《2025年新课程实践与探究丛书九年级物理全一册人教版》

(2024·揭西县月考)小斌是班里的小发明家,刚刚学习了热机相关知识的他,制作了如图所示的模型,他在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒内滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后按动电火花发生器的按钮……

(1)在此过程中,酒精燃烧后的燃气的______能转化为盒盖的机械能。
(2)在这一实验过程中,你应当注意观察的是______。
A. 按动电火花发生器
B. 盒内的酒精
C. 盒盖跳起的现象
D. 盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象
(3)汽油机的工作过程的______冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。

答案：
(1)内能
(2)D
(3)做功

例1 (2023·岑溪市期末)制作地锅鱼时,将鱼、各种蔬菜、秘制酱料和水放在锅中,用干木柴做燃料对其进行炖煮。地锅鱼味香浓郁,深受大家的喜爱,如图所示。已知锅内所有食材的平均比热容为$4×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$,干木柴的热值为$1.2×10^{7}J/kg$。
(1)将一锅$5kg$、$10^{\circ}C$的食材,加热到$100^{\circ}C$,吸收的热量是多少？
(2)炖制过程中,消耗了$0.5kg$的干木柴,则炖制地锅鱼的效率是多少？
(3)若食材吸收的热量由燃烧煤气获得,则至少要消耗多少煤气？(不计热量损失,煤气的热值约为$4×10^{7}J/m^{3}$)

思路点拨 (1)根据$Q_{吸}= c_{水}m(t - t_{0})$求出食材吸收的热量；(2)根据$Q_{放}= mq$求出干木柴完全燃烧放出的热量,再根据$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%$求出炖制地锅鱼的效率；(3)煤气完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量,再根据$Q_{放}= Vq$变形求出需要消耗煤气的体积。
规律总结 本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用；涉及效率问题,要明确有用的能量和总能量,这属于热学常考题目。

答案：
(1)食材吸收的热量为:$Q_{吸}=cm(t-t_{0})=4×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×5kg×(100^{\circ }C-10^{\circ }C)=1.8×10^{6}J$。
(2)干木柴完全燃烧放出的热量:$Q_{放}=qm'=1.2×10^{7}J/kg×0.5kg=6×10^{6}J,$则炖制地锅鱼的效率是:$η=\frac {Q_{吸}}{Q_{放}}×100\% =\frac {1.8×10^{6}J}{6×10^{6}J}×100\% =30\% $。
(3)由题意知,煤气完全燃烧放出的热量:$Q_{放}=Q_{吸}=1.8×10^{6}J,$由$Q=Vq$得,需要消耗煤气的体积为:$V=\frac {Q_{放}}{q_{煤气}}=\frac {1.8×10^{6}J}{4×10^{7}J/m^{3}}=0.045m^{3}$。