初中物理中考复习 必刷10 热学计算-备战2020年中考物理必刷论述、计算80例（解析版）

这是一份初中物理中考复习 必刷10 热学计算-备战2020年中考物理必刷论述、计算80例（解析版），共17页。试卷主要包含了基础问答、作图和计算，，g取10N/kg等内容，欢迎下载使用。
必刷10 热学计算

求比热容
例50．（2019·青岛）基础问答、作图和计算。
（1） （2019·青岛）冰糖在热水中比在冷水中溶解得快，这是因为热水比冷水的温度高， 扩散 。
（3）（2019·青岛） 图乙是质量为 100g 的某物质温度随加热时间的变化图象，前 10min 它吸收的热量是 7.2×103J。 求该物质的比热容。

【答案】（1）快 （3）2.4×103J/（kg·℃）
【解析】（1）温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快；
（3）由图象可知温度变化了30℃，质量为0.1kg，故由公式c===2.4×103J/（kg·℃）即可求出。

求质量
例51．（2019·宜昌）近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m2，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×106J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃．（太阳能热水器的工作效率为50%）
（1）家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15℃加热到70℃，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？（液化石油气的热值为4×107J/kg）
（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用　 　将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过　 　将太阳能转化为化学能。

【答案】（1）0.9千克；（2）太阳能电池（光伏电池）；光合作用（植物）
【解析】（1）根据效率公式先求出水吸收的热量，再求出液化石油气完全燃烧放出的热量，然后利用Q＝mq求出液化石油气的质量；
（2）光电转换是指把太阳能转化为电能，比如太阳能电池可以把太阳能转化为电能；光化转换是指把太阳能转化为化学能，比如绿色植物的生长是将太阳能转化为化学能储存在体内。
解：（1）太阳能热水器接收太阳能：W太＝2.4×106J/（h•m2）×6h×3m2＝4.32×107J，
太阳能热水器的工作效率为50%，由η=×100%得，水吸收的热量：
Q吸＝η1W太＝50%×4.32×107J＝2.16×107J，
都把相同质量的水从15℃加热到70℃，则水吸收的热量相同，且家用燃气热水器的工作效率为60%，
则由η=×100%得，液化石油气完全燃烧放出的热量：Q放== =3.6×107J，
由Q放＝mq得，需要燃烧液化石油气的质量：m== =0.9kg，
所以，使用太阳能热水器可节约0.9kg液化石油气。
（2）“光电转换”是通过太阳能电池（光伏电池）把太阳能转化为电能；“光化转换”是通过植物的光合作用把太阳能转化为化学能。

求熔化热
例52．（2019·潍坊）一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用字母λ表示。在标准大气压下，用一个热效率为40%的酒精炉为热源，将50g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水，共燃烧了14g酒精，酒精的热值为3×107J/kg。求：
（1）冰熔化过程中吸收的热量；
（2）在标准大气压下，冰的熔化热λ冰。
【答案】（1）4.2×l05J（2）3.36×106J/kg
【解析】（1）利用Q放=qm求酒精完全燃烧放出的热量，再利用η＝可求冰熔化成水共吸收热量；
（2）冰熔化成水共吸收热量与冰的质量之比等于冰的熔化热。
解：（1）14g酒精完全燃烧放出的热量：Q放=qm′=3×107J/kg×0.014kg=4.2×l05J，
由η＝可得，冰熔化成水共吸收热量：Q吸=Q放×η=4.2×l05J×40%=1.68×l05J；
（2）则冰的熔化热：λ冰= == 3.36×106J/kg

求热量
例53．（2019·兰州）已知天然气的热值为3.8×107J/m2，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出多少热量?
（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，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）
【答案】（1）5.32×105J （2）45℃
【解析】解：（1）天然气放出热量：Q放气=V气q气=1.4×10-2m3×3.8×107J/m=5.32×105J
（2）水吸收热量：Q吸水=Q放气×η=5.32×105J×60%=3.192×105J
水升高温度：△t水===20℃
水的未温：t 水=t0水+△t水=25℃+20℃=45℃
求热机的效率
例54． （2019·锦州）小雨乘车到沈阳旅游时，在某处高速公路上看到如图所示的标志牌。
（1）在不违反交通规则的前提下，小雨从此处到达沈阳至少需要多长时间？
（2）若小雨乘坐的汽车实际以108km/h的速度匀速行驶，汽车发动机的功率恒定为27kW，则行驶过程中汽车发动机的牵引力是多少？若在这段行程内该车消耗了4.5L的燃油，则该车发动机的效率是多大？（q燃油＝4.0×107J/L）

【答案】（1）0.5h（2）540N，18%。
【解析】（1）标志牌上的“120”指：此路段限速120km/h，60km意思是：此处到沈阳的距离是60km；
由v＝得在不违反交通规则的前提下，小雨从此处到达沈阳的最短时间：
t＝＝＝0.5h；
（2）汽车的速度：v′＝180km/h＝m/s＝50m/s，
由P＝＝＝Fv可得汽车的牵引力：F＝＝＝540N，
由v＝得，在这段行程内该车所用时间：
t＝＝＝h＝×3600s＝1200s，
由P＝可得，发动机的牵引力所做的功：W＝Pt＝27000W×1200s＝3.24×107J，
燃油燃烧释放的热量：Q＝Vq＝4.5L×4.0×107J/L＝1.8×108J，
该车发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝18%。


1．（2019·大连）某工厂采用热效率高的卧式燃煤锅炉烧水，将4000kg水从25℃加热到75℃，该锅炉烧水的效率为70%，所用烟煤的热值约为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），试求：
（1）这些水吸收的热量是多少？
（2）烧这些水锅炉需要消耗烟煤的质量是多少？（假设烟煤完全燃烧）
【答案】（1）8.4×108J（2）40kg
【解析】（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t－t0）= 4.2×103J/（kg•℃）×4000kg×（75℃－25℃）= 8.4×108J
（2）烟煤完全燃烧放出的热量：Q放== =1.2×109J
需要消耗烟煤的质量：m== =40kg
2．（2019·铁岭）如图所示是百度在全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”，其空车质量为3000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为0.2m2．车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶时，所受到的阻力是1380N，求：（q汽油＝4.6×107J/kg，g取10N/kg）
（1）“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？
（2）该车满载时以36km/h的速度做匀速直线运动，牵引力的功率是多少？
（3）若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗多少千克汽油？

【答案】（1）1.5×105Pa（2）13800W（3）0.1千克
【解析】（1）空车的重力：G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N，因为车在水平地面上，所以对地的压力：F压＝G＝3×104N，对路面的压强：p＝＝＝1.5×105Pa；
（2）36km/h＝10m/s，因为车匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力F牵＝f＝1380 N，功率：P＝＝＝Fv＝1380N×10m/s＝13800W；
（3）以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km做的功：
W＝Fs＝1380N×1000m＝1.38×106J，
根据η＝×100%知汽油完全燃烧释放的热量：Q放＝＝＝4.6×106J，
利用Q放＝mq知，需要消耗汽油的质量：m＝＝＝0.1kg。
3．（2019·益阳）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满20℃的水后加热至70℃，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），干木材的热值q=1.2×107J/kg。
（1）水需要吸收多少热量？
（2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？
（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？
××型电热水器
额定加热功率
2400W
加热方式
电加热器
额定电压
220V
安全等级
防触电保护一类
温度设定范围
20℃～90℃
净重
20kg
容量
40L
整机外形尺寸
530mm×400mm×400mm
出厂日期
2019年5月15日
【答案】（1）8.4×106J；（2）3500s；（3）5kg
【解析】（1）已知水的体积可求得其质量，知道初末温度，由热量公式Q吸=c水m（t－t0）可以求出水吸收的热量。
（2）由P=可求得电热水器正常工作时至少需要多长时间；
（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，由η=可求得干木材燃烧放出的热量，再利用Q放=mq可求得需要多少干木材。
解：（1）水的质量： m=ρV=1.0×103kg/m3×40×10-3m3=40kg，
20℃的水加热至70℃，则水吸收的热量：
Q吸=c水m（t－t0）=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃－20℃）=8.4×106J，
（2）电热水器正常工作时至少需要消耗的电能：W=Q吸，
由P=可得，电热水器正常工作时至少需要的时间： t====3500s；
（3）根据Q吸=14%Q放可知，干木材完全燃烧放出的热量为：
Q放===6×107J；
根据Q放=mq可知，需要干木柴的质量为： m′===5kg。
4．（2019·常州）小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器，替代燃烧木柴的加热方式，小明观测到某日铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照，水温从20℃升高到60℃。已知铁皮桶的容积为50L，c水=4.2×103J/（kg·℃）， ρ水=1×103kg/m3，问：
（1）当日桶内的水吸收的热量有多大?
（2）设用燃烧木柴加热，木柴完全燃烧释放热量的28%被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约多少木柴?（q木=1.2×107J/kg）
【答案】（1）8.4×106J （2）2.5kg
【解析】本题考查了热量的计算、热值、热效率等知识点。（1）桶内的水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.0×103kg/m3×50×10-3m3×（60℃－20℃）= 8.4×106J；（2）由于木材完全燃烧放出的热量28%被水吸收，则木材完全燃烧放出的热量Q放===3×107J，可以节约的木材质量m== =2.5kg
5．（2019·通辽）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）汽车的功率为多少？
（2）燃烧了多少汽油？（计算结果保留两位小数）
【答案】（1）汽车的功率为1.2×104W（2）燃烧了0.02kg汽油
【解析】（1）已知行驶的路程，汽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，根据W＝Fs求出牵引力做的功，根据P＝求出牵引力的功率；
（2）根据η＝×100%求出消耗汽油完全燃烧释放的热量，利用Q放＝mq求出消耗汽油的质量。
解：（1）因汽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，此过程中汽车牵引力做的功：W＝Fs＝fs＝400N×1.2×103m＝4.8×105J，
汽车牵引力做的功率：P＝＝＝1.2×104W；
（2）由η＝×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量：Q放＝＝＝1×106J，
由Q放＝mq可得，消耗汽油的质量：m＝＝≈0.02kg。
6．（2019·广安）太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中质量为50kg、初温为15℃的水升高到55℃。（水的比热容c水＝4.2×103J/kg•℃）求：
（1）热水器中水吸收的热量Q；
（2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？（焦炭的热值q＝3×107J/kg，设焦炭放出的热量全部被水吸收）
【答案】（1）热水器中水吸收的热量8.4×106J；（2）需要完全燃烧0.28kg焦炭。
【解析】（1）知道水的比热、质量、初温和末温，根据Q＝cm（t－t0）进行计算水吸收的热量。
（2）知道热量和热值，根据Q放＝mq计算质量。
（1）水吸收的热量：Q＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（55℃－15℃）＝8.4×106J；
（2）改用焦炭来加热这些水，设焦炭放出的热量全部被水吸收，
则焦炭燃烧放出的热量：Q放＝Q＝8.4×106J，
根据Q放＝mq可得，需要完全燃烧焦炭的质量：m′＝＝＝0.28kg。
7．（2019·镇江）某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1=3×107J，其中η1=60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2=2×106J。设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值q=5×107J/kg。

（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电。电机发电的原理是 ，产生的电能是从汽车的 能转化而来的；
（2）求题述过程中汽车受到的阻力；
（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示。
①求汽车所消耗汽油的质量m；
②请将下列表达式填写完整：η1 E1= （用q、m 、η2和E2表示）。
【答案】（1）电磁感应 机械 （2）2000N （3）①1kg ②η2qm－E2
【解析】（1）驱动电机反转为发电机给蓄电池充电，将汽车的机械能转化为电能，它的基本原理是电磁感应；
（2）汽车牵引力为：F＝＝＝=2000N；
因为匀速行驶，所以受力平衡，阻力等于牵引力为2000N；
（3）①汽车行驶时，汽油燃烧放出的热量为mq，其中只有η2mq用来行驶和充电,根据题意，则有η2mq=E1η1+E2，即E1η1 =η2mq－E2，代入数据得60%×3×107J=40%×5×107J/kg×m−2×106J解得：m=1kg。
②η1 E1即驱动汽车前进消耗的来自于燃料的能量，燃料燃烧放出的总热量为：Q=mq ，其中的η2用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，用于充电的能量为E2，因此用于驱动汽车行驶的能量为η1 E1=η2qm－E2。
8．（2019·云南）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，若阳光照射该热水器5h，可以使量为80kg的水温度升高30℃，[c＝4.2×103J/（kg•℃），q干木柴＝1.2×107J/kg]，求：
（1）水吸收的热量。
（2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴（假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收）。
（3）该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。

【答案】（1）1.344×107J；（2）1.12千克；（3）太阳能热水器的效率约53%；太阳能取之不尽用之不竭，属于可再生能源。
【解析】（1）已知水的比热容、质量和升高的温度，利用公式Q＝cm△t得到水吸收的热量；
（2）已知水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供和干木柴的热值，利用公式m＝得到需要完全燃烧的干木柴的质量；
（3）已知太阳能热水器的受热面积、光照时间和每小时获得的热量，可以得到太阳能热水器每天获得的太阳能；水吸收的热量与太阳能之比是热水器的效率；
太阳能具有取之不尽用之不竭的特点，并且清洁、无污染。
（1）水吸收的热量为Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×80kg×30℃＝1.344×107J；
（2）已知Q放＝Q吸＝1.344×107J，
因为Q放＝mq，所以需要完全燃烧的干木柴的质量：m木＝＝＝1.12kg；
（3）每天获得的太阳能为E＝5×2×2.52×106J＝2.52×107J，
太阳能热水器的效率：η＝×100%＝×100%≈53%；
太阳能的优点是取之不尽用之不竭，属于可再生能源；清洁无污染。

9．（2019·攀枝花）攀枝花市被誉为“阳光花城”，阳光资源丰富。某同学将装有0.35kg、28℃的水的瓶子放在阳光照射的水平地面上。经过一段时间后，测得水温为38℃．已知水面距瓶底的高度为0.16m，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g取10N/kg。求：
（1）水对瓶底的压强；
（2）瓶中的水吸收的热量。
【答案】（1）1.6×103Pa（2）1.47×104J
【解析】（1）水对瓶底的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m＝1.6×103Pa；
（2）瓶中的水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.35kg×（38℃－28℃）＝1.47×104J。
10．（2019·邵阳）如图所示，一平底热水壶，其质量为0.5kg，内底面积为180cm2。有一次小军同学用该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上，测得壶中水深15cm，初温20℃。请你通过计算回答：
（1）此时水和热水壶的总质量是多少？
（2）加热前水对壶底的压强多大？
（3）在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收多少热量？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g＝10N/kg]

【答案】（1）此时水和热水壶的总质量是2kg；
（2）加热前水对壶底的压强为1.5×103Pa；
（3）在标准大气压下加热水至沸腾，水至少要吸收5.04×105J热量。
【解析】（1）已知一满壶水的体积，根据m＝ρV求其质量；然后求出总质量；
（2）根据p＝ρgh求出水对壶底的压强；
（3）1标准大气压下水的沸点是100℃，根据Q吸＝cm（t－t0）求出水吸收的热量。
解：（1）水的体积：V水＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，
根据ρ可得水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg；
则水和热水壶的总质量：m＝m壶+m水＝0.5kg+1.5kg＝2kg；
（2）水深h＝15cm＝0.15m，则壶底受到水的压强：
p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.15m＝1.5×103Pa；
（3）1标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃－20℃）＝5.04×105J；
11．（2019·聊城）2019年5月6日，聊城首批30辆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氢=4.2×107J/（kg•℃）；q氢=1.4×108J/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200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。

【答案】解：（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：
Q=mq=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J；
（2）水吸收的热量：Q吸=Q放=4.2×107J，由Q吸=cm△t得水升高温度：
△t= = =50℃；
（3）公交车所做的功：W=Q放=4.2×107J，
由P=得公交车行驶时间：t= = =300s。
答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；
（3）这些热量能让该公交车匀速行驶300s。
【解析】（1）根据Q=mq求出这些燃料完全燃烧放出的热量；
（2）根据Q吸=Q放=cm△t求水升高的温度；
（3）已知公交车做功，利用功率公式计算时间。
12．（2019·盘锦）一辆汽车为某高速公路做通车测试。汽车以120km/h的速度匀速通过60km的水平路段，消耗汽油3kg，发动机的效率是30%．求：（g取10N/kg，汽油的热值q＝4.6×107J/kg）
（1）汽车行驶时间。
（2）汽油完全燃烧释放的热量。
（3）汽车牵引力做功的功率。
【答案】（1）0.5h（2）1.38×108J（3）2.3×104W
【解析】（1）由v=可得，汽车通过这段路程所需的时间：t＝＝＝0.5h；
（2）汽油完全燃烧释放的热量：Q＝mq＝3kg×4.6×107J/kg＝1.38×108J；
（3）由η＝可得，牵引力所做的功：W＝ηQ＝30%×1.38×108J＝4.14×107J；
汽车牵引力做功的功率：P＝＝＝2.3×104W。

13．（2019·安顺）如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，每个车轮与沙滩接触的面积为500cm2，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，它的发动机功率恒为11.5kW。
（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少帕？
（2）此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛？
（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油0.6kg，求该卡丁车汽油机的效率。（q汽油＝4.6×107J/kg）

【答案】（1）3×104Pa；（2）1.15×103N；（3）25%。
【解析】（1）卡丁车满载时的重力：G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，
卡丁车满载时对地面的压力：F＝G＝6000N，
受力面积：S＝4×500cm2＝2000cm2＝0.2m2，
卡丁车满载时对地面的压强：p＝＝＝3×104Pa；
（2）卡丁车的行驶速度：v＝＝＝10m/s，
由P＝Fv得牵引力：F牵＝＝＝1.15×103N，
由于车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，则卡丁车所受的阻力：
f＝F牵＝1.15×103N；
（3）卡丁车汽油机的效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%＝25%。
答：（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为3×104Pa；
（2）此次行驶中卡丁车所受的阻力为1.15×103N；
（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油06kg，卡丁车汽油机的效率为25%。
14．（2019·抚顺）如图所示为一款雪地摩托车，空车质量为90kg。求：（燃油的热值取q＝4.0×107J/kg，g取10N/kg）
（1）雪地车载着质量为50kg的人静止在水平地面上，雪地车与地面接触的总面积为20dm2，雪地车对地面的压强是多少？
（2）雪地车以36km/h的速度在水平地面匀速直线行驶，输出功率为8kW，则雪地车所受阻力是多少？
（3）若雪地车以8kW的输出功率行驶2h，消耗了3.6kg燃油，则雪地车发动机的效率是多少？

【答案】（1）7×103Pa（2）800N（3）40%
【解析】（1）空车质量为90kg，雪地车载着质量为50kg的人静止在水平地面上，总质量m＝90kg+50kg＝140kg，
静止时对水平地面的压力：F＝G＝mg＝140kg×10N/kg＝1400N，
静止时对水平地面的压强：p＝＝＝7×103Pa；
（2）该雪地车以36km/h的速度匀速行驶：v＝36km/h＝36×m/s＝10m/s，
根据P＝＝＝Fv可得，所受阻力：f＝F牵＝＝＝800N；
（3）由P＝可得，该车以8kW的输出功率行驶2h所做的功：
W＝Pt′＝8×103W×2×3600s＝5.76×107J，
汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝3.6kg×4×107J/kg＝1.44×108J，
则雪地车发动机的效率：η＝＝＝40%。
15．（2019·青海）一辆以天燃气为燃料的公交汽车质量为16000kg，轮胎与地面的总接触面积为400cm2 。某次行驶过程中，搭载的人员及物品共2000kg，所受阻力为车总重的0.01 倍，40s内匀速直线行驶了400m ，共消耗天燃气0.025kg （天燃气完全燃烧，其热值为6.4×107J/kg）。针对此次行驶过程，求：
（1）汽车对地面的压强；
（2）汽车的功率；
（3）汽车发动机的效率。
【答案】（1）4.5×106Pa（2）1.8×104W（3）45%。
【解析】（1）汽车总质量：m总＝16000kg+2000kg＝18000kg，
总重力：G总＝m总g＝18000kg×10N/kg＝1.8×105N，
对地面的压力：F＝G总＝1.8×105N，
受力面积S＝400cm2＝0.04m2，
对地面的压强：p＝＝＝4.5×106Pa；
（2）因为汽车匀速直线行驶，
汽车的牵引力：F＝f＝0.01G总＝0.01×1.8×105N＝1800N，
牵引力做的功：W＝Fs＝1800N×400m＝7.2×105J，
牵引力做功功率：P＝＝＝1.8×104W；
（3）0.025kg天然气完全燃烧放出的热量：
Q＝mq＝0.025kg×6.4×107J/kg＝1.6×106J，
汽车发动机的效率：η＝＝×100%＝45%。
16．（2019·威海）小明家有一艘玻璃钢海钓船，底部平直，其参数如表所示（柴油热值q＝4.3×107J/kg，g＝10N/kg）。
长度
4.3m
宽度
1.55m
高度
0.6m
空船质量
300kg
最大载重
1000kg
核载人数
6人
柴油发动机最大功率
40kW
最大安全行驶速度
6m/s
（1）不出海时，空船放置在水平沙滩上，船底与沙滩的接触面积为2m2，求船对沙滩的压强。
（2）小明一家人某次出海钓鱼，人员和钓鱼装备共300kg，船匀速直线行驶4.3km，船受到的阻力为总重力的0.5倍，发动机的实际输出功率为12kW、消耗柴油1kg（假设柴油完全燃烧）。求：船行驶的速度和发动机的效率。
【答案】（1）1.5×103pa（2）30%。
【解析】解：（1）空船的重力：G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N；
船对沙滩的压力等于自身的重力：F＝G＝3000N；
船对沙滩的压强：p＝＝＝1.5×103Pa；
（2）①人员和钓鱼装备及船的总质量为：m＝300kg+300kg＝600kg；
船受到的阻力为总重力的0.5倍，船匀速直线行驶，根据二力平衡：
f＝F1＝0.5G总＝0.5×600kg×10N/kg＝3000N，
P＝＝＝Fv，v＝＝＝4m/s；
做的有用功：W有＝F1s＝3000N×4300m＝1.29×107J；
消耗柴油1kg释放的能量：Q＝mq＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J；
发动机的效率：η＝＝＝30%。
17．（2019·营口）我国05两栖主战坦克是世界上水上速度最快、最先进的两栖突击车，该坦克质量达3×104kg，发动机的最大功率是7.2×105W。（柴油的热值取4.0×107J/kg，g＝10N/kg）求：
（1）若该坦克静止在水平地面上时对地面的压强是6×104Pa，则履带与地面的接触面积是多少？
（2）某次执行任务时，该坦克在平直公路上以最大功率匀速行驶3000m用时300s，则行驶过程中发动机的牵引力是多少？
（3）在上述行驶过程中共消耗15kg柴油，则发动机的效率是多少？
【答案】（1）5m2（2）7.2×104N（3）36%。
【解析】解：（1）坦克对地面的压力：F压＝G＝mg＝3×104kg×10N/kg＝3×105N，
由p＝得坦克与地面的接触面积：S＝ ＝= 5m2；
（2）坦克匀速行驶速度：v= ==10m/s，
由P＝ ＝= Fv可得牵引力：F＝ ＝=7.2×104N；
（3）在上述行驶过程中坦克做的有用功：W＝Pt＝7.2×105W×300s＝2.16×108J，
柴油完全燃烧发出的热量：Q放＝m油q＝15kg×4.0×107J/kg＝6×108J，
发动机的效率：η＝ ＝＝36%。
答：（1）履带与地面的接触面积是5m2；
（2）行驶过程中发动机的牵引力是7.2×104N；
（3）在上述行驶过程中共消耗15kg柴油，则发动机的效率是36%。
18．（2019·辽阳）如图是新概念卵形汽车Pivo，车与人的总质量为800kg，静止在水平地面上时，对水平地面的压强为8×104Pa，最高时速可达180km/h。求：
（1）该车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是多大？
（2）若该车以最高时速沿平直公路进行测试，匀速前进时的阻力是人车总重的0.2倍，则此时该车牵引力的功率为多少？
（3）在测试中，该车以最高时速在平直公路上匀速前进23km所消耗的电能与完全燃烧1kg汽油所释放的能量相同，则该车的效率为多少？（q汽油＝4.6×107J/kg，g取10N/kg）

【答案】（1）0.1m2；（2）8×104W（3）80%
【解析】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力：
F压＝G＝mg＝800kg×10N/kg＝8000N，
由p＝可得，汽车与地面的总接触面积：S＝＝＝0.1m2；
（2）因汽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，汽车受到的牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2×8000N＝1600N，
汽车行驶的速度：v＝180km/h＝50m/s，
则此时该车牵引力的功率：P＝＝＝Fv＝1600N×50m/s＝8×104W；
（3）该车以最高时速在平直公路上匀速前进23km时，牵引力做的功：
W＝Fs＝1600N×23×103m＝3.68×107J，
消耗的电能：W电＝Q放＝m′q汽油＝1kg×4.6×107J/kg＝4.6×107J，
则该车的效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
19．（2019·扬州）阅读短文，回答问题。
水陆两栖飞机“鲲龙”AG600
2018年10月20日，国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降，如图所示。AG600装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机，是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机，既能在陆地上起降，又能在水面上起降，是一艘会飞的船。

飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的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，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与获得的机械能之比。
飞机的部分参数如下表所示：
WJ6发动机数量
4台
最大起飞质量
53.5t
最大巡航速度
500km／h
发动机巡航推力
4.6×104N
发动机的热效率
40％
发动机的推进效率
……
（1）“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，重力势能＿＿＿＿，动能＿＿＿＿。
（2）机翼外形做成了上凸下平的流线型是利用了＿＿＿＿的原理，从而产生较大的升力。
（3）AG600以最大速度满载巡航2h，消耗燃油5000kg，燃油完全燃烧获得的内能是＿＿＿＿J，此过程中发动机的推进效率为＿＿＿＿。（燃油的热值为q=4.6×107J／kg）
（4）观看“鲲龙”AG600在水面上起降后，小明发现“鲲龙”AG600与普通飞机不同，机身下部制成“V”形，除了能减小阻力外，这样设计的目的还有＿＿＿＿＿＿＿＿。
【答案】（1）减小；减小；（2）流体流速越大，压强越小；（3）2.3×1011；50%；（4）增大浮力。（答案合理即可）
【解析】降落过程中高度降低，速度减小，则重力势能及动能均减小；机翼外形做成了上凸下平的流线型是利用了流体流速越大，压强越小的原理；
Q放＝mq=5000kg×4.6×107J／kg=2.3×1011J
s=vt=500km/h×2h=1000km=1×106m，W=Fs=4.6×104N×1×106m=4.6×1010J
η＝＝=50%；下部制成“V”形，增大体积，由此增大排水体积，从而增大浮力。