《2025年课时提优计划作业本九年级物理上册苏科版》

5. 某媒体称新能源车的电池组能量密度(能量与质量的比值)还没有无烟煤高,更别提汽油了。已知某新能源车电池组的电容量为$100kW·h(1kW·h= 3.6×10^{6}J),$由7000多个电池组成,电池组的总质量为90kg。已知汽油的能量密度为$4.6×10^{7}J/kg,无烟煤的能量密度为3.4×10^{7}J/kg。$
(1)100kW·h= ______J,该新能源车的能量密度是______。
(2)“能量密度”相当于______(选填“密度”“热量”“功率”或“热值”)。
(3)该媒体的说法——“新能源车的电池组能量密度(能量与质量的比值)还没有无烟煤高,更别提汽油了”是______(选填“正确”或“错误”)的。

答案：
(1)$3.6×10^{8}$ $4×10^{6}J/kg$
(2)热值
(3)正确 解析：
(1)因为$1kW\cdot h=3.6×10^{6}J$，所以$100kW\cdot h=3.6×10^{8}J$；该新能源车的能量密度为$\frac {3.6×10^{8}J}{90kg}=4×10^{6}J/kg$。
(2)由题意可知，“能量密度”指能量与质量的比值，单位为焦耳每千克，所以“能量密度”相当于燃料的热值。
(3)电池组的能量密度为$4×10^{6}J/kg$，无烟煤的能量密度为$3.4×10^{7}J/kg$，电池组的能量密度比无烟煤的小，所以该媒体的说法是正确的。

1. 2022年6月5日,中国载人航天飞船神舟十四号发射成功。如图所示,飞船在空中加速上升时的能量转化情况是()

A. 飞船的动能转化为重力势能,动能减小
B. 飞船的重力势能转化为动能,重力势能减小
C. 燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能
D. 没有发生能量的转化,飞船的机械能不变

答案： C 解析：飞船在空中加速上升时，飞船的质量不变，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，A、B 错误；机械能为动能与势能的和，所以飞船的机械能增大，燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能，C 正确，D 错误。

2. 2023年6月4日,神舟十五号返回舱进入大气层,与大气层摩擦变成“火球”。下列事例中改变内能的方式,与“火球”的形成不相同的是()
A. 摩擦生热
B. 钻木取火
C. 热水取暖
D. 擦燃火柴

答案： C 解析：神舟十五号返回舱进入大气层时，返回舱与大气层剧烈摩擦，机械能转化为内能，温度升高，是利用做功的方式改变内能。摩擦生热，是通过做功的方式来改变物体内能的，A 不符合题意；钻木取火时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式来改变物体内能的，B 不符合题意；热水取暖，是通过热传递的方式来改变物体内能的，C 符合题意；擦燃火柴，是通过做功的方式来改变物体内能的，D 不符合题意。

3. (2024·临沂)2024年4月20日,我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。下列内燃机的四个冲程中,汽缸内气体的内能最小的是()

A.
B.
C.
D.

答案： D 解析：D 选项为吸气冲程，此时燃料和空气的混合气体被吸入汽缸，气体温度较低，内能较小；C 选项为压缩冲程，此时活塞对气体做功，机械能转化为气体的内能，汽缸内气体内能增加；A 选项为做功冲程，此时混合气体燃烧产生高温、高压气体，汽缸内气体的内能很大；B 选项为排气冲程，此时汽缸内的高温废气被排出；综上所述，吸气冲程中的气体内能最小。D 正确。

4. 一颗子弹以一定的速度水平射向静止的木块(如图甲所示),然后子弹和木块一起以某一速度开始向右摆动(如图乙所示)。此过程中,子弹的动能______(选填“增大”“减小”或“不变”,下同),子弹和木块的内能之和______。

答案： 减小 增大 解析：当子弹和木块一起以某一速度开始向右摆动时，子弹的速度减小，动能减小；子弹在射入木块中时，要克服摩擦力做功，将一部分机械能转化为内能，故子弹与木块的内能之和增大。

5. 如图所示是我国的歼-20隐形战斗机,该战斗机的最大起飞质量为35t,推重比为1.08(推重比是指飞机在海平面所受静推力与飞机起飞重力之比),发动机的能量转化效率是40%。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系为$f= kv^{2}$。(g取10N/kg)
(1)该战斗机在海平面以最大质量起飞时的最大静推力为______N。
(2)当该战斗机以600m/s的速度匀速直线飞行10min时,发动机的功率为1.5×10^{5}kW,所受阻力为______N。
(3)油箱中航空燃油的质量为5t,则航空燃油完全燃烧放出的热量为______J,该战斗机以400m/s的速度匀速直线飞行时所能飞行的最大距离为______m。(航空燃油的热值为4.4×10^{7}J/kg)

答案：
(1)$3.78×10^{5}$
(2)$2.5×10^{5}$
(3)$2.2×10^{11}$ $7.92×10^{5}$ 解析：
(1)该战斗机最大起飞重力$G_{最大}=m_{最大}g=35×10^{3}kg×10N/kg=3.5×10^{5}N$，由题意可知，推重比是指飞机在海平面所受静推力与飞机起飞重力之比，则它在海平面以最大质量起飞时的最大静推力$F_{推最大}=1.08×G_{最大}=1.08×3.5×10^{5}N=3.78×10^{5}N$。
(2)当该战斗机匀速直线飞行时，所受牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，则所受阻力$f=F=\frac {P}{v}=\frac {1.5×10^{8}W}{600m/s}=2.5×10^{5}N$。
(3)燃油完全燃烧放出的热量$Q=mq=5×10^{3}kg×4.4×10^{7}J/kg=2.2×10^{11}J$；飞机发动机的能量转化效率是 40%，则有用机械功$W=40\% ×Q=40\% ×2.2×10^{11}J=8.8×10^{10}J$，已知当该战斗机以 600 m/s 的速度巡航时所受阻力为$2.5×10^{5}N$，由题意可知，飞机航行时所受阻力的大小与速度的平方成正比，故可得$\frac {f'}{f}=\frac {kv'^{2}}{kv^{2}}=\frac {(400m/s)^{2}}{(600m/s)^{2}}=\frac {4}{9}$，即$f'=\frac {4}{9}f=\frac {4}{9}×2.5×10^{5}N=\frac {1}{9}×10^{6}N$，则飞机以 400 m/s 的速度匀速直线飞行时受到的牵引力$F'=f'=\frac {1}{9}×10^{6}N$，由$W=Fs$可得，飞行的最大距离$s=\frac {W}{F'}=\frac {8.8×10^{10}J}{\frac {1}{9}×10^{6}N}=7.92×10^{5}m$。