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【名师导航】备考2026中考物理新课标一轮培优精讲学案（全国通用版）
第二十六讲 力热知识体系重点综合计算
讲义目录
考情分析........................................................................................................1 思维导图.........................................................................................................1 夯实基础.........................................................................................................2 知识清单............................................................................................................2 重要考点例题解析及变式练............................................................................2 考点 力热知识体系重点综合计算..................................................................2 真题在线.........................................................................................................7
课标要求
能将力学热学规律综合应用，解决综合计算问题，是学生综合素养能力提升的重要举措，是中考命题核心考查方向。
考点分布 考查频率 命题趋势
力热知识体系重点 综合计算 ★★ 各省中考物理命题，力热综合计算类试题经常出现，体现了考查学生综合素养能力的力度。综合计算能力题出现，分值8分以内。这类问题属于压轴题，是中考重点，希望复习时要掌握方法和解题思路。预测2026年多省市仍然会出现这类问题。
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
力热综合计算问题答题技巧
1.理解记忆力学热学常用公式，做到熟练计算。一般涉及下列公式
（1）速度公式：v=
（2）密度公式：
（3）重力公式：G=mg
（4）固体液体压强公式：P=F/S P=ρgh
（5）功的计算公式：W=Fs
（6）功率的计算公式：
（7）燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q放=mq。
（8）热机的效率，其公式为：η=。
2. 解决力热综合计算类问题的关键
记忆理解好发动机效率公式：η=W/ Q放×100%
这个公式把力学量和热学量有机联系在一起，会灵活运用这个公式就是起到一个桥梁的作用。
比如：燃料完全燃烧后产生的热量有30%用于出租车牵引力做功，这句话也是一个热学量与力学量联系的具体体现。
【重要考点解题指南与例题解析及变式练】
考点 力热知识体系重点综合计算
【例题】 （2025黑龙江齐齐哈尔）如图，我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务，为我国海军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时，舰艇底最低点到水面的竖直距离为。若某段航行过程中，该舰艇在平静的海面上平稳的匀速直线航行了，发动机做的有用功为。已知：海水的密度，该舰艇所用燃料的热值。求：
（1）该舰艇在平静的海面上静止时，海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa？
（2）该段航行过程中，发动机提供的前进的动力是多少N？
（3）若该舰艇发动机的效率为，则该段航行过程中，消耗燃料的质量是多少？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）海水对舰艇底最低点的压强
（2）该段航行过程中，发动机提供的前进的动力
（3）该段航行燃料完全燃烧放出的热量
则消耗燃料的质量
【变式练1】（2025·湖南二模）如图所示是一台手扶双轮压路机，质量为550kg，水箱容积为15L。在一次压路作业中，以0.2m/s的速度在水平路面上匀速行驶10min，行驶过程中受到的平均阻力是总重的0.4倍。求：（g取10N/kg，柴油的热值取4×107J/kg）
（1）压路机在这次压路作业中运动的距离是多少？
（2）压路机静止在水平路面上时，与地面的接触面积为0.02m2，该压路机对路面的压强是多少？
（3）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？
（4）若发动机效率为30%，这次作业要消耗多少千克柴油？
（5）水箱装满水是为了降低发动机的温度，确保发动机正常工作，当满水箱的水从20℃上升到80℃可以吸收多少热量？水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。
【变式练2】（2025哈尔滨一模）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。
【变式练3】（2025齐齐哈尔市二模）如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢4kg，最大起飞质量可达。已知飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为；在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为。已知氢的热值为。求：
（1）发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？
（2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？
（3）飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？
【变式练4】（2025四川攀枝花模拟预测）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
1. （2025四川广安）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求：
（1）汽车通过隧道的平均速度；
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量；
（3）汽车通过隧道发动机的效率。
2. （2025山东威海）小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg）
（1）水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？
（2）在海拔约5000m米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，]
3. （2024陕西）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”
同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为]
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失）
（1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热原因之一是：藏区海拔高，大气压强________（选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢；
（2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60％，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？
（3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数）
4. （2024山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
5. （2024湖南二模）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）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
6. （2025湖北孝感一模）2023年5月28日上午，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919，如图甲，历时2h从上海到北京，开启了首次商业载客飞行。
（1）已知上海到北京航程为1178km，求C919由上海飞往北京的平均速度；
（2） C919在高空水平定速巡航时，若受到的阻力为，飞机发动机的效率为25%，则飞行4km需要消耗多少升汽油？已知汽油密度为，汽油热值为：
（3） 如图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型。图中机翼的下表面可视为平面，面积为。飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时，机轮与地面的总接触面积为，飞机对地面的压强为p。飞机总重为G，近似地认为飞机受到的升力来自于飞机双侧机翼。请推导出飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差（用字母表示）。
7. （2023·广东深圳）如图所示是我国“63A”型两栖坦克，坦克上安装有激光距仪、弹道计算机和传感器等先进装备。坦克发动机最大功率为420kW，满载时重力是2.2×105N，在野外的最高车速是60km/h，在水中最大速度是14km/h。请完成下列问题：（已知ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）坦克满载在水中行进时，排开水的体积是多少？
（2）坦克履带与地面的接触总面积是4m2、满载时对水平地面的压强多大？
（3）在某场演习中，“63A”以最大功率和最大速度在水中行驶10min，该坦克发动机的效率是40%，在此次演习中燃烧柴油放出的热量是多少？
8.小军同学周末和家人驾驶越野汽车去郊游，车和人的总质量为2.4t，他们先在一段可近似看成水平直线的柏油路上匀速行驶50km，用时50min，消耗汽油5kg。假设此过程汽车所受阻力恒为车和人总重的0.1倍。然后他们又以相同功率，继续在一段可近似看成水直线的沙土路上，以25km/h的速度匀速行驶12min后到达目的地。已知汽油的热值为。求：
（1）汽车在柏油路上匀速行驶时速度的大小；
（2）汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率；
（3）汽车在沙土路上匀速行驶时受到阻力的大小。
9. 为改善城市空气质量，很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车，车内水箱底部出水口面积为50cm2。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，柴油的热值取4.0×107J/kg）求：
（1）洒水前水箱中水深1m，出水口所受压力；
（2）洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动，发动机的功率为80kW，此时雾炮车受到的阻力；
（3）雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min，若柴油机效率为40%，需要消耗柴油的质量。
10．如图是辽宁号航空母舰的图片，它以重油（原油提出汽油、柴油后剩余的重质油）为燃料，总功率，最高航速约54km/h。（g取 10N/kg，，重油的热值为）求：
（1）水面下 15m处，海水产生的压强是多少
（2）如果航母的总功率全部用来提供它向前运动，当航母以54km/h的速度航行时，牵引力是多大
（3）若航母发动机的效率为25%，当它以最高航速匀速航行1000km，至少需要燃烧多少千克的重油
11．如图为某品牌微型电动汽车，该车的空载质量为1.2t，最多载重4人，车轮与地面的总接触面积为1000cm2，发动机的最大输出功率为20kW。g取10N/kg。求：
（1）该车载重4人（每人按60kg计算）时，静止在水平路面上时对路面的压强；
（2）该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km，用时15min，在此过程中汽车受到的阻力；
（3）若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供，燃油汽车的效率为25%，需要消耗多少千克的燃油？已知q油=4.5×107J/kg。中小学教育资源及组卷应用平台
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第二十六讲 力热知识体系重点综合计算
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考情分析........................................................................................................1 思维导图.........................................................................................................1 夯实基础.........................................................................................................2 知识清单............................................................................................................2 重要考点例题解析及变式练............................................................................2 考点 力热知识体系重点综合计算..................................................................2 真题在线.........................................................................................................7
课标要求
能将力学热学规律综合应用，解决综合计算问题，是学生综合素养能力提升的重要举措，是中考命题核心考查方向。
考点分布 考查频率 命题趋势
力热知识体系重点 综合计算 ★★ 各省中考物理命题，力热综合计算类试题经常出现，体现了考查学生综合素养能力的力度。综合计算能力题出现，分值8分以内。这类问题属于压轴题，是中考重点，希望复习时要掌握方法和解题思路。预测2026年多省市仍然会出现这类问题。
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
力热综合计算问题答题技巧
1.理解记忆力学热学常用公式，做到熟练计算。一般涉及下列公式
（1）速度公式：v=
（2）密度公式：
（3）重力公式：G=mg
（4）固体液体压强公式：P=F/S P=ρgh
（5）功的计算公式：W=Fs
（6）功率的计算公式：
（7）燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q放=mq。
（8）热机的效率，其公式为：η=。
2. 解决力热综合计算类问题的关键
记忆理解好发动机效率公式：η=W/ Q放×100%
这个公式把力学量和热学量有机联系在一起，会灵活运用这个公式就是起到一个桥梁的作用。
比如：燃料完全燃烧后产生的热量有30%用于出租车牵引力做功，这句话也是一个热学量与力学量联系的具体体现。
【重要考点解题指南与例题解析及变式练】
考点 力热知识体系重点综合计算
【例题】 （2025黑龙江齐齐哈尔）如图，我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务，为我国海军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时，舰艇底最低点到水面的竖直距离为。若某段航行过程中，该舰艇在平静的海面上平稳的匀速直线航行了，发动机做的有用功为。已知：海水的密度，该舰艇所用燃料的热值。求：
（1）该舰艇在平静的海面上静止时，海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa？
（2）该段航行过程中，发动机提供的前进的动力是多少N？
（3）若该舰艇发动机的效率为，则该段航行过程中，消耗燃料的质量是多少？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）海水对舰艇底最低点的压强
（2）该段航行过程中，发动机提供的前进的动力
（3）该段航行燃料完全燃烧放出的热量
则消耗燃料的质量
【变式练1】（2025·湖南二模）如图所示是一台手扶双轮压路机，质量为550kg，水箱容积为15L。在一次压路作业中，以0.2m/s的速度在水平路面上匀速行驶10min，行驶过程中受到的平均阻力是总重的0.4倍。求：（g取10N/kg，柴油的热值取4×107J/kg）
（1）压路机在这次压路作业中运动的距离是多少？
（2）压路机静止在水平路面上时，与地面的接触面积为0.02m2，该压路机对路面的压强是多少？
（3）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？
（4）若发动机效率为30%，这次作业要消耗多少千克柴油？
（5）水箱装满水是为了降低发动机的温度，确保发动机正常工作，当满水箱的水从20℃上升到80℃可以吸收多少热量？水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。
【答案】（1）120m；（2）2.825×105Pa；（3）2.712×105J；（4）0.0226千克；（5）3.78×106J
【详解】（1）压路机运动的距离是s=vt=0.2m/s×10×60s=120m
（2）水箱中水的质量
m水=ρV=1g/cm3×15×103cm=15000g=15kg
则水箱中水的重力G水=m水g=15kg×10N/kg=150N
压路机的重力为G压路机=m压路机g=550kg×10N/kg=5500N
压路机静止时对水平地面的压力等于自身的重力加上水的重力
F=G压路机+G水=5500N+150N=5650N
该压路机对水平地面的压强
（3）压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，即
F牵=f=0.4G总=0.4×5650N=2260N
压路机做的功W=F牵s=2260N×120m=2.712×105J
（4）柴油完全燃烧释放的热量
由Q放=mq可得，消耗柴油的质量
（5）水吸收的热量 Q=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×15kg×(80℃-20℃)=3.78×106J
答：（1）压路机在这次压路作业中运动的距离是120m；
（2）该压路机对路面的压强是2.825×105Pa；
（3）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是2.712×105J；
（4）若发动机效率为30%，这次作业要消耗0.0226千克柴油；
（5）当满水箱的水从20℃上升到80℃可以吸收的热量是3.78×106J。
【变式练2】（2025哈尔滨一模）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
【变式练3】（2025齐齐哈尔市二模）如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢4kg，最大起飞质量可达。已知飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为；在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为。已知氢的热值为。求：
（1）发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？
（2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？
（3）飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）飞机静止在水平地面上时的压力
飞机静止时对水平地面的压强
（2）氢完全燃烧放出的热量
（3）由可得，飞机匀速巡航的路程
牵引力做的功
答：（1）达到最大起飞质量时对地面的压强为6×104Pa；
（2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为5.6×108J；
（3）前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为1.8×108J。
【变式练4】（2025四川攀枝花模拟预测）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%。
1. （2025四川广安）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求：
（1）汽车通过隧道的平均速度；
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量；
（3）汽车通过隧道发动机的效率。
【答案】（1）20m/s （2） （3）30%
【解析】（1）汽车通过隧道的平均速度
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量
（3）汽车通过隧道牵引力做的有用功
汽车通过隧道发动机的效率
2. （2025山东威海）小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg）
（1）水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？
（2）在海拔约5000m米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，]
【答案】（1）4200N， 7×10 Pa （2）8.4×105J， 0.056kg
【解析】（1）摩托车对地面的压力F=G=m总g=420kg×10N/kg=4200N
摩托车对地面的压强
（2）水吸收热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(83℃-3℃)=8.4×105J
燃气释放热量
燃气质量
3. （2024陕西）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”
同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为]
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失）
（1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热原因之一是：藏区海拔高，大气压强________（选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢；
（2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60％，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？
（3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数）
【答案】（1）小 （2）7.2×1011J 1.3×104m3 （3）见解析
【解析】（1）因为大气压强随海拔高度的增加而减小，所以藏区海拔高，大气压强小。
（2）集热板接收的太阳辐射能量
W=Pt=3×106J/(m2 h)×4×104m2×10h=1.2×1012J
由 可得，集热板中的水获得的内能
Q吸 =ηW=60%×1.2×1012J=7.2×1011J
通过蓄水箱对用户全天持续供暖后剩余
Q吸剩 =7.2×1011J-1.74×1011J=5.46×1011J
由Q吸 =cmΔt可得，蓄水箱内水质量
由 可得，蓄水箱的容积
（3）蓄水箱储存的内能
Q'吸 =cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×1.3×107kg×(48℃-40℃)=4.368×1011J
3天需要的热量
Q'放 =3×1.74×1011J=5.22×1011J
因为Q'放＞Q'吸，所以蓄水箱储存的内不能为县城用户按标准持续供暖3天。
4. （2024山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40%
【解析】（1）汽车的平均速度
（2）全程消耗汽油的体积为
V=25L=0.025m3
汽油的质量为
m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg
汽油完全燃烧放出的热量
Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J
（3）汽车全程所做有用功为
W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J
则汽车发动机的效率
答：（1）汽车的平均速度为90km/h；
（2）汽汽油完全燃烧放出的热量为9×108J；
（3）汽车发动机的效率为40%。
5. （2024湖南二模）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）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【答案】（1）56km/h；（2）2.8×107J；（3）50%
【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
6. （2025湖北孝感一模）2023年5月28日上午，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919，如图甲，历时2h从上海到北京，开启了首次商业载客飞行。
（1）已知上海到北京航程为1178km，求C919由上海飞往北京的平均速度；
（2） C919在高空水平定速巡航时，若受到的阻力为，飞机发动机的效率为25%，则飞行4km需要消耗多少升汽油？已知汽油密度为，汽油热值为：
（3） 如图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型。图中机翼的下表面可视为平面，面积为。飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时，机轮与地面的总接触面积为，飞机对地面的压强为p。飞机总重为G，近似地认为飞机受到的升力来自于飞机双侧机翼。请推导出飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差（用字母表示）。
【答案】（1）；（2）50L；（3）
【解析】（1）C919由上海飞往北京的平均速度
（2）C919在高空水平定速巡航时，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，为，飞机牵引力做的功
汽油燃烧产生的热量
飞行4km需要消耗的汽油质量
飞行4km需要消耗的汽油的体积
（3）飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时，机轮与地面的总接触面积为，飞机对地面的压强为p，此时飞机对地面的压力为
飞机的重力为G，此时飞机的升力的大小为
图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型，且图中机翼的下表面可视为平面，面积为S1，则两侧机翼下表面的总面积为2S1，飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差
7. （2023·广东深圳）如图所示是我国“63A”型两栖坦克，坦克上安装有激光距仪、弹道计算机和传感器等先进装备。坦克发动机最大功率为420kW，满载时重力是2.2×105N，在野外的最高车速是60km/h，在水中最大速度是14km/h。请完成下列问题：（已知ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）坦克满载在水中行进时，排开水的体积是多少？
（2）坦克履带与地面的接触总面积是4m2、满载时对水平地面的压强多大？
（3）在某场演习中，“63A”以最大功率和最大速度在水中行驶10min，该坦克发动机的效率是40%，在此次演习中燃烧柴油放出的热量是多少？
【答案】（1）22m3；（2）5.5×104Pa；（3）6.3×108J
【详解】解：（1）坦克漂浮在水中受到的浮力
由可得，此时它排开水的体积
（2）坦克满载时静止在地面上，对地面的压力等于其重力，即
坦克满载时对水平地面的压强
（3）“63A”以最大功率和最大速度在水中行驶10min，牵引力所做的功为
该坦克发动机的效率为40%，则柴油放出的热量为
8.小军同学周末和家人驾驶越野汽车去郊游，车和人的总质量为2.4t，他们先在一段可近似看成水平直线的柏油路上匀速行驶50km，用时50min，消耗汽油5kg。假设此过程汽车所受阻力恒为车和人总重的0.1倍。然后他们又以相同功率，继续在一段可近似看成水直线的沙土路上，以25km/h的速度匀速行驶12min后到达目的地。已知汽油的热值为。求：
（1）汽车在柏油路上匀速行驶时速度的大小；
（2）汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率；
（3）汽车在沙土路上匀速行驶时受到阻力的大小。
【答案】（1）60km/h；（2）52.2%；（3）
【解析】（1）汽车在柏油路上匀速行驶时的速度
（2）由题意可知，汽车在匀速行驶过受到的阻力恒为车和人总重的0.1倍，因此阻力大小为
匀速行驶时，阻力与牵引力是一对平衡力，故
汽车行驶时，发动机做功
该过程中消耗了汽油5kg，汽油完全燃烧放出的热量为
汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率
（3）汽车在柏油路上行驶时发动机的功率为
由题意可知，汽车在沙土路上行驶的功率与柏油路相同，匀速行驶时汽车受到的阻力与牵引椅是一对平衡力，大小相等，则由
可知
9. 为改善城市空气质量，很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车，车内水箱底部出水口面积为50cm2。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，柴油的热值取4.0×107J/kg）求：
（1）洒水前水箱中水深1m，出水口所受压力；
（2）洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动，发动机的功率为80kW，此时雾炮车受到的阻力；
（3）雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min，若柴油机效率为40%，需要消耗柴油的质量。
【答案】（1）50N；（2）8000N；（3）6kg
【解析】（1）出水口面积为
压强为
则受到的压力为
（2）发动机的功率为80kW=80000W
牵引力为
汽车做匀速直线运动，受到的阻力等于牵引力为8000N。
（3）行驶的时间为20min=1200s
发动机做功为
W=Pt=80000W×1200s=9.6×107J
则柴油产生的热量为
需要柴油的质量为
10．如图是辽宁号航空母舰的图片，它以重油（原油提出汽油、柴油后剩余的重质油）为燃料，总功率，最高航速约54km/h。（g取 10N/kg，，重油的热值为）求：
（1）水面下 15m处，海水产生的压强是多少
（2）如果航母的总功率全部用来提供它向前运动，当航母以54km/h的速度航行时，牵引力是多大
（3）若航母发动机的效率为25%，当它以最高航速匀速航行1000km，至少需要燃烧多少千克的重油
【答案】（1）水面下 15m处，海水产生的压强。
答：水面下 15m处，海水产生的压强是。
（2）当航母以54km/h的速度航行时，牵引力是
。
答：当航母以54km/h的速度航行时，牵引力是。
（3）当它以最高航速匀速航行1000km，
航母做的有用功；
若航母发动机做的总功；
需要燃料的质量。
答：若航母发动机的效率为25%，当它以最高航速匀速航行1000km，至少需要燃烧1000kg的重油。
11．如图为某品牌微型电动汽车，该车的空载质量为1.2t，最多载重4人，车轮与地面的总接触面积为1000cm2，发动机的最大输出功率为20kW。g取10N/kg。求：
（1）该车载重4人（每人按60kg计算）时，静止在水平路面上时对路面的压强；
（2）该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km，用时15min，在此过程中汽车受到的阻力；
（3）若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供，燃油汽车的效率为25%，需要消耗多少千克的燃油？已知q油=4.5×107J/kg。
【答案】（1）1.44×105pa；（2）103N；（3）1.6kg
【解析】（1）该车载重4人（每人按60kg计算）时，静止在水平路面上时对路面的的压力
对水平路面的压强
（2）该车行驶的速度
因该车水平匀速直线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，由可得该车受到的阻力
（3）该车发动机做的功
燃油完全燃烧释放的热量
需要消耗燃油
答：（1）该车载重4人时，静止在水平路面上时对路面的压强为1.44×105pa；
（2）该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km，用时15min，在此过程中汽车受到的阻力为103N；
（3）若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供，燃油汽车的效率为25%，需要消耗1.6千克的燃油。
