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1、陜西省中考物理 專題八 類型二 力熱綜合題復(fù)習(xí)練習(xí)
針對訓(xùn)練
1. (xx西工大附中模擬改編)高速鐵路的廣泛應(yīng)用使人們的出行更加便捷.放假期間,銘銘與家人乘坐高鐵從西安到鄭州游玩.如圖是他們乘坐的“和諧號(hào)”高鐵列車,下表是它的部分參數(shù).(g=10 N/kg)
滿載時(shí)總質(zhì)量
1 000 t
車輪與鐵軌接觸總面積
0.8 m2
最高時(shí)速
360 km/h
(1)滿載的列車停在水平軌道上時(shí),對軌道的壓力是________N.
(2)西安至鄭州的路程為505 km.若列車以最高時(shí)速行駛,需要多少小時(shí)?列車從西安到鄭州實(shí)際運(yùn)行2小時(shí)20分,設(shè)列車在水平軌道上做勻速直線運(yùn)動(dòng),所受阻力是
2、其滿載時(shí)重力的0.01倍,此過程中牽引力的功率是多少?(結(jié)果保留一位小數(shù))
(3)“和諧號(hào)”運(yùn)行1 km耗電1.075×108 J,若這些電能全部由燃燒柴油來獲得,列車行駛1 km至少需要消耗多少千克柴油?(q柴油=4.3×107 J/kg)
第1題圖
2. (xx高新一中模擬改編)如圖所示是一款新型四輪沙灘卡丁車,滿載時(shí)總質(zhì)量為360 kg,車輪與沙灘接觸的總面積為0.2 m2.卡丁車滿載時(shí)在水平沙灘上以10 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),它的發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的實(shí)際功率為2.3×104 W.(取g=10 N/kg)
(1)沙灘卡丁車的輪胎表面凹凸不平是為了增大與地面的__
3、________.
(2)當(dāng)卡丁車滿載并靜止在水平沙灘上時(shí),車輪對沙灘的壓強(qiáng)為多少?卡丁車在此次滿載且勻速行駛過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)提供的牽引力為多少?
(3)該卡丁車以汽油為燃料,若汽油完全燃燒所放出熱量的25%轉(zhuǎn)化為卡丁車運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能,則以該速度行駛10 min 至少需要燃燒多少千克的汽油?(汽油的熱值為q汽油=4.6×107 J/kg)
第2題圖
3. 如圖所示,為風(fēng)景區(qū)山中的一段盤山公路照片.某觀光汽車,有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示,沿該盤山公路以12 m/s的速度勻速行駛,經(jīng)過20 min從山腳到達(dá)山頂;汽車上山時(shí)沿路面獲得的牽引力恒為9×103 N.(已知汽油熱值q=
4、4.6×107 J/kg,g取10 N/kg)
第3題圖
總質(zhì)量
6 000 kg
燃料
汽油
汽油完全燃燒釋放的熱量轉(zhuǎn)化為汽車牽引力做功的效率
30%
(1)盤山公路是簡單機(jī)械中的________模型;它的優(yōu)點(diǎn)是可以________(選填“省距離”或“省力”).
(2)汽車從山腳到山頂消耗了多少千克的汽油?(結(jié)果保留整數(shù))
(3)若山高為0.6 km,該斜面的機(jī)械效率是多少?(計(jì)算結(jié)果保留二位小數(shù))
4. (xx交大附中模擬)在城鄉(xiāng)建設(shè)中,推土機(jī)發(fā)揮著巨大作用.圖為某型號(hào)履帶式推土機(jī),額定功率為2.0×105 W.請回答并計(jì)算.
(
5、1)推土機(jī)安裝履帶,是為了在松軟的土地上作業(yè)時(shí)____________;當(dāng)推土機(jī)在濕滑的土地上作業(yè)時(shí),履帶上凸出的棱則起到____________的作用.
(2)當(dāng)推土機(jī)在平直場地上以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí),在1 min內(nèi)勻速前進(jìn)了120 m,求推土機(jī)受到的阻力.
(3)若推土機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%,工作一段時(shí)間消耗柴油50 L,求此過程中推土機(jī)做的功.(已知柴油的密度為0.8×103 kg/m3,熱值為4.0×107 J/kg)
第4題圖
答案
1. (1)1×107 【解析】滿載的列車停在水平軌道上時(shí),對軌道的壓力:
F=G=mg=1 000×103 kg×10 N/kg=
6、1×107 N
解:(2)由v=可得,列車以最高時(shí)速行駛從西安到鄭州需要
t==≈1.4 h
實(shí)際運(yùn)行時(shí)間t′=2 h 20 min=8 400 s
列車從西安到鄭州做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度:
v′==≈60.1 m/s
因列車勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對平衡力,所以,列車受到的牽引力:
F′=f=0.01G=0.01×1×107 N=1×105 N
此過程中牽引力的功率:
P=F′v′=1×105 N×60.1 m/s≈6.0×106 W
(3)列車行駛1 km需要完全燃燒柴油釋放的熱量:
Q=W=1.075×108 J
由Q=mq可得,所需柴油的質(zhì)
7、量:
m′===2.5 kg
2. (1)摩擦
解:(2)當(dāng)卡丁車滿載并靜止在水平沙灘上時(shí),對沙灘的壓力:F=G=mg=360 kg×10 N/kg=3 600 N
卡丁車車輪對沙灘的壓強(qiáng):p===1.8×104 Pa
由P===Fv可得,此次行駛中卡丁車的牽引力:F牽===2 300 N
(3)牽引力做的功:
W=Pt=2.3×104 W×10×60 s=1.38×107 J
由η=×100%可得,完全燃燒汽油放出的熱量:
Q放===5.52×107 J
由Q=mq可得,完全燃燒汽油的質(zhì)量:
m===1.2 kg
3. (1)斜面 省力
解:(2)已知汽車的速度v=
8、12 m/s,汽車上山時(shí)牽引力的功率:P===Fv=9×103 N×12 m/s=1.08×105 W
汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=20 min=1 200 s
根據(jù)公式P=可得牽引力所做的功:
W=Pt=1.08×105 W×1 200 s=1.296×108 J
由公式η=×100%及Q=qm可得W=ηQ=ηqm,則汽車從山腳到山頂消耗汽油的質(zhì)量: m==≈9 kg
(3)汽車的總重力:G=mg=6 000 kg×10 N/kg=6×104 N
汽車爬到頂端做的有用功:
W有用=Gh=6×104 N×600 m=3.6×107 J
由機(jī)械效率的公式可得,斜面的機(jī)械效率
η′=×10
9、0%=×100%≈27.78%
4. (1)減小壓強(qiáng) 增大摩擦 【解析】推土機(jī)安裝履帶,這是在壓力大小不能改變的情況下,通過增大受力面積來減小壓強(qiáng);履帶上凸出的棱,是在壓力大小不能改變的情況下,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的.
解:(2)當(dāng)推土機(jī)以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí),所做的功為:
W=Pt=2×105 W×60 s=1.2×107 J
因?yàn)閃=Fs,所以推土機(jī)的牽引力
F===1.0×105 N
又因?yàn)樵谄街钡膱龅厣蟿蛩偾斑M(jìn),所以阻力f=F=1.0×105 N
(3)消耗的柴油質(zhì)量
m=ρ柴油V=0.8×103 kg/m3×50×10-3 m3=40 kg
柴油放出的熱量
Q=mq柴油=40 kg×4.0×107 J/kg=1.6×109 J
因?yàn)棣牵健?00%,所以推土機(jī)做的功為:
W=Qη=1.6×109 J×40%=6.4×108 J