《2025年课时练作业与测评九年级物理上册教科版》

19.（8分）港珠澳大桥全长55 km，其中珠澳口岸至香港口岸约40 km，设计速度100 km/h。一辆家用轿车按设计速度从珠澳口岸到香港口岸消耗汽油2.1 kg，汽油热值q=4.6×10⁷ J/kg，轿车受到的阻力恒为1 000 N。[水的比热容为4.2×10³ J/（kg·℃）]求：
（1）这辆轿车在这一行驶过程中消耗的汽油若完全燃烧能放出多少热量。
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量如果都被水吸收，可使常温下多少质量的水温度升高46 ℃。
（3）这辆轿车在这一行驶过程中消耗汽油最终克服阻力做功的效率是多少。

答案： 19.解：
(1)2.1kg汽油完全燃烧能放出的热量为
$Q_{放}=mq=2.1kg×4.6×10^{7}J/kg=9.66×10^{7}J$。
(2)由题知，$Q_{吸}=Q_{放}=9.66×10^{7}J$；
根据$Q_{吸}=cm\Delta t$可得水的质量：
$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c\Delta t}=\frac{9.66×10^{7}J}{4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)×46^{\circ}C}=500kg$。
(3)因为轿车做匀速直线运动，则轿车克服阻力做功：
$W=fs=1000N×40×1000m=4×10^{7}J$；
在这一行驶过程中消耗汽油最终克服阻力做功的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{4×10^{7}J}{9.66×10^{7}J}×100\%\approx41.4\%$。

20.（8分）一辆履带推土机，它的功率为120 kW，质量为1.7×10⁴ kg，它有两条履带，每条履带与地面的接触面积为1.25 m²。（g取10 N/kg，柴油的热值为4.0×10⁷ J/kg）
（1）求推土机对水平地面的压强。
（2）当推土机进行推土工作时，在平直的场地上以5.4 km/h的速度匀速前进了900 m，求推土机受到的阻力及推土机所做的功。
（3）若推土机在这段时间内消耗柴油6 kg，则推土机推土工作时的效率是多少？

答案： 20.解：
(1)推土机对水平地面的压力：
$F=G=mg=1.7×10^{4}kg×10N/kg=1.7×10^{5}N$；
推土机对水平地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{1.7×10^{5}N}{2×1.25m^{2}}=6.8×10^{4}Pa$。
(2)推土机做匀速直线运动的速度：$v=5.4km/h=1.5m/s$，
因为$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$，
所以推土机的推力：$F_{推}=\frac{P}{v}=\frac{120×10^{3}W}{1.5m/s}=8×10^{4}N$，
因为推土机做匀速运动，所以$f=F_{推}=8×10^{4}N$；
推土机所做的功：$W=F_{推}s=8×10^{4}N×900m=7.2×10^{7}J$。
(3)消耗的柴油完全燃烧产生的热量：
$Q_{放}=m_{柴油}q=6kg×4.0×10^{7}J/kg=2.4×10^{8}J$，
推土机推土工作时的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{7.2×10^{7}J}{2.4×10^{8}J}×100\%=30\%$。