资源简介

中小学教育资源及组卷应用平
2025中考物理【抢分秘籍】压轴题解密与题型强化（通用版）
压轴题4 力热综合题（教师版）
目录：
压轴解密·····················2
题型01功和能与热学综合题··············2
题型02 热机相关综合题················5
素养提升····················9
中考预演····················18
题型01 功和能与热学综合题
【典例1】（2024·湖北黄冈·模拟预测）2023年5月，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并网投产（如图甲）。“海油观澜号”排水总重达11000吨，通过9根锚链系泊固定在水深120米的海洋深处。（g取，）
（1）求“海油观澜号”所受的浮力；
（2）“海油观澜号”投产后风机年均发电量将达2200万千瓦时，若按发电效率22％来计算，则每年可节约多少焦炭；
（3）已知通过风机叶片的空气动能与其质量成正比，且空气的动能W与速度v的关系如图乙所示。若风速为时，空气的密度为），平均每秒通过叶片的空气动能为，试估算风机叶片的扫风面积为多大？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）由题意可得，“海油观澜号”排开海水的质量为
它受到的浮力为
（2）风机年均发电量
由可得，焦炭完全燃烧放出的热量
需要焦炭的质量
（3）由图像可知，风速为时，空气的动能为，则平均每秒空气动能为时，通过叶片的空气质量为
平均每秒通过叶片的空气体积为
风速为，表示每秒空气运动的距离为，故叶片的扫风面积为
答：（1）“海油观澜号”所受的浮力为；
（2）投产后每年可节约焦炭；
（3）风机叶片的扫风面积约为。
【拓展1】（2024·海南省直辖县级单位·二模）用油罐车运输煤油，油罐的容积为6m3，空油罐车的质量为7200kg，车轮与地面的总接触面积为0.2m2，装满煤油后油罐车在水平路面上10min匀速行驶9000m，发动机牵引力所做的功为1.8×107J，完全燃烧了1kg的汽油。（煤油的密度为，g取10N/kg，）试求：
（1）油罐中最多能装多少千克的煤油？
（2）装满煤油的油罐车对地面的压强是多少？
（3）油罐车在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是多少？
（4）用油罐车运输煤油的效率是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】解：（1）油罐中最多能装煤油的质量为
（2）装满煤油的油罐车对地面的压强是
（3）油罐车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为
油罐车做匀速直线运动时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以，阻力大小为
（4）汽油完全燃烧放出的热量为
用油罐车运输煤油的效率是
答：（1）油罐中最多能装的煤油；
（2）装满煤油的油罐车对地面的压强是；
（3）油罐车在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是；
（4）用油罐车运输煤油的效率是。
题型02 热机相关综合题
【典例2】（2024·陕西西安·模拟预测）2022年北京冬奥会举行期间，将有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。[，]求：
（1）满载的公交车静止在水平地面上，总质量为8000kg，若轮胎与地面的总接触面积为，则它对地面的压强是多少Pa？
（2）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
（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】（1）；（2）4.2×107J；（3）140s
【详解】解：（1）满载的公交车的重力G=mg=8000kg×10N/kg=8×104N
满载的公交车对地面的压强
（2）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
（3）燃烧0.3kg的氢燃料，公交车的有用功
由可得，公交车的行驶时间
答：（1）它对地面的压强是；
（2）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是4.2×107J；
（3）燃烧0.3kg的氢燃料可使公交车行驶140s时间。
【拓展2】（2024·河北邯郸·一模）如图所示是一款无人驾驶巴士，其空车质量为,静止时轮胎与地面接触的总面积为，车满载并以的速度匀速直线行驶时，发动机的输出功率为。求：（取）
（1）该车空载静止在水平路面上时，对路面的压强；
（2）以的速度满载匀速直线行驶了，测该车做的功；
（3）若该车用效率为30%的汽油机提供动力，且以的速度满载匀速直线行驶了,则需消耗汽油的质量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）该车空载时的重力
对路面的压力
对路面的压强
（2）该车速度
由可知牵引力
该车行驶了做的功
（3）根据知，汽油完全燃烧释放的热量
需要消耗汽油的质量
答：（1）该车空载静止在水平路面上时，对路面的压强为；
（2）测该车做的功为；
（3）需消耗汽油的质量为0.1kg。
1．（2024·山东菏泽·二模）如图甲是某新型太阳能汽车，其动力完全由装在车顶的电池板收集的太阳能提供。已知汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，在水平路面上做直线运动的v-t图像如图乙所示，汽车在20s内发动机的功率相同。（已知g=10N/kg，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）若汽车匀速行驶中所受阻力大小为车重的0.02倍，求汽车在10~20s内牵引力做的功；
（2）若汽车吸收的太阳能转化为机械能的效率为20%，汽车匀速行驶20s做的功需要的太阳能由汽油提供，不考虑能量损失，则需要汽油的质量为多少千克（用科学记数法表示，保留一位小数）。
【答案】（1）3.6×104J；（2）7.8×10-3kg
【解析】解：（1）因为汽车匀速行驶，则牵引力F牵=f=0.02G=0.02mg=0.02×1.2×103kg×10N/kg=240N
由图乙可知，汽车在10~20s内行驶的路程s=vt=15m/s×10s=150m
车在10~20s内牵引力做的功W=F牵s=240N×150m=3.6×104J
（2）汽车匀速行驶20s做的功W'=2W=2×3.6×104J=7.2×104J
汽车吸收的太阳能
由题意可知，汽油完全燃烧放出的热量等于太阳能，即
由Q放=mq可得，需要汽油的质量
答：（1）汽车在10~20s内牵引力做的功为3.6×104J；
（2）需要汽油的质量为7.8×10-3kg。
2．（23-24九年级下·辽宁营口·期中）某汽车质量为1.8t，静止时在水平地面上轮胎与地面的总接触面积为；若保持发动机的输出功率恒定20kW，以72km/h的速度沿平直公路匀速行驶。（汽油的热值为，g取）。求：
（1）该车行驶36km所需要的时间；
（2）该车静止在水平地面上时对地面的压强；
（3）该车匀速行驶时的阻力；
（4）若汽油完全燃烧释放的内能转化为车的机械能的效率为25%，求该车行驶100km消耗汽油的质量。（计算结果小数点后保留一位）
【答案】（1）0.5h；（2）3.6×105Pa；（3）1000N；（4）8.7kg
【解析】解：（1）由可得，该车行驶36km所需要的时间为
（2）汽车静止时对地面的压力等于汽车受到的重力为
由可得，该车静止在水平地面上时对地面的压强为
（3）由题意知，该车匀速行驶的速度为
根据可得，该车匀速行驶时的牵引力为
当汽车做匀速直线运动，其水平方向上的牵引力与阻力是一对平衡力，所以阻力为
（4）由题意知，该车行驶100km牵引力做的有用功为
燃料完全燃烧放出的热量
由Q=mq可得，消耗汽油的质量
答：（1）该车行驶36km所需要的时间0.5h；
（2）该车静止在水平地面上时对地面的压强为3.6×105Pa；
（3）该车匀速行驶时的阻力为1000N；
（4）该车行驶100km消耗汽油的质量8.7kg。
3．（2024·江苏南通·一模）如图所示，摩托艇加满燃油时，人和摩托艇总质量为500kg。加满一次燃油能使摩托艇以最大速度匀速航行2h，其航程为180km。最大速度匀速航行时，摩托艇受到的阻力为总重的。已知摩托艇发动机的效率为36%，q燃油=5.0×107J/kg，g=10N/kg。求：
（1）摩托艇匀速航行的最大速度v；
（2）摩托艇匀速航行180km克服阻力做的功W；
（3）油箱内所加燃油的最大质量m。
【答案】（1）90km/h；（2）1.8×108J；（3）10kg
【解析】解：（1）摩托艇匀速航行的最大速度为
（2）摩托艇受到的阻力为
因为做匀速直线运动，受力平衡，所以牵引力等于阻力，所以摩托艇克服阻力做的功为
（3）燃油完全燃烧放出的热量为
则摩托艇加满燃油的质量为
答：（1）摩托艇匀速航行的最大速度为90km/h；
（2）摩托艇匀速航行180km克服阻力做的功为1.8×108J；
（3）油箱内所加燃油的最大质量为10kg。
4．（2024·河南新乡·二模）春节期间，各地社火表演风行，表现形式多样有趣，不仅寓意着老百姓祈求风调雨顺、 五谷丰登、国泰民安的美好愿景，还承载着传承历史文化、弘扬民族精神等重要功能， 是国家非物质文化遗产代表性项目。如图是社火中的“抬阁”表演，底部是一辆可遥 控的电动小车，车上固定有支架，小车和支架总质量为100kg，支架上三位小演员总质 量为75kg， 小车的轮子与地面的总接触面积为100cm ， 小车匀速行驶时，受到地面的摩 擦力为总重的，从集合地点到表演场地距离为1km，耗时15min，小车消耗电能2.5×10J，g取10N/kg，求：
（1）小车从集合地点到表演场地匀速行驶的速度；
（2）小车到达表演场地静止于水平地面时，对地面的压强；
（3）小车匀速行驶1km，牵引力做的功；
（4）电动小车的效率。
【答案】（1）4km/h；（2）1.75×105Pa；（3）1.75×105J；（4）70%
【解析】解：（1）小车行驶的时间t=15min=0.25h
小车行驶的速度
（2）小车、支架和小演员的总质量m=100kg+75kg=175kg
它们的总重力 G=mg=175kg×10N/kg=1750N
小车对地压力F=G=1750N
小车轮子与地面接触面积 S=100cm =0.01m
小车对地面的压强
（3）小车匀速行驶时，受到的牵引力
牵引力做的功 W=Fs=175N×1000m=1.75×105J
（4）电动小车的效率
答：（1）小车从集合地点到表演场地匀速行驶的速度为4km/h；
（2）小车到达表演场地静止于水平地面时，对地面的压强为1.75×105Pa；
（3）小车匀速行驶1km，牵引力做的功为1.75×105J；
（4）电动小车的效率为70%。
5．（2024九上·大渡口月考）小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，测试过程中消耗8kg燃料，所用燃料的热值为，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求：
（1）测试过程中燃料完全燃烧时，放出的总热量是多少；
（2）测试过程中牵引力做的功；
（3）在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少。
【答案】（1）（2）（3）
【知识点】燃料的热值；热机的效率；功的计算及应用
6．（2025九上·桂林期末）小桂同学在拟定《个人低碳行动指南》时，想起家里用增程式电动汽车取代了原来的燃油动力汽车，以响应国家号召，为绿色出行做贡献。经查阅资料，图甲和乙分别为增程式电动汽车的结构图和工作原理图。电动汽车在电池电量充足时，启动“纯电模式”，蓄电池通过点去系统的电动机，将电能转化为机械功，驱动转动装置，输出动力。当电动汽车在电池电量较低时，处于亏电状态，为保护电池寿命，将会强制保电，不再减少电量，此时启动“增程模式”。增程器通过燃烧燃油发电，给蓄电池充电。补充的电能再太阳通过电动机，驱动转动装置，输出动力。增程器也因此被网友称为“燃油充电宝”。小桂发现，蓄电池电池容量为40kW·h，电动汽车以“纯电模式”在平直路段进行测试，匀速行驶10km，受到的阻力为600N，蓄电池储存的能量从45%减少至40%。
求：（1）测试过程中电动汽车牵引力所做的功是多少焦耳？
（2）测试过程中电动汽车消耗的电能是多少千瓦时？
（3）当蓄电池的电量降至20%时，将启动“增程模式”工作，增程系统综合效率η1为40%。小桂的爸爸要从桂林市区，途径阳朔西街，然后送货到兴坪古镇，每天充满电后往返里程约200公里，请结合表中相关数据，计算出将燃油汽车换成动力相当的增程式电动汽车后（按30天）节省多少元？
燃油汽车效率 30% 汽油的热值 汽油的热值为3.6×107J/L
汽油价格 8.7元/L 电费 0.8元/kW h
【答案】（1）6×106J（2）2kW h（3）1695元
【知识点】燃料的热值；热机的效率；功的计算及应用
7．（2025九下·中山开学考）阅读材料，回答问题。
图1是某款油电混合动力汽车，同时装备两种动力来源——热动力源(内燃机)与电动力源(电池与电动机)。混合动力汽车主要由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机，也可以充当发电机，汽车启动时内燃机不工作，由蓄电池为电动机供电提供动力，当汽车需要高速行驶或电池电量过低时，改由内燃机工作，为汽车提供动力，同时能通过电机给蓄电池充电。
（1）油电混合动力汽车高速行驶时动力系统没有用到图 3 中哪幅图蕴含的物理知识？　 　(填字母)。
（2）如图 2 所示是四缸汽油机一个汽缸工作循环的四个冲程，工作循环的顺序是　 　，其中涉及能量转化 的有　 　，如该内燃机飞轮转动速度为 3600r/min ，则每秒完成做功　 　次。
（3）如果测试员驾驶该汽车时是完全由汽油机提供动力，汽车与驾驶员的总质量为 4000kg ，汽车在平直公 路上以 90km/h的速度匀速直线行驶了1h ， 消耗汽油 10L ，汽车所受的阻力是总重力的 0.2倍。则：完全燃烧 10L汽油放出的热量为 　 　J；汽车的牵引力为 　 　 N。(q汽油=4.6×107J/kg，P汽油=0.8×103kg/m3，g=10N/kg)
【答案】（1）C（2）乙、 甲、丁、丙；甲、丁；30（3）3.68×108；8000
【知识点】密度公式及其应用；燃料的热值；热机的四个冲程；重力及其大小的计算；二力平衡的条件及其应用
【解析】（1）油电混合动力汽车主要由一台内燃机和一台电机组成，电机既可以充当电动机，也可以充当发电机，汽车启动时内燃机不工作，由蓄电池为电动机供电提供动力，当汽车需要高速行驶或电池电量过低时，改由内燃机工作，为汽车提供动力，同时能通过电机给蓄电池充电，可知油电混合动力汽车工作时发电机，内燃机；
A图是发电机的工作原理图；B图是燃烧酒精获得内能，再把水蒸气的内能转化成塞子的机械能；C图是电动机工作原理图；D图是机械能转化成内能；油电混合动力汽车高速行驶时，动力系统没有用到图3中的C图的物理知识；
（2）图2中，图甲是压缩冲程，图乙是吸气冲程，图丙是排气冲程，图丁是做功冲程，根据四冲程汽油机工作过程，依次完成的冲程是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，则图2中的工作循环的顺序是：乙甲丁丙；
压缩冲程时，把机械能转化成内能，做功冲程，把内能转化成机械能，涉及能量转化的冲程是：甲、丁；飞轮转速是3600r/min，每秒飞轮转动60周，每个工作循环，完成4个冲程，飞轮转动2周，做功1次可知，每秒做功30次；
（3）计算10L汽油的质量：m汽油=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×10×10-3m3=8kg，
完全燃烧10L汽油放出的热量：Q放=m汽油q=8kg×4.6×107J/kg=3.68×108J；
汽车的总重力：G=m汽车g=4000kg×10N/kg=4×104N，
汽车匀速行驶时受到的阻力：f=0.2G=0.2×4×104N=8000N，
由于汽车在平直的公路上匀速直线行驶，所以汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力，所以汽车的牵引力：F=f=8000N。
【分析】（1）油电混合动力汽车主要由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机，也可以充当发电机，汽车启动时内燃机不工作，由蓄电池为电动机供电提供动力，当汽车需要高速行驶或电池电量过低时，改由内燃机工作，为汽车提供动力，同时能通过电机给蓄电池充电，可知油电混合动力汽车工作时有发电机，内燃机；
（2）根据汽油机的气门和活塞运行方向，判断冲程，依次完成的冲程是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；每个工作循环中，压缩冲程把机械能转化成内能，做功冲程把内能转化成机械能，汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，根据转数，计算做功的次数；
（3） 根据m=ρV，计算汽油的质量，根据Q放=mq，计算汽油放出的热量；根据G=mg，计算汽车的总重力，根据阻力和重力的关系，计算出汽车匀速行驶时受到的阻力，汽车匀速直线行驶，所以汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力，并计算汽车的牵引力。
8．（2023八上·盐田期末）阅读短文，回答问题。
神秘的“铁棒”
青藏铁路是目前世界上海拔最高、里程最长的高原铁路。当你来到青藏高原时，一定会在铁路旁发现一个特别的现象，那就是路基两旁时不时会闪过一排排齐刷刷插入地底的“铁棒”。
这些“铁棒”的名字叫做热棒，它是用来给冻土降温的。所谓冻土，就是指温度低于0℃时水分冻结的土壤或疏松岩石。一碗水全成了冰，这些冰的体积要大于原来液态时的水，青藏高原的冻土在夏季会松动而冬季又重新冻成固态变得坚硬，体积也膨胀起来，这冬夏之间的变化对于铁路来说是致命的，反复冻融容易造成土层结构破坏、地基承载力降低、边坡失稳等不良结果。
一根热棒的长度有7m，我们在可可西里路段看到的热棒有5m都插在冻土里，露出地面的两米热棒上面焊接着一层层散热片，热棒的中心是空的，里面有大量的氨气，氨这种物质极易汽化、液化。冬天，地下温度高于空气温度，热棒底端的液态氨汽化成为气体，从地下吸收大量的热。汽化生成的氨气上升到热棒的顶端，因为空气温度低，这些氨气液化成为液态，同时向空气中放热。在重力的作用下，液态氨又流回到热棒底端，再次吸热汽化，这样循环往复，就把热从地下传输到空气中。到了夏天，空气温度高，地下温度低，热棒下端的液态氨不会汽化，热棒停止工作。热棒具有单向导热性，将热从地下传输到地上，保持了冻土层的低温状态，从而确保地基的稳定性。
（1）夏天冻土消融时体积会 　 　（选填“变大”或“变小”），冬天重新变回冻土时体积又会 　 　（选填“变大”或“变小”）。
（2）冬天，热棒地下一端的氨 　 　气体（填物态变化名称），　 　热量；这引起氨气沿热棒上升到空气一端，因为空气温度　 　地下温度，氨气液化成为液体，放出热量。
（3）小明想乘车从拉萨到格尔木，并欲欣赏沿途的风景，你建议他购买下面哪次列车？　 　。如果没有热棒，会对铁路造成 　 　（写一条即可）影响。
【答案】（1）变小；变大
（2）汽化；吸收；低于
（3）Z918；土层结构破坏、地基承载力降低、边坡失稳
【知识点】熔化与熔化吸热特点；汽化及汽化吸热的特点
【解析】【解答】(1)第1空，夏天冻土消融，是熔化现象，冰熔化时密度变大，体积会变小；
第2空，冬天重新变回冻土，是凝固现象，水凝固时密度变小，体积变大；
(2)第1空，第2空，冬天地下温度高于空气温度，此时热棒地下一端内的液态氨从冻土中吸收热量，汽化成为气体；
第3空，氨气上升到热顶端(在空气一端)时，因为冬季空气温度低于地下温度，氨气又液化成为液体，向空气中放出热量；
(3)第1空，由图可知，Z918列车运行时间是从早上9点20到晚上23：39，这个时间段大部分时间光线较好，可以欣赏沿途风景；
第2空，由材料介绍可知，如果没有热棒，会造成土层结构破坏、地基承载力降低、边坡失稳等影响，从而严重威胁到列车运行的安全。
【分析】(1)水发生凝固时密度变小，体积变大，冰发生熔化时密度变大，体积减小，据此判断；
(2)物质从液态变为气态的过程叫做汽化，汽化吸热；物质从气态变为液态的过程叫做液化，液化放热；
(3)结合材料中的描述可判断在没有热棒时可能造成的影响。
9．（2023九上·天河期末）小明看到一则新闻(材料一)，若该汽车行驶过程中牵引力保持 1400N不变，q氢=1.4×108]/kg，求，
材料一
氢能源汽车明年1月开跑
跨时代核心科技——氢燃料发动机，采用全新绿色氢能源，真正实现零排放!
加满5kg氢可跑400公里！
材料二
内燃机种类 效率范围
汽油机 20%-30%
柴油机 30%-45%
氢燃料发动机 35%-50%
（1）5kg氢完全燃烧放出的热量.
（2）该汽车行驶 400km牵引力所做的功.
（3）该汽车氢燃料发动机的效率.
（4）小明再查阅了大量资料，总结各种内燃机的效率范围如材料二，据此判断，(3)中算出的效率是否符合材料二 　 　 (选填“是”“否”).
【答案】（1）解：5kg氢完全燃烧放出的热量为：Q放=mq氢=5kg×1.4×108J/kg=7×108J；
（2）解：牵引力所做的功为：W=Fs=1400N×400×103m=5.6×108J；
（3）解：该汽车氢燃料发动机的效率为：；
（4）否
【知识点】热量的计算；热机的效率；有关热机的计算
【解析】【解答】解：（4）由表中数据可知，氢燃料发动机效率为35%-50%，而（3）中算出的效率为80%，故（3）中算出的效率不符合材料二。
【分析】（1）根据Q放=mq求出5kg氢完全燃烧放出的热量；
（2）根据W=Fs求出牵引力所做的功；
（3）根据求出该汽车氢燃料发动机的效率；
（4）根据表中数据分析回答。
10．（2023九上·西安期中）某款油电混动汽车，某次测试中测试员驾驶该车以72km/h的速度匀速直线行驶0.5h。测试中，汽油机既向车轮提供动力，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过力电机向车轮输送。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）在给汽车蓄电池充电时，该电池相当于电路中的 　 　（选填“电源”或“用电器”）；
（2）测试中汽车受到的阻力为1000N，求牵引力做的功及功率；
（3）测试中驱动汽车所需能量的65%直接来自汽油燃烧；汽油燃烧放出热量的40%用于汽行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量为1.34×107J，求该次测试消耗的汽油质量。
【答案】（1）用电器
（2）解： 测试员驾驶该车以72km/h的速度匀速直线行驶0.5h，通过的路程为：s=vt=72km/h×0.5h=36km=3.6×104m；
混动车匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，所以F=f=1000N；
牵引力做的功为：W=Fs=1000N×3.6×104m=3.6×107J；
功率为：。
答：牵引力做的功是3.6×107J；功率为20kW。
（3）解： 根据题意有：Q放×40%=W×65%+E；mq汽油×40%=W×65%+E
该测试消耗的汽油的质量为：
。
答：该次测试消耗的汽油质量是2kg。
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；平衡力的辨别；电路的构成及电路图
【解析】【解答】（1）在电路中消耗电能的是用电器，充电过程蓄电池消耗电能，是用电器
（2） 测试员驾驶该车以72km/h的速度匀速直线行驶0.5h，通过的路程为：s=vt=72km/h×0.5h=36km=3.6×104m；
混动车匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，所以F=f=1000N；
牵引力做的功为：W=Fs=1000N×3.6×104m=3.6×107J； P==20KW
（3） 根据题意有：Q放×40%=W×65%+E；mq汽油×40%=W×65%+E
该测试消耗的汽油的质量为：
【分析】知道用电器消耗电能，知道功的计算公式和功率的计算公式，知道热机的效率，会利用效率解决问题，知道燃料燃烧放出热量的计算公式。本题涉及公式较多，要清楚每一个公式对应的物理关系，结题过程注意单位的统一。
1．（2024九上·衡阳月考）小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求：
（1）汽车以50km/h速度匀速行驶时的牵引力；
（2）测试过程中牵引力做的功；
（3）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？
（4）在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少？
【答案】（1）4000N（2）1×108J（3）3.6×108J（4）8×106J
【知识点】燃料的热值；热机的效率；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
2．（2024九上·兴宁期末）如图所示，这是氢发动机汽车，其发动机与常规燃油汽车发动机相同，部分参数如表。（g取）
燃料 氢气
质量 1440kg
轮胎与地面的总接触面积 0.12m2
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，牵引力为800N，行驶300s时求牵引力做的功是多少？
（3）上述问题（2）过程中，共消耗氢气0.15m3，则氢发动机的热机效率是多少？
【答案】（1）解：汽车静止在水平地面上，对地面的压力是
对地面的压强是
（2）解：汽车在平直路面上匀速行驶，速度为
由得，汽车行驶300s时运动的时间
汽车牵引力做的功
（3）解：消耗氢气0.15m3释放的热量
氢发动机的热机效率是
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率；速度公式及其应用；压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据F=G=mg得出汽车静止在水平地面上对地面的压力，根据得出对地面的压强；
(2)根据s=vt得出运动的路程，根据W=Fs得出牵引力做的功；
(3)根据Q放=Vq氢气得出消耗0.15m3的氢气放出的热量，根据得出氢发动机的热机效率。
3．（2024九上·封开月考）阅读材料，回答问题：
第五代战斗机“歼-20”
“歼-20”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼-20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率，并采用先进的光传操纵系统，可随时保证飞机与地面的联系。“歼-20”配备了大功率雷达，为解决雷达工作放热问题，采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大起飞质量为32 t，最大飞行高度达20 km，最大航行速度达800 m/s，最大油量为10 t。战斗机的速度超过音速时，由于速度太快，空气都堆积到了飞机周围，产生极大压力，即使空气温度较高时，也会使机身周围产生水雾，这种现象叫做音障。如果机身不作特殊处理，突破音障时将会被瞬间撕成碎片，所以飞机要采用密度小强度极高的材料制作。飞机航行时的功率、发动机效率与速度的关系如表所示。
速度v（m·s-1） 100 200 300 400 500
功率P/W 3×105 2.4×106 8.0×106 2.0×107 4.0×107
发动机效率 30% 33% 35% 40% 38%
（1）为解决雷达的散热问题，应采用比热容　 　（选填“大”或“小”）的液体作为冷却剂帮助散热；
（2）由表可知，飞机的发动机效率随速度增大的变化规律是　 　；
（3）飞机以500 m/s的航行速度匀速巡航时的牵引力为　 　N；
（4）飞机先以100 m/s航行速度匀速巡航30 min，发动机做功　 　J，消耗燃油放出的热量为　 　J；若又以400 m/s航行速度匀速巡航6 min，36 min内飞机共需消耗　 　kg的燃油。（燃油热值约为4.5×107 J/kg）
【答案】（1）大（2）先增大后减小（3）8×104（4）5.4×108；1.8×109；440
【知识点】功率计算公式的应用；比热容；热机的效率
4．（2024·珠海模拟）阅读短文，回答问题。
隐形飞机一一第五代战斗机“歼一20”2021年8月9日，“西部 联合一2021”演习中，中方数架最先进的隐形战机“歼一20”（如图甲）亮相开幕式现场，这也是该型战机首次参与联合演习。
“歼一20”作为我国自主研制的第五代战斗机，融合了全球多种优秀战斗机的优点，具备很强的隐形性、机动性等性能。“歼一20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率。“歼-20”配备了大功率雷达，可发射电磁波对目标进行照射并接收回波，由此获得目标的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息；为解决雷达的散热问题，还采用了新一代液体冷却系统。该战机最大航行速度达2.5倍声速，最大载油量为10t，航行时所受阻力与速度的关系如下表。（已知“歼一20”发动机的效率是40%，航空燃油的热值为5×107J/kg，g取10N/kg）
0.3×104
速度v/（m·s-1） 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
战机利用测距传感器来判断离地高度，某测跑传感器的阻值R与离地高度的关系如图乙所示，图丙是离地高度的检测电路，其采用了“稳流电源”（电源输出的电流恒定），R0是定值电阻，电路中高度表续实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大。
（1）“歼一20”战机表面能　 　（选填“反射”或“吸收”）对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身；战机在起飞过程中机械能　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）下列说法中不正确的是____（填字母）
A．战机的机翼做成流线型是为了减小空气的阻力
B．为解决雷达的散热问题，应采用比热容大的液体作为冷却剂
C．当战机在做较大幅度的瞬时滚转时，受到平衡力的作用
（3）当战机以400 m/s的速度巡航时，发动机的输出功率为　 　kW。若战机油箱中加满燃油，并且以500 m/s的速度巡航，则战机的最大航程约为 　km。（结果保留2位有效数）
（4）如图丙所示，高度表应安装在　 　（选填“1”“2”或“3”）位置，该高度表的示数刻度　 　（选填“均匀”或“不均匀”）。
【答案】（1）吸收；变大（2）C（3）1.92×104；2.67×103（4）3；不均匀
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）“歼-20"战机表面能吸收对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身；
机械能与质量、速度、高度有关，战机在起飞过程中速度和高度增加，机械能变大。
（2）A、战机的机翼做成流线型是为了减小飞行过程中受到空气的阻力，故A正确；
B、在质量和升高相同温度时，比热容大的物体吸收的热量多，所以为解决雷达的散热问题，应采用比热容大的液体作为冷却剂，故B正确；
C.当战机在做较大幅度的瞬时滚转时，运动状态不断改变，受到非平衡力的作用，故C错误。
故选：C。
（3）战机以400m/s的速度巡航时，由二力平衡得f=F，根据得发动机的输出功率为：
P1=f1v1=4.8x104Nx400m/s=1.92×107W=1.92×104kW。
若战机油箱中加满燃油，此燃油完全燃烧放出的热量为：
Q放=mq=10×103 kgx5×107J/kg=5x1011J
战机发动机做的有用功为：
W有=ηQ放=40%x5x1011J=2×1011 J
以500m/s的速度巡航，则战机的阻力7.5×104N；根据W=Fs公式 得此时战机巡航的航程：
（4）根据电路图丙和图乙分析可知：高度增大 ，R1增大，电路中的电流减小，R0两端的电压减小，R1两端的电压增大，电压表应该和电阻R1并联，所以高度表应安装在3位置；
根据欧姆定律和串联电路的特点得电路的电流：，
此时R1两端的电压为：U1=IR1=UR0+R1R1=UR0R1+1=UR0b+kh+1，可见电压与高度h不是一次函数关系，所以该表的刻度不均匀。
【分析】（1） 隐形战机可以吸收部分电磁波，从而实现电磁隐身；机械能与质量、速度和高度有关，战机在起飞过程中速度和高度增加，据此分析。
(2)A、战机的机翼做成流线型是为了减小飞行过程中受到空气的阻力；
B、在质量和升高相同温度时，比热容大的物体吸收的热量多；
C、战机在滚装时运动状态改变，受到的力不平衡。
(3)根据计算发动机的输出功率；
根据Q=mq算出燃油完全燃烧放出的热量，由效率公式算战机发动机做的有用功，根据功的公式W=Fs算出战机的最大航程。
(4)根据欧姆定律和电路的组成进行分析。高度增大 ，R1增大，电路中的电流减小，R0两端的电压减小，R1两端的电压增大，电压表应该和电阻R1并联；推导出U1与h的函数关系式，据此分析。
5．（2024八下·汕头期中）阅读短文，回答文后问题。
热气球
如图所示，热气球是一种由球囊、吊篮和燃烧器三部分构成的飞行器，球囊用轻薄且不透气的材料制成，开口处用耐火材料制成，吊篮可以装载燃烧器、人员或物品，升空时，燃烧器加热球囊内的空气，空气受热膨胀，密度变小，到一定温度时，气球受到的空气浮力就能使气球带着吊篮一起升空，在空中，控制燃烧器的加热速度，可以调整气囊中空气的温度，从而控制气球的升降。热气球受到的空气浮力可以用阿基米德原理计算，热气球横向移动主要依靠风力，现今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。
（1）下列物体中，升空原理和热气球相同的是____。
A．孔明灯 B．火箭 C．飞机 D．风筝
（2）海拔高度越高空气密度越小，若热气球的体积变化忽略不计，则热气球上升过程中所受浮力　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）热气球匀速竖直上升过程中，其所受的合力为　 　（选填“大于零”、“等于零”或“小于零”）。从吊篮里掉出一个物体，物体掉落时相对吊篮静止，则该物体掉出后将　 　（选填“立即下落”、“先向上再下落”或“保持静止”）。
（4）热气球的球囊、燃烧器、吊篮及携带人员、物品的总重为，气球的体积为，若外界空气密度为。当热气球正好缓慢匀速上升时，忽略风力和空气阻力，则该热气球所受的浮力是　 　，球内热空气的密度是　 　。
【答案】（1）A（2）变小（3）等于零；先向上再下落（4）26000；1kg/m3
【知识点】大气压强的存在；大气压强与高度的关系；浮力及其产生原因；浮力的利用
【解析】【解答】(1)A.空气受热后体积膨胀，热空气比同体积的冷空气轻，热空气会上升，热气球、孔明灯就是利用热空气上升的原理升空的。故A正确；
B.火箭升空是依靠燃料燃烧产生的推力。故B 错误；
C.飞机机翼在飞行过程中上下表面产生压力差，从而产生向上的升力。故C 错误；
D.风筝能升空的原理，主要是靠风的推力升扬于空中。故D错误。
综上所述，正确答案为 A。
(2) 第1空、 由材料可知，“热气球受到的空气浮力可以用阿基米德原理计算，即： 当海拔升高，空气密度减小时，热气球受到的浮力也会减小。故该空填“ 变小 ”；
(3) 第1空、 热气球匀速竖直上升过程中，处于平衡状态，受力平衡，即其所受的合力为零。故该空填“ 等于零 ”；
第2空、 物体随吊篮一起升空，由于物体具有惯性，所以物体从吊篮中落下时，由于惯性会继续上升一段距离，而后由于重力的作用会下落。故该空填“ 先向上再下落 ”；
(4) 第1、2空， 热气球的球囊、燃烧器、吊篮及携带人员、物品的总重力
由阿基米德原理可知，热气球在空中受到的浮力
热气球匀速上升，受力平衡，则热气球内热空气的重力
热空气的质量
由 可知，球内热空气的密度。
故1空填“ 26000 ”，2空填“ 1kg/m3 ”。
【分析】各个选项关于不同物体升空原理的正确性，得出热气球利用热空气上升原理升空是正确的。根据材料，明确随着海拔升高、空气密度减小，热气球浮力会变小。对于热气球匀速竖直上升，从平衡状态得出合力为零；对于物体从吊篮中落下，依据惯性原理分析其运动状态为先向上再下落。中通过对热气球总重力、浮力的分析计算，得出热空气的重力、质量和密度，思路是先根据已知条件逐步推导计算出相关物理量。
6．（2024九上·英德期中）人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械一热机.
（1）如题图甲所示是四缸四冲程内燃机轿车，该车获得动力的原理如图乙所示，与其对应的冲程是　 　冲程，其能量转化是　 　能转化为　 　能.
（2）下列图像中，能大致反映内燃机做一次功气缸内气体的温度随时间变化的是　 　。
（3）某质量为 2t汽车匀速行驶时，受到的阻力为总重力的0.2倍，其发动机的能量流向如图丙所示，请根据给出的信息计算；完全燃烧 2kg 的汽油能够获得　 　J的能量，这些能量能让该汽车前进　 　m.(汽油的热值为 4.6×107/kg， g取 10N/kg)
（4）为节约能源，下列措施中能提高热机效率的是____。
A．尽量燃烧一些热值大的燃料 B．尽量使燃料充分燃烧
【答案】（1）做功；内能；机械能（2）D（3）9.2×107；5750（4）B
【知识点】燃料的热值；热机；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）根据乙图可知，试管内的气体推动活塞，将内能转化为机械能，和热机的做功冲程的能量转化相同；
（2）内燃机做功的过程中，内能减小，温度降低，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
（3） 完全燃烧 2kg 的汽油能够获得的能量：Q=mq=2kg×4.6×107/kg=9.2×107J；
输出的机械能：W=（1-33%-35%-7%）Q=25%×9.2×107J=2.3×107J；
汽车受到的阻力：f=0.2G=0.2×2000kg×10N/kg=4000N；
那么汽车前进的距离：。
（4）热值大小不影响热机的效率，而燃料充分燃料，减小热量的浪费，可以提高热机效率，故A错误，B正确。
故选B。
【分析】（1）根据乙图描述的过程确定能量转化，而热机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能。
（2）根据做功过程中气缸内的温度变化分析；
（3）根据Q=mq计算汽油燃烧放出的热量，再根据图片计算输出的机械能，根据f=0.2G计算汽车受到的阻力，最后根据计算汽车前进的距离。
（4）根据热机效率的影响因素分析判断。
7．（2024·东莞模拟） 随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭，仔细观察和思考，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）如图1汽车的后视镜是一个凸面镜，对光有 　 　作用；
（2）小汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹，目的是 　 　；
（3）汽车上的“倒车雷达”，可发射（3）汽车上的“倒车雷达”　 　（超声波、电磁波），通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物，障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立 　 　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，这个像通过电子装置加工、调整并传递到显示屏上，如果看到显示屏中的障碍物的像变大　 　（远、近）；
（4）插电式混合动力是当前比较流行的新能源汽车动力模式如图2，当电池电量充足时，以电动模式行驶；当电池电量不足时，以燃油模式行驶，又能给电池充电，综合油耗依然比传统燃油车更低。已知该车电池能够储存电能20kW h，小王驾驶充满电的汽车沿平直公路如图丙从A地匀速行驶至B地（路面对汽车的阻力恒定不变），假设电池消耗的电能全部用来驱动汽车行驶。当行驶到C地时，电池的能量还剩余30%，随即开启燃油模式。当汽车行驶到B地时，电池能量显示为50%（忽略充电过程中的能量损失），汽油机的四个冲程如图2甲所示，其中 　 　（填字母）属于做功冲程，若该行驶模式过程中恰好消耗3L汽油，则汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率为 　 　（汽油的热值取q=4.0×107J/L）。
【答案】（1）发散（2）在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦（3）超声波；缩小；近
（4）C；70%
【知识点】凸面镜和凹面镜；凸透镜成像的应用；燃料的热值；增大或减小摩擦的方法；超声波与次声波
【解析】【解答】（1）汽车的观后镜是利用凸面镜，凸面镜对光线有发散的作用，应用在汽车的观后镜上，能扩大人的视野；
（2）小汽车的轮胎上有许多凹凸不平的花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦；
（3）①现代汽车广泛利用了倒车雷达，它在工作时会发出超声波，这些声波遇到障碍物时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，可以确定障碍物的位置；
②摄像头的工作原理是凸透镜成像，在大于2倍焦距之外的物体发出或反射的光经透镜折射后，物体经透镜成倒立、缩小的实像；
③由于物距越小，所成的像越大，所以如果看到显示屏中的障碍物的像变大，则障碍物离车尾的距离变近；
（4）①A.图中的进气门和排气门关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程；
B.图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，因此这是排气冲程；
C.图中的进气门和排气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程；
D.图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，因此这是吸气冲程；
则C为做功冲程；
②汽车从A地到C地电池消耗的电能为W1=20kW h；
汽车匀速行驶过程中受到的牵引力为：，
汽车从C地行驶至B地电池获得的电能：W电池=50%W=50%×20×3.6×106J=3.6×107J，
汽车从C地行驶至B地所做的功：W有用=Fs2=1200N×40×103m=4.8×107J，
燃油模式阶段汽车消耗汽油完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=3L×4.0×107J/L=1.2×108J，
汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率为：。
【分析】（1）根据凸面镜对光线的作用解答；
（2）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
（3）①根据超声波的特点和应用解答；
②根据凸透镜成像的特点和应用解答；
③根据“物近像远大，物远像近小”的规律解答。
（4）①内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；根据气门的闭合情况和活塞的运动情况判定；
②由题意可知当电池电量剩余30%时，汽车由电动模式自动切换成燃油模式，根据W1=（1-η）W计算汽车从甲地到丙地电池消耗的电能；
根据做功公式计算汽车行驶过程中受到的牵引力；
当汽车从丙地行驶至乙地时，小王发现电池电量显示为50%，根据W电池=（50%-30%）W计算汽车从丙地行驶至乙地电池获得的电能，根据做功公式W有用=Fs'计算汽车从丙地行驶至乙地所做的功，利用Q放=Vq求出汽油完全燃烧放出的热量，根据求出汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率。
8．（2024·英德模拟） 重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图甲所示，其中输出电能与输入电能之比为重力储能系统的综合效率。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平，如图乙所示为某风力发电的重力储能综合项目，其中单个风力发电机组的平均发电功率为1600kW，某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为30t的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，根据相关信息，完成以下问题（g取10N／kg）。
（1）重力储能实质上是将能量以　 　能的形式储存起来；
（2）如图乙中单个风力发电机组发电1h平均产生的电能是　 　kW·h，若某电动汽车每行驶2km的路程需消耗0.4kW·h的电能，以上电能可供该电动汽车行驶的路程是　 　km；
（3）储能系统将2个30t重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是　 　J；
（4）储能系统将2个30t重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是　 　，若该重力储能系统的综合效率72％，则该系统的富余电能提升重物的效率为　 　。
【答案】（1）重力势（2）1600；8000（3）1.8×107（4）80%；90%
【知识点】势能的影响因素；重力及其大小的计算；机械效率；电功的计算
【解析】【解答】1） 重力储能实质上是将能量以 重力势能的行驶储存
综上 第1空为重力势
2）根据W=Pt可知，功率为1600kW，所以 1h平均产生的电能是 W=1600kW·h，汽车每公里消耗电能为0.2 kW·h ，所以可行使的路程为1600kW·h/0.2 kW·h/km=8000km
综上第1空为1600；第2空为8000
3）物体质量为60000kg，根据重力公式G=mg=600000N，根据重力势能W=Gh=600000N×30m= 1.8×107 J
综上 第1空为1.8×107
4）根据效率公式η=1.44×107 J/1.8×107 J=80%， 该重力储能系统的综合效率72％ ，所以 富余电能提升重物的效率 η=72％/80%=90%
综上第1空为80%；第2空为90%
【分析】根据重力势能、功率公式、重力公式填空
1、重力：大小为自身重力、方向竖直向下，作用点位于物体重心，计算公式G=mg，据题可知物体质量为60000kg，据此计算物体重力
2、重力势能的计算：公式为W=Gh=mgh，所以重力势能与质量和高度有关；
3、物体功率的计算，公式为W=Pt，据题可知，功率为1600kW，时间为1h，据此计算物体所做的功，汽车每公里消耗电能为0.2 kW·h，据此计算行驶的路程
4、效率的计算：公式η= W有/W总×100%，据此计算 重物从30m高处放回地面的发电过程的发电效率， 统的富余电能提升重物的效率 。
9．（2024九上·江门期中）某汽车刹车时可以为蓄电池充电，简称动能回收系统。该车汽油机为四缸四冲程汽油机，如图甲所示；车速与阻力的关系如图乙所示、汽油机的部分技术规格如表所示。
汽缸数 单缸排量V 额定功率 转速 燃气气压p
4 0.5×10-3m3
2400r/min 5×106Pa
（1）下图为其中一个气缸的工作示意图，四个冲程正确的工作顺序是______；
A．B．C． D．
（2）汽车为蓄电池充电，电能转化为　 　能，这样可以增加汽车的综合里程，　 　（选填“提高”或“降低”）燃料的利用率；
（3）当飞轮转速为2400r/min时，则1s内该汽油机一个汽缸做　 　次功；若燃气对活塞每次所做的功　 　（p指燃气气压）根据表格中的技术规格，每个汽缸的额定功率为　 　W（不考虑机械能的损失）；
（4）若在某次测试中，汽车以100km/h的速度沿直线匀速行驶了15km（未向满电量的蓄电池充电），所用燃料的热值为4.5×107J/kg测试过程中消耗4kg燃料，则测试过程中汽油机的效率为　 　。
【答案】（1）A；B；C；D（2）化学；提高（3）20；2.5×103J；5×104（4）25%
【知识点】功率计算公式的应用；热机的效率；热机的四个冲程；功的计算及应用
10．（2024九下·天山模拟）我国首座深远海浮式风电平台“海油观海澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
（1）风力发电机的风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度　 　（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；当风正面垂直吹向静止的叶片时，如图甲所示，从正面看，叶片A会　 　（选填“顺”或“逆”）时针转动；从水平位置转至竖直位置的过程中，叶片A受到的重力的力臂　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）“海油观海澜号”平台总质量达。风平浪静叶片不动时，平台排开海水的体积达　 　。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图乙所示，当风速为时，风力发电机组工作输出的电能相当于　 　kg煤完全燃烧放出的热量。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。在此风速下，发电机转子转400圈，若发电机输出的电能为，叶片需要转动　 　圈。（海水密度，煤的热值）
【答案】（1）小；顺；变小
（2）；36；4
【知识点】燃料的热值；流体压强与流速的关系；物体的浮沉条件及其应用；杠杆及其五要素；电功率的计算
11．（2023·西安模拟）图甲为王老师新买的即热式开水机，比起传统庞大的烧水设备这款开水机很大的一个特点就是小巧精致。不加水时机身的质量为0.65kg，选择相应功能，3～5秒即可出热水，使用起来非常方便。如图乙所示是它在某一挡位下的工作示意图，水泵使水箱内的水以恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积S＝1cm2；虚线框内是长L＝0.08m的加热区，该加热区采用纳米膜加热技术，将纳米膜加热丝缠绕在管道上，能够达到高效传热和高精度加热的效果。即热式开水机底部如图丙所示，放置在水平桌面上时对桌面的总受力面积为4cm2。
（1）纳米膜加热技术能够在冷水通过水管时，瞬间加热至指定温度，达成几秒速热的效果，是因为纳米膜的导热性 　 　（选填“好”或“差”）。
（2）如图甲所示，机身上的水瓶内装有350mL的水，则此时放置在水平桌面上的开水机对桌面的压强是多少？（忽略水瓶的重力，g＝10N/kg）
（3）若水泵使水箱内的水以v＝0.04m/s的恒定速度流过管道，纳米膜加热丝发热功率为1344W，设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，加热丝产生的热量全部被水吸收，若水的初温为20℃，求经过加热区后热水的温度是多少？（1标准大气压下）
【答案】（1）好
（2）机身上的水瓶内水的体积：V1＝350mL＝3.5×10﹣4m3，
由ρ＝ 可知，机身上的水瓶内水的质量：m1＝ρV1＝1.0×103kg/m3×3.5×10﹣4m3＝0.35kg，
开水机装满水后的总重力：G总＝m总g＝（m1+m）g＝（0.35kg+0.65kg）×10N/kg＝10N，
放置在水平桌面上的开水机对桌面的压力：F＝G总＝10N，
放置在水平桌面上的开水机对桌面的压强：p＝ ＝ ＝2.5×104Pa；
答：放置在水平桌面上的开水机对桌面的压强是2.5×104Pa；
（3）加热区水的体积：V2＝S′L＝1×10﹣4m2×0.08m＝8×10﹣6m3，
由ρ＝ 可知，加热区水的质量：m2＝ρV2＝1.0×103kg/m3×8×10﹣6m3＝8×10﹣3kg，
由水流过加热区的时间：t＝ ＝2s，
加热丝产生的热量：Q放＝W＝Pt＝1344W×2s＝2688J，
由于加热丝产生的热量全部被水吸收，所以水吸收的热量：Q吸＝Q放＝2688J，
由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，经过加热区后热水的温度：t1＝ +t0＝ +20℃＝100℃。
答：经过加热区后热水的温度是100℃。
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；压强的大小及其计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1） 纳米膜加热技术能够在冷水通过水管时，瞬间加热至指定温度，达成几秒速热的效果，传热快， 是因为纳米膜的导热性快；
（2） 机身上的水瓶内水的体积：V1＝350mL＝3.5×10﹣4m3，
由ρ＝ 可知，机身上的水瓶内水的质量：m1＝ρV1＝1.0×103kg/m3×3.5×10﹣4m3＝0.35kg，
开水机装满水后的总重力：G总＝m总g＝（m1+m）g＝（0.35kg+0.65kg）×10N/kg＝10N，
放置在水平桌面上的开水机对桌面的压力：F＝G总＝10N，
放置在水平桌面上的开水机对桌面的压强：p＝ ＝ ＝2.5×104Pa；
答：放置在水平桌面上的开水机对桌面的压强是2.5×104Pa；
（3） 加热区水的体积：V2＝S′L＝1×10﹣4m2×0.08m＝8×10﹣6m3，
由ρ＝ 可知，加热区水的质量：m2＝ρV2＝1.0×103kg/m3×8×10﹣6m3＝8×10﹣3kg，
由水流过加热区的时间：t＝ ＝2s，
加热丝产生的热量：Q放＝W＝Pt＝1344W×2s＝2688J，
由于加热丝产生的热量全部被水吸收，所以水吸收的热量：Q吸＝Q放＝2688J，
由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，经过加热区后热水的温度：t1＝ +t0＝ +20℃＝100℃。
答：经过加热区后热水的温度是100℃。
【分析】（1）纳米膜加热技术能够在冷水通过水管时，瞬间加热至指定温度，达成几秒速热的效果，传热快， 是因为纳米膜的导热性快；
（2）利用密度公式求出水的质量，利用重力公式求出开水机的总重量，水平桌面上压力等于重力，利用压强公式 p＝ 求出开水机对桌面的压强；
（3）利用几何关系求出加热区水的体积，利用密度公式求出加热区水的质量，利用速度公式求出水流过加热区的时间，加热丝消耗的电能全部转化为内能，利用 Q放＝W＝Pt得到加热丝产生的热量； 由于加热丝产生的热量全部被水吸收，所以水吸收的热量：Q吸＝Q放 ，利用公式 由Q吸＝cm（t﹣t0）求出水的末温，即经过加热去后热水的温度。
12．（2024九上·黄山期末）氢燃料具有清洁无污染、热值大、效率高等优点，被认为是当今最理想的能源之一，氢能源公交车在全国各地也陆续投放使用，已知氢的热，某辆氢能源公交车载人后的总质量为20t，当以的速度匀速行驶时，受到的阻力为车总重的0.04倍，行驶10min消耗了0.9kg的氢，g取。求：
（1）10min内氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）该氢能源公交车行驶10min牵引力所做的功；
（3）行驶过程中该氢能源公交车的效率。（百分比后保留1位小数）
【答案】（1）10min内氢燃料完全燃烧放出的热量
（2）公交车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，牵引力
公交车速度v=54km/h=15m/s
公交车10min通过的路程
牵引力所做的功
（3）公交车的效率
【知识点】燃料的热值；热机的效率；速度公式及其应用；重力及其大小的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】(1)利用Q放= mq可求出燃油完全燃烧放出的热量；
(2)利用G=mg可求出汽车的总重力，根据公交车受到的阻力等于汽车总重的0.04倍，可求出公交车受到的阻力；由于公交车在平直公路上匀速行驶，公交车受到的阻力与公交车的牵引力是一对平衡力，可求出公交车的牵引力的大小；利用W= Fs可求出公交车牵引力做的功；
(3)利用可求出公交车发动机的效率。
13．（2024九上·锡山期中）2022年9月5日，中国航天科技集团六院25吨末级闭式膨胀循环氢氧发动机YF-79首次整机热试车圆满成功，技术指标世界领先。如图为火箭发动机的结构，燃料液氢与助燃剂液氧在加压泵的作用下喷入燃烧室，燃烧后的高温高压燃气从底部喷管喷出，推动火箭前行。（已知氢气热值为1.4×108J/kg）
（1）火箭发动机将燃料燃烧后产生的内能转化为　 　能推动火箭上升。喷入燃烧室后的气体燃烧膨胀再从尾部高速喷出过程中，燃气的温度是不断变化的。下列能大致反应燃气温度随时间而变化的是　 　；
（2）火箭的比冲是代表火箭发动机效率的重要指标，相当于是消耗1kg的燃料产生10N推力所能持续的时间，单位为s。某时段YF-79以推力2.5×105N飞行，速度为1.08×104m/s，此时段比冲为455s，则火箭发动机的功率为　 　W，YF-79火箭发动机的热机效率为　 　。
【答案】机械；C；2.7×109；35.1%
【知识点】功率计算公式的应用；热机；热机的效率；功的计算及应用
14．（2021·陕西）暑假期间，小明和家人自驾去秦始皇兵马俑博物馆参观。
（1）全家人上车后，汽车对水平地面的压强比空载时　 　；
（2）若该车在某段水平路而上匀速行驶10min，牵引力做功4.8×107 J，此过程中牵引力的功率是多大？
（3）到达目的地，他们将车停放在露天停车场后进入博物馆参观。参观完毕准备返回时，打开车门发现车内温度特别高，无法立刻进入。回家后小明想探究太阳暴晒对车内空气温度的影响，他回想起曾经看过的一档科普电视节目做过的实验，实验测得太阳暴晒下，3~5 min车内温度就能达到40~50℃。通过回看该节目，他获取了一组有关太阳辐射和小汽车的数据：夏天正午时，某城市地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量约500 J。其中能使物体吸热升温的主要是红外辐射，其能量约占太阳辐射能量的一半。小汽车的有效吸热面积约为8 m2 ，车内空气体积约为2m3，车内空气吸热效率约为50%；
①小明根据节目所给数据，计算出了理论上一定时间内车内空气升高的温度，并通过查阅资料了解到车内空气升温受车辆散热、空气流通等诸多因素影响，综合分析得出节目实测结果是可信的。请你写出理论上1 min 车内空气升高温度的计算过程[ρ空气=1.3kg/m3，c空气=1.0×103J/（kg·℃），结果保留一位小数]；
②若汽车不可避免地在太阳暴晒下停放较长时间，请你写出一条缓解车内气温快速上升的措施： ▲
。
【答案】（1）大
（2）牵引力的功率是
故此过程中牵引力的功率是 。
（3）空气吸收的热量为
那么空气升高的温度为
故空气升高的温度为23.1℃；
缓解车内气温快速上升的措施，可以增加散热，故车窗留缝，增加气体流动性，带走一部分的热量。
【知识点】热量的计算；电功率的计算
【解析】【解答】（1）全家人上车后，汽车对水平地面的压强比空载时，压力变大，压强变大。
【分析】（1）流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；
（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（3）利用接收到的太阳能乘以加热效率即为水吸收的热量；结合水的质量和吸收的热量，利用比热容公式求解水温度的变化量即可。
15．（2020九上·个旧期末）如图所示是“神舟十一号”飞船的返回舱。返回舱又称座舱，是航天员往返太空时乘坐的舱段，为密闭结构，前端有舱门。返回舱重返地球时，为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁，返回舱表面涂有防热材料。问：
（1）返回舱重返回地球时，高度不断下降，与大气摩擦隔热材料温度升高，这与热机哪个冲程的能量转换方式相似？（将答案填在答题卡横线上）
（2）已知物体所具有的重力势能 和高度的关系是 ，返回舱的总质量为 ，其中防热材料的质量为 ，比热容为 。若下落时减少的重力势能有40％转化为防热材料的内能，那么飞船在大气层中下落 后，防热材料升高的温度是多少？
（3）若在(2)的过程中，假设没有能量损失，防热材料吸收的热量由燃烧焦炭来获得，那么需要完全燃烧0.4千克的焦炭，求焦炭的热值是多少？
【答案】（1）解：返回舱重返回地球时，高度不断下降，与大气摩擦隔热材料温度升高，这是通过做功来改变物体内能，在此过程中机械能转化为内能，这与热机压缩冲程的能量转换方式相似。
答：返回舱重返回地球时，高度不断下降，与大气摩擦隔热材料温度升高，这与热机压缩冲程的能量转换方式相似；
（2）解：返回舱下落1000m减少的重力势能
重力势能转化为的内能
防热材料升高的温度
答：飞船在大气层中下落 后，防热材料升高的温度是
（3）解：假设没有能量损失，防热材料吸收的热量
焦炭的热值
答：焦炭的热值是 。
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的四个冲程
【解析】【分析】（1）只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
（2）利用求得返回舱下落1000m减少的重力势能，再利用“重力势能有40％转化为防热材料的内能”求得重力势能转化为的内能的大小，进一步利用求得防热材料升高的温度。
（3）假设没有能量损失，防热材料吸收的热量 ，利用Q=mq求得焦炭的热值。中小学教育资源及组卷应用平
2025中考物理【抢分秘籍】压轴题解密与题型强化（通用版）
压轴题4 力热综合题（学生版）
目录：
压轴解密·····················2
题型01功和能与热学综合题··············2
题型02 热机相关综合题················4
素养提升····················6
中考预演····················12
题型01 功和能与热学综合题
【典例1】（2024·湖北黄冈·模拟预测）2023年5月，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并网投产（如图甲）。“海油观澜号”排水总重达11000吨，通过9根锚链系泊固定在水深120米的海洋深处。（g取，）
（1）求“海油观澜号”所受的浮力；
（2）“海油观澜号”投产后风机年均发电量将达2200万千瓦时，若按发电效率22％来计算，则每年可节约多少焦炭；
（3）已知通过风机叶片的空气动能与其质量成正比，且空气的动能W与速度v的关系如图乙所示。若风速为时，空气的密度为），平均每秒通过叶片的空气动能为，试估算风机叶片的扫风面积为多大？
【拓展1】（2024·海南省直辖县级单位·二模）用油罐车运输煤油，油罐的容积为6m3，空油罐车的质量为7200kg，车轮与地面的总接触面积为0.2m2，装满煤油后油罐车在水平路面上10min匀速行驶9000m，发动机牵引力所做的功为1.8×107J，完全燃烧了1kg的汽油。（煤油的密度为，g取10N/kg，）试求：
（1）油罐中最多能装多少千克的煤油？
（2）装满煤油的油罐车对地面的压强是多少？
（3）油罐车在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是多少？
（4）用油罐车运输煤油的效率是多少？
题型02 热机相关综合题
【典例2】（2024·陕西西安·模拟预测）2022年北京冬奥会举行期间，将有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。[，]求：
（1）满载的公交车静止在水平地面上，总质量为8000kg，若轮胎与地面的总接触面积为，则它对地面的压强是多少Pa？
（2）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
（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？
【拓展2】（2024·河北邯郸·一模）如图所示是一款无人驾驶巴士，其空车质量为,静止时轮胎与地面接触的总面积为，车满载并以的速度匀速直线行驶时，发动机的输出功率为。求：（取）
（1）该车空载静止在水平路面上时，对路面的压强；
（2）以的速度满载匀速直线行驶了，测该车做的功；
（3）若该车用效率为30%的汽油机提供动力，且以的速度满载匀速直线行驶了,则需消耗汽油的质量。
1．（2024·山东菏泽·二模）如图甲是某新型太阳能汽车，其动力完全由装在车顶的电池板收集的太阳能提供。已知汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，在水平路面上做直线运动的v-t图像如图乙所示，汽车在20s内发动机的功率相同。（已知g=10N/kg，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）若汽车匀速行驶中所受阻力大小为车重的0.02倍，求汽车在10~20s内牵引力做的功；
（2）若汽车吸收的太阳能转化为机械能的效率为20%，汽车匀速行驶20s做的功需要的太阳能由汽油提供，不考虑能量损失，则需要汽油的质量为多少千克（用科学记数法表示，保留一位小数）。
2．（23-24九年级下·辽宁营口·期中）某汽车质量为1.8t，静止时在水平地面上轮胎与地面的总接触面积为；若保持发动机的输出功率恒定20kW，以72km/h的速度沿平直公路匀速行驶。（汽油的热值为，g取）。求：
（1）该车行驶36km所需要的时间；
（2）该车静止在水平地面上时对地面的压强；
（3）该车匀速行驶时的阻力；
（4）若汽油完全燃烧释放的内能转化为车的机械能的效率为25%，求该车行驶100km消耗汽油的质量。（计算结果小数点后保留一位）
3．（2024·江苏南通·一模）如图所示，摩托艇加满燃油时，人和摩托艇总质量为500kg。加满一次燃油能使摩托艇以最大速度匀速航行2h，其航程为180km。最大速度匀速航行时，摩托艇受到的阻力为总重的。已知摩托艇发动机的效率为36%，q燃油=5.0×107J/kg，g=10N/kg。求：
（1）摩托艇匀速航行的最大速度v；
（2）摩托艇匀速航行180km克服阻力做的功W；
（3）油箱内所加燃油的最大质量m。
4．（2024·河南新乡·二模）春节期间，各地社火表演风行，表现形式多样有趣，不仅寓意着老百姓祈求风调雨顺、 五谷丰登、国泰民安的美好愿景，还承载着传承历史文化、弘扬民族精神等重要功能， 是国家非物质文化遗产代表性项目。如图是社火中的“抬阁”表演，底部是一辆可遥 控的电动小车，车上固定有支架，小车和支架总质量为100kg，支架上三位小演员总质 量为75kg， 小车的轮子与地面的总接触面积为100cm ， 小车匀速行驶时，受到地面的摩 擦力为总重的，从集合地点到表演场地距离为1km，耗时15min，小车消耗电能2.5×10J，g取10N/kg，求：
（1）小车从集合地点到表演场地匀速行驶的速度；
（2）小车到达表演场地静止于水平地面时，对地面的压强；
（3）小车匀速行驶1km，牵引力做的功；
（4）电动小车的效率。
5．（2024九上·大渡口月考）小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，测试过程中消耗8kg燃料，所用燃料的热值为，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求：
（1）测试过程中燃料完全燃烧时，放出的总热量是多少；
（2）测试过程中牵引力做的功；
（3）在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少。
6．（2025九上·桂林期末）小桂同学在拟定《个人低碳行动指南》时，想起家里用增程式电动汽车取代了原来的燃油动力汽车，以响应国家号召，为绿色出行做贡献。经查阅资料，图甲和乙分别为增程式电动汽车的结构图和工作原理图。电动汽车在电池电量充足时，启动“纯电模式”，蓄电池通过点去系统的电动机，将电能转化为机械功，驱动转动装置，输出动力。当电动汽车在电池电量较低时，处于亏电状态，为保护电池寿命，将会强制保电，不再减少电量，此时启动“增程模式”。增程器通过燃烧燃油发电，给蓄电池充电。补充的电能再太阳通过电动机，驱动转动装置，输出动力。增程器也因此被网友称为“燃油充电宝”。小桂发现，蓄电池电池容量为40kW·h，电动汽车以“纯电模式”在平直路段进行测试，匀速行驶10km，受到的阻力为600N，蓄电池储存的能量从45%减少至40%。
求：（1）测试过程中电动汽车牵引力所做的功是多少焦耳？
（2）测试过程中电动汽车消耗的电能是多少千瓦时？
（3）当蓄电池的电量降至20%时，将启动“增程模式”工作，增程系统综合效率η1为40%。小桂的爸爸要从桂林市区，途径阳朔西街，然后送货到兴坪古镇，每天充满电后往返里程约200公里，请结合表中相关数据，计算出将燃油汽车换成动力相当的增程式电动汽车后（按30天）节省多少元？
燃油汽车效率 30% 汽油的热值 汽油的热值为3.6×107J/L
汽油价格 8.7元/L 电费 0.8元/kW h
7．（2025九下·中山开学考）阅读材料，回答问题。
图1是某款油电混合动力汽车，同时装备两种动力来源——热动力源(内燃机)与电动力源(电池与电动机)。混合动力汽车主要由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机，也可以充当发电机，汽车启动时内燃机不工作，由蓄电池为电动机供电提供动力，当汽车需要高速行驶或电池电量过低时，改由内燃机工作，为汽车提供动力，同时能通过电机给蓄电池充电。
（1）油电混合动力汽车高速行驶时动力系统没有用到图 3 中哪幅图蕴含的物理知识？　 　(填字母)。
（2）如图 2 所示是四缸汽油机一个汽缸工作循环的四个冲程，工作循环的顺序是　 　，其中涉及能量转化 的有　 　，如该内燃机飞轮转动速度为 3600r/min ，则每秒完成做功　 　次。
（3）如果测试员驾驶该汽车时是完全由汽油机提供动力，汽车与驾驶员的总质量为 4000kg ，汽车在平直公 路上以 90km/h的速度匀速直线行驶了1h ， 消耗汽油 10L ，汽车所受的阻力是总重力的 0.2倍。则：完全燃烧 10L汽油放出的热量为 　 　J；汽车的牵引力为 　 　 N。(q汽油=4.6×107J/kg，P汽油=0.8×103kg/m3，g=10N/kg)
8．（2023八上·盐田期末）阅读短文，回答问题。
神秘的“铁棒”
青藏铁路是目前世界上海拔最高、里程最长的高原铁路。当你来到青藏高原时，一定会在铁路旁发现一个特别的现象，那就是路基两旁时不时会闪过一排排齐刷刷插入地底的“铁棒”。
这些“铁棒”的名字叫做热棒，它是用来给冻土降温的。所谓冻土，就是指温度低于0℃时水分冻结的土壤或疏松岩石。一碗水全成了冰，这些冰的体积要大于原来液态时的水，青藏高原的冻土在夏季会松动而冬季又重新冻成固态变得坚硬，体积也膨胀起来，这冬夏之间的变化对于铁路来说是致命的，反复冻融容易造成土层结构破坏、地基承载力降低、边坡失稳等不良结果。
一根热棒的长度有7m，我们在可可西里路段看到的热棒有5m都插在冻土里，露出地面的两米热棒上面焊接着一层层散热片，热棒的中心是空的，里面有大量的氨气，氨这种物质极易汽化、液化。冬天，地下温度高于空气温度，热棒底端的液态氨汽化成为气体，从地下吸收大量的热。汽化生成的氨气上升到热棒的顶端，因为空气温度低，这些氨气液化成为液态，同时向空气中放热。在重力的作用下，液态氨又流回到热棒底端，再次吸热汽化，这样循环往复，就把热从地下传输到空气中。到了夏天，空气温度高，地下温度低，热棒下端的液态氨不会汽化，热棒停止工作。热棒具有单向导热性，将热从地下传输到地上，保持了冻土层的低温状态，从而确保地基的稳定性。
（1）夏天冻土消融时体积会 　 　（选填“变大”或“变小”），冬天重新变回冻土时体积又会 　 　（选填“变大”或“变小”）。
（2）冬天，热棒地下一端的氨 　 　气体（填物态变化名称），　 　热量；这引起氨气沿热棒上升到空气一端，因为空气温度　 　地下温度，氨气液化成为液体，放出热量。
（3）小明想乘车从拉萨到格尔木，并欲欣赏沿途的风景，你建议他购买下面哪次列车？　 　。如果没有热棒，会对铁路造成 　 　（写一条即可）影响。
9．（2023九上·天河期末）小明看到一则新闻(材料一)，若该汽车行驶过程中牵引力保持 1400N不变，q氢=1.4×108]/kg，求，
材料一
氢能源汽车明年1月开跑
跨时代核心科技——氢燃料发动机，采用全新绿色氢能源，真正实现零排放!
加满5kg氢可跑400公里！
材料二
内燃机种类 效率范围
汽油机 20%-30%
柴油机 30%-45%
氢燃料发动机 35%-50%
（1）5kg氢完全燃烧放出的热量.
（2）该汽车行驶 400km牵引力所做的功.
（3）该汽车氢燃料发动机的效率.
（4）小明再查阅了大量资料，总结各种内燃机的效率范围如材料二，据此判断，(3)中算出的效率是否符合材料二 　 　 (选填“是”“否”).
10．（2023九上·西安期中）某款油电混动汽车，某次测试中测试员驾驶该车以72km/h的速度匀速直线行驶0.5h。测试中，汽油机既向车轮提供动力，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过力电机向车轮输送。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）在给汽车蓄电池充电时，该电池相当于电路中的 　 　（选填“电源”或“用电器”）；
（2）测试中汽车受到的阻力为1000N，求牵引力做的功及功率；
（3）测试中驱动汽车所需能量的65%直接来自汽油燃烧；汽油燃烧放出热量的40%用于汽行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量为1.34×107J，求该次测试消耗的汽油质量。
1．（2024九上·衡阳月考）小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求：
（1）汽车以50km/h速度匀速行驶时的牵引力；
（2）测试过程中牵引力做的功；
（3）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？
（4）在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少？
2．（2024九上·兴宁期末）如图所示，这是氢发动机汽车，其发动机与常规燃油汽车发动机相同，部分参数如表。（g取）
燃料 氢气
质量 1440kg
轮胎与地面的总接触面积 0.12m2
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，牵引力为800N，行驶300s时求牵引力做的功是多少？
（3）上述问题（2）过程中，共消耗氢气0.15m3，则氢发动机的热机效率是多少？
3．（2024九上·封开月考）阅读材料，回答问题：
第五代战斗机“歼-20”
“歼-20”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼-20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率，并采用先进的光传操纵系统，可随时保证飞机与地面的联系。“歼-20”配备了大功率雷达，为解决雷达工作放热问题，采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大起飞质量为32 t，最大飞行高度达20 km，最大航行速度达800 m/s，最大油量为10 t。战斗机的速度超过音速时，由于速度太快，空气都堆积到了飞机周围，产生极大压力，即使空气温度较高时，也会使机身周围产生水雾，这种现象叫做音障。如果机身不作特殊处理，突破音障时将会被瞬间撕成碎片，所以飞机要采用密度小强度极高的材料制作。飞机航行时的功率、发动机效率与速度的关系如表所示。
速度v（m·s-1） 100 200 300 400 500
功率P/W 3×105 2.4×106 8.0×106 2.0×107 4.0×107
发动机效率 30% 33% 35% 40% 38%
（1）为解决雷达的散热问题，应采用比热容　 　（选填“大”或“小”）的液体作为冷却剂帮助散热；
（2）由表可知，飞机的发动机效率随速度增大的变化规律是　 　；
（3）飞机以500 m/s的航行速度匀速巡航时的牵引力为　 　N；
（4）飞机先以100 m/s航行速度匀速巡航30 min，发动机做功　 　J，消耗燃油放出的热量为　 　J；若又以400 m/s航行速度匀速巡航6 min，36 min内飞机共需消耗　 　kg的燃油。（燃油热值约为4.5×107 J/kg）
4．（2024·珠海模拟）阅读短文，回答问题。
隐形飞机一一第五代战斗机“歼一20”2021年8月9日，“西部 联合一2021”演习中，中方数架最先进的隐形战机“歼一20”（如图甲）亮相开幕式现场，这也是该型战机首次参与联合演习。
“歼一20”作为我国自主研制的第五代战斗机，融合了全球多种优秀战斗机的优点，具备很强的隐形性、机动性等性能。“歼一20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率。“歼-20”配备了大功率雷达，可发射电磁波对目标进行照射并接收回波，由此获得目标的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息；为解决雷达的散热问题，还采用了新一代液体冷却系统。该战机最大航行速度达2.5倍声速，最大载油量为10t，航行时所受阻力与速度的关系如下表。（已知“歼一20”发动机的效率是40%，航空燃油的热值为5×107J/kg，g取10N/kg）
0.3×104
速度v/（m·s-1） 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
战机利用测距传感器来判断离地高度，某测跑传感器的阻值R与离地高度的关系如图乙所示，图丙是离地高度的检测电路，其采用了“稳流电源”（电源输出的电流恒定），R0是定值电阻，电路中高度表续实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大。
（1）“歼一20”战机表面能　 　（选填“反射”或“吸收”）对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身；战机在起飞过程中机械能　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）下列说法中不正确的是____（填字母）
A．战机的机翼做成流线型是为了减小空气的阻力
B．为解决雷达的散热问题，应采用比热容大的液体作为冷却剂
C．当战机在做较大幅度的瞬时滚转时，受到平衡力的作用
（3）当战机以400 m/s的速度巡航时，发动机的输出功率为　 　kW。若战机油箱中加满燃油，并且以500 m/s的速度巡航，则战机的最大航程约为 　km。（结果保留2位有效数）
（4）如图丙所示，高度表应安装在　 　（选填“1”“2”或“3”）位置，该高度表的示数刻度　 　（选填“均匀”或“不均匀”）。
5．（2024八下·汕头期中）阅读短文，回答文后问题。
热气球
如图所示，热气球是一种由球囊、吊篮和燃烧器三部分构成的飞行器，球囊用轻薄且不透气的材料制成，开口处用耐火材料制成，吊篮可以装载燃烧器、人员或物品，升空时，燃烧器加热球囊内的空气，空气受热膨胀，密度变小，到一定温度时，气球受到的空气浮力就能使气球带着吊篮一起升空，在空中，控制燃烧器的加热速度，可以调整气囊中空气的温度，从而控制气球的升降。热气球受到的空气浮力可以用阿基米德原理计算，热气球横向移动主要依靠风力，现今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。
（1）下列物体中，升空原理和热气球相同的是____。
A．孔明灯 B．火箭 C．飞机 D．风筝
（2）海拔高度越高空气密度越小，若热气球的体积变化忽略不计，则热气球上升过程中所受浮力　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）热气球匀速竖直上升过程中，其所受的合力为　 　（选填“大于零”、“等于零”或“小于零”）。从吊篮里掉出一个物体，物体掉落时相对吊篮静止，则该物体掉出后将　 　（选填“立即下落”、“先向上再下落”或“保持静止”）。
（4）热气球的球囊、燃烧器、吊篮及携带人员、物品的总重为，气球的体积为，若外界空气密度为。当热气球正好缓慢匀速上升时，忽略风力和空气阻力，则该热气球所受的浮力是　 　，球内热空气的密度是　 　。
6．（2024九上·英德期中）人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械一热机.
（1）如题图甲所示是四缸四冲程内燃机轿车，该车获得动力的原理如图乙所示，与其对应的冲程是　 　冲程，其能量转化是　 　能转化为　 　能.
（2）下列图像中，能大致反映内燃机做一次功气缸内气体的温度随时间变化的是　 　。
（3）某质量为 2t汽车匀速行驶时，受到的阻力为总重力的0.2倍，其发动机的能量流向如图丙所示，请根据给出的信息计算；完全燃烧 2kg 的汽油能够获得　 　J的能量，这些能量能让该汽车前进　 　m.(汽油的热值为 4.6×107/kg， g取 10N/kg)
（4）为节约能源，下列措施中能提高热机效率的是____。
A．尽量燃烧一些热值大的燃料 B．尽量使燃料充分燃烧
7．（2024·东莞模拟） 随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭，仔细观察和思考，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）如图1汽车的后视镜是一个凸面镜，对光有 　 　作用；
（2）小汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹，目的是 　 　；
（3）汽车上的“倒车雷达”，可发射（3）汽车上的“倒车雷达”　 　（超声波、电磁波），通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物，障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立 　 　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，这个像通过电子装置加工、调整并传递到显示屏上，如果看到显示屏中的障碍物的像变大　 　（远、近）；
（4）插电式混合动力是当前比较流行的新能源汽车动力模式如图2，当电池电量充足时，以电动模式行驶；当电池电量不足时，以燃油模式行驶，又能给电池充电，综合油耗依然比传统燃油车更低。已知该车电池能够储存电能20kW h，小王驾驶充满电的汽车沿平直公路如图丙从A地匀速行驶至B地（路面对汽车的阻力恒定不变），假设电池消耗的电能全部用来驱动汽车行驶。当行驶到C地时，电池的能量还剩余30%，随即开启燃油模式。当汽车行驶到B地时，电池能量显示为50%（忽略充电过程中的能量损失），汽油机的四个冲程如图2甲所示，其中 　 　（填字母）属于做功冲程，若该行驶模式过程中恰好消耗3L汽油，则汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率为 　 　（汽油的热值取q=4.0×107J/L）。
8．（2024·英德模拟） 重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图甲所示，其中输出电能与输入电能之比为重力储能系统的综合效率。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平，如图乙所示为某风力发电的重力储能综合项目，其中单个风力发电机组的平均发电功率为1600kW，某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为30t的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，根据相关信息，完成以下问题（g取10N／kg）。
（1）重力储能实质上是将能量以　 　能的形式储存起来；
（2）如图乙中单个风力发电机组发电1h平均产生的电能是　 　kW·h，若某电动汽车每行驶2km的路程需消耗0.4kW·h的电能，以上电能可供该电动汽车行驶的路程是　 　km；
（3）储能系统将2个30t重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是　 　J；
（4）储能系统将2个30t重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是　 　，若该重力储能系统的综合效率72％，则该系统的富余电能提升重物的效率为　 　。
9．（2024九上·江门期中）某汽车刹车时可以为蓄电池充电，简称动能回收系统。该车汽油机为四缸四冲程汽油机，如图甲所示；车速与阻力的关系如图乙所示、汽油机的部分技术规格如表所示。
汽缸数 单缸排量V 额定功率 转速 燃气气压p
4 0.5×10-3m3
2400r/min 5×106Pa
（1）下图为其中一个气缸的工作示意图，四个冲程正确的工作顺序是______；
A．B．C． D．
（2）汽车为蓄电池充电，电能转化为　 　能，这样可以增加汽车的综合里程，　 　（选填“提高”或“降低”）燃料的利用率；
（3）当飞轮转速为2400r/min时，则1s内该汽油机一个汽缸做　 　次功；若燃气对活塞每次所做的功　 　（p指燃气气压）根据表格中的技术规格，每个汽缸的额定功率为　 　W（不考虑机械能的损失）；
（4）若在某次测试中，汽车以100km/h的速度沿直线匀速行驶了15km（未向满电量的蓄电池充电），所用燃料的热值为4.5×107J/kg测试过程中消耗4kg燃料，则测试过程中汽油机的效率为　 　。
10．（2024九下·天山模拟）我国首座深远海浮式风电平台“海油观海澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
（1）风力发电机的风机叶片具有质量轻、强度高等性能，通常用密度　 　（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；当风正面垂直吹向静止的叶片时，如图甲所示，从正面看，叶片A会　 　（选填“顺”或“逆”）时针转动；从水平位置转至竖直位置的过程中，叶片A受到的重力的力臂　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）“海油观海澜号”平台总质量达。风平浪静叶片不动时，平台排开海水的体积达　 　。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图乙所示，当风速为时，风力发电机组工作输出的电能相当于　 　kg煤完全燃烧放出的热量。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。在此风速下，发电机转子转400圈，若发电机输出的电能为，叶片需要转动　 　圈。（海水密度，煤的热值）
11．（2023·西安模拟）图甲为王老师新买的即热式开水机，比起传统庞大的烧水设备这款开水机很大的一个特点就是小巧精致。不加水时机身的质量为0.65kg，选择相应功能，3～5秒即可出热水，使用起来非常方便。如图乙所示是它在某一挡位下的工作示意图，水泵使水箱内的水以恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积S＝1cm2；虚线框内是长L＝0.08m的加热区，该加热区采用纳米膜加热技术，将纳米膜加热丝缠绕在管道上，能够达到高效传热和高精度加热的效果。即热式开水机底部如图丙所示，放置在水平桌面上时对桌面的总受力面积为4cm2。
（1）纳米膜加热技术能够在冷水通过水管时，瞬间加热至指定温度，达成几秒速热的效果，是因为纳米膜的导热性 　 　（选填“好”或“差”）。
（2）如图甲所示，机身上的水瓶内装有350mL的水，则此时放置在水平桌面上的开水机对桌面的压强是多少？（忽略水瓶的重力，g＝10N/kg）
（3）若水泵使水箱内的水以v＝0.04m/s的恒定速度流过管道，纳米膜加热丝发热功率为1344W，设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，加热丝产生的热量全部被水吸收，若水的初温为20℃，求经过加热区后热水的温度是多少？（1标准大气压下）
12．（2024九上·黄山期末）氢燃料具有清洁无污染、热值大、效率高等优点，被认为是当今最理想的能源之一，氢能源公交车在全国各地也陆续投放使用，已知氢的热，某辆氢能源公交车载人后的总质量为20t，当以的速度匀速行驶时，受到的阻力为车总重的0.04倍，行驶10min消耗了0.9kg的氢，g取。求：
（1）10min内氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）该氢能源公交车行驶10min牵引力所做的功；
（3）行驶过程中该氢能源公交车的效率。（百分比后保留1位小数）
13．（2024九上·锡山期中）2022年9月5日，中国航天科技集团六院25吨末级闭式膨胀循环氢氧发动机YF-79首次整机热试车圆满成功，技术指标世界领先。如图为火箭发动机的结构，燃料液氢与助燃剂液氧在加压泵的作用下喷入燃烧室，燃烧后的高温高压燃气从底部喷管喷出，推动火箭前行。（已知氢气热值为1.4×108J/kg）
（1）火箭发动机将燃料燃烧后产生的内能转化为　 　能推动火箭上升。喷入燃烧室后的气体燃烧膨胀再从尾部高速喷出过程中，燃气的温度是不断变化的。下列能大致反应燃气温度随时间而变化的是　 　；
（2）火箭的比冲是代表火箭发动机效率的重要指标，相当于是消耗1kg的燃料产生10N推力所能持续的时间，单位为s。某时段YF-79以推力2.5×105N飞行，速度为1.08×104m/s，此时段比冲为455s，则火箭发动机的功率为　 　W，YF-79火箭发动机的热机效率为　 　。
14．（2021·陕西）暑假期间，小明和家人自驾去秦始皇兵马俑博物馆参观。
（1）全家人上车后，汽车对水平地面的压强比空载时　 　；
（2）若该车在某段水平路而上匀速行驶10min，牵引力做功4.8×107 J，此过程中牵引力的功率是多大？
（3）到达目的地，他们将车停放在露天停车场后进入博物馆参观。参观完毕准备返回时，打开车门发现车内温度特别高，无法立刻进入。回家后小明想探究太阳暴晒对车内空气温度的影响，他回想起曾经看过的一档科普电视节目做过的实验，实验测得太阳暴晒下，3~5 min车内温度就能达到40~50℃。通过回看该节目，他获取了一组有关太阳辐射和小汽车的数据：夏天正午时，某城市地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量约500 J。其中能使物体吸热升温的主要是红外辐射，其能量约占太阳辐射能量的一半。小汽车的有效吸热面积约为8 m2 ，车内空气体积约为2m3，车内空气吸热效率约为50%；
①小明根据节目所给数据，计算出了理论上一定时间内车内空气升高的温度，并通过查阅资料了解到车内空气升温受车辆散热、空气流通等诸多因素影响，综合分析得出节目实测结果是可信的。请你写出理论上1 min 车内空气升高温度的计算过程[ρ空气=1.3kg/m3，c空气=1.0×103J/（kg·℃），结果保留一位小数]；
②若汽车不可避免地在太阳暴晒下停放较长时间，请你写出一条缓解车内气温快速上升的措施： ▲
。
15．（2020九上·个旧期末）如图所示是“神舟十一号”飞船的返回舱。返回舱又称座舱，是航天员往返太空时乘坐的舱段，为密闭结构，前端有舱门。返回舱重返地球时，为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁，返回舱表面涂有防热材料。问：
（1）返回舱重返回地球时，高度不断下降，与大气摩擦隔热材料温度升高，这与热机哪个冲程的能量转换方式相似？（将答案填在答题卡横线上）
（2）已知物体所具有的重力势能 和高度的关系是 ，返回舱的总质量为 ，其中防热材料的质量为 ，比热容为 。若下落时减少的重力势能有40％转化为防热材料的内能，那么飞船在大气层中下落 后，防热材料升高的温度是多少？
（3）若在(2)的过程中，假设没有能量损失，防热材料吸收的热量由燃烧焦炭来获得，那么需要完全燃烧0.4千克的焦炭，求焦炭的热值是多少？

展开更多......

收起↑