第十二章 专题二 机械能与内能的相互转化的综合计算-【课时提优计划作业本】2024-2025学年九年级物理上册（苏科版）

课时提优计划 作业本物理九年级上)>)) 专题二 机械能与内能的相互转化的综合计算 类型一:热值、热效率问题 1.(2022·江西)如图所示,某同学用燃气吐烧水给餐具消毒,已知密闭锅内水的质量为5kg; 水的初温为22C,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m燃气,该燃气吐烧水的热效率为 70%.[水的比热容为4.2×10}]/(kg·C),燃气的热值为4×10J/m* (1)求0.06m燃气完全燃烧所放出的热量 (2)求以上过程中水吸收的热量 (3)求密闭&内水烧开时的温度 2. 用某煤气吐将质量为5kg的水从20C加热到100C,消耗煤气的质量为0.16kg,已知 c-4.2×10J/(kg·C),q气-4.2×10J/kg (1)求水吸收的热量. (2)求煤气烛烧水时的效率 3. 小华同学学习了燃料的热值相关知识后,很想知道家中使用的天然气的热值是多少,于是; 他在家里将装有2×10}m水的水壶放到天然气吐上去烧,如图所示,用温度计测量水从 20C加热至80C的过程中,观察到天然气表的数字变化了0.035m.他通过上网查阅得知 天然气烛的效率约为36%.[水的密度为1×10{}kg/m},比热容为4.2×10{}J/(kg·C) (1)求水壶里水的质量 (2)求在这个过程中水吸收的热量 (3)求天然气的热值 762 第十二章 机械能和内能 类型二:热值、热机效率问题 1.(2023·兰州)一辆燃油汽车在平直公路上匀速直线行驶了108km,所用时间为1h,消耗汽 油10kg,汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380N.(汽油的热值q=4.6×10J.kg) (1)求汽车行驶的速度 (2)求牵引力的功率. (3)求汽车发动机的效率 2. 小明家新买了一辆以汽油为燃料的汽车,细心的小明发现汽车行驶的速度不同时,耗油量也 不同,当汽车以90km/h的速度匀速直线行驶时最省油,此时发动机的功率为25kW,汽车 以最省油的速度行驶了135km.(汽油的热值q一4.6×10J/kg,汽车发动机的效率 为30%) (1)求汽车运动的时间 (2)求汽车受到的阻力 (3)求汽车消耗汽油的质量(结果保留一位小数) 3. 国庆期间,小明和爸爸进行了自驾游,汽车以120km/h的速度匀速直线行驶了2h,从油量 指示表上得出消耗的汽油为16L.汽油密度。取0.75×10{*}kg/m,汽油热值q取4.5× 10 I/kg,小明了解到发动机的效率为30%. (1)求16L汽油完全燃烧放出的热量 (2)求汽车发动机输出的有用功 (3)求汽车匀速行驶过程中所受的阻力 77 课时提优计划 作业本物理九年级上>>>>))) 4.(2022·锦州)如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机.若该飞机以 270km/h的速度匀速直线航行20min,消耗航空燃油1.35t.飞机发动机的功率为2.25× 10*W.(航空燃油的热值为4×10J/kg) (1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少? (2)飞机在航行过程中受到的阻力是多少? (3)发动机的效率是多少? 5. 汽车上许多地方都用到了物理知识,下面是小明思考的问题,请你帮小明补充完整 (1)若汽车油箱的容积为60L,油箱内装的是密度为0.71×10*}kg/m}、热值为4.6×10 J/kg 的汽油,则该油箱中最多可装 kg的汽油;该车以20m/s的速度匀速直线行驶 100km时所消耗的汽油为5kg,汽车发动机的输出功率为12kW,则汽车发动机的效率 (百分号前保留一位小数). (2)若汽车以90kW的恒定功率做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动速度v与时 间7的关系图像如图所示,则在0~50s内,汽车发动机所做的功为 J,汽车在运 动过程中受到的阻力为 N. 4{/(ms: 符) 51015 2025/s (3)通过测量获得汽车以不同的速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的 距离),数据如下表所示,当汽车以80km/h的速度行驶时,对应的制动距离为 .n. 实验次数 2 s 60 80 速度/(km·h) 40 100 120 18 8 制动距离/m 50 782料的形状以及燃料的燃烧情况等无关,A、C错误,D正确;由 放出的热量,故实验算出的热值小于实际热值 Q一n可知,燃料燃烧放出的热量与热值、质量有关,与燃 11.(1)水吸收的热量Q-cm(-t)-4.2×10 1/(kg·C)x 50 kgx(70C-20C)-1.05×10J(2)由-。 烧是否充分有关,所以燃料热值大,燃烧放出的热量不一定 Q×100% 多,B错误. Q1.05×10]-2.1×10J(3)消耗的煤气质 4. A 解析:火箭使用一种叫作偏二甲耕的液体燃料,主要 可知:Q= n 50% 的原因是它具有较大的热值,完全燃烧相同质量的燃料时, 量m-02.1110-0.5kg 解析:见答案. 该液体燃料可以释放出更多的热量,A正确 1 4.2x101/kg 5. C 解析:由题意可知,Q:Q-5.3.q。·q-2:3,根据 经典提优 Q 12.(1)密度 (2)热值 乙醇 ( (3)乙醇 乙醇 两种液体 均易燃 “n{ 解析:(1)方案甲利用天平和量简,可以测量液体 A、B的密度,但是A、B两者的密度相等,无法鉴别.(2)方 #3 案乙是根据液体A、B的热值不同进行鉴别,把两个相同规 格烧杯内的水均由赏温加热到90C时,水吸收的热量相 6.(1)燃气完全燃烧放出的热量Q -V-0.21m×4x 等,由于乙醇的热值大于甲醇的热值,所以需要完全燃烧的 10J/m-8.4×10”J(2)水吸收的热量Q-cm(-t) 乙醇的质量小于甲醇的质量,则同规格燃料瓶内剩余较多 4.2t101/(kg·C)x20kgx(60 C-10 C)-4.2$10] 的是乙醇.(3)用两盏相同的酒精灯同时加热同规格烧杯内 初温相等的液体A、B(都没有沸腾),相同时间内吸收的热 8.4×10|1 量相等,由于甲醇的比热容大于乙醇的比热容,所以一段时 100%一50% 解析:见答案 间后,甲醇升高的温度小于乙醇升高的温度,即温度较高的 课后作业 是乙醇;继续加热至两者都沸腾,因为乙醇的沸点高于甲醉 7. A 解析:为了比较不同液体的比热容,需要燃烧相同的 的沸点,所以沸腾时温度较高的是乙醇;由于甲醇和乙醇是 燃料,加热不同的液体,且液体和燃料的质量应相同,进而判 易燃物品,从安全角度来说,该方案被明令禁止, 断两种液体比热容的大小关系,故应选择题图甲、丙,A正 专题二 机械能与内能的相互转化的综合计算 确,C错误;为了比较不同燃料的热值,要用不同的燃料加热 类型一: 同一种液体,使不同燃料的质量相同,液体的质量相同,通过 $. (1)Q-Vq=0.06mti4$t10 J/m-2.4$10*$$$$ 温度计的示数变化得出吸热多少,进而判断热值大小,故应 (2)Q=Q-70%x2.410*J-1.68×10*1(3)r= 选择题图甲、乙,B、D错误. 1.68×10] 8. A 解析:由题图可知,在燃料的质量相同时,两种燃料完 cn 4.2X1037(kg·C)X5 kg -80C,1-+△= 全燃烧时释放的热量的大小关系为QQz,根据-可 22C+80C-102C 解析:(1)0.06m的燃气完全燃烧 所放出的热量Q-V-0.06mt4$t101/m-24$ 知,>,A正确;热值是燃料的一种特性,只与燃料的种 10*1.(2)该燃气姓烧水的热效率n-70%,则水吸收的热量 类有关,与其质量和燃烧是否充分无关,B、C错误;在质量相 Q=nQ-70%x24×101-1.68×10*1.(3)水烧开时,水 同时,燃料的热值大,燃料完全燃烧放出的热量多,但有效利 的温度变化量-Q 1.68×101 用的热量不一定多,即效率不一定高,D错误 cn 4.2×101/(kg·C)X5kg -80C. 9. A 解析:由题图甲可知,两个气门关闭、活塞向上移动, 密闭锅内气压高于1标准大气压,故水的沸点高于100C. 故题图甲为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,机械能转 密闭锅内水烧开时的温度1-。+△-22C+80C- 化为内能,气体的温度升高,A正确;热机效率是指有效利用 102C. 的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由题图乙可知, 2.(1)水吸收的热量Q-csn-4.2×101/(kg·C)x 有用机械能所占比例为100%一36%一30%一6%-28%,即 5 kgX(100C-20C)-1.68X10J(2)煤气完全燃烧放 该汽油机的效率为28%,B错误;热值是燃料本身的一种物 出的热量Q -mq-0.16kgx4.2t10 Jkg-6.72$ -x:00000 理属性,由燃料种类决定,和燃料的质量、放出热量的多少。 101.煤气姓烧水的效率”一 燃烧是否充分、温度高低无关,C、D错误. 6.72×101 10.(1)质量 根据温度计示数确定水吸收热量的多少 100%-25%解析:见答案. (2)温度计的玻璃泡没有与水充分接触 ③② 燃烧过程 3. ( 1)m=V=1t10k/mt2x10*m-2$$$ 中有热量损失 解析;(1)燃料充分燃烧放出热量的多少不 (2)Q=csn(t-t)-4.2x10J(kg·C)X2kgx(80C- 20 C)-5.04×101(3)Q--5.04×10_1.4× 仅与燃料的种类有关,还与燃料的质量有关,所以要控制酒 7 36% 精和碎纸片的质量相等;实验中还需控制被加热的水的质量 10 1.n-0-1.410_4x10/m 和初温均相同,方便根据温度计观察水的末温,末温高说明 0.035 m 解析:(1)水的质 水吸收的热量多,反之说明水吸收的热量少.(2)使用温度计 量n-V-1×10kg/mx2x10-m-2kg.(2)水吸收的 测量液体的温度时,应将温度计的玻璃泡浸没在液体中,且 热量Q=cs n(-to)-4.2x10 J(kg·C)x2kg$ 不接触烧杯底和烧杯壁。(3)不需要保证燃料燃烧时间相同。 (80C-20C)-5.04×101.(3)已知天然气姓的效率约为 应该让它们都充分燃烧结束,使质量相同,所以操作②是错 误的;燃烧过程中有热量损失,水吸收的热量小于燃料燃烧 .2. 5.04×10°1-1.4×10 J.,天然气的热值约为= 2.25×10w 36% -3×10N.由二力平衡条件可知.飞机航行过 75m/s 1.4×10*J-4×101m. 程中受到的阻力/-F-3×10*N (3)飞机发动机做的有 0.035m 用功W-P-2.25t10W$20$60s-2.7$t10 *1.则发动 类型二: 机的效率” 1.(1)--108 km-108 km/h (2)F-/-138o N.- 1h 解析:见答案. W $s1380 Nt108×10 m-1.490 4×10* 1. P- 5.(1)42.6 26.1% (2)4.5×10 3×10 (3)32 f 1.490 4X10*I-4.14×10 W (3)Qs-mqa*=10 kgx 解析:(1)该油箱中最多可装汽油的质量n=;V-0.71 1X3 600s $0* k/mx60x10m-42.6kg;该车行驶的时间 $4.6$ 10 1kg=4. 6× 10*1,n-~ x100×10{ m-5 00os,汽车做的有用功Wm=Pr= W ×100%= 20m/s 1.4904×10”Jx100%-=32.4% 解析:(1)汽车行驶的速 $2$ 10Wx5000s-6t101.汽油释放的热量Q=m' 5 kgx4.6×10° J/kg-2.3x10” J.发动机的效率7-WQ{ 4.6×10] WmX 度-108 km-108 km/h.(2)汽车匀速直线行驶,受力 1h 2.3×10×100%~26.1%.(2)汽车发动机所做的 100%= 6×101 平衡,根据二力平衡条件可知,牵引力F=/-1380N,牵引 功W-P7'-90$10W$×50s -4.5$101;由题图可知,汽 力做的W-Fs-1380Nt108t10m-1.4904$10$$$ 牵引力的功率P-W1.4904×10-4.14×10 W. 车做匀速直线运动时的速度v一30ms.此时汽车受到的牵 1X3600s 引力和摩擦力是一对平衡力,所以汽车运动过程中受到的阻 力/F-9x10 (3)消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q=mg**-10kgx 30m/s -3X10*N.(3)设第n次实验中汽 W 车速度为u.制动距离为5.由题表中数据可知,5.=0.1h× 100%-1.4904101100%-32.4%. (n+1)u.,将n-3、-80km/h代入,解得s-32m 4.6X10] 第十二章复习课 2.(1)运动的时间t-135km-1.5h(2)汽车匀速直 知识网络结构 v 90 kmh 做功 1 运动 质量 速度 举高 质量 高度 弹性形 线行驶,受到的阻力等于牵引力,v-90km/h-25m/s.f 变 形变程度 转化 减小 动能 分子势能 温度 热传 递 温度差 温度 转移 内 机械 等效 单位 1C 25m/s J.(kg·C)焦耳每千克摄氏度 cmn(t-t。)cn(t-t)吸 $5t10*W$1.5$3600s-1.35t101.汽油完全燃烧放出 气 压缩 做功 排气 2 1 单位质量 Jk q 30% r 题组提优训练 考点一: 7 4.6X10 1kg 1. D 解析;A、D两点高度不同,球在A点的重力势能大于 3.(1)n=V-0.75t10$/mti16t10-m-12k$ 在D点的重力势能,A错误;球从O点到D点的过程中,质 Q-mq-12kg×4.5×10ī1kg-5.4$101(2)W= 量不变,速度减小,动能减小,B错误;由于存在空气阻力,球 =30%t5.4$10*J-1.62t101(3)s-t=120km$h$ 的机械能不断减小,所以球在B、C两点的机械能不相等,球 Wn-1.62×101 从A点到O点的过程中,机械能减少,C错误,D正确. $$ h-240 km-2.4t10m.F- 2.4×10m 2. D 解析:根据题意可知,向下翻滚的过程中,弹的质量 $675 N.f-F-675N 解析;(1)汽油质量n=V-0.75$ 不变,但高度降低了,所以重力势能会减小;弹的速度变化 $0* kg/m ×16×10m-12kg.汽油完全燃烧释放的热量 了,所以动能变化了;在弹的翻滚过程中,弹赘的弹性形变 Q=nq-12kg×4.510 J1kg-5.4t10*1.(2)发动机的 程度发生变化,则弹性势能也变化了. 效率为30%.发动机输出的有用功W=Q一30%× 3. B 解析;从a点到;点的过程中,小球的质量不变,高度 5.4X10*J-1.62×10J.(3)汽车行驶的路程s-wr= 变小,则重力势能变小,同时速度变大,动能变大,重力势能 12 0 km/h×2h-240km-2.4x10*m.由W-Fs可知,汽车 会转化为动能,但由于小球在滚动的过程中受到摩擦力的作 用,小球克服摩擦力做功,所以一部分重力势能会转化为内 2.4X10m 能,A错误;因小球在滚动过程中要克服摩擦力做功,机械能 驶,故汽车处于平衡状态,所受的阻力/一F一675N 会逐渐减小,所以小球在5点的机械能大于在c点的机械能, 4.(1)消耗的航空燃油的质量m-1.35t-1350kg,航空燃 B正确;小球从6点运动到/点的过程中,有一部分机械能会 油的热值。-4X10J/kg.则这些燃油完全燃烧放出的热量 转化为内能,故小球在5点的机械能大于在&点的机械能 Q=nq=1350kg×4x10 1kg-5.4101 (2)飞机发$ 已知、d两点处于同一水平高度,即小球在5、d两点的重力 动机的功率P-2.25×10W.飞机匀速直线航行的速度 势能相等,根据“机械能一动能十势能”可知,小球在5点的 270 km/h-75m/s.飞机航行过程中受到的牵引力F-P 动能大于在d点的动能,C错误;小球运动到d点时具有一 。 定的高度,有一定的机械能,所以小球从a点到a点的过程 .30·