《2025年名校课堂内外九年级物理上册人教版》

7. 某氢能源公交车以 10m/s 的速度在平直公路上匀速行驶,发动机的功率为 200kW,每行驶 700m 完全燃烧氢燃料 200g。(氢燃料的热值为$ 1.4×10^8J/kg)$求：
(1) 200g 的氢燃料完全燃烧放出的热量。
(2) 这台公交车发动机的牵引力。
(3) 这台公交车发动机的效率。

答案：
(1)解:氢燃料的质量m=200g=0.2kg,200g氢燃料完全燃烧放出的热量:Q=mq=0.2kg×1.4×10⁸J/kg=2.8×10⁷J。
(2)由公式P=W/t=Fs/t=Fvt/t=Fv得,公交车发动机的牵引力:F=P/v=200×10³W/10m/s=2×10⁴N。
(3)发动机做的有用功:W=Fs=2×10⁴N×700m=1.4×10⁷J,发动机的效率:η=W/Q=1.4×10⁷J/2.8×10⁷J=50%。

8. 用如图所示的修剪机对草坪进行修剪,它底盘刀具的动力靠汽油机提供。修剪机总重为 200N,四个轮子与地面的接触总面积为$ 20cm^2,$修剪机正常工作时,刀具每秒通过的距离为 23m,匀速运动受到的平均阻力为 20N。在一次修剪过程中,所用时间为 5000s,耗油$ 0.2kg(qₐ= 4.6×10^7J/kg),$求：
(1) 修剪机匀速运动 5000s,这段时间做的有用功。
(2) 汽油机的效率。

答案：
(1)解:修剪机匀速行驶,则所受到的牵引力等于阻力,即F=f=20N,由v=s/t得,修剪机5000s内行驶的路程s=vt=23m/s×5000s=1.15×10⁵m,修剪机在5000s内做的有用功W₍有₎=Fs=20N×1.15×10⁵m=2.3×10⁶J。
(2)0.2kg汽油完全燃烧放出的热量Q₍放₎=mq=0.2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁶J,汽油机的效率η=W₍有₎/Q₍放₎=2.3×10⁶J/9.2×10⁶J=25%。

9. (镇江市中考改编)如图,某燃油汽车在公路上从 A 地出发,开往 90km 外的 B 地。所受阻力为 1000N,汽油在汽缸内完全燃烧,且燃烧所释放热量的 30%用来维持汽车匀速行驶,汽油热值取$ 5×10^7J/kg。$假设每加注 1kg 汽油所需的费用为 12 元,则在该车加注了 24 元油费的情况下：
(1) 求该车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量；
(2) 请通过计算判断该车能否到达 B 地。

答案：
(1)解:该车消耗汽油的质量m=24元/12元/kg=2kg,汽油完全燃烧放出热量Q₍放₎=mq=2kg×5×10⁷J/kg=1×10⁸J。
(2)由η=W₍有₎/Q₍放₎得:燃烧汽油获得的机械能W₍有₎=Q₍放₎×η=1×10⁸J×30%=3×10⁷J,汽车匀速行驶,则所受到的牵引力等于阻力,即F=f=1000N,由W₍有₎=Fs得:汽车行驶的距离s=W₍有₎/F=3×10⁷J/1000N=3×10⁴m=30km＜90km,则该车不能到达B地。