《2025年高分突破课时达标讲练测九年级物理全一册沪科版》

例3 *(选学)【利用热平衡方程进行计算】把一质量为50 g、温度为1080\ \unit{^{\circ}C}的某金属球,投入到100 g的初温为30\ \unit{^{\circ}C}的水中,金属的比热容为$0.42×10^{3}\ J/(kg·℃)$,水的比热容为$4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)$,不计热量的损失,求它们达到热平衡后共同的温度。

答案： 解：已知：金属球质量$m_{金}=50 {g}=0.05 {kg}，$初温$t_{金0}=1080 {^{\circ}C}，$比热容$c_{金}=0.42×10^{3} {J/(kg·℃)}；$水的质量$m_{水}=100 {g}=0.1 {kg}，$初温$t_{水0}=30 {^{\circ}C}，$比热容$c_{水}=4.2×10^{3} {J/(kg·℃)}。$　　
设热平衡后共同温度为$t，$不计热量损失，金属球放出的热量等于水吸收的热量，即：　　
$Q_{放}=Q_{吸}$　　
$c_{金}m_{金}(t_{金0}-t)=c_{水}m_{水}(t-t_{水0})$　　
代入数据：　　
$0.42×10^{3} {J/(kg·℃)}×0.05 {kg}×(1080 {^{\circ}C}-t)=4.2×10^{3} {J/(kg·℃)}×0.1 {kg}×(t-30 {^{\circ}C})$
解得，$t = 80 {^{\circ}C}$　　
答：热平衡后共同的温度为$80 {^{\circ}C}。$　　

1.(2024·黑龙江)楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖,这是因为水的比热容大,若暖气中50 kg的水,温度降低$2\ \unit{^{\circ}C}$,放出的热量是$4.2× 10^{5}$J。[$c_{水}= 4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)$]

答案： 【解析】：
这道题目考查的是物理中的热量计算知识点，具体涉及到的是比热容的概念以及热量的计算公式。题目中涉及到水的比热容较大，因此适合用于热量的传递。另外，还需要利用热量公式$Q = cm\Delta t$来计算水降温所放出的热量。
首先，需要明确水的比热容大的特点，这也是为什么选择水作为暖气系统中的热传递媒介。然后，根据热量公式$Q = cm\Delta t$来计算水降温所放出的热量，其中$c$是水的比热容，$m$是水的质量，$\Delta t$是水的温度变化。
【答案】：
比热容；$4.2 × 10^{5}$
具体计算过程如下：
根据热量公式$Q = cm\Delta t$，
代入已知数值：$c = 4.2 × 10^{3}\ J/(kg·℃)$，$m = 50\ kg$，$\Delta t = 2\ ℃$，
得到：$Q = 4.2 × 10^{3}\ J/(kg·℃) × 50\ kg × 2\ ℃ = 4.2 × 10^{5}\ J$。

2.(1)在标准大气压下，质量为$6 kg、$温度为$45^{\circ}C$的水吸收$7.56×10^{5}\ J$的热量后，水的温度能升高30$^{\circ}C$。
(2)在标准大气压下，质量为$3 kg、$温度为$45^{\circ}C$的水吸收$7.56×10^{5}\ J$的热量后，水的温度能升高55$^{\circ}C$。

答案：
(1)解：由$Q_{吸}=cm\Delta t$得，水理论升高的温度：
$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{cm}=\frac{7.56× 10^{5}\ J}{4.2× 10^{3}\ J/(kg·℃)×6\ kg}=30\ ℃$
水的末温：$t=t_{0}+\Delta t=45\ ℃+30\ ℃=75\ ℃$
因为$75\ ℃＜100\ ℃$，所以水的温度能升高$30\ ℃$。
30
(2)解：由$Q_{吸}=cm\Delta t$得，水理论升高的温度：
$\Delta t'=\frac{Q_{吸}}{cm'}=\frac{7.56× 10^{5}\ J}{4.2× 10^{3}\ J/(kg·℃)×3\ kg}=60\ ℃$
水的末温：$t'=t_{0}+\Delta t'=45\ ℃+60\ ℃=105\ ℃$
因为在标准大气压下，水的沸点为$100\ ℃$，所以水的实际末温为$100\ ℃$，实际升高的温度：
$\Delta t_{实}=100\ ℃-45\ ℃=55\ ℃$
55

1. 把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的发动机称为热机。

答案： 解：内；机械

2. 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机,叫做内燃机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。

答案： 【解析】：
本题考查了热机的基本概念和内燃机的两种主要类型。根据物理学的知识，我们知道燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机被称为内燃机。在内燃机中，有两种常见的类型，即汽油机和柴油机。这两种机器都是利用燃料在气缸内燃烧产生的高温高压气体来推动活塞运动，从而产生动力。
【答案】：
内燃机；汽油机；柴油机。

3. 汽油机工作时,活塞在气缸内做一次单向运动叫做冲程(或行程)。

答案： 【解析】：
本题考查的是对热机工作原理的理解，特别是汽油机中活塞在气缸内的运动情况。在热机中，活塞在气缸内的运动是热机工作的一个重要环节，这种运动被特称为冲程或行程。根据题目描述，“活塞在气缸内做一次单向运动”，这正好符合冲程或行程的定义。
【答案】：
冲程（或行程）

4. 汽油机的工作原理
汽油机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。

a. 吸气冲程：如图甲所示,进气阀打开,排气阀关闭,活塞由上端向下端运动,空气和汽油的混合气体通过进气道进入气缸。
b. 压缩冲程：如图乙所示,进气阀和排气阀都关闭,活塞向上运动,缸内混合气体被压缩,机械能转化为内能。因此,内能增加、温度升高、压强增大。
c. 做功冲程：如图丙所示,火花塞发出电火花,缸内气体爆发性燃烧,高温高压的燃气迅速膨胀,推动活塞向下运动。做功冲程中内能转化为机械能。
d. 排气冲程：如图丁所示,进气阀关闭,排气阀打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。

答案： 【解析】：
本题主要考查汽油机的工作原理，包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程的具体过程和能量转化。
a. 吸气冲程：需要识别进气阀和排气阀的开闭状态，以及活塞的运动方向，从而确定进入气缸的气体。
b. 压缩冲程：需要理解进气阀和排气阀都关闭时，活塞向上运动压缩缸内混合气体，以及此过程中的能量转化和气体状态的变化。
c. 做功冲程：需要知道火花塞的作用，以及缸内气体燃烧推动活塞运动的过程中的能量转化。
d. 排气冲程：需要识别进气阀和排气阀的开闭状态，以及活塞的运动方向，从而确定排出的气体。
【答案】：
a. 吸气冲程：如图甲所示，进气阀打开，排气阀关闭，活塞由上端向下端运动，空气和汽油的混合气体通过进气道进入气缸。
b. 压缩冲程：如图乙所示，进气阀和排气阀都关闭，活塞向上运动，缸内混合气体被压缩，机械能转化为内能。因此，内能增加，温度升高，压强增大。
c. 做功冲程：如图丙所示，火花塞发出电火花，缸内气体爆发性燃烧，高温高压的燃气迅速膨胀，推动活塞向下运动。做功冲程中内能转化为机械能。
d. 排气冲程：如图丁所示，进气阀关闭，排气阀打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

5. 汽油机的一个工作循环中活塞往复运动2次,气缸内的燃油爆发性燃烧1次,对外做功1次。

答案： 【解析】：
本题主要考查对汽油机工作循环的理解。在汽油机的一个工作循环中，活塞会在气缸内做往复运动，这种运动是为了完成进气、压缩、做功和排气四个冲程。我们需要明确这四个冲程中活塞的运动次数、燃油的燃烧次数以及对外做功的次数。
1. 活塞往复运动次数：在汽油机的一个工作循环中，活塞会从上止点移动到下止点，然后再从下止点移动到上止点，完成一个完整的往复运动。这个过程会重复两次，即活塞往复运动2次。
2. 燃油爆发性燃烧次数：在汽油机的工作循环中，燃油的燃烧主要发生在做功冲程。在一个工作循环中，只有一次做功冲程，因此燃油爆发性燃烧1次。
3. 对外做功次数：由于燃油的燃烧只发生一次，并且这次燃烧产生的能量用于推动活塞完成做功冲程，所以在一个工作循环中，汽油机对外做功1次。
【答案】：
2；1；1。