第十二章 跨学科实践 燃油汽车与电动汽车的对比研究-【优+学案】2025-2026学年新教材九年级上册物理课时通(沪粤版2024)

16.社会发展杭州亚运会使用的氢燃料电池汽 车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供 给电动机而驱动汽车行驶的.某品牌国产氢 燃料汽车所产生电能(E电)的效率是60%，该 车电动机输出功率为30kW,在某路段车以 20m/s的速度匀速行驶了100m,此次运行 过程中需要完全燃烧2g的氢燃料（氢的热 值为q=1.5×108J/kg). (1)此次运行过程中牵引力做的功. (2)完全燃烧2g的氢燃料放出的热量， (3)所产生的电能用于维持汽车匀速行驶的 效率. 跨学科实践 燃油汽车与电动汽车的对比研究（答案P6) 能讲题 社会发展某款新能源油电混合动力汽车在发 动机驱动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽 车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电.若汽车 以发动机驱动模式在平直公路上匀速行驶 100km消耗12L的燃料，汽车克服阻力做功 1.4×103J,同时蓄电池储存的电能增加4.4× 10J.已知燃料的密度p=0.75×103kg/m3,燃 料的热值为4.6×10J/kg.求： (1)12L的燃料完全燃烧可以放出多少热量？ (2)内燃机工作的效率是多少？（结果精确 到1%) (3)若用12L燃料燃烧放出的热量给防冻液加 热，加热效率为50%，使防冻液的温度从20℃升 高到70℃，求防冻液的质量.[防冻液的比热容 为4×103J/(kg·℃)] 38 41443ii34W 优十学案·课时通△ 升阶训练专题三 热量的综合计算（答案P5)》 能讲 通专题 11111111111 C.加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度 之比为2：3 第（①阶物体吸、放热的计算 D.将甲、乙两容器中的水，在标准大气压下从 1.水沸腾时若继续吸热，则温度 ;灶上 20℃加热至沸腾所需要的时间之比为4：3 的锅中装有2kg初温30℃的水，当水吸收了 第(2)阶热平衡方程的应用 7.56×105J的热量后，水温升高了 5.有质量相同，比热容不同，温度不同的甲、乙、 ℃[当地为标准大气压，c水=4.2X 丙三种液体，甲的温度是44℃，乙的温度是 103J/(kg·℃)]. 32℃，丙的温度是24℃.若将甲和乙混合后， 2.质量为500g的水，温度从80℃降到20℃的 温度为36℃；若将乙和丙混合后，温度为 过程中，共放出的热量为 J.如果这些 30℃；若将甲和丙混合后，温度为多少？ 热量的80%被4kg的某种固体物质吸收，能 使其温度从25℃升高到45℃，则这种固体物 质的比热容为 J/(kg·℃).[c水=4.2X 103J/(kg·℃)] 3.(宿州期中)如图所示是冷水与热水混合时，温 度随时间变化的图像，假设热水放出的热量全 部被冷水吸收，由图中信息可知，冷水与热水 的质量之比是 ↑温度/℃ 80 60 甲 40 20k 246 时间/min 4.如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装 有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加 热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加 热时间的关系图，则下列说法正确的是( ) 第3阶炉具效率 1温度/℃ 甲 0 6.(枣庄中考)为全面推进“乡村振兴”工程，加快 30 农业农村绿色发展，我市部分农村地区已经使 用上了天然气烧水煮饭.小明同学用他家的天 2 丙 3时间/min 然气灶将质量为2kg,初温为20℃的水加热到 A.甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量 100℃，水吸收的热量是 J;消耗了 之比为3：2 0.03m3的天然气，则此天然气灶的热效率 B.甲杯中的水每分钟吸收的热量为1.26× 为 .[c水=4.2X103J/(kg·℃)，9天然气= 105J 7.0×10J/m3] △九年级·上册.物理·HYi 392.52×103J 20X10kg×(42℃-36℃)=2.1X103J/(g·℃). 所产生的电能用于维持汽车匀速行驶的效率？ 该液体的比热容等于煤油的比热容，则该液体可能 100%=1.5X101×100%≈83.3%. E电 1.8×105J 是煤油. 5.快比热容6.B 跨学科实践燃油汽车与电动汽车的对比研究 7.9:328.2.52×10670 解：(1)12L燃料的质量为m=pV=0.75× 9.D10.C11.B12.B13.D14.C 103kg/m3×12×10-3m3=9kg,其完全燃烧放出的 15.C16.D 热量Q微=mg=9kg×4.6×10'J/kg=4.14× 17.解：(1)由题图可知，从第10min到第20min水升 108J. 高的温度△t=100℃一90℃=10℃， (2)内燃机被有效利用的能量为W有用=1,4× 在这个过程中，水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2X 108J+4.4×10J=1.84×108J,内燃机工作的效率 103J/(kg·℃)×100×10-3kg×10℃=4.2× 103J. 2×104-48X10%4% (2)由Q吸=cm(t一t)可知， (3)依题意，防冻液吸收的热量Q吸=Q放7'=4.14× 水的末温t= Q吸十to cm 10J×50%=207X10J,防冻液的质量m=Q:= c△t 8.4×103J +90℃= 2.07×108J 4.2×103J/(kg·℃)×100×10-3kg 110℃，由于水的沸点是100℃，所以水的最终温 4X10J/kg·℃)X(70℃-20℃)=1035kg. 度变为100℃. 升阶训练专题三热量的综合计算 (3)由Q啜=cm(t-to)可知， 1.不变702.1.261051.26×103 水的质量m'=c。 Q吸” 3.2:1解析：由题图可知，甲放热降温，为热水，乙吸 热升温，为冷水，且甲、乙最后温度达到相同，根据 4.2×104J 42X10J/(kg·℃)X(98℃-78℃)=0.5kg. Q=cm△t计算，甲放出的热量为Q裁=c水m甲· △t甲=c水m甲X(80一40)℃=c*m甲X40℃，乙吸 18.解：(1)由题图丙可知，水在加热时温度由20℃升 收的热量为Q题=c水mz△tz=c米mzX(40一 高到60℃，吸收的热量为Q吸水=c水m水(t1 20)℃=c水mz×20℃，热水放出的热量全部被冷 to*)=4.2X103J/(kg·℃)×3kg×(60℃ 水吸收，即Q厦=Q放，则c水mzX20℃=c*m甲X 20℃)=5.04×105J. (2)由题图丙可知，从加入金属块到温度稳定时，水 40℃，冷水与热水的质量之比是m=0℃ 温从60℃下降为40℃，金属块温度由20℃升高 mp206=2:1. 4.B解析：AB.由题图丙可知，水的温度从20℃升高 为40℃.该过程中水放出的热量为Q微水一c水m水 到40℃时，甲的加热时间为2min,乙的加热时间为 (t1-t2)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg× 3min,两容器中水升高的温度均为△t=40℃ (60℃-40℃)=2.52×105J. 20℃=20℃，此时甲容器中的水吸收的热量 金属块吸收的热量等于水放出的热量，即Q吸金= Q暖甲=cm甲△t=4.2×103J/(kg·℃)×3kg Q放水，金属块的质量为m金= Q吸金 20℃=2.52×105J,乙容器中的水吸收的热量 c金(t2一t0金） Qwz=cmz△t=4.2×103J/(kg·℃)×2kgX 2.52×105J (40℃-20℃)=1.68×105J,甲、乙两容器中的水 0.63X10J/(kg·℃)×(40℃-20℃)=20kg. 每分钟吸成的热量分到为Q:=号Q。=官× 1 12.4热机与社会发展 1.D2.B3.D4.A5.30%6.B 2.52×10J=1.26×10J,Q:=3Q=3× 1 7.(1)机械(2)污染小（合理即可） 1.68×105J=5.6×104J.由于不计热损失，所以两 8.内压缩9.3.36×10533.6% 加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相 10.125032.6611.D 同，则加热器每分钟放出的热量之比为Q1· 12.(1)压缩甲做功(2)80 Q救2=Q暖1：Q厦2=(1.26×105J):(5.6×104J)= 13.C14.D15.2.3×107100不变1.38×10 9：4,故A错误，B正确.C.已知相同时间内，加热 16.解：(1)此次运行过程中所用的时间t=三= 器放出的热量之比为9：4，则相同时间内，两杯水 吸收的热量之比为9：4，根据△=Q可得，两杯水 100m=5s. cm 20m/s 则牵引力做的功W=Pt=30×103W×5s=1.5× 升高的温度之比为△t1：△t2= cm cm2 105J. Q哦1m2_9X2kg_3 (2)完全燃烧2g的氢燃料放出的热量 Qm:4X3kg=2=3:2,故C错误.D.报据 Q放=mq=2×10-3kgX1.5×108J/kg=3X Q暖=cm△t可知，甲、乙两容器中的水从20℃加热 105J. 至沸腾所需热量之比Q吸甲'：Q吸乙'=m甲：m乙= (3)已知氢燃料汽车所产生电能(E电)的效率是60%， 3kg:2kg=3:2,则所用时间之比为t甲：t2 则所产生电能E电=Q放·7=3×105J×60%= Q甲：Q2'=3:2 1.8×105J. Q1Q2=9:4=2:3,故D错误，故选B.