《2025年新坐标同步练习九年级物理全一册人教版青海专用》

7. 某厂某型号专用车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶 $ 5.6\ km $,受到的阻力是 $ 3.0 × 10^{3}\ N $,消耗燃油 $ 1.5\ L $(假设燃油完全燃烧)。若燃油的密度 $ \rho = 0.8 × 10^{3}\ kg/m^{3} $,热值 $ q = 4 × 10^{7}\ J/kg $,求：
(1)该专用车牵引力所做的功；
(2)该专用车的热机效率。

答案： 解:
(1)因为专用车匀速行驶,在水平方向上受平衡力的作用,所以牵引力
F=f=3.0×10³ N
专用车牵引力所做的功
W=Fs=3.0×10³ N×5.6×10³ m=1.68×10⁷ J.
(2)消耗燃油的质量
m=ρV=0.8×10³ kg/m³×1.5×10⁻³ m³=1.2 kg
燃油完全燃烧放出的热量
Q₍放₎=mq=1.2 kg×4×10⁷ J/kg=4.8×10⁷ J
该专用车的热机效率
η=W/Q₍放₎=1.68×10⁷ J/4.8×10⁷ J=0.35=35%.

1. 下列关于热值和热机效率的说法正确的是(C)
A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B.柴油机的热机效率通常为 $ 100\% $
C.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
D.燃料燃烧释放的热量越多,热值越大

答案： C

2. 与固体燃料相比,液体燃料火箭无须人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一,其密度约为 $ 0.42 × 10^{3}\ kg/m^{3} $,热值为 $ 5.0 × 10^{7}\ J/kg $。酒精的密度为 $ 0.8 × 10^{3}\ kg/m^{3} $,热值为 $ 3.0 × 10^{7}\ J/kg $,下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是(D)
A.酒精的密度比液态甲烷的密度小
B.液态甲烷燃烧时,内能转化为化学能
C.相同体积的液态甲烷和酒精,液态甲烷的质量更大
D.$ 10\ kg $ 的液态甲烷完全燃烧,放出的热量为 $ 5.0 × 10^{8}\ J $

答案： 解析:选 D. 液态甲烷密度约为 0.42×10³ kg/m³,酒精的密度为 0.8×10³ kg/m³,酒精的密度比液态甲烷的密度大,故 A 错误;液态甲烷燃烧时,化学能转化为内能,故 B 错误;酒精的密度比液态甲烷的密度大,根据 m=ρV,相同体积的液态甲烷和酒精,液态甲烷的质量较小,故 C 错误;10 kg 的液态甲烷完全燃烧,放出的热量为 Q₍放₎=mq₍甲烷₎=10 kg×5.0×10⁷ J/kg=5.0×10⁸ J,故 D 正确.

3. 在一标准大气压下,将 $ 20\ kg $ 的水从 $ 60\degreeCelsius $ 加热到沸腾,需要吸收的热量是3.36×10⁶$J$,如果这些热量是由效率为 $ 40\% $ 的太阳能热水器来提供,则需要的太阳能是8.4×10⁶$J$。[ $ c_{水} = 4.2 × 10^{3}\ J/(kg·℃) $ ]

答案： 3.36×10⁶ 8.4×10⁶

4. 如图所示是我国自主研发的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”,该飞机在空中飞行时能获得 $ 0.8 × 10^{5}\ N $ 的水平推力,若它以 $ 500\ km/h $ 的速度沿水平方向匀速航行 $ 500\ km $,需要完全燃烧热值为 $ 4 × 10^{7}\ J/kg $ 的航空煤油,则：

(1)飞机在空中飞行的时间是多久？
(2)若发动机的效率为 $ 25\% $ 时,煤油完全燃烧放出的热量为多少？
(3)需要航空燃油的质量为多少？

答案： 解:
(1)飞机在空中飞行的时间
t=s/v=500 km/500 km/h=1 h.
(2)发动机推力做的功
W=Fs=0.8×10⁵ N×500×10³ m=4×10¹⁰ J
发动机的效率为 25%时,煤油完全燃烧放出的热量
Q₍放₎=W/η=4×10¹⁰ J/25%=1.6×10¹¹ J.
(3)需要航空燃油的质量
m=Q₍放₎/q=1.6×10¹¹ J/4×10⁷ J/kg=4×10³ kg.