2026年新编基础训练九年级物理全一册人教版第16页答案
8. [2026 蚌埠期中]甲、乙两台汽油机使用相同的汽油,若在同一时间内,甲、乙两汽油机做的有用功之比为$3:2$,甲的效率是$25\%$,乙的效率是$20\%$,则在同样的时间内,甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为(
D


A.$2:5$
B.$5:2$
C.$5:6$
D.$6:5$

答案

8.D

解析

【分析】
要解决本题,需结合热机效率公式和燃料放热公式推导质量关系:首先明确热机效率的定义,效率等于有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值;燃料放热与质量、热值相关,本题中甲乙用相同汽油,热值相同。通过公式变形找到质量与有用功、效率的关系,再代入已知比值计算即可。
【解析】
根据热机效率公式:$\eta = \frac{W_{有用}}{Q_{放}}$,燃料完全燃烧放热公式:$Q_{放}=mq$,联立得:$\eta = \frac{W_{有用}}{mq}$,变形得消耗汽油的质量 $m = \frac{W_{有用}}{\eta q}$。
由于甲、乙使用相同汽油,故热值 $q_甲=q_乙$,因此甲乙消耗汽油的质量之比:
$\frac{m_甲}{m_乙} = \frac{\frac{W_甲}{\eta_甲 q}}{\frac{W_乙}{\eta_乙 q}} = \frac{W_甲}{W_乙} × \frac{\eta_乙}{\eta_甲}$
已知 $W_甲:W_乙=3:2$,$\eta_甲=25\%$,$\eta_乙=20\%$,代入得:
$\frac{m_甲}{m_乙} = \frac{3}{2} × \frac{20\%}{25\%} = \frac{3}{2} × \frac{4}{5} = \frac{6}{5}$,即 $m_甲:m_乙=6:5$,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
热机效率、燃料的热值
【点评】
本题考查热机效率与燃料放热公式的综合应用,核心是公式变形和比例计算,需注意物理量的对应关系,避免比例颠倒,属于初中热学部分的常规基础题。
【难度系数】
0.6
9.如图所示的卡式炉被广泛使用在户外野炊中,这种炉具主要以丁烷为燃料。若用该卡式炉将一锅水加热,水共吸收热量$3.78×10^5$ J,消耗丁烷20 g,则消耗的丁烷完全燃烧放出的热量为
$9×10^5$
J,该卡式炉的加热效率为
$42\%$
。(丁烷的热值为$4.5×10^7$ J/kg)

答案

9.$9×10^5$;$42\%$

解析

【分析】
本题需分两步解题:第一步,先将丁烷的质量单位换算为千克,利用热值公式计算丁烷完全燃烧放出的热量;第二步,根据加热效率的定义(水吸收的热量与燃料完全燃烧放出热量的比值),代入数据计算加热效率,核心是掌握热值公式和热效率公式的应用。
【解析】
1. 计算丁烷完全燃烧放出的热量:
丁烷的质量 $ m = 20\ \mathrm{g} = 0.02\ \mathrm{kg} $,根据热值公式 $ Q_{\mathrm{放}} = mq $,代入丁烷的热值 $ q = 4.5×10^7\ \mathrm{J/kg} $,可得:
$ Q_{\mathrm{放}} = 0.02\ \mathrm{kg} × 4.5×10^7\ \mathrm{J/kg} = 9×10^5\ \mathrm{J} $。
2. 计算卡式炉的加热效率:
加热效率公式为 $ \eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% $,已知水吸收的热量 $ Q_{\mathrm{吸}} = 3.78×10^5\ \mathrm{J} $,代入数据得:
$ \eta = \frac{3.78×10^5\ \mathrm{J}}{9×10^5\ \mathrm{J}} × 100\% = 42\% $。
【答案】
$ 9×10^5 $;$ 42\% $
【知识点】
热值计算、热效率计算
【点评】
本题考查热值和热效率的基础计算,属于常规题型,关键是注意质量单位的换算,熟练应用相关公式即可正确解答,难度较低。
【难度系数】
0.8
10.小洁家天然气热水器(如图所示)的热效率是70%,他某次洗澡用水20 kg,热水器进水温度是22 ℃,出水温度是42 ℃,这一过程中水吸收的热量是
$1.68×10^6$
J,他这次洗澡消耗
$0.075$
m³天然气。[水的比热容是4.2×10³ J/(kg·℃),天然气的热值是3.2×10⁷ J/m³]

答案

10.$1.68×10^6$;$0.075$

解析

【分析】
本题是热学基础计算题,解题思路为:①利用水的质量、比热容和温度变化,通过吸热公式计算水吸收的热量;②根据热水器的热效率,由水吸收的热量算出天然气完全燃烧需放出的总热量;③再结合天然气的热值,计算消耗天然气体积,每一步需准确应用公式并统一单位。
【解析】
1. 计算水吸收的热量:
已知水的质量$ m=20\ \mathrm{kg} $,比热容$ c=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} $,温度变化$ \Delta t=42℃-22℃=20℃ $,根据吸热公式$ Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t $,代入数值:
$ Q_{\mathrm{吸}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×20\ \mathrm{kg}×20℃=1.68×10^6\ \mathrm{J} $。
2. 计算天然气完全燃烧放出的热量:
热水器热效率$ \eta=70\%=0.7 $,由热效率公式$ \eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}} $,变形得$ Q_{\mathrm{放}}=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta} $,代入数值:
$ Q_{\mathrm{放}}=\frac{1.68×10^6\ \mathrm{J}}{0.7}=2.4×10^6\ \mathrm{J} $。
3. 计算消耗天然气体积:
天然气热值$ q=3.2×10^7\ \mathrm{J/m}^3 $,由热值公式$ Q_{\mathrm{放}}=Vq $,变形得$ V=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{q} $,代入数值:
$ V=\frac{2.4×10^6\ \mathrm{J}}{3.2×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=0.075\ \mathrm{m}^3 $。
【答案】
$ 1.68×10^6 $;$ 0.075 $
【知识点】
热量计算;热效率;热值计算
【点评】
本题考查热学核心公式的应用,步骤清晰,计算简单,是热学部分的基础题型,侧重公式的理解与代入计算。
【难度系数】
0.6
11. 立德树人·古代科技 青铜冰鉴是我国战国时代发明的既可“制冷”又可“制热”的两用“冰箱”,如图甲所示。冰鉴是一件双层器皿,鉴腹内有一尊缶,如图乙所示,冬季,在鉴腹内装入热水用来给尊缶内的酒加热,已知热水的质量为150 kg、初温为89.5 ℃,酒的质量为80 kg、初温为10 ℃,最终两者温度同为41.5 ℃,则给酒加热的热效率为
$20\%$

[$c_{\mathrm{水}} = 4.2 × 10^3 \ \mathrm{J}/(\mathrm{kg} · °\mathrm{C}), c_{\mathrm{酒}} = 2.4 × 10^3 \ \mathrm{J}/(\mathrm{kg} · °\mathrm{C})$]

答案

11.$20\%$

解析

【分析】
要计算给酒加热的热效率,需明确热效率的定义:热效率等于酒吸收的热量与热水放出的热量之比。解题步骤为:1. 利用热量公式$Q=cm\Delta t$,分别计算酒吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}$和热水放出的热量$Q_{\mathrm{放}}$;2. 根据热效率公式$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%$,代入数值计算即可。
【解析】
1. 计算酒吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}$:
酒的温度变化$\Delta t_{\mathrm{酒}} = t_{\mathrm{末}} - t_{\mathrm{酒初}} = 41.5°\mathrm{C} - 10°\mathrm{C} = 31.5°\mathrm{C}$
根据热量公式$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{酒}}m_{\mathrm{酒}}\Delta t_{\mathrm{酒}}$,代入数据:
$Q_{\mathrm{吸}} = 2.4×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃}) × 80\ \mathrm{kg} × 31.5°\mathrm{C} = 6.048×10^6\ \mathrm{J}$
2. 计算热水放出的热量$Q_{\mathrm{放}}$:
热水的温度变化$\Delta t_{\mathrm{水}} = t_{\mathrm{水初}} - t_{\mathrm{末}} = 89.5°\mathrm{C} - 41.5°\mathrm{C} = 48°\mathrm{C}$
根据热量公式$Q_{\mathrm{放}} = c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t_{\mathrm{水}}$,代入数据:
$Q_{\mathrm{放}} = 4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃}) × 150\ \mathrm{kg} × 48°\mathrm{C} = 3.024×10^7\ \mathrm{J}$
3. 计算热效率$\eta$:
$\eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}×100\% = \frac{6.048×10^6\ \mathrm{J}}{3.024×10^7\ \mathrm{J}}×100\% = 20\%$
【答案】
20%
【知识点】
热量计算、热效率计算
【点评】
本题结合古代青铜冰鉴的科技应用,考查热量公式与热效率的计算,属于初中物理基础计算题,需准确掌握相关公式的应用,难度适中。
【难度系数】
0.7
12.油电混合动力汽车是新型节能汽车,这种汽车以高速匀速行驶时,内燃机启动,此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大能量为$1.0×10^8$ J,测试人员驾驶该车以80 km/h的速度在平直公路上匀速行驶40 km,汽车内燃机消耗2.5 kg燃油(燃油的热值为$4.6×10^7$ J/kg),蓄电池组的能量增加了最大能量的10%;汽车行驶时所受阻力$f$和车速$v$的关系如图所示。求:
(1)该汽车行驶40 km,牵引力做的功。
(2)该汽车测试行驶中,2.5 kg燃油完全燃烧放出的热量。
(3)汽车内燃机的效率。

答案

12.解:(1)由题图可知,汽车以 80 km/h 做匀速直线运动时受到的阻力为 900 N,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以汽车受到的牵引力$F=f=900\ \mathrm{N}$;该汽车行驶 40 km 牵引力做的功$W=Fs=900\ \mathrm{N}×40×10^3\ \mathrm{m}=3.6×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)汽车内燃机消耗 2.5 kg 燃油,燃油完全燃烧放出的热量$Q_\mathrm{放}=q_\mathrm{油}m=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}×2.5\ \mathrm{kg}=1.15×10^8\ \mathrm{J}$。
(3)蓄电池增加的能量$W_1=\eta_1W_2=10\%×1.0×10^8\ \mathrm{J}=1.0×10^7\ \mathrm{J}$,有效利用的能量$W_\mathrm{有}=W+W_1=3.6×10^7\ \mathrm{J}+1.0×10^7\ \mathrm{J}=4.6×10^7\ \mathrm{J}$,汽车内燃机的效率$\eta_2=\frac{W_\mathrm{有}}{Q_\mathrm{放}}=\frac{4.6×10^7\ \mathrm{J}}{1.15×10^8\ \mathrm{J}}=40\%$。

解析

【分析】
要解决该问题,需分三步推导:
1. 从图像中读取汽车以80 km/h匀速行驶时的阻力,利用匀速运动时牵引力与阻力平衡,确定牵引力大小;结合行驶距离计算牵引力做的功。
2. 根据燃油质量和热值,利用公式计算2.5 kg燃油完全燃烧放出的热量。
3. 计算蓄电池增加的能量,将牵引力做功与蓄电池增加的能量相加得到内燃机有效总能量,再除以燃油完全燃烧放出的热量,得到内燃机效率。
【解析】
解:
(1) 由题图可知,汽车以80 km/h匀速行驶时,阻力$f=900\ \mathrm{N}$。因汽车匀速行驶,牵引力与阻力是平衡力,故牵引力$F=f=900\ \mathrm{N}$。
行驶距离$s=40\ \mathrm{km}=40×10^3\ \mathrm{m}$,牵引力做功:
$W=Fs=900\ \mathrm{N}×40×10^3\ \mathrm{m}=3.6×10^7\ \mathrm{J}$。
(2) 2.5 kg燃油完全燃烧放出的热量:
$Q_\mathrm{放}=mq=2.5\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.15×10^8\ \mathrm{J}$。
(3) 蓄电池增加的能量:
$W_1=10\%×1.0×10^8\ \mathrm{J}=1.0×10^7\ \mathrm{J}$。
内燃机有效利用总能量:
$W_\mathrm{有}=W+W_1=3.6×10^7\ \mathrm{J}+1.0×10^7\ \mathrm{J}=4.6×10^7\ \mathrm{J}$。
内燃机效率:
$\eta=\frac{W_\mathrm{有}}{Q_\mathrm{放}}×100\%=\frac{4.6×10^7\ \mathrm{J}}{1.15×10^8\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$。
【答案】
(1) $3.6×10^7\ \mathrm{J}$;(2) $1.15×10^8\ \mathrm{J}$;(3) $40\%$
【知识点】
功的计算、燃料热值、热机效率、二力平衡
【点评】
本题综合考查图像信息提取、力学与热学公式应用,需准确读取图像数据、统一单位,步骤清晰,是典型的综合应用题,能检验学生对相关知识的掌握程度。
【难度系数】
0.6