《2025年新课程学习与检测九年级物理全一册》

3. 完全燃烧 $ 140g $ 焦炭所放出的热量有 $ 60\% $ 被初始温度是 $ 10^{\circ}C $、质量为 $ 10kg $ 的水吸收，则水吸收的热量为$2.52 × 10^6$ $ J $，水温将升高到70 $ ^{\circ}C $。$ q_{焦炭}=3.0×10^{7}J/kg，c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C) $，在 $ 1 $ 个标准大气压下]

答案： 3.$2.52 × 10^6$ 70 解析：水吸收的热量：$Q_{吸}=Q_{放} × \eta = mq × \eta = 0.14 kg × 3.0 × 10^7 J/kg × 60\% = 2.52 × 10^6 J$。
水升高的温度：$\Delta t = \frac{Q_{吸}}{cm} = \frac{2.52 × 10^6 J}{4.2 × 10^3 J/(kg · ^{\circ}C) × 10 kg} = 60^{\circ}C$，
水将升高到的温度：$t = t_0 + \Delta t = 10^{\circ}C + 60^{\circ}C = 70^{\circ}C$。

4. 在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比较，从热学角度分析，它突出的优点是热值高、燃烧充分；从环境保护的角度分析，它突出的优点是污染小。(天然气、煤的热值分别为 $ 1.14×10^{8}J/kg $、$ 3×10^{7}J/kg $)

答案： 4.热值高、燃烧充分 污染小

5. 小琦家安装了一台容积为 $ 0.5m^{3} $ 的太阳能热水器，加满水后，经过 $ 4h $ 阳光的照射，水温由原来的 $ 25^{\circ}C $ 升高到 $ 45^{\circ}C $。已知水的比热容 $ c=4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C) $，焦炭的热值 $ q=3.0×10^{7}J/kg $，水的密度 $ ρ=1.0×10^{3}kg/m^{3} $，问：
（1）在这 $ 4h $ 内，水吸收的热量为多少？
（2）若这些热量由效率为 $ 20\% $ 的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭？

答案： 5.解：
(1)水的质量：$m = \rho V = 1.0 × 10^3 kg/m^3 × 0.5 m^3 = 500 kg$；
水吸收的热量：$Q_{吸}=cm\Delta t = 4.2 × 10^3 J/(kg · ^{\circ}C) × 500 kg × (45^{\circ}C - 25^{\circ}C) = 4.2 × 10^7 J$。
(2)燃烧焦炭所释放的能量：$Q_{放} = \frac{Q_{吸}}{\eta} × 100\% = \frac{4.2 × 10^7 J}{20\%} = 2.1 × 10^8 J$。
需要燃烧焦炭的质量：$m = \frac{Q_{放}}{q} = \frac{2.1 × 10^8 J}{3 × 10^7 J/kg} = 7 kg$。
答：
(1)在这4h内，水吸收的热量为$4.2 × 10^7 J$。
(2)需要燃烧7kg的焦炭。

阅读材料，完成第 $ 1 $ 题。
不能轻视汽车尾气的危害
进入 $ 21 $ 世纪，汽车污染日益成为全球性问题。随着汽车数量越来越多，使用范围越来越广，它对世界环境的负面效应也越来越大，尤其是危害城市环境，引发呼吸系统疾病，造成地表空气臭氧含量过高，加重城市热岛效应，使城市环境逐渐恶化等影响。汽车尾气中的主要污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅等。
一氧化碳对人体红细胞中的血红蛋白有很强的亲和力，比氧强几十倍，它们结合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的能力，造成感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，严重者会导致生命危险。
氮氧化物主要是指 $ NO $、$ NO_{2} $，它们对人体有害，尤其对呼吸系统有危害。暴露在 $ NO_{2} $ 浓度为 $ 9.4mg/m^{3} $ 的空气中 $ 10min $，即可造成呼吸系统失调。
目前，还不清楚碳氢化合物对人体健康的直接危害，但有些碳氢化合物和氮氧化物在大气环境中受强烈太阳光照射后，会产生复杂的光化学反应，生成一种新的污染物——光化学烟雾。光化学烟雾会刺激人的眼睛和呼吸系统，伤害植物的叶，使橡胶制品老化、脆裂。
每年的 $ 9 $ 月 $ 22 $ 日为“世界无车日”，济南市倡导公共交通等绿色出行方式，鼓励市民自 $ 9 $ 月 $ 16 $ 日开始的一个星期里放弃使用私家车，换一种方式出行。“绿色交通”的受益者是每一个人，希望每一名市民能够积极参与并且多提建议，在共同维护良好的交通秩序的同时，也进一步改善我们泉城的生活和居住环境。
1. 为了实现节能减排的目标，我市很多出租车都换成了燃气汽车。一辆出租车气罐中充有 $ 10kg $ 的压缩天然气，天然气的热值为 $ 4.4×10^{7}J/kg $，若天然气完全燃烧后产生的热量有 $ 30\% $ 用于出租车牵引力做功，出租车行驶过程中受到的平均阻力为 $ 1000N $。求：
（1）出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量 $ Q $；
（2）若气罐中天然气完全燃烧，出租车能匀速行驶的路程 $ s $。

答案： 1.解：
(1)根据公式$Q = mq$可得，出租车气罐中的天然气完全燃烧产生的热量$Q = mq = 10 kg × 4.4 × 10^7 J/kg = 4.4 × 10^8 J$。
(2)牵引力做功$W_{有用} = \eta Q = 30\% × 4.4 × 10^8 J = 1.32 × 10^8 J$，
出租车匀速行驶，受平衡力，$F_{牵}=f = 1000 N$，根据公式$W = Fs$可得，若气罐中天然气完全燃烧，出租车能行驶的路程$s = \frac{W_{有用}}{F_{牵}} = \frac{1.32 × 10^8 J}{1000 N} = 1.32 × 10^5 m$。
答：
(1)出租车气罐中的天然气完全燃烧产生的热量为$4.4 × 10^8 J$；
(2)出租车能行驶的路程为$1.32 × 10^5 m$。