（九上预习篇）第14章 实践 调研我国新能源汽车的发展-【假期好时光】2025年新教材物理八升九暑假作业（沪科版2024）

第十四章内能与热机 预习篇 二、填空题 7.为减少环境污染，我市部分地区家庭改用天然气作为能源。小明家3月使用10m3的天然 气，完全燃烧这些天然气放出的热量是 J。(天然气的热值为4×10'J/m3) 8.在汽油机的工作过程中，燃料在气缸内燃烧，产生的高温高压气体推动活塞运动，使汽车获得动 力的是 冲程。一台汽油机，燃料完全燃烧可以放出的能量为E,由于汽油不完全燃 烧、克服机器摩擦、热量散失等原因共损失的能量为E2,则这台汽油机的工作效率刀= 9.如图所示，小雨起床给家人煮汤圆，为将锅中初温为20℃、质量为2kg的水烧 开，至少需要提供 J的热量，若燃气灶的加热效率为50%，则需要消耗 m3的天然气。[c本=4.2×103J/(kg·℃)，9天格气=4×10'J/m3,水面 上方的气压为一个标准大气压] 10.有一种“涡轮增压”(T型)轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通 轿车(L型)更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比，热值 (选填“更大”“一样大”或“更小”)。 11.新素材（科技创新）在2024年世界内燃机大会上，我国自主研制的全球首款本体热效率为 53.09%的柴油机正式亮相。若该柴油机完全燃烧1kg的柴油，则可以输出 J的机 械能。（柴油的热值g=4.3×10J/kg,结果保留两位有效数字） 12.用图示装置测量亚运会主火炬液态燃料的热值。①在空酒精灯内加人适量该液态 燃料：②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃酒精灯开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭酒精灯，测得消耗燃料30g。已知实验室气压为1标 准大气压，c本=4.2×10J/(kg·℃)，用该装置加热水的效率为42%。该液态燃料 的热值为 J/kgo 三、实验探究题 13.利用如图所示的甲、乙两装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），既可以比较不同液体 的比热容，又可以比较不同燃料的热值。 温度计 烧杯 烧杯 燃烧皿 吗燃烧皿 (1)两实验除了图中的测量工具外，均需要的测量工具是 A.天平 B.秒表 C.天平和秒表 (2)在比较不同液体的比热容实验中，有下列条件：①燃料的种类；②被加热的液体的种类； ③燃料的质量：④被加热的液体的质量。需要控制 (填数字序号)相同。 (3)在比较不同燃料的热值实验中，通过 来反映燃料燃烧放出的热量。 实践 调研我国新能源汽车的发展 一、选择题 1.下列设备在工作过程中没有使用热机的是 ( A.拖拉机 B.电动新能源汽车C.火箭 D.战斗机 2.我国是世界第一制氢大国，采用太阳能、风能等能源制氢，实现碳零排放。氢能是新能源汽车 的能源之一。氢内燃机汽车工作时，氢在内燃机中燃烧，在如图所示的四个冲程中，产生动力 69 假期好时光 HK·物理·九年级·上 推动汽车前进的是 3.在国产新能源汽车中，有一种插电式混合动力汽车，同时使用电动机和内燃机，其内燃机热效 率最高可达43%，且使用各种燃料时，其效率均高于同等燃油汽车。对于该种新能源汽车， 不是提升其热机效率的方法是 () A.尽量使用热值大的燃料 B.优化冲程控制，让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 C.使用粘度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 D.车型设计中，皮带驱动的空调压缩机、发电机都没有存在的必要，直接去掉进而减重 4.传统的燃油汽车能量的利用率很低。如图是某轿车的能量流向图，根据图中数据判断，下列 说法错误的是 () 废气带走的 机械自身”能量40% 消耗的能量25% 燃料燃烧的 内能100%有用机械能 A.在能量损失中，废气带走的能量所占比例最大，减少废气排放的能量是提高热机效率的有 效手段 B.此机械的效率为35% C.若输入100J的内能，则有65J的能量损失了 D.目前新能源汽车实现了“零排放”，它们的效率能达到100% 5.断素材〔社会热点〕在中国杭州举行的第19届亚运会中，首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇 作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放。经测量发现，完全燃烧420g甲醇所释放热量的 50%被水吸收，可以使50kg的水的温度上升23℃，水的比热容c*=4.2×10J/(kg·℃)， 则此过程中 ()》 A.水吸收的热量是9.66×10J B.水吸收的热量是2.83×10°J C.甲醇的热值约为2.3×10？J/kg D.甲醇的热值约为4.6×10J/kg 6.断素材〔科技创新]在2022年北京冬奥会和冬残奥会期间，所有冬奥场馆全部使用“绿电”， (“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零，比火力发电等其他方式对环 境的影响大幅度减小)这是奥运史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应，预计消耗“绿 电”约1.44×105J,可以节约1.28×10kg标准煤，减排二氧化碳3.2×103kg。若所节约的 标准煤完全燃烧，则放出的热量约为(9标准约为2.9×10'J/kg) ()》 A.3.7×1015J B.9.3×105J C.3.7×1016J D.9.3×106J 二、解答题 7.目前，市场上出现了很多新能源汽车，其中氢能源汽车具有很多优点，氢作为燃料时其 较 高，另外，氢能源汽车还比燃油汽车更环保，因为燃油汽车的发动机在工作过程中，通过 冲程不断排放尾气，产生了更多的二氧化碳，这加剧了地球的 效应。 70 第十四章内能与热机 预习篇 8.有一种新能源汽车采用氢燃料作为动力燃料，续航里程大、加氢时间短、排放物更环保。某型 号氢燃料汽车加满一次需要氢燃料7.5kg,可在平直公路匀速行驶6×10m,已知氢气的热 值为1.4×103J/kg,该车在这段公路上受到的阻力为1400N。求： (1)7.5kg氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)该型号新能源汽车的热机效率。 9.混合动力汽车是新能源汽车的一种。汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮 输送能量，汽车高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以 给蓄电池充电，车速与阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为1×10‘J。 由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了10km,同时蓄电池的电能增加了 5%。求： N (1)汽车测试过程中牵引力做的功； 6000 5000 (2)所用燃料的热值为4.5×10J/kg,测试过程中消耗2.5kg4000 燃料，燃料燃烧放出的总热量：（假设燃料完全燃烧） 3000 2000 (3)汽车测试过程中，内燃机的效率。 1000 0102030405060x/km·h 10.一般小汽车每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体，为了实现节能减排，各种新 能源汽车相继出现，如图所示为某太阳能汽车，能将太阳能转换为电能储存起来供汽车行 驶，真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为900N,某天接收到的太阳 能为1.08×108J,可供汽车匀速行驶30km路程。求： (1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功： (2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率： (3)相比较效率为30%的汽油车，牵引力做相同的功可以减少多少千克 二氧化碳气体的排放。（汽油热值为4.6×10J/kg》 71第四节跨学科：热机效率和环境保护 知识点讲解 知识点一燃料的热值 1.煤石油天然气 2.完全燃烧所用燃料的质量热值qJ/kg 39=2 0 【跟踪训练1】 2.8×10 知识点二热机的效率 1.热机效率 2.减少热机工作中的各种能量损失热量损失尽 量简化机械传动部分 【跟踪训练2】 3.266×1028%【解析】汽油的体积：V=1L= 1dm=1×103m3,汽油的质量：m汽油=p油V=0.71× 103kgm×1×103m3=0.71kg,汽油完全燃烧放出 的热量：Qt=m汽9海=0.71kg×4,6×10J/kg= 3.266×10J:车的总重力：G=mg=1.5×1000kg× 10/kg=1.5×10N,汽车受到的阻力：f=0.1G=0.1× L.5×10N=1.5×103N,汽车在一段平直的道路匀 速直线行驶时，汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一 对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车的牵引力： F=f=1.5×103N,汽车所做的有用功：W=Fs= L.5×103N×6×1000m=9×10J,汽车的工作效 率：0二Q W 9×106J ×100%= ×100%=28%。 3.266×107J 知识点三环境保护 1.二氧化硫氨氧化合物 2.绿色低碳可持续发展 【跟踪训练3】 B 自主检测 1.A2.C3.B4.B5.A6.B 7.4×108.做功 E -E2 E 9.6.72×1030.0336【解析】1个标准大气压下， 水的沸点是100℃，至少需要提供的热量：Q= c*m(t-a）=4.2×10J/(kg·℃)×2kg×(100℃- 20℃)=6.72×10J,根据刀=)=得，需 要消耗天然气的体积：V:Q: 9天然气刀 6.72×10J 4×10'J/m3×50% =0.0336m3。 10.一样大11.2.3×10 12.23×10【解析】水吸收的热量：Q厦=c*m*△= 4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-31℃)= 2.398×10°1，由刀=号×10%可知，孩浅态提 料完全燃烧放出的热量：Qt=: 7 2.898×10」=6.9×10J,该液态燃料的热值： 42% --020-230ne 13.(1)A(2)①④(3)温度计升高的示数 实践调研我国新能源汽车的发展 1.B2.A3.A4.D 5.C【解析】根据Q=cm△1可得，水吸收的热量 Qa=c张m米△1=4.2×103J/(kg·℃)×50kg× 23℃=4.83×10°」，故AB错误；由题意知，甲醇 所释放热量的50%被水吸收，则甲醇释放的热量 Qu=9=4.83x10」=9.66×10°1，由0=m 50% 可得，甲醇的热值q=0=966x10」。 ”m甲醉 0.42kg 2.3×10J/kg,故C正确，D错误。故选C。 6.A 7.热值排气温室 8.解：(1)7.5kg氢燃料完全燃烧放出的热量：Q粒= m9=7.5kg×1.4×10J/kg=1.05×10°J。 (2)新能源汽车在平直公路匀速行驶，牵引力与 阻力是一对平衡力，即F=f=1400N,牵引力做 的功：W=Fs=1400N×6×10m=8.4×10J, 该型号新能源汽车的热机效率： x10%=84×10×10%=80%。 W Γ1.05×10°J 答：(1)7.5kg氢燃料完全燃烧放出的热量为 1.05×10°J: (2)该型号新能源汽车的热机效率为80%。 9.解：(1)由图可知，当速度为50km/h时，汽车受 到的阻力f为4000N,由于汽车做匀速直线运 动，汽车受到的牵引力F大小与汽车受到的阻力 ∫大小相等，即F=∫=4000N,汽车牵引力做的 功：Wi=Fs=4000N×1×103m=4×10'J. (2)完全燃烧2.5kg燃料放出的热量：Q做=mg= 2.5kg×4.5×10J/kg=1.125×10J。 (3)有效利用的能量等于汽车牵引力做的功与转 化成电能的能量之和，即W有=W+W电=4× 11 10J+1×10J×5%=4.5×10J,内燃机工作时的 ,=×10%=45x10J×100%=40%。 效率：mQ数 1.125×10J1 答：(1)汽车测试过程中牵引力做的功是4× 10J: (2)燃料燃烧放出的总热量是1.125×10°J: (3)汽车测试过程中，内燃机的效率是40%。 10.解：(1)该太阳能汽车匀速行驶时，牵引力与阻 力是一对平衡力，即F=f=900N. 匀速行驶30km过程中牵引力所做的功：W=F= 900N×30000m=2.7×10J (2)某天接收到的太阳能E=1.08×10J,该太 阳能汽车太阳能转化为机械能的效率： 7=E×100%=2.7×10'1 ×100%=25%。 Γ1.08×103J (3)如果是效率为30%的汽油车，牵引力做相同 的功消耗的汽油质量为m,由7= Q数qm %46x10g30%铝ks,因为每清 m="=,2.7x1071 耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体 消耗贺g的汽油可以排放4.5g的二氧化碳 气体，太阳能汽车是零排放的，即可以减少 4.5kg的二氧化碳气体排放。 答：(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵 引力所做的功为2.7×10J: (2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率 为25%； (3)相比较效率为30%的汽油车，牵引力做相同 的功可以减少4.5kg二氧化碳气体的排放。 章末预习自测 1.C2.A3.D4.A5.B6.C7.A8.C 9.化学不变10.热传递温度高 11.空气热传递12.压缩减少 13.大于增加 14.(1)2.1×103(2)铜【解析】(1)煤油的质 量：m=100g=0.1kg,由图可知，100g煤油温 度升高1℃时所吸收的热量为210J,由Q= cmA1可知，煤油的比热容：C=m△= 0.1kgx1℃=2.1×10J/(kg·℃)：(2)由图 210J 可知，100g铝块和铜块升高相同的温度，铝吸收 的热量多，由Q=cm△1可知，铝的比热容大于 铜块的比热容，由4=Q可知，质量相等的铝块 cm 12 和铜块吸收相同的热量，铜块温度的变化更大。 15.(1)内大大(2)内机械(3)减小降低 16.(1)①铁圈②质量吸收相等的热量③水 弱(2)相等水升高的温度 17.解：(1)水的体积：V本=50L=50dm3= 0.05m3, 由p=可得，水的质量：m=p*V=1.0× 103kg/m3×0.05m3=50kg (2)水吸收的热量：Q熙水=c水m*(1-o）=4.2× 103J/(kg·℃)×50kg×(66℃-20℃)= 9.66×10J (3)由题意可知，铁块吸收的热量：Q铁=Q影水= 9.66×10°J, 由Q=cm△t得，铁块升高的温度：△！= Q吸数三 C铁m铁 9.66×10°J =500℃。 0.46×103J/(kg·℃)×42kg 答：(1)水的质量为50kg: (2)水吸收的热量为9.66×10°J: (3)如果这些热量被42kg的铁块吸收，铁块的 温度能升高500℃。 18.解：(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的 热量： Q微=mgq复=0.3kg×1.4×10J/kg=4.2× 102J 【2)由刀=0×10%可知，公交车获取的机械功 W=7Qt=60%×4.2×10'J=2.52×10J, 公交车的行驶功率：P=140kW=1.4×10W, 由W=P1可知，公交车匀速行驶的时间： W_2.52×10」-180s,则这些热量能让该 t= P1.4×103W 公交车匀速行驶的距离：s=t=20m/s×1808= 3600m。 答：(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的 热量为4.2×107J: (2)这些热量能让该公交车匀速行驶的距离为 3600ma 第十五章电与电路 第一节静电现象 知识点讲解 知识点一摩擦起电 1.摩擦2.吸引 【跟踪训练1】 电荷吸引