《2024年5年中考3年模拟九年级物理全一册人教版》

8.(2023陕西中考,14,★☆☆)在标准大气压下,使用煤气灶将2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,水吸收的热量是________J,若不计热量损失,此过程需要完全燃烧________kg的煤气,这是通过________的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。[水的比热容c水 =4.2×10³ J/(kg·℃),煤气的热值q煤气 =4.2×10⁷ J/kg]

答案： 答案 6.72×10⁵ 0.016 热传递 不变
解析 水吸收的热量：$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t = 4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)×2\ kg×(100\ ℃ - 20\ ℃) = 6.72×10^{5}\ J$；不计热量损失，根据$Q_{吸}=Q_{放}=mq$，需要完全燃烧煤气的质量：$m=\frac{Q_{吸}}{q_{煤气}}=\frac{6.72×10^{5}\ J}{4.2×10^{7}\ J/kg}=0.016\ kg$；用煤气灶烧水的过程中，能量发生了转移，是通过热传递的方式使水的内能增加；热值是燃料的一种特性，未使用完的煤气的热值不变。

9.(2023四川南充中考,14,★☆☆)某单缸四冲程汽油机,飞轮每分钟转3 000转,则每秒对外做功________次,每次对外做功115 J,该汽油机的效率为25%,连续工作1小时需消耗汽油________kg(q汽油 =4.6×10⁷ J/kg)。(P9303004)

答案： 答案 25 0.9
解析 汽油机的飞轮转速为3000r/min = 50r/s，即汽油机飞轮每秒转50圈，由于四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每秒对外做功25次；汽油机1小时对外所做的功：$W_{总}=3600×25×115\ J = 1.035×10^{7}\ J$，由$\eta=\frac{W_{总}}{Q_{放}}$可知，汽油完全燃烧放出的热量：$Q_{放}=\frac{W_{总}}{\eta}=\frac{1.035×10^{7}\ J}{25\%}=4.14×10^{7}\ J$，由$Q_{放}=mq$可知，消耗汽油的质量：$m=\frac{Q_{放}}{q_{汽油}}=\frac{4.14×10^{7}\ J}{4.6×10^{7}\ J/kg}=0.9\ kg$。

10.[新素材·现代科技](2023内蒙古鄂尔多斯康巴什实验中学月考,24,★★☆)2021年10月29日,内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗投放运营的8.6米氢燃料公交车行驶时运行平稳,无振动无噪声,零下40摄氏度低温也可正常启动运行。与传统公交相比,最大特点是“零污染、零排放”,产物仅为电、热和水,实现了真正意义的零排放。[c水 =4.2×10³ J/(kg·℃),q氢 =1.4×10⁸ J/kg,标准大气压环境]求:
(1)质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量的80%被质量为200 kg,温度为25 ℃的水吸收,则水升高的温度;
(3)若本次投放运营的8.6米氢燃料公交车发动机的热效率为50%,氢燃料公交车以42 kW的恒定功率匀速行驶,如果完全燃烧0.6 kg的氢燃料,则这些热量能让该氢燃料公交车匀速行驶的时间。

答案： 解析
(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq_{氢}=0.6\ kg×1.4×10^{8}\ J/kg = 8.4×10^{7}\ J$；
(2)由题知，水吸收的热量$Q_{吸}=80\%Q_{放}=80\%×8.4×10^{7}\ J = 6.72×10^{7}\ J$，由$Q = cm\Delta t$得水升高的温度$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}=\frac{6.72×10^{7}\ J}{4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)×200\ kg}=80\ ℃$；水的末温$t = t_{0}+\Delta t = 25\ ℃ + 80\ ℃ = 105\ ℃$，因为标准大气压下，水的沸点为100℃，水沸腾时，吸收热量、温度不变，所以水实际升高的温度为100℃ - 25℃ = 75℃；
(3)公交车的功率为$P = 42\ kW = 4.2×10^{4}\ W$，公交车所做的功$W = 50\%Q_{放}=50\%×8.4×10^{7}\ J = 4.2×10^{7}\ J$，由$P=\frac{W}{t}$得公交车匀速行驶的时间$t=\frac{W}{P}=\frac{4.2×10^{7}\ J}{4.2×10^{4}\ W}=1000\ s$。

11.[新素材·现代科技](2024吉林长春绿园期末)2023年10月26日神舟十七号发射成功,中国的航天事业令中华儿女为之自豪。(P9303004)
(1)火箭起飞时,采用液态氢作为燃料,燃烧时,把液氢的________能转化为内能,产生大量高温高压的气体,气体对火箭做功,气体的内能会________;
(2)燃料燃烧后喷出的高温气体,通过________(填改变物体内能的方式)使发射台温度急剧升高,为了避免破坏,下面建造了一个巨大的水池,使其降温;
(3)小园在网络上查找了某型号火箭(有两种发动机)的一些数据。

①火箭的芯一级内燃料完全燃烧放出的热量是________J;
②火箭发射前加注液氢时,箭体内某个100 kg的铝制部件温度会降低,该部件从18 ℃降到0 ℃的过程中放出的热量为________J(几种金属的比热容如图)。

答案： 答案
(1)化学 减小
(2)热传递
(3)①3.08×10¹² ②1.584×10⁶
解析
(1)燃料燃烧过程中，将化学能转化为气体的内能，气体对火箭做功，又将气体的内能转化为火箭的机械能，所以气体的内能会减小；
(2)火箭发射时，燃料燃烧后喷出的高温气体通过热传递的方式使发射台温度急剧升高；
(3)①根据表中数据，火箭的芯一级内燃料完全燃烧放出的热量为$Q_{1}=qm = 1.4×10^{8}\ J/kg×22×10^{3}\ kg = 3.08×10^{12}\ J$；②由图知，$c_{铝}=0.88×10^{3}\ J/(kg·℃)$，该部件从18℃降到0℃的过程中放出的热量为$Q_{2}=c_{铝}m_{铝}\Delta t = 0.88×10^{3}\ J/(kg·℃)×100\ kg×(18\ ℃ - 0\ ℃)=1.584×10^{6}\ J$。