《2025年能力培养与测试九年级物理上册教科版》

11. 在一个标准大气压下，用两个规格相同的酒精灯分别对甲和乙液体进行加热，其温度随时间变化的关系如图 2-2-4 所示。已知乙液体是水，那么质量为 500 g、初温为 20 ℃的乙液体吸收$ 2.1×10^{5} J $的热量，可使乙液体的温度升高80℃。用酒精灯对甲液体加热 90 min 过程中，酒精燃烧放出的热量为$ 6.3×10^{5} J，$则酒精灯的热效率为10%。[已知水的比热容为$ 4.2×10^{3} J/(kg·℃) ]($对应目标：912202)

答案： 80 10%

12. 有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功 500 J，飞轮的转速为 300 r/min，每分钟消耗汽油 5 g。则该汽油机的功率为1250W，热机效率约为32.6%。(百分号前保留一位小数，$q_{汽油}＝4.6×10^{7} J/kg)($对应目标：912202)

答案： 1250 32.6%
解析 单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次。已知飞轮的转速是300 r/min，所以，每分钟共有150个工作循环，对外做功150次，则单缸四冲程汽油机满负荷工作1 min做的功为$W=150× 500\ J=7.5× 10^{4}\ J$，该汽油机的功率为$P=\frac{W}{t}=\frac{7.5× 10^{4}\ J}{60\ s}=1250\ W$，每分钟消耗5 g汽油，5 g汽油完全燃烧释放的热量为$Q_{放}=mq=5× 10^{-3}\ kg× 4.6× 10^{7}\ J/kg=2.3× 10^{5}\ J$，满负荷工作时该汽油机把内能转化为机械能的效率为$\eta=\frac{W}{Q_{放}}× 100\%=\frac{7.5× 10^{4}\ J}{2.3× 10^{5}\ J}× 100\%\approx 32.6\%$。

13. 两台汽油机，甲的功率是乙的 2 倍，甲的效率为 20％，乙的效率为 25％。做功快的汽油机是甲，那么甲与乙每小时消耗油量之比为$5:2$。(对应目标：912202)

答案： 甲 $5:2$
解析 功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，所以甲做功快。设甲的功率为$P_{1}=2P$，则乙的功率为$P_{2}=P$，则它们工作时燃料燃烧放出能量的功率之比为$\frac{P_{1}'}{P_{2}'}=\frac{\frac{P_{1}}{\eta_{1}}}{\frac{P_{2}}{\eta_{2}}}=\frac{\frac{2P}{20\%}}{\frac{P}{25\%}}=\frac{5}{2}$，根据$Q=Pt$可知，在一个小时内，甲、乙两台汽油机燃料燃烧的能量之比为$5:2$，根据$m=\frac{Q}{q}$可知，它们消耗的油量之比为$5:2$。

14. 某中学为了方便学生在校使用热水，为学生供应开水，用锅炉将 200 kg 的水从 20 ℃加热到 100 ℃，燃烧了 6 kg 的无烟煤。水的比热容为$ 4.2×10^{3} J/(kg·℃)，$无烟煤的热值为$ 3.5×10^{7} J/kg。$求：（对应目标：912202）
（1）锅炉内的水吸收的热量。
（2）6 kg 无烟煤完全燃烧放出的热量。
（3）此锅炉的效率。

答案： （1）锅炉内的水吸收的热量
$Q_{吸}=cm(t-t_{0})=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)× 200\ kg×(100\ ^{\circ}C-20\ ^{\circ}C)=6.72× 10^{7}\ J$。
（2）6 kg 无烟煤完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=m_{煤}q=6\ kg× 3.5× 10^{7}\ J/kg=2.1× 10^{8}\ J$。
（3）此锅炉的效率
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}× 100\%=\frac{6.72× 10^{7}\ J}{2.1× 10^{8}\ J}× 100\% =32\%$。