《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版巅峰版》

10.(2024·南京玄武模拟)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内的液体质量和初始温度也都相同,当燃料燃烧完时,立即读取相应温度计的读数,分别为T甲、T乙和T丙,且有T甲＞T乙＞T丙。

(1)燃料1的热值$q_1$与燃料2的热值$q_2$相比,有$q_1______($填“＞”“=”或$“＜”)q_2。$
(2)液体a的比热容cₐ与液体b的比热容cᵦ相比,有cₐ______(填“＞”“=”或“＜”)cᵦ。
(3)若在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数关系仍然为T甲＞T乙＞T丙,液体b没有沸腾,则cₐ______(填“＞”“=”“＜”或“无法判断”)cᵦ。

答案：
(1)＞
(2)＜
(3)＜ 提示:
(1)甲、乙中液体a升高的温度$\Delta t_{甲}＞\Delta t_{乙}$,可得$Q_{甲吸}＞Q_{乙吸}$,即$Q_{1放}＞Q_{2放}$,故$q_{1}＞q_{2}$。
(2)甲、丙中,$Q_{甲放}=Q_{丙放}$,$Q_{a吸}=Q_{b吸}$,$\Delta t_{甲}＞\Delta t_{丙}$,即$\Delta t_{a}＞\Delta t_{b}$,故$c_{a}＜c_{b}$。
(3)燃料燃烧完前,甲中液体a已沸腾,燃料燃烧完时$T_{甲}＞T_{乙}＞T_{丙}$,液体b没有沸腾,$Q_{吸}$相等,$\Delta t_{a}＞\Delta t_{b}$,故$c_{a}＜c_{b}$。

11.发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了整车的性能和品质。现代汽车发动机主要分为汽油与柴油两类,其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。若某台以汽油为燃料的汽车,发动机内有四个汽缸,其相关数据如表所示。
|汽车发动机数据表| | |
|1min内完成工作循环|2500次|汽缸内汽油和空气的混合密度|$1.5kg/m^3$|
|排气量|2L|汽油热值|$4×10^7J/kg$|
|发动机最大功率|75kW|空燃比|14∶1|

(1)汽车以100km/h的速度匀速行驶时发动机的输出功率最大,求1min内做的有用功。
(2)汽车的排气量是指发动机汽缸的工作容积,汽车排气量越大,功率越大。空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100km/h的速度匀速行驶时,根据表中数据求汽车发动机的效率。

答案：
(1)$4.5×10^{6}\ \text{J}$
(2)22.5% 提示:
(1)汽车以100km/h的速度匀速行驶时,1min内做的有用功$W=Pt=75000\ \text{W}×60\ \text{s}=4.5×10^{6}\ \text{J}$。
(2)一个工作循环中汽缸内燃气的质量$m_{\text{燃气}}=\rho V=1.5\ \text{kg/m}^{3}×2×10^{-3}\ \text{m}^{3}=3×10^{-3}\ \text{kg}$,因为空燃比是14:1,所以做一次功消耗的汽油质量$m_{\text{汽油}}=3×10^{-3}\ \text{kg}×\frac{1}{15}=2×10^{-4}\ \text{kg}$,1min内汽油燃烧释放的热量$Q=2500m_{\text{汽油}}q=2500×2×10^{-4}\ \text{kg}×4×10^{7}\ \text{J/kg}=2×10^{7}\ \text{J}$,发动机的效率$\eta=\frac{W}{Q}×100\%=\frac{4.5×10^{6}\ \text{J}}{2×10^{7}\ \text{J}}×100\%=22.5\%$。