《2025年亮点给力大试卷九年级物理上册苏科版》

27.(6分)小华家里用的是天然气灶,他尝试估测该灶的效率.小华在水壶中加入5L水,水的初温为20℃,然后将水烧开,他观察天然气表发现此次烧水用了$0.1m^3$天然气.已知天然气的热值为$3.2×10^7J/m^3,$水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃),$当地大气压为标准大气压.(ρ水$= 1.0×10^3kg/m^3)$求:
(1)水吸收的热量Q吸(不计水的热量损失).
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放.
(3)天然气灶的效率η.

答案： （1）$1.68× 10^{6}\ J$ （2）$3.2× 10^{6}\ J$ （3）$52.5\%$ 解析：（1）水的质量$m=\rho_{水}V_{水}=1.0× 10^{3}\ kg/m^{3}×5× 10^{-3}\ m^{3}=5\ kg$,标准大气压下水的沸点为$100\ ^{\circ}C$,则水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m(t-t_{0})=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)×5\ kg×(100\ ^{\circ}C-20\ ^{\circ}C)=1.68× 10^{6}\ J$.（2）$0.1\ m^{3}$的天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Vq=0.1\ m^{3}×3.2× 10^{7}\ J/m^{3}=3.2× 10^{6}\ J$.（3）天然气灶的效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.68× 10^{6}\ J}{3.2× 10^{6}\ J}×100\% = 52.5\%$.

28.(9分)(2025·重庆期中)某款油电混合动力汽车的相关信息如表.在某次水平道路测试中,描绘出了从启动到中速过程,速度与时间的关系图像如图所示.已知$v_1= 90km/h$为中速范围$,t_1= 20s.$该车以中速匀速行驶193km,共消耗汽油10L.中速行驶过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进,若平均阻力为车重的1/10,g取10N/kg,则:
|驱动模式|纯电动(输出15kW)启动、低速油电混动(输出25kW以上)中速纯燃油(输出50kW以上)高速|
|汽车质量|1000kg|


(1)从启动到中速过程,纯电动时牵引力做功是多少?
(2)在水平道路以中速匀速行驶测试中,牵引力做的功是多少?
(3)在水平道路以中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为60%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油取$0.7×10^3kg/m^3,q$汽油$= 4.6×10^7J/kg)$

答案： （1）$3× 10^{5}\ J$ （2）$1.93× 10^{8}\ J$ （3）$2× 10^{5}\ J$ 解析:（1）由表格数据可知,纯电动时的功率$P_{1}=15\ kW$,由$P=\frac{W}{t}$可得,从启动到中速过程,纯电动时牵引力所做的功$W_{1}=P_{1}t_{1}=15× 10^{3}\ W×20\ s=3× 10^{5}\ J$.（2）汽车受到的阻力$f=\frac{1}{10}G_{车}=\frac{1}{10}m_{车}g=\frac{1}{10}×1000\ kg×10\ N/kg=1000\ N$,汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,即汽车的牵引力$F=f=1000\ N$,在水平道路以中速匀速行驶测试中,牵引力做的功$W_{2}=Fs=1000\ N×193× 10^{3}\ m=1.93× 10^{8}\ J$.（3）消耗汽油的体积$V=10\ L=10\ dm^{3}=0.01\ m^{3}$,由$\rho=\frac{m}{V}$可得,消耗汽油的质量$m=\rho_{汽油}V=0.7× 10^{3}\ kg/m^{3}×0.01\ m^{3}=7\ kg$,汽油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq_{汽油}=7\ kg×4.6× 10^{7}\ J/kg=3.22× 10^{8}\ J$,由$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%$可得,内燃机转化成的有用能量$W_{有用}=\eta Q_{放}=60\%×3.22× 10^{8}\ J=1.932× 10^{8}\ J$,蓄电池增加的能量$W_{电}=W_{有用}-W_{2}=1.932× 10^{8}\ J-1.93× 10^{8}\ J=2× 10^{5}\ J$.