《2025年启航新课堂九年级物理全一册人教版》

基础过关精练9. 某学校需要把1000kg的水从20℃加热到80℃。[$q_{天然气}= 4×10^{7}J/m^{3},c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)$]
(1)求这些水吸收的热量;
(2)若用天然气加热,不计热量损失,则需要完全燃烧多少立方米的天然气?
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答案： 解:
(1)这些水吸收的热量:$Q_{吸}= c_{水}m\Delta t= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×1000kg×(80^{\circ }C-20^{\circ }C)= 2.52×10^{8}J;$
(2)由题知,不计热量损失,天然气完全燃烧放出的热量:$Q_{放}= Q_{吸}= 2.52×10^{8}J,$
需要完全燃烧天然气的体积:$V= \frac {Q_{放}}{q_{天然气}}= \frac {2.52×10^{8}J}{4×10^{7}J/m^{3}}= 6.3m^{3}$。

能力提升训练10. 柴油机甲的功率是柴油机乙的1.5倍,甲的效率为20%,乙的效率为25%,那么甲与乙每小时消耗的油量之比为(A)

A.15:8
B.6:5
C.5:6
D.8:1

答案： A

能力提升训练11. 小兵利用如图所示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g,烧杯中水的质量为200g,初温为23℃,点燃酒精,当水温升高到43℃时,立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量Q= $1.68×10^4$ J。他想利用$Q_{放}= Q$计算酒精的热值,还需进行的实验操作是 测出剩余酒精的质量,他所测算出的热值与真实值相比偏 小。[$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)$]

答案： $1.68×10^4$ 测出剩余酒精的质量 小

能力提升训练12. 一台单缸四冲程柴油机,飞轮的转速为3600r/min,该柴油机活塞1s内对外做功 30 次;把它装在一辆汽车上,若其效率为40%,当汽车在某平直公路上匀速行驶时所用牵引力为1000N,消耗5kg柴油可使它前进 $8×10^4$ m。($q_{柴油}= 4.0×10^{7}J/kg$)

答案： 30 $8×10^4$

能力提升训练13. (2024重庆西附期中)如图所示是插电式混动汽车,采用电能和汽油燃料两种工作方式,可以自由切换。黄老师驾驶该轿车从A地以54km/h的速度匀速直线运动到B地,该轿车行驶的过程中所受到的阻力是1200N,前15min路程黄老师采用纯电模式消耗电能为$2×10^{7}J$,剩下的路程由于电量不够黄老师切换纯油模式以原来的牵引力和原来相同的速度进行匀速直线运动,此过程中汽车热效率为25%,已知汽油的热值为$q_{汽}= 4.5×10^{7}J/kg$。求:
(1)牵引力所做功的功率;
(2)采用纯电模式的效率;
(3)采用纯油模式的百公里油耗(每100km消耗汽油的质量)。(结果保留一位小数)
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答案： 解:
(1)采用纯电模式轿车行驶的距离:$s_{1}= vt= 54km/h×\frac {15}{60}h= 13.5km= 1.35×10^{4}m,$
轿车匀速直线行驶时,牵引力等于阻力,即$F_{牵}= f_{阻}= 1200N,$
牵引力做的功:$W_{有用}= F_{牵}s= 1200N×1.35×10^{4}m= 1.62×10^{7}J,$
牵引力所做功的功率:$P= \frac {W_{有用}}{t}= \frac {1.62×10^{7}J}{15×60s}= 1.8×10^{4}W= 18kW;$
(2)采用纯电模式消耗电能为$2×10^{7}J,$
采用纯电模式的效率:$\eta =\frac {W_{有用}}{W_{电}}= \frac {1.62×10^{7}J}{2×10^{7}J}×100\% = 81\% ;$
(3)采用纯油模式轿车行驶100km牵引力做的功:$W'_{有用}= F_{牵}s'= 1200N×100×10^{3}m= 1.2×10^{8}J,$
轿车行驶100km消耗的汽油完全燃烧放出的热量:$Q_{放}= \frac {W'_{有用}}{\eta '}=\frac {1.2×10^{8}J}{25\% }= 4.8×10^{8}J,$
采用纯油模式的百公里油耗:$m= \frac {Q_{放}}{q_{汽}}= \frac {4.8×10^{8}J}{4.5×10^{7}J/kg}\approx 10.7kg$。