《2025年大联考单元期末测试卷九年级物理全一册沪科版》

21. 跨学科实践·物理学与日常生活 (2024·苏州)如图所示的某折叠卡式炉用丁烷气体作燃料。在水壶中装入质量为2kg、初温为$25^{\circ }C$的水,用该折叠卡式炉加热至$100^{\circ }C$,消耗了25g丁烷气体。已知$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg· ^{\circ }C),q_{丁烷}=4.8×10^{7}J/kg$。求:
(1) 水吸收的热量。
(2) 该折叠卡式炉的加热效率。

答案： 21.解：
(1)水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}Δt_{水}$=4.2×10³ J/(kg·℃)×2 kg×(100 - 25) ℃ = 6.3×10⁵ J。(2分)
(2)丁烷放出的热量$Q_{放}=m_{丁烷}q_{丁烷}$=2.5×10⁻² kg×4.8×10⁷ J/kg = 1.2×10⁶ J，(2分)
该折叠卡式炉的加热效率$η=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{6.3×10^5 J}{1.2×10^6 J}×100\%=52.5\%$。(2分)
答：
(1)水吸收的热量是6.3×10⁵ J。
(2)该折叠卡式炉的加热效率是52.5%。

22. 如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭的锅内的水的质量为5kg,水的初温为$22^{\circ }C$,当水刚好烧开时,共消耗了$0.06m^{3}$的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。[$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg· ^{\circ }C),q_{天然气}=4.0×10^{7}J/m^{3}$]求:
(1)$0.06m^{3}$的天然气完全燃烧所放出的热量。
(2) 以上过程中,水吸收的热量。
(3) 密闭的锅内水烧开时的温度。

答案： 22.解：
(1)根据$Q=Vq$可得，0.06 m³的天然气完全燃烧所放出的热量
$Q_{放}=Vq_{天然气}=0.06 m³×4.0×10⁷ J/m³ = 2.4×10⁶ J$。(2分)
(2)燃气灶烧水的热效率为70%，水吸收的热量$Q_{吸}=ηQ_{放}=70\%×2.4×10⁶ J = 1.68×10⁶ J$。(2分)
(3)水烧开时，水的温度变化
$Δt=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m}=\frac{1.68×10^6 J}{4.2×10^3 J/(kg·℃)×5 kg}=80 ℃$，(1分)
因为使用密闭的锅烧水，锅内气压大于1个标准大气压，所以密闭的锅内水烧开时的温度$t=t_0+Δt=22 ℃ + 80 ℃ = 102 ℃$。(1分)
答：
(1)0.06 m³的天然气完全燃烧所放出的热量为2.4×10⁶ J。
(2)以上过程中，水吸收的热量为1.68×10⁶ J。
(3)密闭的锅内水烧开时的温度为102 ℃。