12 在如图所示的四幅图中,甲、乙是两个演示实验示意图;丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是如图
乙
所示的演示实验;汽油机利用内能来做功的冲程是图丁
。若装有该汽油机的某机动车转速表上显示发动机转速为$2400\ \mathrm{r/min}$,则1 s内发动机做功20
次。答案：12. 乙 丁 20
解析：
【分析】
我们可以按三步思路来解题：第一步先明确压缩冲程的能量转化特点：压缩冲程是通过活塞对气缸内气体做功，将机械能转化为内能；第二步对比甲乙两个演示实验的能量转化，甲图是水蒸气推动塞子弹出，属于内能转化为机械能，乙图是下压活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，由此就能找到和压缩冲程原理相同的实验。接下来分析丙丁的汽油机冲程：先看气门状态和活塞运动方向，丙图气门全关、活塞上行是压缩冲程，丁图气门全关、火花塞点火、活塞下行，是将内能转化为机械能的做功冲程，也就是汽油机利用内能做功的冲程。最后计算做功次数：先把转速单位换算为每秒的转数，再结合四冲程汽油机每转2圈对外做功1次的规律，就能算出1s内的做功次数。
【解析】
1. 判断和压缩冲程原理相同的实验：
压缩冲程的能量转化为机械能→内能，乙图中向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，和压缩冲程原理一致；甲图中水蒸气顶开塞子，是内能转化为机械能，不符合要求，因此第一空填乙。
2. 判断利用内能做功的冲程：
汽油机利用内能做功的冲程是做功冲程，丁图中两个气门全部关闭，火花塞点火，高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，属于做功冲程，因此第二空填丁。
3. 计算1s内做功次数：
发动机转速为$2400\ \mathrm{r/min}$，换算为每秒曲轴转动的圈数：$\frac{2400}{60}=40\ \mathrm{r/s}$。四冲程汽油机每完成1个工作循环，曲轴转动2圈，对外做功1次，因此1s内做功次数为$\frac{40}{2}=20$次。
【答案】
乙 丁 20
【知识点】
内能与机械能转化，汽油机四冲程，热机转速计算
【点评】
本题是热机部分的典型基础题，结合演示实验和汽油机结构示意图考察核心规律，需要学生准确区分不同实验、不同冲程的能量转化特征，牢记四冲程汽油机“曲轴转2圈、对外做功1次”的规律，整体考察的知识点覆盖全面，难度适中。
【难度系数】
0.7
我们可以按三步思路来解题：第一步先明确压缩冲程的能量转化特点：压缩冲程是通过活塞对气缸内气体做功，将机械能转化为内能；第二步对比甲乙两个演示实验的能量转化，甲图是水蒸气推动塞子弹出，属于内能转化为机械能，乙图是下压活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，由此就能找到和压缩冲程原理相同的实验。接下来分析丙丁的汽油机冲程：先看气门状态和活塞运动方向，丙图气门全关、活塞上行是压缩冲程，丁图气门全关、火花塞点火、活塞下行，是将内能转化为机械能的做功冲程，也就是汽油机利用内能做功的冲程。最后计算做功次数：先把转速单位换算为每秒的转数，再结合四冲程汽油机每转2圈对外做功1次的规律，就能算出1s内的做功次数。
【解析】
1. 判断和压缩冲程原理相同的实验：
压缩冲程的能量转化为机械能→内能，乙图中向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，和压缩冲程原理一致；甲图中水蒸气顶开塞子，是内能转化为机械能，不符合要求，因此第一空填乙。
2. 判断利用内能做功的冲程：
汽油机利用内能做功的冲程是做功冲程，丁图中两个气门全部关闭，火花塞点火，高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，属于做功冲程，因此第二空填丁。
3. 计算1s内做功次数：
发动机转速为$2400\ \mathrm{r/min}$，换算为每秒曲轴转动的圈数：$\frac{2400}{60}=40\ \mathrm{r/s}$。四冲程汽油机每完成1个工作循环，曲轴转动2圈，对外做功1次，因此1s内做功次数为$\frac{40}{2}=20$次。
【答案】
乙 丁 20
【知识点】
内能与机械能转化，汽油机四冲程，热机转速计算
【点评】
本题是热机部分的典型基础题，结合演示实验和汽油机结构示意图考察核心规律，需要学生准确区分不同实验、不同冲程的能量转化特征，牢记四冲程汽油机“曲轴转2圈、对外做功1次”的规律，整体考察的知识点覆盖全面，难度适中。
【难度系数】
0.7
13 火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料
热值大
的特性。1 kg 液态氢完全燃烧释放出的热量为$1.4× 10^{8}$
J；若这些热量有42%被质量为$1.4× 10^{3}\ \mathrm{kg}$的水吸收，则水的温度能够上升10
$°\mathrm{C}$。$[q_{\mathrm{氢}}=1.4× 10^{8}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg},c_{\mathrm{水}}=4.2× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·\ °\mathrm{C})]$答案：13. 热值大 $1.4× 10^{8}$ 10
解析：
【分析】
这是一道热学基础综合题，解题时可以按空分步思考：第一步先明确火箭燃料的选择要求，火箭需要在携带燃料质量更小的同时释放足够多的能量，对应燃料的核心特性就是热值大；第二步直接套用燃料完全燃烧放热公式，代入已知的氢的热值和质量就能算出总放热；第三步先根据给出的热效率算出被水实际吸收的热量，再将水的吸热公式变形求温度变化量，代入对应数值即可得到水上升的温度。
【解析】
1. 燃料特性判断：相同质量的不同燃料，热值越大完全燃烧释放的热量越多，火箭选用液态氢做燃料，正是利用了氢燃料热值大的特点，能在减小负重的同时提供充足的推力。
2. 计算1kg液态氢完全燃烧的放热量：
根据燃料完全燃烧放热公式$Q_{\mathrm{放}}=m_{\mathrm{氢}}q_{\mathrm{氢}}$，代入数值$m_{\mathrm{氢}}=1\ \mathrm{kg}$，$q_{\mathrm{氢}}=1.4× 10^{8}\ \mathrm{J/kg}$，可得：
$Q_{\mathrm{放}}=1\ \mathrm{kg} × 1.4× 10^{8}\ \mathrm{J/kg}=1.4× 10^{8}\ \mathrm{J}$
3. 计算水升高的温度：
首先计算水吸收的有效热量：$Q_{\mathrm{吸}}=Q_{\mathrm{放}} × \eta = 1.4× 10^{8}\ \mathrm{J} × 42\% = 5.88× 10^{7}\ \mathrm{J}$
再根据水的吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t$，变形得到温度变化量表达式$\Delta t=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}}$，代入已知数值：
$\Delta t=\frac{5.88× 10^{7}\ \mathrm{J}}{4.2× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg· °C)} × 1.4× 10^{3}\ \mathrm{kg}}=10\ °\mathrm{C}$
【答案】
热值大；$1.4× 10^{8}$；$10$
【知识点】
热值特性，燃料放热计算，比热容吸热计算
【点评】
本题属于热学常规基础考题，整体难度较低，既考察了对热值物理意义的理解，也考察了放热、吸热公式的综合运用，计算过程中注意物理量对应、单位统一，细心代入数值即可得到正确结果。
【难度系数】
0.7
这是一道热学基础综合题，解题时可以按空分步思考：第一步先明确火箭燃料的选择要求，火箭需要在携带燃料质量更小的同时释放足够多的能量，对应燃料的核心特性就是热值大；第二步直接套用燃料完全燃烧放热公式，代入已知的氢的热值和质量就能算出总放热；第三步先根据给出的热效率算出被水实际吸收的热量，再将水的吸热公式变形求温度变化量，代入对应数值即可得到水上升的温度。
【解析】
1. 燃料特性判断：相同质量的不同燃料，热值越大完全燃烧释放的热量越多，火箭选用液态氢做燃料，正是利用了氢燃料热值大的特点，能在减小负重的同时提供充足的推力。
2. 计算1kg液态氢完全燃烧的放热量：
根据燃料完全燃烧放热公式$Q_{\mathrm{放}}=m_{\mathrm{氢}}q_{\mathrm{氢}}$，代入数值$m_{\mathrm{氢}}=1\ \mathrm{kg}$，$q_{\mathrm{氢}}=1.4× 10^{8}\ \mathrm{J/kg}$，可得：
$Q_{\mathrm{放}}=1\ \mathrm{kg} × 1.4× 10^{8}\ \mathrm{J/kg}=1.4× 10^{8}\ \mathrm{J}$
3. 计算水升高的温度：
首先计算水吸收的有效热量：$Q_{\mathrm{吸}}=Q_{\mathrm{放}} × \eta = 1.4× 10^{8}\ \mathrm{J} × 42\% = 5.88× 10^{7}\ \mathrm{J}$
再根据水的吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t$，变形得到温度变化量表达式$\Delta t=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}}$，代入已知数值：
$\Delta t=\frac{5.88× 10^{7}\ \mathrm{J}}{4.2× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg· °C)} × 1.4× 10^{3}\ \mathrm{kg}}=10\ °\mathrm{C}$
【答案】
热值大；$1.4× 10^{8}$；$10$
【知识点】
热值特性，燃料放热计算，比热容吸热计算
【点评】
本题属于热学常规基础考题，整体难度较低，既考察了对热值物理意义的理解，也考察了放热、吸热公式的综合运用，计算过程中注意物理量对应、单位统一，细心代入数值即可得到正确结果。
【难度系数】
0.7
14 小华在探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”时：
(1) 小华选用酒精和面巾纸碎片两种燃料给试管中的水加热,实验中必须控制
A. 加热时间
B. 水的质量
C. 水的初始温度
D. 燃料的质量
(2) 实验中通过
(3) 已知图甲试管中水的质量为 30 g,温度从 $28\ °\mathrm{C}$ 升高到 $68\ °\mathrm{C}$,水吸收的热量是
(1) 小华选用酒精和面巾纸碎片两种燃料给试管中的水加热,实验中必须控制
BD
相等。(填字母)A. 加热时间
B. 水的质量
C. 水的初始温度
D. 燃料的质量
(2) 实验中通过
水升高的温度
比较酒精和面巾纸碎片充分燃烧放出的热量。(3) 已知图甲试管中水的质量为 30 g,温度从 $28\ °\mathrm{C}$ 升高到 $68\ °\mathrm{C}$,水吸收的热量是
$5.04× 10^{3}$
J;图乙试管中水温升高了 $22\ °\mathrm{C}$,酒精的热值 $q_{\mathrm{酒精}}=3× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$,若酒精和面巾纸碎片充分燃烧后放出的热量被水吸收的吸热效率都是 15%,则面巾纸碎片的热值 $q=\_\_\_\_\_\_\mathrm{J/kg}$。$[c_{\mathrm{水}}=4.2× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})]$答案：14. (1) BD (2) 水升高的温度 (3) $5.04× 10^{3}$ $1.65× 10^{7}$
解析：
【分析】
这道题是探究不同燃料放热能力的实验题，核心用到控制变量法和转换法的思路来解题：
1. 第(1)问：实验目的是比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，按照控制变量的逻辑，首先要保证两种燃料的质量相等，同时被加热的水的质量也要相同，才能通过水的吸热变化反映燃料放热的多少，不需要强制控制加热时间和水的初始温度，据此筛选选项。
2. 第(2)问：燃料燃烧放出的热量无法直接测量，用转换法的思路，相同质量的水，吸收热量越多温度升高量越大，因此可以通过水升温的多少间接反映燃料放热的多少。
3. 第(3)问：第一空直接代入水的吸热公式计算即可；第二空利用热效率的关系，结合两种燃料质量相等、水的质量相等、吸热效率相等的条件，通过比例推导简化计算，就能得到面巾纸碎片的热值。
【解析】
(1) 本实验要对比不同燃料燃烧的放热量，根据控制变量法要求，必须控制燃料的质量相等，同时控制被加热的水的质量相等，才能通过水的升温情况判断燃料放热量的差异，不需要控制加热时间和水的初温，因此选BD。
(2) 燃料完全燃烧放出的热量无法直接观测，实验中使用转换法：在水的质量相同时，水升高的温度越大，说明水吸收的热量越多，对应燃料放出的热量越多，因此通过水升高的温度比较酒精和面巾纸碎片充分燃烧放出的热量。
(3) ① 计算甲试管中水吸收的热量：
已知$m_{\mathrm{水}}=30\ \mathrm{g}=0.03\ \mathrm{kg}$，$\Delta t_{\mathrm{甲}}=68\ °\mathrm{C}-28\ °\mathrm{C}=40\ °\mathrm{C}$，代入吸热公式：
$Q_{\mathrm{吸甲}}=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t_{\mathrm{甲}}=4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg·}°\mathrm{C)}×0.03\ \mathrm{kg}×40\ °\mathrm{C}=5.04× 10^3\ \mathrm{J}$
② 计算面巾纸碎片的热值：
由热效率公式$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}$可得$Q_{\mathrm{放}}=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta}$，设两种燃料质量均为$m$：
对酒精：$mq_{\mathrm{酒精}}=\frac{Q_{\mathrm{吸甲}}}{\eta}$，对面巾纸碎片：$mq=\frac{Q_{\mathrm{吸乙}}}{\eta}$
两式消去$m$和$\eta$可得：$\frac{q}{q_{\mathrm{酒精}}}=\frac{\Delta t_{\mathrm{乙}}}{\Delta t_{\mathrm{甲}}}$
代入$\Delta t_{\mathrm{乙}}=22\ °\mathrm{C}$、$q_{\mathrm{酒精}}=3×10^7\ \mathrm{J/kg}$得：
$q=3×10^7\ \mathrm{J/kg}×\frac{22\ °\mathrm{C}}{40\ °\mathrm{C}}=1.65×10^7\ \mathrm{J/kg}$
【答案】
(1) BD (2) 水升高的温度 (3) $5.04× 10^{3}$；$1.65× 10^{7}$
【知识点】
控制变量法，转换法，热值与吸热计算
【点评】
本题是热值探究的经典实验题型，既考察了物理实验常用的研究方法，又结合比热容、热值、热效率的公式进行推导计算，利用等量关系通过比例简化计算，避免了不必要的中间量求解，能很好地锻炼学生的逻辑推导能力。
【难度系数】
0.6
这道题是探究不同燃料放热能力的实验题，核心用到控制变量法和转换法的思路来解题：
1. 第(1)问：实验目的是比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，按照控制变量的逻辑，首先要保证两种燃料的质量相等，同时被加热的水的质量也要相同，才能通过水的吸热变化反映燃料放热的多少，不需要强制控制加热时间和水的初始温度，据此筛选选项。
2. 第(2)问：燃料燃烧放出的热量无法直接测量，用转换法的思路，相同质量的水，吸收热量越多温度升高量越大，因此可以通过水升温的多少间接反映燃料放热的多少。
3. 第(3)问：第一空直接代入水的吸热公式计算即可；第二空利用热效率的关系，结合两种燃料质量相等、水的质量相等、吸热效率相等的条件，通过比例推导简化计算，就能得到面巾纸碎片的热值。
【解析】
(1) 本实验要对比不同燃料燃烧的放热量，根据控制变量法要求，必须控制燃料的质量相等，同时控制被加热的水的质量相等，才能通过水的升温情况判断燃料放热量的差异，不需要控制加热时间和水的初温，因此选BD。
(2) 燃料完全燃烧放出的热量无法直接观测，实验中使用转换法：在水的质量相同时，水升高的温度越大，说明水吸收的热量越多，对应燃料放出的热量越多，因此通过水升高的温度比较酒精和面巾纸碎片充分燃烧放出的热量。
(3) ① 计算甲试管中水吸收的热量：
已知$m_{\mathrm{水}}=30\ \mathrm{g}=0.03\ \mathrm{kg}$，$\Delta t_{\mathrm{甲}}=68\ °\mathrm{C}-28\ °\mathrm{C}=40\ °\mathrm{C}$，代入吸热公式：
$Q_{\mathrm{吸甲}}=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t_{\mathrm{甲}}=4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg·}°\mathrm{C)}×0.03\ \mathrm{kg}×40\ °\mathrm{C}=5.04× 10^3\ \mathrm{J}$
② 计算面巾纸碎片的热值：
由热效率公式$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}$可得$Q_{\mathrm{放}}=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta}$，设两种燃料质量均为$m$：
对酒精：$mq_{\mathrm{酒精}}=\frac{Q_{\mathrm{吸甲}}}{\eta}$，对面巾纸碎片：$mq=\frac{Q_{\mathrm{吸乙}}}{\eta}$
两式消去$m$和$\eta$可得：$\frac{q}{q_{\mathrm{酒精}}}=\frac{\Delta t_{\mathrm{乙}}}{\Delta t_{\mathrm{甲}}}$
代入$\Delta t_{\mathrm{乙}}=22\ °\mathrm{C}$、$q_{\mathrm{酒精}}=3×10^7\ \mathrm{J/kg}$得：
$q=3×10^7\ \mathrm{J/kg}×\frac{22\ °\mathrm{C}}{40\ °\mathrm{C}}=1.65×10^7\ \mathrm{J/kg}$
【答案】
(1) BD (2) 水升高的温度 (3) $5.04× 10^{3}$；$1.65× 10^{7}$
【知识点】
控制变量法，转换法，热值与吸热计算
【点评】
本题是热值探究的经典实验题型，既考察了物理实验常用的研究方法，又结合比热容、热值、热效率的公式进行推导计算，利用等量关系通过比例简化计算，避免了不必要的中间量求解，能很好地锻炼学生的逻辑推导能力。
【难度系数】
0.6
15 国庆长假期间小明和父母驾车出去旅游，汽车在一段平直且限速 120 km/h 的高速公路上匀速行驶 15 km，消耗汽油 1.6 kg，发动机实际输出功率为 43.2 kW，汽油机效率为 30%(假设汽油完全燃烧，$q_{汽油}$取$4.5× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$)，请你帮助小明解决下列问题：
(1) 1.6 kg 汽油完全燃烧能放出多少热量？
(2) 汽车在这段路面上行驶的过程中，受到的阻力是多大？
(3) 通过计算说明汽车是否超速。
(1) 1.6 kg 汽油完全燃烧能放出多少热量？
(2) 汽车在这段路面上行驶的过程中，受到的阻力是多大？
(3) 通过计算说明汽车是否超速。
答案：15. (1) 1.6 kg 汽油完全燃烧放出的热量 $Q=mq_{汽油}=1.6\ \mathrm{kg}× 4.5× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}=7.2× 10^{7}\ \mathrm{J}$ (2) 有用功 $W_{有用}=\eta Q=30\% × 7.2× 10^{7}\ \mathrm{J}=2.16× 10^{7}\ \mathrm{J}$,由于匀速行驶,牵引力 $F$ 与阻力 $f$ 大小相等,$f=F=\dfrac{W_{有用}}{s}=\dfrac{2.16× 10^{7}\ \mathrm{J}}{15× 10^{3}\ \mathrm{m}}=1\ 440\ \mathrm{N}$ (3) 行驶时间 $t=\dfrac{W_{有用}}{P}=\dfrac{2.16× 10^{7}\ \mathrm{J}}{43.2× 10^{3}\ \mathrm{W}}=500\ \mathrm{s}$, 速度 $v=\dfrac{s}{t}=\dfrac{15× 10^{3}\ \mathrm{m}}{500\ \mathrm{s}}=30\ \mathrm{m/s}=108\ \mathrm{km/h}＜120\ \mathrm{km/h}$,故没有超速
解析：
【分析】
我们可以分三个小问逐步拆解解题思路：
1. 第一问求汽油完全燃烧放出的热量，直接套用燃料完全燃烧放热公式Q=mq，代入已知的汽油质量和汽油热值即可直接算出结果。
2. 第二问求汽车受到的阻力：首先已知汽油机效率，效率是发动机输出的有用功占燃料完全燃烧总放热的比例，因此先通过W有=ηQ算出发动机做的有用功；汽车是匀速直线运动，水平方向牵引力和阻力是一对平衡力，二者大小相等，再结合功的计算公式W=Fs，变形得到F=W有/s，代入行驶路程就能算出牵引力，也就得到了阻力的大小。
3. 第三问判断是否超速：已知发动机实际输出功率，根据功率公式P=W/t变形得到t=W有/P，先算出汽车行驶这段路程所用的时间，再用速度公式v=s/t算出汽车的实际行驶速度，把速度单位换算成和限速一致的km/h后，和120km/h对比，就能判断是否超速。
【解析】
解：
(1) 根据燃料完全燃烧放热公式，1.6 kg 汽油完全燃烧放出的热量：
$Q=mq_{汽油}=1.6\ \mathrm{kg}× 4.5× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}=7.2× 10^{7}\ \mathrm{J}$
(2) 由热机效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{Q}$，可得发动机输出的有用功：
$W_{有用}=\eta Q=30\% × 7.2× 10^{7}\ \mathrm{J}=2.16× 10^{7}\ \mathrm{J}$
汽车在平直路面匀速行驶，水平方向牵引力与阻力二力平衡，二者大小相等，即$f=F$；
由功的公式$W=Fs$变形可得牵引力：
$F=\dfrac{W_{有用}}{s}=\dfrac{2.16× 10^{7}\ \mathrm{J}}{15× 10^{3}\ \mathrm{m}}=1440\ \mathrm{N}$
因此汽车受到的阻力$f=F=1440\ \mathrm{N}$
(3) 由功率公式$P=\frac{W}{t}$变形，可得汽车行驶这段路程的时间：
$t=\dfrac{W_{有用}}{P}=\dfrac{2.16× 10^{7}\ \mathrm{J}}{43.2× 10^{3}\ \mathrm{W}}=500\ \mathrm{s}$
汽车的实际行驶速度：
$v=\dfrac{s}{t}=\dfrac{15× 10^{3}\ \mathrm{m}}{500\ \mathrm{s}}=30\ \mathrm{m/s}=108\ \mathrm{km/h}$
因为$108\ \mathrm{km/h}＜120\ \mathrm{km/h}$，所以汽车没有超速。
【答案】
(1) $7.2× 10^{7}\ \mathrm{J}$
(2) $1440\ \mathrm{N}$
(3) 汽车实际行驶速度为108 km/h，小于限速120 km/h，没有超速
【知识点】
燃料放热计算，热机效率，功与功率的应用
【点评】
本题是热学与力学结合的常规综合计算题，串联了热值、热机效率、二力平衡、功、功率、速度多个核心考点，解题关键是抓住匀速行驶时牵引力等于阻力的隐含条件，注意所有物理量的单位统一，尤其是速度单位m/s和km/h的换算，属于中考热力综合类的基础常见题型。
【难度系数】
0.7
我们可以分三个小问逐步拆解解题思路：
1. 第一问求汽油完全燃烧放出的热量，直接套用燃料完全燃烧放热公式Q=mq，代入已知的汽油质量和汽油热值即可直接算出结果。
2. 第二问求汽车受到的阻力：首先已知汽油机效率，效率是发动机输出的有用功占燃料完全燃烧总放热的比例，因此先通过W有=ηQ算出发动机做的有用功；汽车是匀速直线运动，水平方向牵引力和阻力是一对平衡力，二者大小相等，再结合功的计算公式W=Fs，变形得到F=W有/s，代入行驶路程就能算出牵引力，也就得到了阻力的大小。
3. 第三问判断是否超速：已知发动机实际输出功率，根据功率公式P=W/t变形得到t=W有/P，先算出汽车行驶这段路程所用的时间，再用速度公式v=s/t算出汽车的实际行驶速度，把速度单位换算成和限速一致的km/h后，和120km/h对比，就能判断是否超速。
【解析】
解：
(1) 根据燃料完全燃烧放热公式，1.6 kg 汽油完全燃烧放出的热量：
$Q=mq_{汽油}=1.6\ \mathrm{kg}× 4.5× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}=7.2× 10^{7}\ \mathrm{J}$
(2) 由热机效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{Q}$，可得发动机输出的有用功：
$W_{有用}=\eta Q=30\% × 7.2× 10^{7}\ \mathrm{J}=2.16× 10^{7}\ \mathrm{J}$
汽车在平直路面匀速行驶，水平方向牵引力与阻力二力平衡，二者大小相等，即$f=F$；
由功的公式$W=Fs$变形可得牵引力：
$F=\dfrac{W_{有用}}{s}=\dfrac{2.16× 10^{7}\ \mathrm{J}}{15× 10^{3}\ \mathrm{m}}=1440\ \mathrm{N}$
因此汽车受到的阻力$f=F=1440\ \mathrm{N}$
(3) 由功率公式$P=\frac{W}{t}$变形，可得汽车行驶这段路程的时间：
$t=\dfrac{W_{有用}}{P}=\dfrac{2.16× 10^{7}\ \mathrm{J}}{43.2× 10^{3}\ \mathrm{W}}=500\ \mathrm{s}$
汽车的实际行驶速度：
$v=\dfrac{s}{t}=\dfrac{15× 10^{3}\ \mathrm{m}}{500\ \mathrm{s}}=30\ \mathrm{m/s}=108\ \mathrm{km/h}$
因为$108\ \mathrm{km/h}＜120\ \mathrm{km/h}$，所以汽车没有超速。
【答案】
(1) $7.2× 10^{7}\ \mathrm{J}$
(2) $1440\ \mathrm{N}$
(3) 汽车实际行驶速度为108 km/h，小于限速120 km/h，没有超速
【知识点】
燃料放热计算，热机效率，功与功率的应用
【点评】
本题是热学与力学结合的常规综合计算题，串联了热值、热机效率、二力平衡、功、功率、速度多个核心考点，解题关键是抓住匀速行驶时牵引力等于阻力的隐含条件，注意所有物理量的单位统一，尤其是速度单位m/s和km/h的换算，属于中考热力综合类的基础常见题型。
【难度系数】
0.7