《2025年名校作业九年级物理上册人教版山西专版》

11.物理实践活动中,同学们参观了最早的供暖系统所使用的锅炉,其结构示意图如图所示。请你提出一条有效的节能措施: _ _。说明理由： _ _。

答案： 在锅炉外装隔热材料 降低了热量的损失,提高了能量的利用率
解析 要节约能源,就要提高能量的利用率,减少能量的损失,可以在锅炉外装隔热材料,降低热量的损失,节约燃料。

12.【跨学科】如图是化学老师演示的氢气与空气混合的爆炸实验。在易拉罐的顶部开一个小孔,收集氢气期间用棉花堵住小孔,收集完成后拿掉棉花,用点燃的小木条点燃小孔处的氢气,易拉罐内的氢气立即爆炸,易拉罐向上飞起。出现这一现象是因为氢气具有可燃性,且 _ 较大,燃烧后放出大量的 _ 。这一过程与内燃机 _ 冲程的能量转化情况相同。

答案： 热值 热量 做功
解析 易拉罐向上飞起的过程中,氢气燃烧产生的内能转化为易拉罐的机械能。

13.如图是某内燃机工作时的能量流向图,由图可知,该内燃机的效率为 _ %,请你写出一条提高内燃机效率的措施: _ _。

答案： 22 加润滑油减小机械摩擦(合理即可)
解析 由图可知,有用功占比为100%-33%-30%-15%=22%,所以该内燃机的效率为22%;根据图示的热量损失途径可知,要提高该内燃机的效率,可采取减少尾气带走的热量、减少热量散失、减小摩擦做功等措施。

14."自嗨锅"是一种时尚快餐,很受年轻人的喜爱。它里面的发热包在将600g水从$10^{\circ }C$加热至沸腾(标准大气压下)的过程中,提供给水的热量至少为 _ J。如果用酒精灯给600g水加热升高同样温度,至少需要 _ g酒精。[$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C),q_{酒精}= 3×10^{7}J/kg$]

答案： 2.268×10⁵ 7.56
解析 在标准大气压下,水的沸点是100 ℃,水的质量m=600 g=0.6 kg,水吸收的热量Q吸=c水m(t-t₀)=4.2×10³ J/(kg·℃)×0.6 kg×(100 ℃-10 ℃)=2.268×10⁵ J;由题意知,酒精完全燃烧放出的热量至少为Q放=Q吸=2.268×10⁵ J,由Q放=mq可知,需要完全燃烧酒精的质量至少为m酒精=Q放/q酒精=2.268×10⁵ J/3×10⁷ J/kg=0.00756 kg=7.56 g。

15.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内液体的初温、质量均相同。

(1)实验装置的安装顺序应该是 _ (选填"由上到下"或"由下到上")。
(2)本实验是通过比较 _ 的变化来比较燃料热值的大小。
(3)比较不同燃料的热值,应选择 _ 两图进行实验;比较不同液体的吸热能力,应选择 _ 两图进行实验。
(4)若在研究不同燃料的热值实验时,记录的数据如下表:(假设燃料都完全燃烧)
|燃料|加热前液体的温度/$^{\circ }C$|燃料燃尽时液体的温度/$^{\circ }C$|燃料的热值/(J·kg⁻^1)|
|1|15|35|2.4×10^6|
|2|15|25| |

请你根据表中数据计算,燃料2的热值为 _ J/kg。
(5)通过实验得到的燃料的热值会比实际值偏 _ (选填"大"或"小"),理由是 _ _。

答案：
(1)由下到上
(2)温度计示数
(3)甲、乙 甲、丙
(4)1.2×10⁶
(5)小 有热量散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收
解析
(4)实验中的装置相同,燃料的加热效率也相同,由Q吸=ΔQ放得,燃料1:c液mΔt₁=ηm₁q₁,即c液m(35 ℃-15 ℃)=ηm₁×2.4×10⁶ J/kg。
燃料2:c液mΔt₂=ηm₂q₂,即c液m(25 ℃-15 ℃)=ηm₂q₂。联立以上两式可得q₂=1.2×10⁶ J/kg。

16.阅读短文,回答问题。
无废城市与垃圾处理
3月30日是国际无废日(也称国际零废物日),"无废"理念逐渐深入人心。"无废城市"是一种先进的城市管理理念,旨在通过推动形成绿色发展方式和生活方式,持续推进固体废物源头减量和资源化利用,最大限度减少填埋量,将固体废物对环境的影响降至最低。近年来,山西省鼓励各地开展"无废城市"建设,标本兼治打好固体废物污染防治攻坚战,助力建设人与自然和谐共生的美丽山西。《山西省固体废物污染防治攻坚行动方案》提出,到2027年,全省"无废城市"建设比例达到60%。
垃圾处理是建设"无废城市"的重头戏。垃圾处理厂对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆肥等处理,并把适合焚烧的生活垃圾送至焚烧厂,每充分燃烧1kg生活垃圾放出的热量大约为$4.19×10^{6}J$,焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽,推动汽轮机转动进行发电。每充分燃烧1kg生活垃圾可产生的电能大约为$1.03×10^{6}J$,垃圾焚烧后产生的炉渣约占焚烧前垃圾重量的五分之一,可用于制造生态建材等产品,实现资源的综合利用,垃圾发电不仅能变废为宝,产出电能,还能节约煤炭资源。
(1)为建设"无废城市",将固体废物对环境的影响降至最低,可采取的措施有: _ _ (写出一条)。
(2)请结合上面的短文,完成垃圾焚烧发电的能量转化流程图。

(3)焚烧垃圾产生电能的效率约为 _ %;完全燃烧10kg的生活垃圾所产生的热量可以节约 _ kg的煤炭,忽略能量的损耗。($q_{煤炭}= 2.9×10^{7}J/kg$,结果保留两位小数)

答案：
(1)推进固体废物源头减量(或推进固体废物资源化利用)
(2)机械能
(3)24.58 1.44
解析
(1)根据第1段“‘无废城市’是一种先进的……影响降至最低”解答。
(2)由题意知,焚烧垃圾产生的能量能够把水加热成高温蒸汽,是将垃圾的化学能转化为内能;高温蒸汽推动汽轮机转动进行发电,是将蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能再转化为电能。
(3)因为每充分燃烧1 kg生活垃圾放出的热量大约为6.3×10⁶ J,则1 kg生活垃圾产生的电能W电=1.03×10⁶ J,生活垃圾焚烧发电的效率η=W电/Q放=1.03×10⁶ J/4.19×10⁶ J≈0.2458=24.58%,完全燃烧10 kg的生活垃圾所产生的热量Q=10Q放=10×4.19×10⁶ J=4.19×10⁷ J,忽略能量的损耗,煤炭燃烧放出的热量Q'=Q=4.19×10⁷ J,由Q放=mq可知,节约煤炭的质量m煤炭=Q'/q煤炭=4.19×10⁷ J/2.9×10⁷ J/kg≈1.44 kg。