《2024年智学酷提优精练九年级物理全一册人教版广东专版》

1.(新情境·科技发展)2022年7月24日，我国在文昌航天发射场成功发射搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭。长征五号B遥三运载火箭用液态氢作为燃料是利用了液氢具有 （ ）
A.较小的密度 B.较大的比热容
C.较高的热值 D.较低的沸点

答案： C　解析:火箭采用液态氢作为燃料，是因为液态氢具有较高的热值，与其他燃料相比，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以放出更多的热量。

2.(易错题)某柴油机工作一段时间后，油箱里的柴油没有发生变化的是_________（选填序号：①质量；②密度；③比热容；④热值）。完全燃烧10 kg柴油放出的热量Q =________J。（$q_{柴油}=4.3×10^{7}\text{ J/kg}$）

答案： ②③④ $4.3×10^{8}$
解析:由于一部分柴油燃烧，则油箱里的柴油质量减少;密度、比热容、热值的大小与质量无关，所以它们的大小不变。完全燃烧10kg柴油放出的热量$Q_{放}=mq_{柴油}=10kg×4.3×10^{7}J/kg = 4.3×10^{8}J$。
易错提醒：注意:密度、比热容、热值是物质的某种特性，与物质的种类和状态有关，同种物质的比热容、热值一般不变。

3.(2023·陕西)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$c_{水}=4.2×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}$，煤气的热值$q_{煤气}=4.2×10^{7}\text{ J/kg}$]

答案： $6.72×10^{5}$ 0.016 热传递 不变
解析:水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t = 4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)×2kg×(100^{\circ}C - 20^{\circ}C)=6.72×10^{5}J$；
不计热量损失，根据$Q_{吸}=Q_{放}=mq$，可得需要完全燃烧煤气的质量$m = \frac{Q_{吸}}{q_{煤气}}=\frac{6.72×10^{5}J}{4.2×10^{7}J/kg}=0.016kg$；
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的；热值是燃料的一种特性，未使用完的煤气的热值不变。

4.(多选)(教材P24想想议议改编)下图是某内燃机工作时的能量流向图，关于内燃机中燃料释放的能量都到哪里去了，下列说法中正确的是 （ ）

A.燃料释放的能量有一部分被废气带走了
B.燃料释放的能量有一部分用来做有用功了
C.燃料释放的能量全部都转化成了机械能
D.燃料释放的能量有一部分被机械自身消耗了

答案： ABD　解析:由题图知，燃料燃烧放出的热量只有一部分用来做有用功，转化成了机械能，故C错误。

5.(易错题)双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是 （ ）
A.以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100％
B.汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
C.在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D.燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多

答案： C　解析:以天然气为燃料时，仍有热量的散失，仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，A错误;使用天然气作燃料的优点是对环境污染较少、成本较低，B错误;由$Q_{放}=mq$可知，燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，D错误。
易错提醒：注意:根据公式$Q_{放}=mq$可知，燃料燃烧时放出的热量取决于燃料的热值$q$和燃料的质量$m$两个因素，只知其一，并不能确定放出热量的多少。

6.(2023·广西)2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭发射成功。火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为_________能，散失的能量越少，发动机效率越_______（选填“高”或“低”）。

答案： 机械　高
解析:火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为机械能;发动机的效率是指，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，散失的能量越少，用来做有用功的那部分能量就越多，即效率越高。

7.某校车在一段平直路面上以36 km/h的速度匀速行驶10 min，通过的路程为________km，若在此过程中消耗1 kg柴油，且发动机输出的有用机械功为1.72×10^{7} J，则校车发动机的效率为_________％。（柴油热值为4.3×10^{7} J/kg）

答案： 6　40
解析:校车的速度$v = 36km/h$，行驶的时间$t = 10min=\frac{1}{6}h$，
根据$v=\frac{s}{t}$可得，校车通过的路程$s = vt = 36km/h×\frac{1}{6}h = 6km$；
1kg柴油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq_{柴油}=1kg×4.3×10^{7}J/kg = 4.3×10^{7}J$，
则校车发动机的效率$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}=\frac{1.72×10^{7}J}{4.3×10^{7}J}=40\%$。

8.(教材P26T3改编)目前，我国汽车保有量约3亿辆，平均每辆汽车每年消耗1 t汽油，汽车内燃机效率平均值取30％，如果把内燃机效率提高10％，全国每年可节约多少吨汽油?（汽油的热值为4.6×10^{7} J/kg）

答案： $7.5×10^{7}t$ 解析:提高内燃机效率前后，汽油机做的有用功相同;提高内燃机效率之前，每年每辆汽车的汽油机做的有用功$W = Q_{放}\eta_{1}=qm_{1}\eta_{1}=4.6×10^{7}J/kg×1×10^{3}kg×30\%$；提高内燃机效率之后，每年每辆汽车的汽油机做的有用功$W = Q_{放}'\eta_{2}=qm_{2}\eta_{2}=4.6×10^{7}J/kg×m_{2}×(30\% + 10\%)$；联立两式解得$m_{2}=750kg$。
则每辆汽车每年可节约的汽油质量$\Delta m = m_{1}-m_{2}=1000kg - 750kg = 250kg = 0.25t$，
全国每年可节约的汽油质量$m = 3×10^{8}×0.25t = 7.5×10^{7}t$。