《2025年世纪金榜百练百胜九年级物理全一册人教版》

6 如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270 km/h的速度匀速直线航行20 min，消耗航空燃油1.35 t，飞机发动机的功率为2.25×10⁷ W。（航空燃油的热值为4×10⁷ J/kg）求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
（2）飞机在航行过程中的阻力。
（3）发动机的效率。

答案： （1）m燃油=1.35 t=1350 kg，Q放=m燃油q=1350 kg×4×10⁷ J/kg=5.4×10¹⁰ J
（2）v=270 km/h=75 m/s，t=20 min=1200 s，s=vt=75 m/s×1200 s=9×10⁴ m，W=Pt=2.25×10⁷ W×1200 s=2.7×10¹⁰ J，F=W/s=2.7×10¹⁰ J/9×10⁴ m=3×10⁵ N，因匀速航行，阻力f=F=3×10⁵ N
（3）η=W/Q放=2.7×10¹⁰ J/5.4×10¹⁰ J=50%

7 能源开发 太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图，某家庭太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为1.5 m²，光照功率是2.8×10⁶ J/（m²·h）（1 m²面积上1 h接收到的太阳能平均为2.8×10⁶ J），若阳光照射该热水器8 h，可以使质量为100 kg的水温度升高40 ℃[c水=4.2×10³ J/（kg·℃），q干木柴=1.2×10⁷ J/kg]。求：
（1）水吸收的热量。
（2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴（假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收）。
（3）该太阳能热水器的效率。

答案： （1）Q吸=c水m水Δt=4.2×10³ J/（kg·℃）×100 kg×40 ℃=1.68×10⁷ J
（2）m木柴=Q吸/q干木柴=1.68×10⁷ J/（1.2×10⁷ J/kg）=1.4 kg
（3）Q总=1.5 m²×2.8×10⁶ J/（m²·h）×8 h=3.36×10⁷ J，η=Q吸/Q总=1.68×10⁷ J/3.36×10⁷ J=50%

8 如图所示是一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72 km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8 km时，消耗汽油1.5 L。假设汽油完全燃烧，汽车发动机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（已知：汽油的密度为0.8×10³ kg/m³，汽油的热值为4.6×10⁷ J/kg）
（1）该汽车发动机做的有用功是多少？
（2）该汽车的输出功率为多少？

答案： （1）V汽油=1.5 L=1.5×10⁻³ m³，m汽油=ρ汽油V汽油=0.8×10³ kg/m³×1.5×10⁻³ m³=1.2 kg，Q放=m汽油q=1.2 kg×4.6×10⁷ J/kg=5.52×10⁷ J，W有用=ηQ放=30%×5.52×10⁷ J=1.656×10⁷ J
（2）v=72 km/h=20 m/s，t=s/v=8000 m/20 m/s=400 s，P=W有用/t=1.656×10⁷ J/400 s=4.14×10⁴ W