陕西省2018届中考物理 专题八 类型二 力热综合题复习练习

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类型二 力热综合题
针对训练
1. (2017西工大附中模拟改编)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西安到郑州游玩．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＝10 N/kg)
满载时总质量 1 000 t
车轮与铁轨接触总面积 0.8 m2
最高时速 360 km/h
(1)满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压力是________N.
(2)西安至郑州的路程为505 km.若列车以最高时速行驶，需要多少小时？列车从西安
到郑州实际运行2小时20分，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0.01倍，此过程中牵引力的功率是多少？(结果保留一位小数)
(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获得，列
车行驶1 km至少需要消耗多少千克柴油？(q柴油＝4.3×107 J/kg)

第1题图
2. (2017高新一中模拟改编)如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，满载时总质量为
360 kg，车轮与沙滩接触的总面积为0.2 m2.卡丁车满载时在水平沙滩上以10 m/s的速
度做匀速直线运动，它的发动机所提供的实际功率为2.3×104 W．(取g＝10 N/kg)
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(1)沙滩卡丁车的轮胎表面凹凸不平是为了增大与地面的__________．
(2)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，车轮对沙滩的压强为多少？卡丁车在此次满
载且匀速行驶过程中，发动机提供的牵引力为多少？
(3)该卡丁车以汽油为燃料，若汽油完全燃烧所放出热量的25%转化为卡丁车运动的机
械能，则以该速度行驶10 min 至少需要燃烧多少千克的汽油？(汽油的热值为q汽油＝
4.6×107 J/kg)

第2题图

3. 如图所示，为风景区山中的一段盘山公路照片．某观光汽车，有关数据如下表所示，
沿该盘山公路以12 m/s的速度匀速行驶，经过20 min从山脚到达山顶；汽车上山时沿路
面获得的牵引力恒为9×103 N．(已知汽油热值q＝4.6×107 J/kg，g取10 N/kg)

第3题图

总质量 6 000 kg
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燃料 汽油
汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率 30%

(1)盘山公路是简单机械中的________模型；它的优点是可以________(选填“省距
离”或“省力”)．
(2)汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油？(结果保留整数)
(3)若山高为0.6 km，该斜面的机械效率是多少？(计算结果保留二位小数)

4. (2017交大附中模拟)在城乡建设中，推土机发挥着巨大作用．图为某型号履带式
推土机，额定功率为2.0×105 W．请回答并计算．
(1)推土机安装履带，是为了在松软的土地上作业时____________；当推土机在湿滑的
土地上作业时，履带上凸出的棱则起到____________的作用．
(2)当推土机在平直场地上以额定功率进行推土作业时，在1 min内匀速前进了120 m，
求推土机受到的阻力．
(3)若推土机发动机的效率为40%，工作一段时间消耗柴油50 L，求此过程中推土机做
的功．(已知柴油的密度为0.8×103 kg/m3，热值为4.0×107 J/kg)

第4题图
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答案
1. (1)1×107 【解析】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

解：(2)由v＝st可得，列车以最高时速行驶从西安到郑州需要

t
＝sv＝505 km360 km/h≈1.4 h

实际运行时间t′＝2 h 20 min＝8 400 s
列车从西安到郑州做匀速直线运动时的速度：

v
′＝st′＝505×103 m8 400 s≈60.1 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平衡力，所以，列车受
到的牵引力：
F′＝f＝0.01G
＝0.01×1×107 N＝1×105 N

此过程中牵引力的功率：
P＝F′v
′＝1×105 N×60.1 m/s≈6.0×106 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
′＝Qq柴油＝1.075×108 J4.3×107 J/kg＝2.5 kg

2. (1)摩擦
解：(2)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，对沙滩的压力：F＝G＝mg＝360 kg×10
N/kg＝3 600 N
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卡丁车车轮对沙滩的压强：p＝FS＝3 600 N0.2 m2＝1.8×104 Pa
由P＝Wt＝Fst＝Fv可得，此次行驶中卡丁车的牵引力：F牵＝Pv＝2.3×104 W10 m/s＝2 300 N
(3)牵引力做的功：
W＝Pt
＝2.3×104 W×10×60 s＝1.38×107 J

由η＝WQ×100%可得，完全燃烧汽油放出的热量：

Q放＝Wη＝1.38×107 J25%＝5.52×107 J
由Q＝mq可得，完全燃烧汽油的质量：
m
＝Q放q汽油＝5.52×107 kg4.6×107 J/kg＝1.2 kg

3. (1)斜面 省力
解：(2)已知汽车的速度v＝12 m/s，汽车上山时牵引力的功率：P＝Wt＝Fst＝Fv＝9×103

N×12 m/s＝1.08×105 W
汽车运动的时间t＝20 min＝1 200 s

根据公式P＝Wt可得牵引力所做的功：

W＝Pt
＝1.08×105 W×1 200 s＝1.296×108 J

由公式η＝WQ×100%及Q＝qm可得W＝ηQ＝ηqm，则汽车从山脚到山顶消耗汽油的质

量： m＝Wqη＝1.296×108 J 4.6×107 J/kg×30%≈9 kg
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(3)汽车的总重力：G＝mg＝6 000 kg×10 N/kg＝6×104 N
汽车爬到顶端做的有用功：
W有用＝Gh
＝6×104 N×600 m＝3.6×107 J

由机械效率的公式可得，斜面的机械效率

η
′＝W有用W总×100%＝3.6×107 J1.296×108 J×100%≈27.78%

4. (1)减小压强 增大摩擦 【解析】推土机安装履带，这是在压力大小不能改变的
情况下，通过增大受力面积来减小压强；履带上凸出的棱，是在压力大小不能改变的情况
下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的．
解：(2)当推土机以额定功率进行推土作业时，所做的功为：
W＝Pt
＝2×105 W×60 s＝1.2×107 J

因为W＝Fs，所以推土机的牵引力

F
＝Ws＝1.2×107 J120 m＝1.0×105 N

又因为在平直的场地上匀速前进，所以阻力f＝F＝1.0×105 N
(3)消耗的柴油质量
m＝ρ柴油V
＝0.8×103 kg/m3×50×10－3 m3＝40 kg

柴油放出的热量
Q＝mq
柴油
＝40 kg×4.0×107 J/kg＝1.6×109 J

因为η＝WQ×100%，所以推土机做的功为：

W＝Qη
＝1.6×109 J×40%＝6.4×108 J