《2025年自我提升与评价九年级物理上册苏科版》

16. (6分)某同学计算他家天然气烧水的热效率,将2 kg的水倒入烧水壶中,并测出水温为$20\ ^{\circ}C$.在标准大气压下,把水刚加热到$100\ ^{\circ}C$时,测出消耗天然气$0.048\ m^3$.已知水的比热容$c_{水}= 4.2× 10^{3}\ J/(kg·^{\circ}C)$,天然气热值约为$q= 4.0× 10^{7}\ J/m^3$.
(1)将这些水烧开,需要吸收多少热量?
(2)在这种情况下,燃烧的天然气放出了多少热量?
(3)求他家天然气灶的效率.

答案：
(1) 水吸收的热量：
$Q_{吸} = c_{水} \cdot m \cdot \Delta t = 4.2 × 10^{3} \ J/(kg·°C) × 2 \ kg × (100\ ^{\circ}C - 20\ ^{\circ}C) = 6.72 × 10^{5} \ J$
(2) 天然气放出的热量：
$Q_{放} = q \cdot V = 4.0 × 10^{7} \ J/m^3 × 0.048 \ m^3 = 1.92 × 10^{6} \ J$
(3) 天然气灶的效率：
$\eta = \frac{Q_{吸}}{Q_{放}} × 100\% = \frac{6.72 × 10^{5} \ J}{1.92 × 10^{6} \ J} × 100\% = 35\%$
答案
(1) $6.72 × 10^{5} \ J$
(2) $1.92 × 10^{6} \ J$
(3) $35\%$

17. (7分)某航母正常航行时发动机的功率为$1.5× 10^{8}\ W$,速度为10 m/s,可搭载36架舰载机.下表为舰载机的主要参数,求:
|航空煤油热值/(J·kg$^{-1}$)|$5.0× 10^{7}$|空载起飞距离/m|105|
|发动机热机效率|40%|正常起飞推力/N|$2.4× 10^{5}$|

(1)该航母正常航行时发动机的牵引力.
(2)舰载机空载正常起飞时,从启动到离开飞行甲板的过程中,发动机推力做的功.
(3)舰载机巡航飞行1000 km需要消耗航空煤油的质量.

答案：
(1)由$P=Fv$得，牵引力$F=\frac{P}{v}=\frac{1.5×10^{8}\ W}{10\ m/s}=1.5×10^{7}\ N$
(2)推力做的功$W=Fs=2.4×10^{5}\ N×105\ m=2.52×10^{7}\ J$
(3)巡航有用功$W_{有}=F's=1.0×10^{5}\ N×1000×10^{3}\ m=1×10^{11}\ J$
由$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}$得，$Q_{放}=\frac{W_{有}}{\eta}=\frac{1×10^{11}\ J}{40\%}=2.5×10^{11}\ J$
消耗煤油质量$m=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.5×10^{11}\ J}{5.0×10^{7}\ J/kg}=5000\ kg$