《2025年万唯中考大小卷九年级物理全一册沪科版》

18. 如图所示，在某场水上摩托艇运动比赛中，运动员驾驶的摩托艇参数如下表，在赛前摩托艇加满燃油，燃油的密度$\rho_{燃油}=0.8×10^{3}$kg/m³，燃油的热值$q_{燃油}=4.5×10^{7}$J/kg，水的比热容$c_{水}=4.2×10^{3}$J/（kg·℃），g取10 N/kg. 求：

（1）摩托艇一满箱燃油完全燃烧放出多少热量？
（2）已知完成比赛后摩托艇剩余50%的燃油，剩余的燃油完全燃烧可以使多少水从20℃升高到80℃？（不计热量损耗）
（3）一满箱燃油完全燃烧能使该摩托艇以额定功率匀速行驶2.5 h，则摩托艇发动机的机械效率是多少？

答案： 解： （1）油箱容积$V = 14L = 0.014m^{3}$ （1分） 一满箱燃油的质量$m = \rho_{燃油}V = 0.8×10^{3}kg/m^{3}×0.014m^{3}=11.2kg$ （2分） 完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq_{燃油}=11.2kg×4.5×10^{7}J/kg = 5.04×10^{8}J$ （2分） （2）燃油剩余50%，即剩余燃油的质量为$m'=\frac{m}{2}=\frac{11.2kg}{2}=5.6kg$ （1分） 完全燃烧放出的热量$Q_{放}'=m'q_{燃油}=5.6kg×4.5×10^{7}J/kg = 2.52×10^{8}J$ （1分） 不计热量损失，可加热水的热量$m''=\frac{Q_{放}'}{c_{水}(t - t_{0})}=\frac{2.52×10^{8}J}{4.2×10^{3}J/(kg·℃)×(80℃ - 20℃)} = 1000kg$ （2分） （3）摩托艇以额定功率匀速行驶2.5h做的功$W = Pt = 1.4×10^{4}W×2.5×3600s = 1.26×10^{8}J$ （2分） 根据$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$可得摩托艇发动机的机械效率$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.26×10^{8}J}{5.04×10^{8}J}×100\% = 25\%$ （2分）