《2025年全效学习同步学练测九年级物理全一册人教版》

1. 日常生活 小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将 1 kg 的水从 20℃ 加热到 60℃，消耗了 $0.01\ m^3$ 的天然气(假设天然气完全燃烧)，已知水的比热容为 $4.2×10^3\ J/(kg·℃)$，天然气的热值为$ 4.0×10^7 J/m3$，则此次燃气灶烧水的效率为42%。

答案： 1.42%

2. 日常生活 小红一家到某基地露营时，用火炉将质量为 $2\ kg$、初温为 $20\ \textdegree C$ 的水加热到 $60\ \textdegree C$，燃烧了 $100\ g$ 木炭。已知水的比热容 $c_{水} = 4.2×10^3\ J/(kg· \textdegree C)$，木炭的热值 $q = 3.36×10^7\ J/kg$。求：
（1）水吸收的热量；
（2）该火炉烧水的热效率。

答案： 2.解：
(1)水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_{0})=4.2×10^{3}\text{J/(kg\cdot^{\circ}C)}×2kg×(60^{\circ}C-20^{\circ}C)=3.36×10^{5}J$；
(2)木炭完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=m_{木炭}q=100×10^{-3}kg×3.36×10^{7}J/kg=3.36×10^{6}J$，
火炉烧水的热效率：
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{3.36×10^{5}J}{3.36×10^{6}J}×100\%=10\%$。
答：
(1)水吸收的热量为$3.36×10^{5}J$；
(2)该火炉烧水的热效率为10%。

3. 小智一家驾车旅行，若车的总质量为 $1.5\ t$，在一段平直的道路上匀速直线行驶 $6\ km$，所受阻力为车重的 $0.1$ 倍，完全燃烧汽油 $1\ L$，则 $1\ L$ 汽油完全燃烧放出的热量是____ $J$，该车的工作效率是____。$(q_{汽油} = 4.5×10^7\ J/kg, \rho_{汽油} = 0.8×10^3\ kg/m^3, g$ 取 $10\ N/kg)$

答案： 3.$3.6×10^{7}\quad25\%$

4. 山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约 $360\ km$，驾车前往大约需要 $4\ h$。（汽油的热值 $q$ 取 $4.5×10^7\ J/kg$，汽油的密度 $\rho$ 取 $0.8×10^3\ kg/m^3$）
（1）求汽车的平均速度；
（2）汽车全程消耗汽油 $25\ L$，求汽油完全燃烧放出的热量 $Q$；
（3）若汽车发动机全程的平均功率为 $25\ kW$，求汽车发动机的效率。

答案： 4.解：
(1)汽车平均速度为：$v=\frac{s}{t}=\frac{360 km}{4 h}=90 km/h$。
(2)消耗汽油的质量为：$m=\rho V=25×10^{-3}m^{3}×0.8×10^{3} kg/m^{3}=20 kg$；
燃烧释放的热量为：$Q=qm=4.5×10^{7}J/kg×20 kg=9×10^{8}J$。
(3)汽车发动机做的机械功为：$W=Pt=25×10^{3} W×4×3600 s=3.6×10^{8}J$；
发动机的机械效率为：$\eta=\frac{W}{Q}×100\%=\frac{3.6×10^{8}J}{9×10^{8}J}=40\%$。
答：
(1)汽车的平均速度为$90 km/h$；
(2)汽油完全燃烧放出的热量为$9×10^{8}J$；
(3)汽车发动机的效率为40%。

5. 某飞机最大起飞质量为 $37\ t$，最大飞行高度达 $20000\ m$，最大航行速度达 $2.5$ 倍声速（合 $3060\ km/h$），最大载油量为 $10\ t$，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：

已知飞机发动机燃油完全燃烧释放的能量转化为机械能的效率是 $40\%$，飞机使用的航空燃油的热值为 $5×10^7\ J/kg$。问：
（1）飞机发动机完全燃烧 $10\ t$ 燃油获得的能量是多少？
（2）当飞机以 $400\ m/s$ 的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少？
（3）当在飞机油箱中加满燃油，并且以 $500\ m/s$ 的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少？（结果保留两位有效数字）

答案： 5.解：
(1)$Q=mq=1×10^{4} kg×5×10^{7} J/kg=5×10^{11}J$。
(2)$P=\frac{W}{t}=\frac{F s}{t}=Fv=fv$
$=4.8×10^{4} N×400 m/s$
$=1.92×10^{7} W$
$=1.92×10^{4} kW$。
(3)$W_{有}=40\%× Q$
$=40\%×5×10^{11}J$
$=2×10^{11}J$，
$s=\frac{W_{有}}{f}=\frac{2×10^{11}J}{7.5×10^{4}N}\approx2.7×10^{6}m=2.7×10^{3}km$。