《2025年畅响双优卷九年级物理全一册人教版》

4.（常州一模）如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收$7.0×10^{6}J$的太阳能，若热水器吸收 8 h 的太阳能，可以使质量为 100 kg 的水温度升高 50 $^{\circ}C$。已知水的比热容$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，求：
（1）水吸收的热量。
（2）该太阳能热水器的效率。

答案： 解:
(1)水吸收的热量：$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×100kg×50^{\circ}C = 2.1×10^{7}J$。
(2)热水器8h吸收的太阳能：
$E = 8h×7.0×10^{6}J/h = 5.6×10^{7}J$，
该太阳能热水器的效率：$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}×100\%=\frac{2.1×10^{7}J}{5.6×10^{7}J}×100\% = 37.5\%$。

5. 出租车大多数使用天然气为燃料，已知天然气的热值 q 为$4×10^{7}J/m^{3}$。若出租车发动机消耗 0.1 $m^{3}$的天然气，可对外输出$1×10^{6}J$的机械能。求：
（1）完全燃烧 0.1 $m^{3}$的天然气放出的热量。
（2）出租车发动机的效率。

答案： 解:
(1)完全燃烧0.1m³的天然气放出的热量：
$Q_{放}=Vq = 0.1m^{3}×4×10^{7}J/m^{3}=4×10^{6}J$。
(2)出租车发动机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{1×10^{6}J}{4×10^{6}J}×100\% = 25\%$。

6. 有一辆汽油机提供动力的汽车，该车输出功率与汽油机转速的关系如图所示。这辆汽车在某次测试时以 90 km/h 的速度在水平公路上匀速行驶了 10 min，消耗 1.1 kg 的汽油，此过程中汽油机的转速为 2000 r/min。求：（汽油的热值$q_{汽油}=4.6×10^{7}J/kg$）
（1）该汽车行驶时产生的牵引力。
（2）若消耗的汽油完全燃烧，汽油机一个工作循环汽油完全燃烧放出的热量。
（3）此过程中汽油机的效率。（结果精确到 0.1%）

答案： 解:
(1)由图可知，转速为2000r/min时对应的汽车输出功率$P = 30kW = 3×10^{4}W$，$v = 90km/h = 25m/s$，根据$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$可知，牵引力：$F=\frac{P}{v}=\frac{3×10^{4}W}{25m/s}=1200N$。
(2)1.1kg汽油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=mq_{汽油}=1.1kg×4.6×10^{7}J/kg = 5.06×10^{7}J$，
此过程中汽油机的转速为2000r/min，飞轮转2圈完成一个工作循环，对外做一次功，即每分钟完成1000个工作循环，则10min汽油机对外做功的次数为10000，
汽油机一个工作循环汽油完全燃烧放出的热量：
$Q=\frac{Q_{放}}{10000}=\frac{5.06×10^{7}J}{10000}=5.06×10^{3}J$。
(3)此过程中汽油机做的有用功：
$W = Pt = 3×10^{4}W×10×60s = 1.8×10^{7}J$，
此过程中汽油机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.8×10^{7}J}{5.06×10^{7}J}×100\%\approx35.6\%$。

7.（上海中考）某导体两端的电压为 3 V，10 s 内通过该导体横截面的电荷量为 5 C，通过该导体的电流为______A，这段时间内电流所做的功为______J，若导体两端的电压变为 6 V，则导体的电阻为______Ω。

答案： 0.5 15 6