《2025年名校课堂九年级物理上册人教版》

15. (2024·达州)在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量为1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是3.36×10⁵J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气0.075m³。已知水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃)，天然气的热值是3.2×10⁷J/m³。

答案： 3.36×10⁵；0.075

16. (2024·德州)近年来我国大力提倡风力发电，如图为某小型风力发电机，已知该发电机1s内获得的风能E为8×10⁴J，风能转化为电能的效率为25%，当地平均风速v为10m/s，发电机一天工作时间按5h计算。
(1)若发电机在1s内获得的风能E与风速v的定量关系为E=kv³，则常数k=80$J·(m/s)^{-3}。$
(2)发电机1天内产生的电能相当于完全燃烧多少千克煤放出的热量$？(q_{煤}=3.0×10⁷J/kg)$
(3)若发电机1天产生的电能全部用于给电动汽车提供动力，可供牵引力为1.2×10³N的电动汽车以100km/h的速度匀速直线行驶多少小时？
]

答案：
(1)80
(2)解：根据题意可以求得发电机1天内获得的风能：
$E_{k} = 8 × 10^{1} J × 5 × 3 600 = 1.44 × 10^{9} J$
发电机1天内产生的电能：
$W = \eta E_{k} = 25\% × 1.44 × 10^{9} J = 3.6 × 10^{8} J$
煤放出的热量$Q_{放} = W = 3.6 × 10^{8} J$,完全燃烧煤的质量：
$m_{煤} = \frac {Q_{放}} {q_{煤}} = \frac {3.6 × 10^{8} J} {3.0 × 10^{7} J/kg} = 12 kg$
(3)解：根据$W = F_{s}$可以求得电动汽车匀速直线行驶的路程：
$s = \frac {W} {F} = \frac {3.6 × 10^{8} J} {1.2 × 10^{3} N} = 3 × 10^{5} m = 300 km$
根据$v = \frac {s} {t}$可以求得匀速直线行驶的时间：
$t = \frac {s} {v} = \frac {300 km} {100 km/h} = 3 h$

如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。

1. 天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明分子在做无规则的运动(填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子在做无规则的运动”)。
2. 拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合后流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速大(填“大”或“小”)，压强小于(填“大于”“小于”或“等于”)大气压强。
3. 壶中装有密度为 $ 1.0×10^{3}\ kg/m^3 $、质量为 $ 2\ kg $ 的水，则壶中水的体积为2×10\^{-3} $ m^3 $，根据 $ Q = qV $，若天然气的热值 $ q = 4.2×10^{7}\ J/m^3 $，完全燃烧 $ V = 1.0×10^{-2}\ m^3 $ 的天然气放出的热量为4.2×10\^{3} $ J $，其中 $ 1.68×10^{5}\ J $ 的热量被水吸收，已知水未沸腾，水的比热容为 $ 4.2×10^{3}\ J/(kg·℃) $，则水的温度升高了20 $ ℃ $。

答案： 1.分子在做无规则的运动 2.大 小于$ 3.2×10\^{-3} 4.2×10\^{3} 20$