《2025年三维数字课堂九年级物理上册人教版》

6. 小吉学习了燃料的热值后,设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图$14-3-3$所示的装置进行实验,用装有少量的煤油和菜籽油的两盏灯,分别给两杯温度和质量都相同的水加热。

(1)实验前装入灯中的煤油和菜籽油的质量必须相同。
(2)实验过程中,点燃两盏灯,在燃料全部燃烧(选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后,比较温度计示数(选填“加热时间”或“温度计示数”)来比较燃料燃烧放出的热量,从而比较两种燃料的热值的大小。
(3)在燃料燃烧过程中,如果两个烧杯中的水均已沸腾,则该实验不能(选填“能”或“不能”)比较两种燃料热值的大小。
(4)小吉测出烧杯中水的质量及燃烧掉燃料的质量,利用实验中测得的数据,算出了煤油和菜籽油的热值,和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多,不可能的原因是C。
A. 煤油和菜籽油没有完全燃烧
B. 烧杯吸收了部分热量
C. 测出的煤油和菜籽油的质量偏小
D. 煤油和菜籽油燃烧放出的热散失到空气中一部分

答案：
(1)质量
(2)全部燃烧 温度计示数
(3)不能
(4)C

7. 小林用天然气灶烧水,她把$2kg的水从20^{\circ}C加热到100^{\circ}C$,消耗天然气$0.04m^{3}$。已知：水的比热容为$c_{水}= 4.2× 10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ}C)$,天然气的热值为$q= 4.0× 10^{7}J/m^{3}$。求：
(1)水吸收的热量$Q_{吸}$；
(2)天然气完全燃烧释放的热量$Q_{放}$；
(3)该天然气灶烧水的效率。

答案： 解:
(1)水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_{0})=4.2× 10^{3}\ {J/(kg\cdot^{\circ}C)}× 2\ {kg}×(100\ ^{\circ}{C}-20\ ^{\circ}{C})=6.72× 10^{5}\ {J}$。
(2)天然气完全燃烧释放的热量$Q_{放}=qV=4.0× 10^{7}\ {J/m^{3}}× 0.04\ {m^{3}}=1.6× 10^{6}\ {J}$。
(3)该天然气灶烧水的效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}=\frac{6.72× 10^{5}\ {J}}{1.6× 10^{6}\ {J}}=42\%$.

8. 如图$14-3-4$所示,某家庭太阳能热水器在被阳光照射时,平均每小时吸收$7.0× 10^{6}J$的太阳能,若热水器每天吸收$8h$的太阳能,可以使质量为$100kg的水温度升高50^{\circ}C$。已知水的比热容为$4.2× 10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ}C)$,天然气的热值为$3.5× 10^{7}J/m^{3}$。求：
(1)水吸收的热量；
(2)该太阳能热水器的效率；
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要完全燃烧天然气的体积。

答案： 解:
(1)水吸收的热量$Q_{吸}=cm\Delta t=4.2× 10^{3}\ {J/(kg\cdot^{\circ}C)}× 100\ {kg}× 50\ ^{\circ}{C}=2.1× 10^{7}\ {J}$。
(2)每天获得的太阳能$E=7.0× 10^{6}\ {J/h}× 8\ {h}=5.6× 10^{7}\ {J}$,则太阳能热水器的效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}=\frac{2.1× 10^{7}\ {J}}{5.6× 10^{7}\ {J}}=37.5\%$。
(3)天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=2.1× 10^{7}\ {J}$,又因为$Q_{放}=qV$,则需要完全燃烧天然气的体积$V=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.1× 10^{7}\ {J}}{3.5× 10^{7}\ {J/m^{3}}}=0.6\ {m^{3}}$.