《2025年金钥匙提优训练课课练九年级物理上册苏科版徐州专版》

8. (2023·大连期末)在“比较酒精和碎纸片的热值”实验中，某小组用如图甲所示的装置进行实验，图中燃烧皿、烧杯 $a$和 $b$、温度计均完全相同，烧杯中盛有水。实验时，点燃放在燃烧皿中的酒精和碎纸片，通过陶土网给烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全烧尽。
(1)安装实验器材时，应自下而上(自下而上/自上而下)安装，陶土网的作用是使烧杯底部受热均匀。
(2)为了保证实验结论的可靠性，在实验中还应控制两杯水的初温和质量相等；通过比较水升高的温度来比较酒精和碎纸片燃烧放出的热量多少。
(3)小组根据记录的各个时刻 $a$、$b$烧杯中水的温度，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断酒精的热值较大。
(4)实验后，小组同学算出了酒精的热值。但对比物理书上的酒精热值，发现计算出的热值小了很多，这是因为酒精不可能完全燃烧(或酒精燃烧放出的热量不可能被水完全吸收)。

答案： 8.
(1)自下而上 使烧杯底部受热均匀
(2)质量 水升高的温度
(3)酒精
(4)酒精不可能完全燃烧(或酒精燃烧放出的热量不可能被水完全吸收)

9. （2023·丰县段考）某燃油小轿车效率为 $30\%$，在平直路面上匀速行驶时受到的阻力为 $810 N$，其百公里耗油量为 $8 L$，已知燃油的密度为 $0.75×10^{3} kg/m^{3}$。求：
（1）小轿车行驶百公里消耗的燃油的质量。
（2）小轿车在平直路面上匀速行驶百公里牵引力做的功。
（3）燃油的热值。

答案： 9.
(1)小轿车行驶百公里消耗的燃油的质量$m = ρV = 0.75×10^{3} kg/m^{3}×8×10^{-3} m^{3}=6 kg (2)$小轿车在平直路面上匀速行驶时牵引力和阻力是一对平衡力，即F = f，小轿车匀速行驶百公里牵引力做的功$W = Fs = fs = 810 N×100×10^{3} m = 8.1×10^{7} J (3)$根据$η = \frac{W}{Q_{放}}×100\% = \frac{W}{mq}×100\%$计算燃油的热值$q = \frac{W}{ηm} = \frac{8.1×10^{7} J}{30\%×6 kg}=4.5×10^{7} J/kg$

10. 若某型号单缸四冲程汽油机的活塞横截面积 $S = 3.0×10^{-3} m^{2}$，活塞一个冲程运动长度 $L = 0.06 m$，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强 $p = 1.0×10^{6} Pa$，活塞以 $n = 1400$次/min做往复运动，汽油机活塞往复运动两次，对外做功一次，则：
（1）做功冲程中活塞受到燃气的平均压力为多少？
（2）在此工作状态下汽油机 $1 min$对外做功为多少？
（3）如果此工作状态下每 $1 min$消耗 $20 g$汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（$q_{汽油}=4.6×10^{7} J/kg$，不计摩擦，结果精确到 $0.1\%$）

答案： 10.
(1)由$p = \frac{F}{S}$得，做功冲程中活塞受到燃气的平均压力$F = pS = 1.0×10^{6} Pa×3.0×10^{-3} m^{2}=3 000 N $
(2)活塞以n = 1400次/min做往复运动，活塞往复运动两次，对外做功一次，所以汽油机每分钟对外做功700次，燃气每次膨胀对活塞做功W = FL = 3000 N×0.06 m = 180 J，燃气每分钟对活塞做的功$W' = n'W = 700×180 J = 1.26×10^{5} J (3)$汽油燃烧放出的热量$Q = mq_{汽油}=0.02 kg×4.6×10^{7} J/kg = 9.2×10^{5} J，$汽油机把内能转化为机械能的效率$η = \frac{W'}{Q}×100\% = \frac{1.26×10^{5} J}{9.2×10^{5} J}×100\%≈13.7\%$