知识点35：力、热综合计算
2009年
31. （09·黄冈）工程载重汽车比一般汽车的轮子要多些，是为了________________________；轮胎上花纹也比较深，是为了________________________。若车身质量是8t ，轮胎能承受的最大压强为，与地面的总接触面积为0.4 ，该车最大装载质量为_________t 。已知发动机的排气量（等于活塞面积S乘以活塞移动的距离L）为3.0升，燃气对活塞的平均压强为 ，一个工作循环中，燃气对活塞做功_________ J 。
答案：减小压强 增大摩擦 20 2400
（09泰安）24．泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功。
（2）已知热机效率η＝（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？
答案：解：（1）因为专用车匀速行驶，所以牵引力F＝f＝3.0×103N……………………1分
牵引力做的功W＝Fs＝3.0×103N×5.6×103m ＝1.68×107J ………………………2分
（2）消耗燃油的质量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10－3m3＝1.2kg…………1分
燃油完全燃烧所产生的热量：Q＝mq＝1.2kg×4×107J/kg＝4.8×107J …………1分
热机效率η＝＝＝35%
1分
（09安徽）.一辆汽车以72km／h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为1.2Kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2x103N，汽油的热值q=4.6 x107J／Kg。问：
(1)汽车在这段时间内消耗的功率(即1秒时间内汽油完全燃烧放出的热量)是多少?
(2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?
(3)比较(1)和(2)的结果，你有什么发现?简要分析原因(写出两条即可)。
答案：
（09·湖北宜昌市）34．小明的爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶144 km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW。请运用所学的知识解答下列问题。（汽油的热值为4．6×107J/kg）
（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？
（2）汽车发动机的效率是多少？
（3）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？为什么？
答案：(1) 发动机做的功：W=Pt=23000W×7200s=1．656×108J （1分）摩托车百公里几个油
汽车受的牵引力： （1分）
(2) 发动机的效率： （2分）
(3) 静止时对路面的压力大（1分），因为高速行驶时，汽车上表面的空气流速大（1分），对汽车的压强小，使汽车有一个向上托的力（1分）。
10．（09·聊城）某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：
（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；
（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．
答案：（1）匀速行驶时牵引力F = f = 920N
W = F s = 920N×300×103m = 2.76×108 J
（2）轿车消耗汽油的质量为m，其完全燃烧产生的内能Q = q m
由题得：W = ηQ = ηqm 即
m = = 20 kg
20kg＜32kg，不需加油．
28．（09·昆明）提高热机效率是“节能减排”的一个重要途径。如果汽油机的效率从η1=30％提高到η2=36％，那么一辆轿车在汽油机效率为30％时，消耗一定质量汽油，能够在平直道路士匀速行驶l0km；当效率变为36％后，在相同道路情况下，以相同速度匀速行驶，并消耗相同质量汽油的情况下，能够行驶多少千米?
答案：
28. （09·广西百市）氢能被视为未来的理想清洁能源。随着科技的不断进步，现在从植物中提取氢的效率越来越高，可以从34kg干燥的植物中提取lkg的氢。
(1)目前的节能小轿车每百公里耗油量可以降到5L，则这种节能小轿车每百公里消耗的汽油是多少kg?
(2)如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%。若一辆氢能源小轿车在从桂林
行驶到百大约700km的路程上获得的平均牵引力为8.4×l02N，则它从桂林行驶到百需要消耗的氢大约是多少kg?
(ρ汽油=0.71×l03 kg/m3；q氢=1.4×l08J/kg；lL= ldm3)
答案：
27. （09·大连）如图是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横截面积是35cm2.做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0×106Pa，活塞移动的距离是60mm,所用时间是0.015s。试求：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？（2）做功冲程中，平均压力做功的功率是多少？（3）设做功冲程汽油完全燃烧，放出的热量是840J,则该汽油机的效率是多少？
2010年
（10·黄冈）25．右图所示是道路维修时常用的路面钻机(俗称“啄木鸟”)，该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面．气体推动活塞时是将________能转化为________能；钻头制成锥形是为了___________________________________；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40％，则完全燃烧50 kg柴油对外做的有用功是________J(柴油的热值是4.3×107J／kg)．
气体的内(填“内”亦可) 活塞的动(填“动”或“机械”亦可) 增大钻头对路面的压强(填“增大压强”亦可) 8.6×106
（10·河北）37．某小汽车的“经济耗油量（90 km/h）8 L/100 km”，是指这辆汽车以90 km/h的速度行驶100 km，消耗汽油8 L。
（1）如图16所示，这辆流线型汽车高速行驶时对水平地面的压力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。在图中O点画出汽车所受重力的示意图。
（2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶25 km，汽车的效率为31.25%。求：汽车消耗多少升汽油及汽车的功率。（汽油热值3.2×107 J/L）
（10·沈阳）22．（8分）随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107 J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；
(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
解：(1)= m/V m=V（1分）= 0.7×103 kg/m3×10×10-3m3= 7kg (1分)
Q放=质量×热值=7kg×4.6×107J／kg=3.22×l08J (1分)
(2)W有=Q放×30% =3.22×l08J×30%=9.66×107J (1分)
W有= Fs F= W有/s（1分）966N （1分）
车匀速直线行驶 (1分)
f= F= 966N (1分)
（10·宁夏）37．（6分）2010年上海世博会使用了一种纯电动节能环保车。这种车使用电池作动力源，走起来比燃油车的响声小得多，同时也不会排放气体。下表是一款纯电动汽车与同型号内燃机汽车对比的测试数据（测试过程可视为匀速直线运动）。
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