1）發(fā)動(dòng)機(jī)未工作前，飛機(jī)靜止在水平地面上，達(dá)到最大起飛質(zhì)量時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少？
（2）高壓儲(chǔ)氫罐內(nèi)4kg的氫完全燃燒放出的熱量為多少？
（3）飛機(jī)以180km/h的速度勻速直線巡航0.5h，前置螺旋槳為飛機(jī)提供的牽引力做的功為多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）飛機(jī)靜止在水平地面上時(shí)的壓力
飛機(jī)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)
（2）氫完全燃燒放出的熱量
（3）由可得，飛機(jī)勻速巡航的路程
牽引力做的功
答：（1）達(dá)到最大起飛質(zhì)量時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為6×104Pa；
（2）高壓儲(chǔ)氫罐內(nèi)4kg的氫完全燃燒放出的熱量為5.6×108J；
（3）前置螺旋槳為飛機(jī)提供的牽引力做的功為1.8×108J。
3. （2024陜西）某高校科研人員根據(jù)西藏地區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)、供暖周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，為藏區(qū)某縣設(shè)計(jì)了太陽(yáng)能供暖蓄熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)由集熱、蓄熱和供暖三部分組成，其基本工作過(guò)程如圖所示。集熱板白天接收太陽(yáng)輻射時(shí)，其內(nèi)部水溫升高，然后通過(guò)熱交換器，使蓄水箱內(nèi)水溫升高，再通過(guò)水泵將熱水送入用戶(hù)。集熱板無(wú)法供熱時(shí)，蓄水箱與熱交換器之間閥門(mén)關(guān)閉。晴天時(shí)，集熱板獲得的內(nèi)能不僅能滿(mǎn)足縣城用戶(hù)全天24小時(shí)的取暖需求，同時(shí)富余的內(nèi)能可儲(chǔ)存在蓄水箱中，用以解決陰雨天集熱板無(wú)法供熱的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“不用煤，不用氣，不用電，溫暖整個(gè)縣城千家萬(wàn)戶(hù)！”
同學(xué)們用所學(xué)初中物理知識(shí)對(duì)該系統(tǒng)某一天的數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，為便于計(jì)算，工作過(guò)程和相關(guān)數(shù)值均做了簡(jiǎn)化處理，如下表所示。不計(jì)集熱板到蓄水箱之間的管道、熱交換器的熱損失。[水的比熱容為，水的密度為]
（1）同學(xué)們查閱資料了解到，在西藏地區(qū)選用該系統(tǒng)供熱原因之一是：藏區(qū)海拔高，大氣壓強(qiáng)________（選填“大”或“小”），空氣密度小，蓄水箱對(duì)流散熱慢；
（2）若這一天光照時(shí)長(zhǎng)為10h，集熱板的光熱轉(zhuǎn)化效率為60％，則集熱板中的水獲得的內(nèi)能是多少？這些內(nèi)能，一方面通過(guò)蓄水箱對(duì)用戶(hù)全天持續(xù)供暖，另一方面使得蓄水箱內(nèi)水的溫度最終升高了10℃。請(qǐng)分析計(jì)算該蓄水箱的容積至少是多少？
（3）假設(shè)該縣城用戶(hù)均采用地暖供熱。根據(jù)地暖供熱標(biāo)準(zhǔn)，用戶(hù)的進(jìn)水溫度不低于40℃。若這一天持續(xù)供暖結(jié)束后，蓄水箱水溫為48℃，接下來(lái)為連續(xù)陰雨天氣，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算分析，蓄水箱儲(chǔ)存的內(nèi)能是否還能為縣城用戶(hù)按標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)供暖3天？（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
【答案】（1）小（2）7.2×1011J 1.3×104m3 （3）見(jiàn)解析
【解析】（1）因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)隨海拔高度的增加而減小，所以藏區(qū)海拔高，大氣壓強(qiáng)小。
（2）集熱板接收的太陽(yáng)輻射能量
W=Pt=3×106J/(m2?h)×4×104m2×10h=1.2×1012J
由??可得，集熱板中的水獲得的內(nèi)能
Q吸?=ηW=60%×1.2×1012J=7.2×1011J
通過(guò)蓄水箱對(duì)用戶(hù)全天持續(xù)供暖后剩余
Q吸剩?=7.2×1011J-1.74×1011J=5.46×1011J
由Q吸?=cmΔt可得，蓄水箱內(nèi)水質(zhì)量
由?可得，蓄水箱的容積
（3）蓄水箱儲(chǔ)存的內(nèi)能
Q'吸?=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×1.3×107kg×(48℃-40℃)=4.368×1011J
3天需要的熱量
Q'放?=3×1.74×1011J=5.22×1011J
因?yàn)镼'放＞Q'吸，所以蓄水箱儲(chǔ)存的內(nèi)不能為縣城用戶(hù)按標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)供暖3天。
4. （2024山西）山西擁有豐富的歷史文化遺產(chǎn)。暑假期間小明一家從平遙古城自駕前往五臺(tái)山，進(jìn)行古建筑研學(xué)旅行。平遙古城到五臺(tái)山全程約360km，駕車(chē)前往大約需要4h。（汽油的熱值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽車(chē)的平均速度。
（2）汽車(chē)全程消耗汽油25L，求汽油完全燃燒放出的熱量Q。
（3）若汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)全程的平均功率為25kW，求汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40%
【解析】（1）汽車(chē)的平均速度
（2）全程消耗汽油的體積為
V=25L=0.025m3
汽油的質(zhì)量為
m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg
汽油完全燃燒放出的熱量
Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J
（3）汽車(chē)全程所做有用功為
W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J
則汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率
答：（1）汽車(chē)的平均速度為90km/h；
（2）汽汽油完全燃燒放出的熱量為9×108J；
（3）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%。
5. 某建筑工地上，起重機(jī)在10s內(nèi)將質(zhì)量為2.15t的重物沿豎直方向勻速提升6m，此過(guò)程起重機(jī)消耗柴油0.01kg。柴油的熱值，g取10N/kg。
（1）求重物上升的速度；
（2）求起重機(jī)提升重物的功率；
（3）若將起重機(jī)提升重物做功與消耗的柴油完全燃燒釋放的熱量之比定義為其提升效率，用字母表示，求起重機(jī)的提升效率。
【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）重物上升的速度為
（2）起重機(jī)在10s內(nèi)將質(zhì)量為2.15t重物沿豎直方向勻速提升6m，重物處于平衡狀態(tài)，起重機(jī)對(duì)重物的拉力F等于重物的重力，起重機(jī)提升重物的功率為
（3）起重機(jī)的提升效率為
6. 壓路機(jī)，以機(jī)械本身的重力作用廣泛用于各種路面的壓實(shí)作業(yè)，使被碾壓層產(chǎn)生永久變形而密實(shí)，如圖是一臺(tái)雙輪壓路機(jī)，其工作質(zhì)量為，雙輪與地面的接觸面積為400cm2。在一次壓路作業(yè)中，壓路機(jī)在水平路面上勻速行駛10min通過(guò)了240m的路程，行駛過(guò)程中受到的阻力是其重力的0.4倍。求：（g取10N/kg，柴油的熱值取）
（1）壓路機(jī)在這次壓路作業(yè)中運(yùn)動(dòng)的速度是多少？
（2）壓路機(jī)靜止在水平路面上時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)是多少？
（3）壓路機(jī)在這次壓路作業(yè)中牽引力做的功是多少？
（4）若其發(fā)動(dòng)機(jī)效率為30％，這次作業(yè)要消耗多少千克柴油？
【答案】（1）0.4m/s：（2）3106Pa；（3）；（4）0.96kg
【解析】（1）壓路機(jī)在這次壓路作業(yè)中運(yùn)動(dòng)的速度為
（2）壓路機(jī)靜止在水平路面上對(duì)水平面的壓力為
壓路機(jī)靜止在水平路面上時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)
（3）壓路機(jī)勻速前進(jìn)時(shí)，牽引力大小為
牽引力做的功
（4）需要的總能量為
則柴油的質(zhì)量為
7．隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)已廣泛走進(jìn)家庭。一輛小轎車(chē)以某一速度在平直路面上勻速行駛82.8km用時(shí)1h，消耗汽油3kg。若這些汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)做有用功，所用汽油的熱值為。冷凝水的比熱容為求：
（1）3kg汽油完全燃燒放出的熱量；
（2）這輛轎車(chē)以該速度勻速行駛時(shí)受到的阻力；
（3）該車(chē)勻速行駛時(shí)的功率。
【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）3kg汽油完全燃燒放出的熱量為
（2）由題意可知，汽車(chē)行駛過(guò)程中，牽引力做的有用功為
汽車(chē)勻速行駛時(shí)，汽車(chē)受到的牽引力和受到的阻力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件可知，汽車(chē)受到的阻力為
（3）該車(chē)勻速行駛時(shí)的功率為
8. 氫燃料具有清潔、效率高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是理想的能源之一，目前我國(guó)部分城市已有多批氫能源公交車(chē)投放使用。（已知c水＝4.2×103J/（kg℃），q氫＝1.4×108J/kg。）問(wèn)：
（1）質(zhì)量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量是多少？
（2）若這些熱量全部被質(zhì)量為500kg、溫度為15℃的水吸收，水升高的溫度是多少？
（3）若這些熱量恰好能供某氫能源公交車(chē)以140kW的恒定功率勻速行駛5min，則該氫能源公交車(chē)的效率是多少？
【答案】（1）8.4×107J；（2）40℃；（3）50%
【解析】（1）0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量
Q放＝m氫q＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J
（2）水吸收的熱量
Q吸＝Q放＝8.4×107J
水升高的溫度
Δt＝＝＝40℃
（3）公交車(chē)做功
W＝Pt＝140×103W×5×60s＝4.2×107J
公交車(chē)的效率
η＝×100%＝×100%＝50%
9. （2024湖南二模）2022年北京冬奧會(huì)示范運(yùn)營(yíng)1000多輛氫燃料電池車(chē)（如圖所示），該車(chē)排放物是水，不產(chǎn)生任何污染物，是當(dāng)前世界新能源汽車(chē)重要的發(fā)展方向。假設(shè)某國(guó)產(chǎn)氫燃料電池車(chē)總質(zhì)量為5×103kg。在某次測(cè)試中該車(chē)勻速行駛時(shí)受到的阻力是車(chē)重的0.02倍，在0.5h內(nèi)行駛了28km的路程，消耗的氫能源為0.4kg（不考慮氫能源燃料消耗對(duì)車(chē)質(zhì)量的影響）。求該測(cè)試過(guò)程中氫燃料電池車(chē)：（已知q氫=1.4×108J/kg，g取10N/kg）
（1）行駛的平均速度為多少km/h；
（2）牽引力做功；
（3）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。
【答案】（1）56km/h；（2）2.8×107J；（3）50%
【解析】（1）氫燃料電池車(chē)0.5h內(nèi)行駛了28km的路程，根據(jù)可得，車(chē)行駛的平均速度為
（2）氫燃料電池車(chē)總質(zhì)量為5×103kg，受到的重力為
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
車(chē)勻速行駛時(shí)受到的阻力是車(chē)重的0.02倍，汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以車(chē)受到的牽引力為
F=f=0.02G=0.02×5×104N=103N
牽引力做的功為
W=Fs=103N×28×103m=2.8×107J
（3）消耗0.4kg的氫能源，放出的熱量為
Q放=mq=0.4kg×1.4×108J/kg=5.6×107J
氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為
10. 某旅游大巴進(jìn)行安全檢測(cè)，在一段平直公路上勻速行駛18km，用時(shí)15min。已知汽車(chē)及駕駛員的總質(zhì)量是3×103kg，車(chē)輪與地面的總接觸面積為0.2m2。此過(guò)程消耗燃油4.5kg。假設(shè)燃油完全燃燒。（燃油熱值q=4.0×107J/kg，g取10N/kg）。求：
（1）汽車(chē)勻速行駛時(shí)的速度是多少？
（2）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）該汽車(chē)燃油完全燃燒產(chǎn)生的熱量是多少？
【答案】（1）72km/h；（2）1.5×105Pa；（3）1.8×108J。
【解析】（1）由可知，汽車(chē)勻速行駛時(shí)的速度為
（2）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓力大小等于汽車(chē)及駕駛員的總重力大小，則汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓力
由可知，汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)
（3）由可知，燃油完全燃燒產(chǎn)生的熱量
答：（1）汽車(chē)勻速行駛時(shí)的速度是72km/h；
（2）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.5×105Pa；
（3）該汽車(chē)燃油完全燃燒產(chǎn)生的熱量是1.8×108J。
11. （2023甘肅蘭州）一輛燃油汽車(chē)沿平直公路勻速行駛了108km，所用時(shí)間為1h，消耗汽油10kg，汽車(chē)在行駛過(guò)程中所受阻力恒為1380N（汽油的熱值）。求：
（1）汽車(chē)行駛速度；
（2）牽引力的功率；
（3）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
【答案】（1）108km/h；（2）4.14×104W；（3）32.4%
【解析】（1）汽車(chē)行駛的速度
（2）汽車(chē)沿平直公路勻速行駛，牽引力和阻力是平衡力，牽引力
F=f=1380N
牽引力的功率
（3）牽引力做的功
W=Pt=4.14×104W×3600s=1.4904×108J
汽油完全燃燒放出的熱量
Q=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率
答：（1）汽車(chē)行駛的速度是108km/h；
（2）牽引力的功率是4.14×104W；
（3）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是32.4%。
12. （2023河北）一輛四輪家庭轎車(chē)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示。一次旅行時(shí)，司機(jī)駕駛該汽車(chē)沿一平直公路持續(xù)行駛至A市的過(guò)程中，先后通過(guò)如圖所示的甲、乙、丙三個(gè)標(biāo)志牌，牌上的地址和數(shù)字表示從該標(biāo)志牌處沿這一公路到達(dá)牌上地址的路程。途經(jīng)甲時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，到達(dá)乙時(shí)恰好用時(shí)25min，從乙運(yùn)動(dòng)到丙的過(guò)程中，儀表盤(pán)顯示汽車(chē)一直以108km/h的速度勻速行駛。g取10N/kg。
旅行中汽車(chē)部分?jǐn)?shù)據(jù)表
甲
乙
丙
（1）求這輛車(chē)（包括人員及物品）停放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）求汽車(chē)從標(biāo)志牌甲運(yùn)動(dòng)到丙這一過(guò)程中的平均速度；
（3）通過(guò)儀表盤(pán)顯示的數(shù)據(jù)可知，從標(biāo)志牌乙到丙的過(guò)程中，汽車(chē)消耗0.7L汽油，求這一過(guò)程中牽引力做功的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）這輛車(chē)（包括人員及物品）停放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓力等于汽車(chē)（包括人員及物品）總重力
F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N
這輛車(chē)（包括人員及物品）停放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)
（2）從乙運(yùn)動(dòng)到丙的過(guò)程中，通過(guò)的距離為
s=11km-2km=9km
儀表盤(pán)顯示汽車(chē)一直以108km/h的速度勻速行駛，由速度公式從乙運(yùn)動(dòng)到丙所用的時(shí)間為
汽車(chē)從標(biāo)志牌甲運(yùn)動(dòng)到丙通過(guò)的距離為
s′=47km-2km=45km
所用的時(shí)間為
這一過(guò)程中的平均速度
（3）汽油機(jī)效率
則牽引力做的功為
這一過(guò)程中牽引力做功的功率
13. （2023湖北孝感）2023年5月28日上午，我國(guó)首架自行研制、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的噴氣式客機(jī)C919，如圖甲，歷時(shí)2h從上海到北京，開(kāi)啟了首次商業(yè)載客飛行。
（1）已知上海到北京航程為1178km，求C919由上海飛往北京的平均速度；
（2） C919在高空水平定速巡航時(shí)，若受到的阻力為，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25%，則飛行4km需要消耗多少升汽油？已知汽油密度為，汽油熱值為：
（3）如圖乙是飛機(jī)單側(cè)機(jī)翼與周?chē)諝獍l(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的模型。圖中機(jī)翼的下表面可視為平面，面積為。飛機(jī)起飛前在水平跑道上快速滑行時(shí)，機(jī)輪與地面的總接觸面積為，飛機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)為p。飛機(jī)總重為G，近似地認(rèn)為飛機(jī)受到的升力來(lái)自于飛機(jī)雙側(cè)機(jī)翼。請(qǐng)推導(dǎo)出飛機(jī)在跑道上滑行時(shí)機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差（用字母表示）。

【答案】（1）；（2）50L；（3）
【解析】（1）C919由上海飛往北京的平均速度
（2）C919在高空水平定速巡航時(shí)，受到的牽引力與阻力是一對(duì)平衡力，為，飛機(jī)牽引力做的功
汽油燃燒產(chǎn)生的熱量
飛行4km需要消耗的汽油質(zhì)量
飛行4km需要消耗的汽油的體積
（3）飛機(jī)起飛前在水平跑道上快速滑行時(shí)，機(jī)輪與地面的總接觸面積為，飛機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)為p，此時(shí)飛機(jī)對(duì)地面的壓力為
飛機(jī)的重力為G，此時(shí)飛機(jī)的升力的大小為
圖乙是飛機(jī)單側(cè)機(jī)翼與周?chē)諝獍l(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的模型，且圖中機(jī)翼的下表面可視為平面，面積為S1，則兩側(cè)機(jī)翼下表面的總面積為2S1，飛機(jī)在跑道上滑行時(shí)機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差
14. （2023湖南永州市）如圖所示，是一款功率1600W的電茶壺，茶壺的壺嘴與壺身組成_______；茶壺內(nèi)裝有500ml的水，則壺內(nèi)水的質(zhì)量為_(kāi)______g；A點(diǎn)離水面的深度h為7cm，則A點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)為_(kāi)_______Pa；該電茶壺產(chǎn)生熱量的87.5%被水吸收，則將壺內(nèi)500ml的水從20℃加熱到100℃，用時(shí)_______min。[（），，]

【答案】連通器 500 700 2
【解析】茶壺的壺嘴與壺身上端開(kāi)口，底端相連，構(gòu)成連通器。
茶壺內(nèi)裝有水，則壺內(nèi)水的質(zhì)量為
A點(diǎn)離水面的深度h為7cm，則A點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)為
將壺內(nèi)500mL的水從20℃加熱到100℃，吸收的熱量為
該電茶壺產(chǎn)生熱量的87.5%被水吸收，則消耗的電能為
則需要加熱的時(shí)間為
15. （2023江蘇揚(yáng)州）“芒種”前后是麥子成熟收割的時(shí)間，需要及時(shí)把麥子顆粒歸倉(cāng)。

（1）如圖1所示是古代農(nóng)人打麥的場(chǎng)景，把打麥工具高高舉起，它的重力勢(shì)能變__________；
（2）現(xiàn)在很多地方都用聯(lián)合收割機(jī)收?麥子，某收割機(jī)的參數(shù)如下：
①滿(mǎn)油時(shí)收割機(jī)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是_______Pa；（g取10N/kg）
②如圖2所示，收割過(guò)程中收割機(jī)相對(duì)于同行裝載機(jī)是______（選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）的；收割機(jī)功率保持60kW不變，收割過(guò)程中減慢行駛速度，是為了_______。收割一塊地的麥子，耗時(shí)0.5h，該收割機(jī)做功_______J，在此過(guò)程中消耗柴油_______kg；（約為）
（3）“喂入量”是收割機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)收獲的作物量，它受很多因素的影響。某次收割時(shí)作業(yè)速度與喂入量之間的關(guān)系如圖3所示，當(dāng)作業(yè)速度為4km/h時(shí)，喂入量是______kg/s，出現(xiàn)這一結(jié)果，你認(rèn)為作物的_____會(huì)對(duì)喂入量產(chǎn)生影響。

【答案】（1）大（2）8000 靜止增大牽引力 1.08×108 6.75 （3） 2.4 籽粒含水率
【解析】（1）物體的重力勢(shì)能與高度和質(zhì)量有關(guān)，在質(zhì)量一定時(shí)，高度越高，重力勢(shì)能越大，因此把打麥工具高高舉起，它的重力勢(shì)能變大。
（2）①滿(mǎn)油時(shí)整機(jī)的重力為
在水平面上，收割機(jī)對(duì)水平地面的壓力等于其重力，即
根據(jù)可得，滿(mǎn)油時(shí)收割機(jī)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是
②由于裝載機(jī)與收割機(jī)同行，則它們速度相同，因此在收割過(guò)程中，以裝載機(jī)為參照物，收割機(jī)與裝載機(jī)之間的位置沒(méi)有發(fā)生變化，因此收割機(jī)是靜止的。
根據(jù)
可知，當(dāng)功率一定時(shí)，減小速度可以增大牽引力。
根據(jù)W=Pt可得，耗時(shí)0.5h，該收割機(jī)做的功為
由于發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%，則柴油完全燃燒放出的熱量為
故消耗柴油的質(zhì)量為
（3）由圖3可知，當(dāng)作業(yè)速度為4km/h時(shí)，喂入量是2.4kg/s。
由圖3可知，在喂入量不超過(guò)3.6kg/s內(nèi)，作業(yè)速度隨喂入量變化而變化，且成正比關(guān)系，當(dāng)作業(yè)速度一定時(shí)，作物的品種、籽粒含水率等會(huì)對(duì)喂入量產(chǎn)生影響。
16. （2023遼寧本溪等）某款環(huán)保能源汽車(chē)——?dú)淠苤乜ǎ鼭M(mǎn)載時(shí)總質(zhì)量為50t，車(chē)輪總著地面積為，采用氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)獲得動(dòng)力。若某次運(yùn)輸過(guò)程中，汽車(chē)以300kW的輸出功率，在水平公路上勻速直線行駛了20min，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為75%。（g取10N/kg，?。┣螅?br>（1）汽車(chē)滿(mǎn)載靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）這次行駛過(guò)程中，汽車(chē)消耗的氫能為多少焦耳；
（3）若這次行駛過(guò)程中消耗的氫能由柴油來(lái)提供，至少需要完全燃燒柴油的質(zhì)量。
【答案】（1）；（2）；（3）12kg
【解析】（1）因?yàn)槠?chē)靜止在水平地面上，所以汽車(chē)受力平衡，汽車(chē)對(duì)地面的壓力等于汽車(chē)的重力
汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)
（2）由得，這次行駛過(guò)程中，汽車(chē)所做的功
由得，汽車(chē)消耗氫能
（3）這次行駛過(guò)程中消耗的氫能由柴油來(lái)提供，則
由得，燃燒柴油的質(zhì)量
答：（1）汽車(chē)滿(mǎn)載靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為；
（2）這次行駛過(guò)程中，汽車(chē)消耗的氫能為；
（3）若這次行駛過(guò)程中消耗的氫能由燃燒柴油來(lái)提供，至少需要完全燃燒柴油的質(zhì)量為12kg。
17. （2023遼寧撫順）鐵嶺市對(duì)大通街路面改造的過(guò)程中，使用了如圖所示的一款履帶運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送石料?？蛰d運(yùn)輸車(chē)的質(zhì)量為3t，履帶與地面總接觸面積為1.2m2。一次運(yùn)送中，運(yùn)輸車(chē)在2min內(nèi)沿水平路面勻速直線行駛600m，行駛中受到的阻力為104N（g取10N/kg，燃料熱值q取4.5×107J/kg）求：
（1）空載運(yùn)輸車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；
（2）這次運(yùn)送中，運(yùn)輸車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率；
（3）若行駛中受到的阻力不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是40%，10kg的燃料可供該車(chē)沿水平路面勻速直線行駛的距離。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由于空載運(yùn)輸車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓力為
根據(jù)可得，空載運(yùn)輸車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為
（2）因?yàn)檫\(yùn)輸車(chē)是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，受到的是平衡力作用，因此運(yùn)輸車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為
根據(jù)W=Fs可得，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為
根據(jù)可得，運(yùn)輸車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為
（3）10kg的燃料完全燃燒放出的熱量為
發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為
由于受到的阻力不變，且運(yùn)輸車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的是平衡力作用，則此時(shí)的牽引力為
根據(jù)可得，10kg的燃料可供該車(chē)沿水平路面勻速直線行駛的距離為
答：（1）空載運(yùn)輸車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)是；
（2）運(yùn)輸車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是；
（3）10kg的燃料可供該車(chē)沿水平路面勻速直線行駛的距離是。
18. （2023·廣東深圳）如圖所示是我國(guó)“63A”型兩棲坦克，坦克上安裝有激光距儀、彈道計(jì)算機(jī)和傳感器等先進(jìn)裝備。坦克發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率為420kW，滿(mǎn)載時(shí)重力是2.2×105N，在野外的最高車(chē)速是60km/h，在水中最大速度是14km/h。請(qǐng)完成下列問(wèn)題：（已知ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）坦克滿(mǎn)載在水中行進(jìn)時(shí)，排開(kāi)水的體積是多少？
（2）坦克履帶與地面的接觸總面積是4m2、滿(mǎn)載時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)多大？
（3）在某場(chǎng)演習(xí)中，“63A”以最大功率和最大速度在水中行駛10min，該坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是40%，在此次演習(xí)中燃燒柴油放出的熱量是多少？

【答案】（1）22m3；（2）5.5×104Pa；（3）6.3×108J
【詳解】解：（1）坦克漂浮在水中受到的浮力
由可得，此時(shí)它排開(kāi)水的體積
（2）坦克滿(mǎn)載時(shí)靜止在地面上，對(duì)地面的壓力等于其重力，即
坦克滿(mǎn)載時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)
（3）“63A”以最大功率和最大速度在水中行駛10min，牽引力所做的功為
該坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%，則柴油放出的熱量為
集熱板每小時(shí)、每平方米接收的太陽(yáng)輻射能量
集熱板面積
蓄水箱全天持續(xù)供暖輸出能量（含用戶(hù)得到的內(nèi)能、蓄水箱和供暖管道的熱損失）
汽車(chē)（包括人員及物品）總質(zhì)量/kg
2000
停放時(shí)每個(gè)輪胎與地面的接觸面積/cm2
250
汽油的熱值/
3.6107
汽油機(jī)效率
25%
A市47km
A市11km
A市2km
割幅（m）
2.2/2.5
履帶接地總面積（m2）
3.6
喂入量（kg/s）
3/4/4.5
功率（kW）
60
發(fā)動(dòng)機(jī)效率
40%
油箱容積（L）
72
滿(mǎn)油時(shí)整機(jī)質(zhì)量（kg）
2880

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