《2025年随堂演练九年级物理上册沪粤版》

21. 某物理兴趣小组的同学,用煤炉给水加热,同时他们绘制了如图 6 所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在 6 min 内完全燃烧了 0.42 kg 的煤,水的比热容为$ 4.2×10^3 J/(kg·℃),$煤的热值约为$ 3×10^7 J/kg。$
(1) 求煤完全燃烧产生的热量。
(2) 若煤炉的效率为 20％,经过 6 min 时间加热,水所吸收的热量为多少?
(3) 加热的水的质量为多少?

答案： （1）煤完全燃烧产生的热量Q放=qm=3×10⁷J/kg×0.42kg=1.26×10⁷J （2）煤炉的效率η=Q吸/Q放，所以，水吸收的热量Q吸=ηQ放=20%×1.26×10⁷J=2.52×10⁶J （3）由图可知，加热6 min水升高的温度Δt=80℃-20℃=60℃。由Q吸=cmΔt可得，m=Q吸/cΔt=2.52×10⁶J/4.2×10³J/(kg·℃)×60℃=10 kg

22. 随着经济水平的不断提高,小汽车越来越多地走进了普通家庭。下表为小军家小汽车的相关数据。
|总质量：1 600 kg|额定功率：100 kW|
|车轮与地面的总接触面积：$8.0×10^{-2} m^2$|水箱容量：5 L|

(1) 汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的比热容较大的性质。当水箱装满水,水温升高 20℃时,需要吸收的热量为4.2×10⁵J。$[c_{水}= 4.2×10^3 J/(kg·℃)]$
(2) 假设该车在水平路面上以 40 kW 的功率匀速行驶 10 min,消耗汽油 1.5 kg,求小汽车发动机的效率。$(q_{汽油}= 4.6×10^7 J/kg)$
汽油燃烧产生的热量Q=qm=4.6×10⁷J/kg×1.5 kg=6.9×10⁷J，汽车行驶所做的功W=Pt=4×10⁴W×600 s=2.4×10⁷J，发动机的效率：η=W/Q=2.4×10⁷J/6.9×10⁷J×100%≈34.8%

答案： （1）比热容 4.2×10⁵ （2）汽油燃烧产生的热量Q=qm=4.6×10⁷J/kg×1.5 kg=6.9×10⁷J，汽车行驶所做的功W=Pt=4×10⁴W×600 s=2.4×10⁷J，发动机的效率：η=W/Q=2.4×10⁷J/6.9×10⁷J×100%≈34.8%