《2025年亮点给力提优课时作业本九年级物理上册苏科版》

7. 新素养 科学思维 甲、乙两个四冲程柴油机工作时做功情况和消耗柴油的数据对比如表所示,下列说法正确的是 ()

A. 柴油机依次按照吸气、做功、压缩、排气四个冲程循环工作
B. 甲柴油机所用燃料的热值一定比乙柴油机的高
C. 甲柴油机的输出功率较小,热机效率较高
D. 乙柴油机的输出功率较小,热机效率较高

答案： C 解析:柴油机依次按照吸气、压缩、做功、排气四个冲程循环工作,故A错误;甲、乙柴油机都是使用柴油作燃料,热值相同,由表中数据可知,完成相同的工作量,即两柴油机所做功相同,甲柴油机消耗柴油的质量比乙柴油机小,由Q_{放}=mq可知,甲柴油机消耗的柴油完全燃烧放出的热量少,由η=$\frac{W}{Q_{放}}$×100%可知,甲柴油机的效率比乙柴油机的高,完成相同的工作量,即做相同的功,甲所用的时间多,由P=$\frac{W}{t}$可知,甲柴油机的输出功率较小,故B、D错误,C正确.

8. 新素养 科学态度与责任 (2024·黑龙江哈尔滨四模)使用清洁能源天然气有助于国家提出的 2060 年前实现碳中和的目标.小明用他家的天然气灶将质量为 $ 2 \mathrm { kg } $、初温为 $ 15 ^ { \circ } \mathrm { C } $ 的水加热到 $ 95 ^ { \circ } \mathrm { C } $,水吸收的热量为______J;若此过程的热效率为 $ 40 \% $,则此过程消耗天然气______$ \mathrm { m } ^ { 3 } $.[水的比热容为 $ 4.2 × 10 ^ { 3 } \mathrm { J } / ( \mathrm { kg } \cdot ^ { \circ } \mathrm { C } ) $,天然气的热值为 $ 4.2 × 10 ^ { 7 } \mathrm { J } / \mathrm { m } ^ { 3 } $]

答案： 6.72×10⁵ 0.04 解析:水吸收的热量Q_{吸}=c_{水}m_{水}Δt=4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×(95℃-15℃)=6.72×10⁵J;由η=$\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$×100%可得,需要天然气完全燃烧放出的热量Q_{放}=$\frac{Q_{吸}}{η}$=$\frac{6.72×10⁵J}{40%}$=1.68×10⁶J,由Q_{放}=Vq可得,消耗天然气的体积V=$\frac{Q_{放}}{q}$=$\frac{1.68×10⁶J}{4.2×10⁷J/m³}$=0.04m³.

9.(2025·江苏南京月考)汽油发动机工作时,汽油必须和吸进的空气成适当的比例,才能形成可以有效燃烧的混合气,这就是空燃比(可燃混合气中空气质量与燃油质量之比),某总排量为 $ 2.0 \mathrm { L } $ 的发动机的空燃比为 $ 22 : 1 $,混合燃气的密度为 $ 1.5 \mathrm { kg } / \mathrm { m } ^ { 3 } $,则发动机做一次功,燃料燃烧产生的热量为______J,当发动机曲轴每分钟转速为 $ 3000 $ 转时,汽车输出的机械功率为 $ 90 \mathrm { kW } $.则该发动机每秒钟做功______次,此时该发动机的效率是______.(汽油的热值为 $ 4.6 × 10 ^ { 7 } \mathrm { J } / \mathrm { kg } $)

答案： 6×10³ 25 60% 解析:一个工作循环吸入混合气的体积V=2.0L=2×10⁻³m³,混合气的质量m_{混}=ρ_{混}V=1.5kg/m³×2×10⁻³m³=3×10⁻³kg,其中汽油的质量m_{油}=$\frac{1}{1+22}$m_{混}=$\frac{1}{23}$×3×10⁻³kg=$\frac{3}{23}$×10⁻³kg,发动机做一次功,燃料燃烧产生的热量Q_{放}=m_{油}q=$\frac{3}{23}$×10⁻³kg×4.6×10⁷J/kg=6×10³J.发动机的转速为3000r/min=50r/s,说明1s内发动机的曲轴转动50周,一个工作循环中,曲轴转动两周,对外做功一次,所以1s内发动机对外做功25次.发动机每做功一次,燃料燃烧产生的热量Q_{放}=6×10³J,则1s内汽油燃烧释放的热量Q_{放总}=25Q_{放}=25×6×10³J=1.5×10⁵J,由P=$\frac{W}{t}$可得,发动机1s内做功W=Pt=9×10⁴W×1s=9×10⁴J,该发动机的效率η=$\frac{W}{Q_{放总}}$×100%=$\frac{9×10⁴J}{1.5×10⁵J}$×100%=60%.

10.(2024·辽宁模拟)为比较不同燃料的热值,安安设计了如图甲、乙所示的两组对比实验,实验装置完全相同,实验室内气压为标准大气压,实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热.

(1) 实验中烧杯内水的初温不同,实验能否完成?______.
(2) 完全燃烧质量相同的燃料 1 和燃料 2,加热相同质量的水,根据得到的数据作出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示,实验中水吸收热量的多少是通过______反映的.燃料 1 燃烧 $ 5 \mathrm { min } $ 放出的热量______(选填“大于”“小于”或“等于”)燃料 2 燃烧 $ 15 \mathrm { min } $ 放出的热量.

(3) 假设燃料完全燃烧,则燃料 1 与燃料 2 的热值之比为______.
(4) 如果增加燃料 1 的质量,加热到第 $ 6 \mathrm { min } $,水的温度会______,原因是______.

答案：
(1)能
(2)水升高的温度 大于
(3)4:3
(4)不变 水达到沸点后持续吸热温度不变 解析:
(1)在比较不同燃料的热值实验中,应控制燃料的质量相同,通过温度计示数的变化来比较水吸收的热量,进而比较燃料释放出的热量,所以水的初温不同,可以完成实验.
(2)实验中通过比较水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少,水升高的温度越高,说明水吸收的热量越多,燃料放出的热量越多.由图丙可知,燃料燃尽时,甲图中水升温更多,说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量.
(3)实验中忽略热量的散失,且两杯水的质量、比热容均相同,由Q_{吸}=cmΔt可得,燃料1与燃料2的热值之比$\frac{q_{1}}{q_{2}}$=$\frac{Q_{1}}{Q_{2}}$=$\frac{cmΔt_{1}}{cmΔt_{2}}$=$\frac{Δt_{1}}{Δt_{2}}$=$\frac{100℃-20℃}{80℃-20℃}$=$\frac{4}{3}$.
(4)由图丙可知,使用燃料1加热5min,水的温度为100℃,达到沸点,所以加热到6min时,水继续沸腾,温度保持不变.