2022年中考物理二轮复习——内能的利用计算专题

这是一份2022年中考物理二轮复习——内能的利用计算专题，共17页。试卷主要包含了网传新型高效混合燃气即将问世等内容，欢迎下载使用。
2022学年中考物理二轮复习——内能的利用计算专题1．一艘质量为160kg的冲锋舟10min内在水面上匀速行驶了1.2×104m，消耗了0.75kg的汽油。此过程冲锋舟发动机产生的牵引力为1.0×103N。（汽油的热值取4.6×107J/kg，g取10N/kg）求：（1）该冲锋舟所受的重力；（2）该冲锋舟克服阻力做功的功率；（3）该冲锋舟发动机的效率。（结果在百分号前保留整数）  2．网传新型高效混合燃气即将问世。如图是燃气汽车，我市大部分的燃气汽车都是由汽油动力车改造的。若某款汽车改装之前，油箱内可承装50kg的汽油，装满一箱油可从本溪开到承德。改装为新型高效混合燃气车后，装满“油箱”的是的混合燃气。汽车只用半箱“油”就可跑到承德。（汽油的热值，新型混合燃气的热值 ），试计算：(1)完全燃烧50kg汽油能释放出多少热量？(2)若汽油机的效率为，从本溪开到承德汽车做了多少有用功？(3)新型高效混合燃气汽车的效率为多少？        3．小飞家新买了一辆吉利星越汽车，如表是汽车的铭牌，其中耗油量是指汽车正常行驶100km消耗汽油的体积，为测试汽车的性能，小飞驾驶汽车以30kW的恒定功率启动做直线运动，运动中受到的阻力不变，通过专用仪器测量得到汽车的速度v与时间t的关系图如图所示。已知汽油的密度是0.7×103kg/m3，热值是4.6×107J/kg。求：(1)在测试汽车性能时，在0-10s时间内汽车发动机所做功；(2)汽车运动过程中受到的阻力；(3)小飞驾驶该车以100km/h的速度匀速行驶100km，若汽车发动机输出功率恒为30kW，该汽车的能量利用效率。（保留一位小数）型号2019款350T整车质量/kg1670油箱容积/L55耗油量/L•100km-110   4．为助力乡村振兴，黄梅县下新镇将生态农业和旅游观光相结合，打造美丽乡村。如图是下新镇夏日赏荷用的观光艇，其部分技术参数如下表：（g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg，ρ柴油=0.8×103kg/m3）商品名称XX观光艇商品型号船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m空船质量800kg发动机最大输出功率40kW最大载人数量8人最大航速10m/s（1）若人的质量为50kg，当观光艇满载时，所受的浮力是多少？ （2）当观光艇以最大速度航行时，受到水的平均阻力为多大？（3）某次以最大航速游玩，耗时30分钟，消耗柴油7L，求发动机的效率？  5．现代社会，“变废为宝”已成为节约能源的重要途径，例如将垃圾“焚烧”可以发电，这样既处理了垃圾，又起到了节能减排的效果。经研究表明每焚烧100kg垃圾可放出热量8.4×107J。(1)这些能量相当于完全燃烧多少千克的汽油放出的热量？（汽油的热值q=3×107J/kg）(2)如果这些能量全部被水吸收，可将多少千克20℃的水在一个标准大气压下烧开？[c水＝4.2×103J/(kg⋅℃)]。   6．如图所示，726型气垫登陆艇是我国自行研制的新型中型气垫船，该型艇可以登陆珊瑚岛礁作战，基本上解决了南海海域的从舰到岸的近距离两栖登陆作战问题，增强海军的两栖登陆作战能力，已知登陆艇满载时质量为1.8×105kg。（柴油机的效率为36%，柴油的热值q柴油=4×107J/kg，g取10N/kg）(1)该艇满载时停在水平地面上，与地面间的总接触面积为80m2，那么它对地面的压强为多少？(2)该型艇静止在水面上，启动时能把船身抬高2m，则抬高一次需要消耗多少千克柴油？(3)该型艇最大速度是35m/s，若此时受到的阻力始终为7×104N，则推力的功率为多少？ 7．我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为400N，汽车在此过程中发动机热机效率为48%，汽油的热值q=4.6×107J/kg。在该段测试过程中：（1）汽车做的有用功是多少？（2）汽车的功率为多少？（3）汽油完全燃烧放出的热量？（4）燃烧了多少汽油？（计算结果保留两位小数）  8．已知天然气的热值为4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·）。问：（1）完全燃烧2.1×10−2m3天然气放出多少热量？（2）若某天然气灶的效率为80%，则这些天然气可将质量为4kg，初温为25的水加热到多少？（当地的大气压强为1标准大气压）  9．我国研制的大客机C919搭载某涡轮喷气发动机，它的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机对飞机的推力所做的功与发动机获得的机械能之比。速度v/m/s100200300400500阻力f/N0.9×1043.6×1048.1×1041.44×1052.25×105(1)飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系如表，则它们之间的数量关系；(2)若飞机以200m/s的水平速度匀速巡航0.5h过程中，消耗燃油1080kg，则此过程，飞机克服阻力所做的功为多少J；若发动机的热效率为40%，则发动机的推进效率为多少？（燃油热值q=5.0×107J/kg）       10．如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，该车以36km/h的速度在一段平直的沙滩上匀速行驶20min，消耗汽油1.5L。整个行驶过程中，发动机牵引卡丁车前进所做功的功率恒为11.5kW。已知汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg，那么，在这段运动过程中，求：（1）该卡丁车所受的阻力是多少？（2）该卡丁车汽油机的效率为多少？  11．对生活垃圾进行分类既是一种时尚，更是生态环保的需要。将生活垃圾进行分类后，除去可回收垃圾和需要特殊处理的垃圾，其余垃圾在一定条件下，1t垃圾能榨出150kg燃料油。若将1t垃圾榨出的燃料油给供暖系统的锅炉燃烧，可以将质量为1.5×104kg、初温为20℃的水恰好加热到100℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q燃料油=4.0×107J/kg]求：（1）1t垃圾榨出的燃料油完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）锅炉加热水的效率。  12．为了保障学生人身安全，已有大批校车投入使用。如图为某中学专用校车，其空车质量为4000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为。这辆校车在某段平直公路上匀速行驶4km，用时5min，消耗柴油1L，所受到的阻力为（柴油热值，柴油的密度为，g取10N/kg）求：（1）这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？（2）这段路程内发动机做功的功率是多少？（3）校车所使用的柴油机的效率是多少？ 13．某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了40km，用时30min，车的总质量为4×103kg，受到的阻力为车重的（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ＝0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg，g取10N/kg）。求：(1)该房车的行驶速度；(2)该房车牵引力所做的功；(3)已知这一过程消耗燃油，该房车热机的效率是多少？  14．中国对国际社会承诺：二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年实现碳中和。燃油车的淘汰成为必然，氢能被视为未来的理想清洁能源。如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%。若一辆氢能源小轿车在沈海高速海安南入口→南通北出口大约60km 的路程上，获得的平均牵引力为840N，用时45min。则行驶过程中：（）(1)小轿车的平均速度是多少km/h？(2)牵引力做的功是多少J？(3)汽车需要的总能量是多少J？(4)需要消耗的氢的质量是多少kg？  15．为了测定某额定功率为1 kW的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中加了2 L的水，让热水器正常工作，并绘制出通电加热过程中水温随时间的变化情况图（如图所示），已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求：（1）加热4 min，水吸收的热量；（2）该热水器正常工作时的效率。 16．近年来，我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，[c水=4.2×103J/（kg·℃）、q氢=1.4×108J/kg]。求：(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。(2)若这些热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度。  17．中国渔政311船是目前我国吨位最大、设备最先进、航速最快的渔政执法船，主要担负起在我国南沙群岛和西沙群岛护渔护航的任务，并宣示中国对南海诸岛的主权。该船满载时的总质量4.5×103t，最大航速可达15m/s，当船以最大航速巡航时受到的海水阻力为2.0×106N，g=10N/kg。q燃油=4.0×107J/kg。求：(1)渔政船以最大航速巡航50min，推进力对船所做的功。(2)若渔政船的燃油机动力系统效率为30%，渔政船以最大航速巡航50min至少需要燃烧的燃油质量。   18．某汽车以某一速度在平直的公路上匀速行驶，消耗汽油1kg。已知汽油的热值和水的比热容分别为：q汽=4.6×107J/kg，c水=4.6×103J/（kg·℃）求：（1）1kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20℃的水吸收，水温能升高到多少摄氏度？（气压为1标准大气压）（3）若汽油机的效率为30%，并且汽车在上述路段行驶时受到的阻力是1000N，那么汽车在这段路上行驶的路程是多少千米？
参考答案：1．（1）1.6×103N；（2）2×104W；（3）35%【解析】解：(1)冲锋舟的重力G＝mg＝160kg×10N/kg＝1.6×103N(2)冲锋舟克服阻力做功W＝Fs＝1.0×103N×1.2×104m＝1.2×107J克服阻力做功的功率(3)消耗了0.75kg的汽油燃烧产生的热量Q＝m汽油q＝0.75kg×4.6×107J/kg＝3.45 ×107J冲锋舟发动机的效率答：(1)该冲锋舟所受的重力为1.6×103N；(2)该冲锋舟克服阻力做功的功率为2×104W；(3)该冲锋舟发动机的效率为35%。2．(1) 2.3×109J；(2) 6.9×108J；(3) 50%【解析】解：(1)50kg的汽油完全燃烧放出的热量为Q放= m汽油q汽油=50kg×4.6×107Jlkg=2.3×109J(2) 汽油机的效率为，从本溪开到承德汽车做的有用功为W有用=ηQ放==30%×2.3×109J =6.9×108J(3)半箱混合燃气燃烧放出的热量为Q放'= V燃气q燃气=0.24m3×0.5×11.5×109J/m3= 1.38×109J汽车两种情况下运动的路程相同，即有用功相同，故混合燃气汽车的效率为η'==50%答：(1)完全燃烧50kg汽油能释放出2.3×109J的热量；(2)若汽油机的效率为30%，从本溪开到承德汽车做了6.9×108J的有用功；(3)新型高效混合燃气汽车的效率为50%。3．(1)3×105J；(2)1×103N；(3)33.5%【解析】(1) 在0-10s时间内汽车发动机所做功(2)由图得，当速度为30m/s时，汽车做匀速直线运动，汽车运动过程中受到的阻力(3)行驶100km，所燃烧汽油的体积所燃烧汽油的质量所燃烧汽油释放的能量行驶100km，所用的时间燃料释放的能量用于汽车发动机所做的功该汽车的能量利用效率答：(1)在测试汽车性能时，在0-10s时间内汽车发动机所做功为3×105J(2)汽车运动过程中受到的阻力为1×103N； (3)该汽车的能量利用效率为33.5%。4．(1)1.2×104N；(2)4000N；(3)29.9%【解析】解：(1)满载时艇和8人总质量m=800kg+50kg×8=1200kg满载时人、观光艇总重G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×104N观光艇漂浮，观光艇满载乘客时所受浮力F浮=G=1.2×104N(2)功率 牵引力=4000N观光艇匀速行驶，观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，观光艇受到水的平均阻力f=F=4000N(3)某次以最大航速游玩，耗时30分钟，发动机输出功W=Pt=40×103W×30×60s=7.2×107J柴油完全燃烧放出的热量Q放=mq柴油=ρ柴油Vq柴油=0.8×103kg/m3×7×10-3m3×4.3×107J/kg=2.408×108J柴油发动机的效率≈29.9%答：(1)当观光艇满载时，所受的浮力是1.2×104N；(2)当观光艇以最大速度航行时，受到水的平均阻力为4000N；(3)发动机的效率是29.9%。5．(1)2.8；(2)250【解析】解：(1)由题知，焚烧100kg垃圾可放出热量8.4×107J，完全燃烧汽油放出热量与这些热量相当，即Q放=8.4×107J由Q放=mq可得，汽油质量(2)垃圾产生的能量全部被水吸收，即Q吸=Q放=8.4×107J由Q吸=cmΔt可得，水的质量答：(1)这些能量相当于完全燃烧2.8千克的汽油放出的热量；(2)如果这些能量全部被水吸收，可将250千克20℃的水在一个标准大气压下烧开。6．(1)2.25×104Pa；(2)0.25kg；(3)2.45×106W【解析】解：(1)气垫船对水平地面的压力F压=G=m船g=1.8×105kg×10N/kg=1.8×106N气垫船对水平地面的压强(2)船抬高所做的功W=Gh=1.8×106N×2m=3.6×106J消耗的柴油燃烧放出的热量由Q=mq可得，柴油的质量(3)该型艇做匀速直线运动，所以F推=F阻=7.0×104N气垫船推力的功率答：(1)它对地面的压强为2.25×104Pa；(2)抬高一次需要消耗0.25kg柴油；(3)推力的功率为2.45×106W。7．(1)4.8×105J；(2)1.2×104W；(3)1.0×106J；(4)0.02kg【解析】解：(1)因为汽车在“水平路面做匀速直线运动”，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即F=f=400N此过程中汽车牵引力做的功W=Fs=400N×1.2×103m=4.8×105J(2)汽车牵引力做的功率(3) 汽油完全燃烧放出的热量为总能量。由得(4)由Q=mq得，燃烧的汽油质量答∶(1)汽车做的有用功是4.8×105J；(2)汽车的功率为1.2×104W；(3)汽油完全燃烧放出的热量是1.0×106J；(4)燃烧了0.02kg汽油。8．（1）8.4×105J；（2）65【解析】解：(1)完全燃烧2.1×10−2m3天然气放出的热量Q放＝Vq＝2.1×10−2m3×4×107J/m3＝8.4×105J(2)水吸收的热量Q吸＝ηQ放＝80%8.4105J＝6.72×105J由Q吸＝cmΔt可得水升高的温度水的末温度为t末温＝t初温+t＝2540＝65答：(1)完全燃烧2.1×10−2m3天然气放出8.4×105J 热量；(2)水加热到65。9．(1)f=(）2×0.9×104N；(2)1.296×1010，60%【解析】解：(1)当v=100m/s时f=(）2×0.9×104N=0.9×104N当v=200m/s时f=(）2×0.9×104N=3.6×104N当v=300m/s时f=(）2×0.9×104N=8.1×104N当v=400m/s时f=(）2×0.9×104N=1.44×105N当v=500m/s时f=(）2×0.9×104N=2.25×105N所以，飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系f=(）2×0.9×104N(2)飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受到平衡力的作用，发动机巡航推力与受到的阻力平衡力，大小相等，故f=F=3.6×104N；燃料完全燃烧放出的热量Q=mq=1080kg×5×107J/kg=5.4×1010J根据得发动机获得的机械能W机械=ηQ放=40%×5.4×1010J=2.16×1010J发动机巡航的距离为s=vt=200m/s×0.5×3600s=360000m飞机克服阻力所做的功（推力所做的功）W推力=Fs=3.6×104N×360000m=1.296×1010J发动机的推进效率答：(1)飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系为f=(）2×0.9×104N。(2)飞机克服阻力所做的功为1.296×1010J，发动机的推进效率为60%。10．(1)1150N；(2)25%【解析】(1)汽车速度为v=36km/h=10m/s汽车匀速运动，阻力等于牵引力，由P=Fv可求(2)匀速行驶20min，消耗汽油质量为汽油产生的热量为Q放=mq=1.2kg×4.6×107J/kg=5.52×107J发动机做功为W=Pt=1.15×104W×20×60s=1.38×107J则卡丁车汽油机的效率为答：(1)卡丁车所受阻力为1150N；(2)卡丁车汽油机的效率为25%。11．(1)6109J；(2)5.04109J；(3)【解析】解：(1)1t垃圾榨出的燃料油完全燃烧放出的热量Q放=m燃料油q燃料油=150kg×4.0×107J/kg=6×109J(2)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.5×104kg×(100℃-20℃)=5.04×109J(3)锅炉加热水的效率答：(1)1t垃圾榨出的燃料油完全燃烧放出的热量为6×109J；(2)水吸收的热量为5.04×109J；(3)锅炉加热水的效率为84%。12．(1)；(2)；(3)30%【解析】解：(1)这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压力这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强(2)汽车沿直线匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力发动机做功发动机做功的功率(3)由得消耗柴油的质量这些柴油完全燃烧放出的热量为校车所使用的柴油机的效率答：(1)校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强是；(2)发动机做功的功率是；(3)校车所使用的柴油机的效率是30%。13．（1）80km/h；（2）2×108J；（3）27.8%【解析】解：(1)房车在一段平直公路上匀速行驶了40km，用时30min，则该房车的行驶速度(2)车的总质量为4×103kg，受到的阻力为车重的，因为房车在做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力，牵引力为则该房车牵引力所做的功(3)这一过程消耗燃油，则燃油完全燃烧放出的热量则该房车热机的效率是答：(1)该房车的行驶速度是80km/h；(2)该房车牵引力所做的功是2×108J；(3)已知这一过程消耗燃油，该房车热机的效率是27.8%。14．(1)；(2)；(3)；(4)0.6kg【解析】(1)小轿车的平均速度为(2)牵引力做功为(3)由可得汽车需要的总能量为(4)由可得消耗的氢的质量为答：(1)小轿车的平均速度是；(2)牵引力做的功是；(3)汽车需要的总能量是；(4)需要消耗的氢的质量是0.6kg。15．（1）1.68×105 J；（2）70%【解析】解：(1)水的质量为m =ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg水吸收的热量Q吸=cm=4.2×103J/(kg×2kg×（40-20）=1.68×105 J(2)根据P=可得W=Pt，该热水器正常工作时的效率为====70%答：(1)水吸收的热量1.68×105 J；(2)该热水器正常工作时的效率为70%。16．(1)8.4×107J；(2)50℃【解析】解：(1)0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝m气q氢＝0.6 kg×1.4×108 J/kg＝8.4×107 J(2)水吸收的热量Q吸＝Q放＝8.4×107 J水升高温度答：(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量8.4×107J；(2)若这些热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度50℃。17．(1)；(2)【解析】解：(1)由v=st可得前进路程s=vt=15m/s×50×60s=4.5×104m因为匀速行驶，所以F=f=2.0×106N则推进力对船所做的功W=Fs=2.0×106N×4.5×104m=9×1010J(2)燃油释放的热量需要燃烧的燃油质量答：(1)推进力对船所做的功为。(2)少需要燃烧的燃油质量为。18．(1)4.6×107J；(2)100℃；(3)13.8km【解析】解：(1)1kg汽油完全燃烧放出的热量是Q=mq汽=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J(2)发动机排出的废气带走的能量为这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20℃的水吸收，水温升高为因为1标准大气压水沸点为100℃，所以水温能升高到100℃。(3)机械功为汽车在这段路上行驶的路程是答：(1)1kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J；(2)水温能升高到100℃；(3)汽车在这段路上行驶的路程是13.8km。