专题训练10 力学热学综合计算（热点） 期末重难点复习 ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

2025-2026上学期人教版物理九年级全册期末复习重难点专题训练 专题训练10 力学热学综合计算（热点） 1. 在建筑工地上，起重机将质量为2.15t钢梁沿竖直方向匀速提升12m，此过程中起重机需消耗柴油0.02kg，柴油的热值。，g取10N/kg。则此起重机的效率是（　　） A. 20% B. 30% C. 40% D. 60% 【答案】B 【解析】起重机对钢梁所做的有用功为 消耗的柴油完全燃烧放出的热量为 则起重机的效率 故ACD不符合题意，B符合题意。故B正确。 2．氢能利用是新能源利用的新潮流，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是某品牌氢能自行车，一次性充满氢气，能在小时内匀速骑行。骑行的速度是 ，若车与骑行者总质量为，骑行时受到的阻力为总重的倍。此次骑行过程中氢气的利用效率是 。（） 【答案】20 50% 【解析】根据可得，骑行的速度是 0.03kg氢气完全燃烧产生的热量为 氢能自行车骑行时受到的阻力为 自行车匀速骑行，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，由二力平衡的条件可知，骑行时发动机的牵引力为 氢能自行车牵引力所做的有用功为 氢气的利用效率为 3. 汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22∶1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为______J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW，则该发动机每秒钟做功______次，此时该发动机的效率是______%（汽油的热值为4.6107J/kg）。若该汽油机的效率为20%，年平均消耗汽油420kg，如果将效率提高了1%，则一年可以节约______kg的汽油。 【答案】 6000 25 60 20 【解析】[1]混合燃气的质量为 则燃油质量为 则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 [2]汽油机的转速为3000r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于50次，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动50次，对外做功25次。 [3]1s内高温高压的燃气推动活塞做功25次，1s内汽油燃烧释放的热量为 发动机1s对外做功为 则该发动机的效率为 [4]设提高效率后，年平均消耗汽油质量为，根据所做有用功不变，则有 解得，所以每年节约的汽油质量为 4. 如图所示为质量为1.8t的小汽车，以50km/h的速度，在水平路面上匀速行驶了50km，消耗汽油5kg。若已知车上乘客质量为200kg，该汽车发受到的阻力为总重的0.08倍，汽油的热值为4×107J/kg，则关于上述的行驶过程，试求： （1）所用时间是多少； （2）汽油完全燃烧放出的热量； （3）该汽车发动机的效率。 【答案】（1）1h （2） （3）40% 【解析】（1）由知道，所用时间是 （2）由知道，汽油完全燃烧放出的热量 （3）汽车行驶过程中受到的阻力 汽车匀速行驶时，牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件知道，汽车的牵引力 车在柏油路上匀速行驶时牵引力所做的有用功 该汽车发动机的效率 5．如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）飞机在航行过程中的阻力是多少？ （3）发动机的效率是多少？ 【答案】见解析 【解析】（1）已知消耗的航空燃油的质量m＝1.35t＝1350kg，航空燃油的热值q＝4×107J/kg， 则这些燃油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4×107J/kg×1350kg＝5.4×1010J； （2）已知飞机发动机的功率P＝2.25×107W，飞机匀速航行的速度v＝270km/h＝75m/s， 由P＝＝＝Fv可知飞机航行过程中的牵引力为：F＝＝＝3×105N， 由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为：f＝F＝3×105N； （3）由P＝可知飞机发动机做的功为：W＝Pt＝2.25×107W×20×60s＝2.7×1010J， 则发动机的效率为：η＝×100%＝＝50%。 答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是5.4×1010J； （2）飞机在航行过程中的阻力3×105N； （3）发动机的效率是50%。 6．“五一”假期，小明一家驱车外出旅游．当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40％．已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L．（汽油热值q=3.3×107J/L，g=10N/kg) （1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？ （2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？ 【答案】（1）（2）600km 【解析】（1）汽车牵引力做功的功率是：P=FV=0.08GV=1100N×30m/s=33000W； （2）一满箱汽油完全燃烧放出的热量为：Q放=qm=3.3×107×50=1.65×109J，因为η=W/Q，所以对汽车做的功为： W=ηQ=1.65×109×40%=6.6×108J，而W=FS ，所以汽车可以行驶的路程为：S=W/F=6.6×108/1100=6×105m=600km． 7. 如图所示的中国人民解放军海军福建舰，是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。某次弹射舰载机时，电磁弹射装置释放1.15×108J能量，使舰载机通过弹射轨道100m完成起飞，弹射装置给舰载机的平均推力是6.9×105N，燃油热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg。求： （1）此次电磁弹射装置释放的能量，相当于多少燃油完全燃烧释放的能量； （2）电磁弹射装置的工作效率。 【答案】（1） （2）60% 【解析】（1）某次弹射舰载机时，电磁弹射装置释放能量，根据 可知，相当于燃油的质量为 （2）弹射装置给舰载机的平均推力是，则推力做的功为 电磁弹射装置的工作效率为 8. 为了实现节能减排，我市很多出租车都换成了燃气汽车。一辆出租车气罐中充有的压缩天然气，天然气的热值为，若天然气完全燃烧后产生的热量有30%用于出租车牵引力做功，出租车行驶过程中受到的平均阻力为。则正确的说法是（ ） A.出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q为4.4×108J； B.出租车牵引力为1000N； C.出租车牵引力做功为4.4×108J； D.气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s为4.4×108m。 【答案】 A B 【解析】（1）由题意可知，根据公式 可得，出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量 （2）因为出租车在公路上做匀速直线运动，所以 牵引力做功所消耗的能量为 根据公式 可得，气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程 9. 汽车是我们经常使用的代步工具，已知一汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶23km，此过程消耗了汽油3kg。 （1）计算完全燃烧3kg汽油，放出的热量为多少？（） （2）该车在以10m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率为，那么该汽车在这个过程受到的阻力为多少？ （3）该车的汽油机效率为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）20% 【详解】解：（1）汽油完全燃烧释放的热量 （2）由 可求得汽车的牵引力 汽车匀速运动，牵引力与阻力平衡，由平衡条件可知汽车所受阻力 （3）汽车行驶23km做的功 汽油机的效率 10. 如图是我国第一款纯电动疫苗接种车，疫苗车空车质量为4t，车轮与水平地面接触的总面积为，发动机的输出功率为60kW不变。（取，汽油的热值为）求： （1）疫苗车空车静止在水平地面时，对地面的压强； （2）疫苗车在水平路面匀速直线行驶时，受到的阻力为3000N，疫苗车的速度； （3）疫苗车以（2）中的速度在平直路面行驶46km，若换用效率为的汽油机提供动力，需要消耗汽油的质量。 【答案】（1）；（2）20m/s；（3）10kg 【解析】（1）疫苗车空车的重力 疫苗车空车静止在水平地面时，对地面的压力 对水平地面的压强 （2）因为疫苗车在水平路面匀速直线行驶，所以疫苗车受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，疫苗车受到的牵引力 由可得疫苗车行驶速度 （3）疫苗车匀速行驶做的有用功 若换用效率为的汽油机提供动力，由可得汽油完全燃烧释放的热量 由可得，需要完全燃烧汽油的质量 11．北京冬奥会举行期间，有600辆左右氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料是具有清洁无污染、效率高等优点的理想能源。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）q氢＝1.4×103J/kg]求： （1）质量为0.3kg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20℃的水吸收，求水升高的温度。 （3）如果氢燃料公交车以150kW恒定功率匀速直线行驶，其效率为50%，则燃烧0.3kg的氢燃料可使公交车行驶多少时间？ 【答案】见解析 【解析】（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量： Q放＝m氢q氢＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J； （2）由题知，水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.2×107J， 由Q吸＝cmΔt可得，水的升高的温度： Δt＝＝＝25℃； （3）由η＝可得，氢燃料公交车所做的有用功： W＝ηQ放＝50%×4.2×107J＝2.1×107J， 由P＝可得，氢燃料公交车行驶的时间： t′＝＝＝140s。 答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J； （2）水升高的温度为25℃； （3）燃烧0.3kg的氢燃料可使公交车行驶的时间为140s。 12. 北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢=1.4×108J/kg，g取10N/kg）.则下列结论正确的是（ ） A.车行驶的平均速度为5.6km/h； B.车的重力为5×104N； C.车牵引力做功为2.0×107J； D.氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为50%。 【答案】 BD 【解析】（1）氢燃料电池车0.5h内行驶了28km的路程，根据可得，车行驶的平均速度为 （2）氢燃料电池车总质量为5×103kg，受到的重力为 G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N 车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，所以车受到的牵引力为F=f=0.02G=0.02×5×104N=103N 牵引力做的功为W=Fs=103N×28×103m=2.8×107J （3）消耗0.4kg的氢能源，放出的热量为 Q放=mq=0.4kg×1.4×108J/kg=5.6×107J 氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为 13. 为保障今年夏粮丰收增产，我市部分县区利用植保无人机对小麦开展“一喷三防”喷洒作业。如图所示。某品牌植保无人机，加满农药和汽油后总质量为20kg，底部支架与水平地面的接触面积为50cm2。在某次喷洒作业中，该无人机以5m/s的水平速度匀速喷洒3min，消耗汽油100mL。已知汽油的密度为0.71×103kg/m3，其热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg，则无人机： （1）起飞前对水平地面的压强________； （2）3min内飞行的水平路程__________； （3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量___________。 【答案】（1）；（2）900m；（3） 【解析】（1）起飞前对水平地面的压力 起飞前对水平地面的压强 （2）3min内飞行的水平路程 （3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量 14.五一假期，小红全家驾车从郑州市到开封市通许县游玩，出发前，爱学习的小红收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算．计算时需要的物理常量g取10N/kg，q汽油=4.6×107J/kg． （1）如果你仔细观察的话，可以发现汽车的尾翼是____表面比较平，___表面的弧度大些。这和飞机的机翼是相反的。在汽车高速运动时，这种形状的尾翼会产生一个向下的压力，增加轮胎的抓地力，缩小刹车距离。该轿车静止时（车上无人）对水平地面的压强为_____Pa. （2）该轿车匀速行驶lkm牵引力所做的功是________J. （3）郑州到通许消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量是________J. 【答案】（1）上，下。7×104Pa （2）2×106J （3）2.484×108J 【解析】（1）车的尾翼的形状上面平直、下面凸起，车高速行驶时带动空气流动，车的上方空气流速慢、压强大，车的下方空气流速快、压强小。这种形状的尾翼会产生一个向下的压力，增加轮胎的抓地力，缩小刹车距离。 轿车对地面的压力F=G=mg=1050kg×10N/kg=1.05×104N S=0.15m2 该轿车静止时对水平地面的压强为P=F/S=1.05×104N/0.15m2=7×104Pa （2）该轿车匀速行驶时，牵引力F等于其受到的阻力f，即F=f=2000N 路程s=lkm=l000m 根据功的计算公式W=Fs得轿车匀速行驶lkm牵引力所做的功为 W=Fs=2000N× l000m=2×106J （3）由于行驶l km耗油量为50g，郑州到通许的距离为108km，则郑州到通许消耗的汽油质量为m汽油=108×50g=5.4×103g=5.4kg q汽油=4.6×107J/kg 根据Q=mq得到全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量为 Q=m汽油q汽油=5.4kg×4.6×107J/kg=2.484×108J 15.小天收集了一些数据填在下表中。如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶100m，货车受到的阻力是车重的1/10．那么在此过程中：（g取10Nkg） （1）该货车车牵引力是_________N,牵引力所做的功是________J. （2）燃油完全燃烧放出的热量是________J. （3）该货车发动机的效率是_________. 品牌型号 东风xx 外型尺寸 5×1.9×23（m） 变速箱 A85 空车质量 1.5吨 最高车速 120km/h 满载时载货量 2.5吨 空载百公里油耗 12L 燃油密度 0.8×103kg/m3 满载百公里油耗 20L 燃油热值 5×107J/kg 【答案】（1）4×103；4×105；（2）8×105；（3）50%。 【解析】（1）满载货物时货车的总质量：m=m车+m货=1.5t+2.5t=4t=4×103kg， 货车的总重力：G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N， 由题意知，货车受到的阻力：f=G/10=4×104N/10=4×103N， 因为该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶， 所以，根据二力平衡条件可知，该货车的牵引力：F=f=4×103N。 牵引力所做的功：W=Fs=4×103N×100m=4×105J。 （2）由表格数据可知，货车满载百公里油耗为20L， 则货车行驶100m=0.1km消耗燃油的体积： V=（0.1km /100km）×20L=0.02L=2×10﹣5m3， 由ρ=m/V得，消耗燃油的质量： m燃油=ρ燃油V燃油=0.8×103kg/m3×2×10﹣5m3=0.016kg， 燃油完全燃烧放出的热量： Q放=m燃油q燃油=0.016kg×5×107J/kg=8×105J。 （3）该货车发动机的效率： η=W/ Q放×100%=50%。 16．一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段盘山公路上（可简化成斜坡），在11200N的牵引力作用下，从坡底以5m/s的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，在此过程中，汽车显示共消耗氢96g；（g取10N/kg，氢的热值为1.4×108J/kg） （1）汽车牵引力做了多少功？ （2）斜坡的机械效率是多大？ （3）求汽车发动机的热机效率。    【答案】（1）6.72×106J；（2）25%；（3）50% 【解析】（1）已知汽车行驶速度v＝5m/s，行驶时间 t＝2min＝120s 则汽车行驶的路程 s＝vt＝5m/s×120s＝600m 又知汽车牵引力F＝11200N，所以牵引力做功 W＝Fs＝11200N×600m＝6.72×106J （2）已知汽车的质量 m＝1.68t＝1680kg 汽车的重力 G＝mg＝1680kg×10N/kg＝16800N 到达坡顶的高度h＝100m，则汽车做的有用功为 W有用＝Gh＝16800N×100m＝1.68×106J 则斜坡的机械效率 （3）已知消耗氢的质量 m氢＝96g＝0.096kg 则氢完全燃烧放出的热量 Q放＝qm氢＝1.4×108J/kg×0.096kg＝1.344×107J 则汽车发动机的热机效率 17. 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。 18．“携手城建环保，共筑魅力辽宁”，如图是某型号的雾炮车，满载时的总质量为，在的牵引力作用下，匀速行驶用时，消耗燃油，（已知燃油的密度为，燃油的热值为，取）求： (1)雾炮车满载时的总重力； (2)燃油完全燃烧时放出的热量； (3)此过程中该车牵引力的功率。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）雾炮车满载时的总重力 （2）燃油的质量 燃油完全燃烧放出的热量 （3）牵引力所做的功 此过程中该车牵引力的功率 19．小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量，从说明书上查到：小亮家的汽车采用的是LFX直列四缸发动机（如图），排量为2.0L；从网上查找到了其输出特性曲线（如图所示）：小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为120km/h，此时发动机转速为2000r/min，平均行驶百公里油耗为10L；从物理书上查得汽油的热值为．密度为 (1)由这台发动机输出特性曲线可以看出，发动机转速为2000r/min时，以120km/h的平均车速行驶18km，发动机所做的有用功约为多少？ (2)这辆汽车以120km/h的平均车速行驶时，发动机的效率约为多少？ (3)设做功冲程燃气对活塞的平均压强为（Pa），发动机排量为（L），发动机转速为n（r/min），试通过公式推导在发动机转速在1000r/min~5000r/min范围内，发动机的输出功率与其排量的关系式。 【答案】(1) (2)34.8% (3) 【解析】（1）发动机工作的时间 由发动机输出特性曲线知道，当发动机转速为2000r/min时，它的输出功率P=40kW，故这段时间发动机所做的有用功约为 （2）由于该车平均行驶百公里油耗为10L，这辆汽车以120km/h的平均车速行驶1h，耗油的质量 汽油完全燃烧放出的热量为 当发动机转速为2000r/min时，它的输出功率P=40kW，故这段时间发动机所做的有用功约为 发动机的效率约为 （3）发动机排量为Vn，则一个汽缸的排量为，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力 每个冲程燃气对一个活塞做的功 则每个工作循环中，四个汽缸燃气对活塞做的总功 发动机的转速 nr/min=nr/60s 每个工作循环，发动机的转轴转2圈，所用的时间 燃气对活塞做功的功率 20. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。如表是一些燃料的热值。 燃料 热值 燃料 热值 汽油 4.6×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg 柴油 43×107J/kg 氢 1.4×108J/kg （1）使用氢作为燃料的主要优点是：_______和____； （2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为 20℃的水加热至沸腾？[c水=4.2×103J/(kg•℃)，当地大气压为1标准大气压] （3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。 【答案】（1）热值高 清洁无污染（2） 1.25×107kg （3） 45% 【解析】（1）由表中数据可得，由于氢气的热值较大，完全燃烧相同质量的燃料时释放的热量也较多，相比于其他燃料优势较大；同时，氢气燃烧时生成水，没有污染，属于清洁能源，因此热值高和清洁无污染是氢气作为燃料的主要优点。 （2）由题意可知，液态氢燃料完全燃烧释放的热量为 1标准大气压下，水沸点为100℃，根据题意可知，水吸收的热量完全等于液态氢燃料完全燃烧释放的热量，即 Q吸=Q放=4.2×1012J 根据比热容的定义可知，水的质量为 （3）由题意可知，车辆做的有用功为 2kg氢燃料完全燃烧所释放的热量为 Q放2=m氢2q氢=2kg×1.4×108J/kg=2.8×108J 则发动机的效率为 21．S195型号柴油机在我国工农业生产中曾被广泛应用。用其做动力犁地时工作效率η为40%，耗油量为每小时5kg。工作过程中，为防止柴油机温度过高，采用循环水冷却，其散热器中装有10kg的水，如图所示为测得的柴油机开机后水温随时间变化的图线。（柴油的热值q＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃））求： （1）工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量Q放； （2）工作1小时柴油机对外输出的有用机械功W； （3 ）从开机至水箱内的水“开锅”（沸腾），水吸收的热量Q吸。 【答案】（1）工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量2.15×108J； （2）工作1小时柴油机对外输出的有用机械功为8.6×107J； （3 ）从开机至水箱内的水“开锅”（沸腾），水吸收的热量为3.15×106J。 【解析】（1）柴油机工作1小时消耗的柴油m油＝5kg，完全燃烧产生的热量： Q放＝m油q＝5kg×4.3×107J/kg＝2.15×108J（2分） （2）由η得工作1小时柴油机对外输出的有用机械功： W＝η×Q放＝40%×2.15×108J＝8.6×107J（2分） （3）从开机至水箱内的水“开锅”（沸腾），水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0） ＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×106J（2分） 22．如图是以天然气为燃料的公交车。该公交车具有节能、环保等特点，若公交车发动机的效率为40%，某段时间内该公交车消耗了2.7m3的天然气。（q天然气=4×107J/m3，ρ天然气=0.8kg/m3） （1）这段时间内该公交车消耗天然气的质量为多少？ （2）这些天然气完全燃烧放出的热量为多少？ （3）这段时间内该车发动机输出了多少机械能？ 【答案】（1）2.16kg；（2）1.08×108J；（3）4.32×107J 【解析】（1）2.7m3的天然气的质量 m天然气=ρ天然气V=0.8kg/m3×2.7m3=2.16kg （2）这些天然气完全燃烧放出的热量 Q放=q天然气V=4×107J/m3×2.7m3=1.08×108J （3）这段时间内该车发动机输出的机械能 W=ηQ放=40%×1.08×108J=4.32×107J 23.如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为，每条履带与地面的接触面积为，水上最快航速可达，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为的水域。 已知、、、。求： （1）该战车停在水平地面时对地面的压强； （2）此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间； （3）该战车在水面漂浮时排开水的体积； （4）该战车在此次任务中消耗燃油，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。   【答案】（1）；（2）2.2h；（3）；（4） 【解析】（1）战车停在水平地面时对地面的压力 战车对地面的压强 （2）根据，该战车穿过此水域所用时间 （3）战车在水中漂浮，根据二力平衡，其所受浮力 由得，排开水的体积为 （4）根据密度公式得，消耗燃油的质量 燃油完全燃烧放出的热量为 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026上学期人教版物理九年级全册期末复习重难点专题训练 专题训练10 力学热学综合计算（热点） 1. 在建筑工地上，起重机将质量为2.15t钢梁沿竖直方向匀速提升12m，此过程中起重机需消耗柴油0.02kg，柴油的热值。，g取10N/kg。则此起重机的效率是（　　） A. 20% B. 30% C. 40% D. 60% 2．氢能利用是新能源利用的新潮流，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是某品牌氢能自行车，一次性充满氢气，能在小时内匀速骑行。骑行的速度是 ，若车与骑行者总质量为，骑行时受到的阻力为总重的倍。此次骑行过程中氢气的利用效率是 。（） 3. 汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22∶1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为______J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW，则该发动机每秒钟做功______次，此时该发动机的效率是______%（汽油的热值为4.6107J/kg）。若该汽油机的效率为20%，年平均消耗汽油420kg，如果将效率提高了1%，则一年可以节约______kg的汽油。 4. 如图所示为质量为1.8t的小汽车，以50km/h的速度，在水平路面上匀速行驶了50km，消耗汽油5kg。若已知车上乘客质量为200kg，该汽车发受到的阻力为总重的0.08倍，汽油的热值为4×107J/kg，则关于上述的行驶过程，试求： （1）所用时间是多少； （2）汽油完全燃烧放出的热量； （3）该汽车发动机的效率。 5．如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）飞机在航行过程中的阻力是多少？ （3）发动机的效率是多少？ 6．“五一”假期，小明一家驱车外出旅游．当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40％．已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L．（汽油热值q=3.3×107J/L，g=10N/kg) （1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？ （2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？ 7. 如图所示的中国人民解放军海军福建舰，是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。某次弹射舰载机时，电磁弹射装置释放1.15×108J能量，使舰载机通过弹射轨道100m完成起飞，弹射装置给舰载机的平均推力是6.9×105N，燃油热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg。求： （1）此次电磁弹射装置释放的能量，相当于多少燃油完全燃烧释放的能量； （2）电磁弹射装置的工作效率。 8. 为了实现节能减排，我市很多出租车都换成了燃气汽车。一辆出租车气罐中充有的压缩天然气，天然气的热值为，若天然气完全燃烧后产生的热量有30%用于出租车牵引力做功，出租车行驶过程中受到的平均阻力为。则正确的说法是（ ） A.出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q为4.4×108J； B.出租车牵引力为1000N； C.出租车牵引力做功为4.4×108J； D.气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s为4.4×108m。 9. 汽车是我们经常使用的代步工具，已知一汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶23km，此过程消耗了汽油3kg。 （1）计算完全燃烧3kg汽油，放出的热量为多少？（） （2）该车在以10m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率为，那么该汽车在这个过程受到的阻力为多少？ （3）该车的汽油机效率为多少？ 10. 如图是我国第一款纯电动疫苗接种车，疫苗车空车质量为4t，车轮与水平地面接触的总面积为，发动机的输出功率为60kW不变。（取，汽油的热值为）求： （1）疫苗车空车静止在水平地面时，对地面的压强； （2）疫苗车在水平路面匀速直线行驶时，受到的阻力为3000N，疫苗车的速度； （3）疫苗车以（2）中的速度在平直路面行驶46km，若换用效率为的汽油机提供动力，需要消耗汽油的质量。 11．北京冬奥会举行期间，有600辆左右氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料是具有清洁无污染、效率高等优点的理想能源。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）q氢＝1.4×103J/kg]求： （1）质量为0.3kg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20℃的水吸收，求水升高的温度。 （3）如果氢燃料公交车以150kW恒定功率匀速直线行驶，其效率为50%，则燃烧0.3kg的氢燃料可使公交车行驶多少时间？ 12. 北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢=1.4×108J/kg，g取10N/kg）.则下列结论正确的是（ ） A.车行驶的平均速度为5.6km/h； B.车的重力为5×104N； C.车牵引力做功为2.0×107J； D.氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为50%。 13. 为保障今年夏粮丰收增产，我市部分县区利用植保无人机对小麦开展“一喷三防”喷洒作业。如图所示。某品牌植保无人机，加满农药和汽油后总质量为20kg，底部支架与水平地面的接触面积为50cm2。在某次喷洒作业中，该无人机以5m/s的水平速度匀速喷洒3min，消耗汽油100mL。已知汽油的密度为0.71×103kg/m3，其热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg，则无人机： （1）起飞前对水平地面的压强________； （2）3min内飞行的水平路程__________； （3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量___________。 14.五一假期，小红全家驾车从郑州市到开封市通许县游玩，出发前，爱学习的小红收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算．计算时需要的物理常量g取10N/kg，q汽油=4.6×107J/kg． （1）如果你仔细观察的话，可以发现汽车的尾翼是____表面比较平，___表面的弧度大些。这和飞机的机翼是相反的。在汽车高速运动时，这种形状的尾翼会产生一个向下的压力，增加轮胎的抓地力，缩小刹车距离。该轿车静止时（车上无人）对水平地面的压强为_____Pa. （2）该轿车匀速行驶lkm牵引力所做的功是________J. （3）郑州到通许消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量是________J. 15.小天收集了一些数据填在下表中。如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶100m，货车受到的阻力是车重的1/10．那么在此过程中：（g取10Nkg） （1）该货车车牵引力是_________N,牵引力所做的功是________J. （2）燃油完全燃烧放出的热量是________J. （3）该货车发动机的效率是_________. 品牌型号 东风xx 外型尺寸 5×1.9×23（m） 变速箱 A85 空车质量 1.5吨 最高车速 120km/h 满载时载货量 2.5吨 空载百公里油耗 12L 燃油密度 0.8×103kg/m3 满载百公里油耗 20L 燃油热值 5×107J/kg 16．一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段盘山公路上（可简化成斜坡），在11200N的牵引力作用下，从坡底以5m/s的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，在此过程中，汽车显示共消耗氢96g；（g取10N/kg，氢的热值为1.4×108J/kg） （1）汽车牵引力做了多少功？ （2）斜坡的机械效率是多大？ （3）求汽车发动机的热机效率。    17. 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？ 18．“携手城建环保，共筑魅力辽宁”，如图是某型号的雾炮车，满载时的总质量为，在的牵引力作用下，匀速行驶用时，消耗燃油，（已知燃油的密度为，燃油的热值为，取）求： (1)雾炮车满载时的总重力； (2)燃油完全燃烧时放出的热量； (3)此过程中该车牵引力的功率。 19．小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量，从说明书上查到：小亮家的汽车采用的是LFX直列四缸发动机（如图），排量为2.0L；从网上查找到了其输出特性曲线（如图所示）：小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为120km/h，此时发动机转速为2000r/min，平均行驶百公里油耗为10L；从物理书上查得汽油的热值为．密度为 (1)由这台发动机输出特性曲线可以看出，发动机转速为2000r/min时，以120km/h的平均车速行驶18km，发动机所做的有用功约为多少？ (2)这辆汽车以120km/h的平均车速行驶时，发动机的效率约为多少？ (3)设做功冲程燃气对活塞的平均压强为（Pa），发动机排量为（L），发动机转速为n（r/min），试通过公式推导在发动机转速在1000r/min~5000r/min范围内，发动机的输出功率与其排量的关系式。 20. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。如表是一些燃料的热值。 燃料 热值 燃料 热值 汽油 4.6×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg 柴油 43×107J/kg 氢 1.4×108J/kg （1）使用氢作为燃料的主要优点是：_______和____； （2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为 20℃的水加热至沸腾？[c水=4.2×103J/(kg•℃)，当地大气压为1标准大气压] （3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。 21．S195型号柴油机在我国工农业生产中曾被广泛应用。用其做动力犁地时工作效率η为40%，耗油量为每小时5kg。工作过程中，为防止柴油机温度过高，采用循环水冷却，其散热器中装有10kg的水，如图所示为测得的柴油机开机后水温随时间变化的图线。（柴油的热值q＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃））求： （1）工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量Q放； （2）工作1小时柴油机对外输出的有用机械功W； （3 ）从开机至水箱内的水“开锅”（沸腾），水吸收的热量Q吸。 22．如图是以天然气为燃料的公交车。该公交车具有节能、环保等特点，若公交车发动机的效率为40%，某段时间内该公交车消耗了2.7m3的天然气。（q天然气=4×107J/m3，ρ天然气=0.8kg/m3） （1）这段时间内该公交车消耗天然气的质量为多少？ （2）这些天然气完全燃烧放出的热量为多少？ （3）这段时间内该车发动机输出了多少机械能？ 23.如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为，每条履带与地面的接触面积为，水上最快航速可达，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为的水域。 已知、、、。求： （1）该战车停在水平地面时对地面的压强； （2）此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间； （3）该战车在水面漂浮时排开水的体积； （4）该战车在此次任务中消耗燃油，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。   1 学科网（北京）股份有限公司 $