《2025年5年中考3年模拟九年级物理全一册沪科版》

1.「2024山东济南章丘期中」一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km,消耗汽油10L,若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功,所用汽油的热值为$4.6×10^7J/kg,$密度为$0.7×10^3kg/m^3,$则以下说法正确的是( )
①小轿车是将机械能转化为内能的机器
②这些汽油完全燃烧放出的热量为$3.22×10^8J$
③汽车消耗的有用功为$9.66×10^7J$

A.只有①②正确
B.只有②③正确
C.只有①③正确
D.①②③均正确

答案： 1.B ①小轿车是将内能转化为机械能的机器,故①错误;②消耗汽油的体积:V=10 L=10 dm³=1×10⁻² m³,行驶 100 km 消耗汽油的质量:m=ρV=0.7×10³ kg/m³×1×10⁻² m³=7 kg;这些汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=7 kg×4.6×10⁷ J/kg=3.22×10⁸ J,故②正确;③根据η=W有用/Q放×100%可得用来驱动汽车做的有用功:W有用=ηQ放=30%×Q放=30%×3.22×10⁸ J=9.66×10⁷ J,故③正确。故选 B。

2.「2025河南郑州期中」新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池电量过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,行驶时汽车所受阻力与车速的关系如图所示。某次测试中,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,消耗了汽油8kg(汽油的热值为$4.5×10^7J/kg)。$求：
(1)测试中牵引力做的功；
(2)测试中消耗的汽油完全燃烧放出的热量；
(3)若该次测试中蓄电池增加的电能为$2.6×10^7J,$则此过程中内燃机的效率。

答案： 2.解析
(1)汽车行驶的路程为 s=vt=50 km/h×0.5 h=25 km=2.5×10⁴ m。由图像可知,汽车速度为 50 km/h时,所受阻力为 4 000 N,汽车匀速行驶时,汽车的牵引力和所受阻力是一对平衡力,则牵引力 F=f=4 000 N,牵引力做的功 W=Fs=4 000 N×2.5×10⁴ m=1×10⁸ J。
(2)汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=8 kg×4.5×10⁷ J/kg=3.6×10⁸ J。
(3)内燃机所做的有用功为 W有=W+W电=1×10⁸ J+2.6×10⁷ J=1.26×10⁸ J。内燃机的效率η=W有/Q放×100%=1.26×10⁸ J/3.6×10⁸ J×100%=35%。

3.「2025河南汝州期中」发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了汽车的性能和品质。某辆以92号汽油为燃料的汽车,其发动机的相关数据如表所示。表中空燃比指的是气缸内空气和燃油的质量比。
|曲轴转速|3600r/min|气缸内汽油和空气混合物的密度|$1.3kg/m^3$|
|气缸的工作容积|2L|92号汽油的热值|$4.6×10^7J/kg$|
|发动机最大输出功率|92kW|空燃比|12:1|

(1)汽车以120km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大,此时汽车1min内做的有用功是多少?
(2)汽车完成一个工作循环时,气缸内吸入的汽油和空气混合物的质量是多少?汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)当汽车以120km/h的速度匀速行驶时,发动机的效率是多大? (结果精确至0.1%)

答案： 3.解析
(1)发动机的最大输出功率 P=92 kW=9.2×10⁴ W,t=1 min=60 s。由 P=W/t得,汽车 1 min 内做的有用功为 W有=Pt=9.2×10⁴ W×60 s=5.52×10⁶ J。
(2)气缸内汽油和空气混合物的体积等于气缸的工作容积,即 V=V容=2 L=2×10⁻³ m³。由ρ=m/V得,汽油和空气混合物的质量 m=ρV=1.3 kg/m³×2×10⁻³ m³=2.6×10⁻³ kg。已知空燃比是 12∶1,则吸入汽油的质量 m汽油=1/13 m=1/13×2.6×10⁻³ kg=2×10⁻⁴ kg。完成一个工作循环时,汽油完全燃烧释放的热量 Q放=m汽油q=2×10⁻⁴ kg×4.6×10⁷ J/kg=9.2×10³ J。
(3)曲轴的转速是 3 600 r/min,则 1 min 内完成1 800 个工作循环,对外做功 1 800 次。则 1 min 内汽油燃烧释放的热量:Q放'=1 800Q放=1 800×9.2×10³ J=1.656×10⁷ J;发动机的效率η=W有/Q放'×100%=5.52×10⁶ J/1.656×10⁷ J×100%≈33.3%。

4.「2025安徽合肥期中」某家庭每天需要将50kg、20℃的水加热到40℃作为生活用水。若利用热效率为25%的煤气灶烧水,则需要完全燃烧______kg煤气。[煤气的热值$q= 4.2×10^7J/kg,$水的比热容$c= 4.2×10^3J/(kg·℃)]$

答案： 4.答案 0.4 解析 水吸收的热量:Q吸=cm(t-t₀)=4.2×10³ J/(kg·℃)×50 kg×(40 ℃-20 ℃)=4.2×10⁶ J;由η=Q吸/Q放可知,煤气完全燃烧放出的热量 Q放=Q吸/η=4.2×10⁶ J/25%=1.68×10⁷ J。由 Q放=mq 可知,需要完全燃烧煤气的质量 m煤气=Q放/q=1.68×10⁷ J/4.2×10⁷ J/kg=0.4 kg。