跨学科实践燃油汽车与电动汽车的对比研究&专题特训2 热学综合计算-【通成学典】2026-2027学年九年级上册物理拔尖特训(沪粤版·新教材)

车，气缸总容积V-18L×9-2L1min内发动机消耗 汽油的质量m=2600×pV=2600×5X1.35kg/m× 2×103m3=0.468kg,汽油完全燃烧放出的热量Q粒= mg=0.468kg×4.6×107J/kg=2.1528×10J;综上所 述，这台发动机在最大功率时的热机效率？= W有用X Q拉 100%= 4.44X10】×100%≈20.6%(2)汽车以最 2.1528×107J 高速度175kmh前进10m所用的时间1=号 100km=4h=240 175km/h7 7 min,汽车每行驶100km消耗汽油 的质量m=a.468mm×2学min-0 kg,汽车每行 2808 驶100km消耗汽油的体积V'= 176kg p0.71×103kg/m3 22.6×103m3=22.6L 跨学科实践燃油汽车与电动汽车的 对比研究 1.(1)燃油汽车车尾有排气管，电动汽车没有排气管 (2)化学内(3)采用更先进的充电技术缩短充电时间 〔解析)(1)可以看外观，燃油汽车车尾有排气管，电动汽 车没有排气管：或燃油汽车需要加油，电动汽车需要充电。 (2)燃油汽车的能量转化为化学能·内能·机械能。 (3)结合题意，可采用更先进的充电技术缩短充电时间。 2.解：(1)由测试数据知道正常行驶100km消耗的汽油 的体积V=8×103m3,汽油的密度P汽油=0.7×103kg m,所以由p一受可知正常行驶10km消耗的汽油的质 量m=p汽速V=0.7×103kg/m3×8×103m3=5.6kg (2)牵引力做的功W有用=F=600NX10m=6×10'J, 汽油完全燃烧放出的热量Q=mg汽速=5.6kg×4.5× 10J/kg=2.52×10°J:燃油汽车的效率汽= W有更X Q 6×10J 100% 2.52×10×100%≈23.8%：电动汽车的效率 W有用×100%= 6×107J 7电一W包 X100%≈83.3% 20×3.6×10J 专题特训二热学综合计算 1.解：(1)牛奶吸收的热量Q:=c牛奶m牛奶(t一t0)=2.5× 10J/(kg·℃)X200X103kgX(50℃-20℃)=1.5× 10J(2)若不考虑热量损失，热水放出的热量Q放=Qs= 1.5×10J,根据Q放=cm△t得热水的质量m= Q拉 1.5×101J c水(t水一t) =42×10J/kg·℃)X(70℃-50℃）≈ 0.179kg 2.解：(1)由Q数=cm(t,一t)得铁的比热容c= Q 7.56×10J m(1,-t)3kg×(590℃-30℃=0.45X103J/(kg·℃) (2)铁板在此降温过程中放出的热量Q拉=cm'△t= 0.45×103J/(kg·℃)×2kg×60℃=5.4×10J 3.解：(1)水吸收的热量Qs=c水m*(t一t)=4.2× 103J/(kg·℃)×4kg×(70℃-20℃)=8.4×10J (2)煤气完全燃烧放出的热量Q数=mg煤气=0.05kg× 4.2×10J/kg=2.1×10J(3)煤气炉加热的效率7= 82×w⅓-8x10%-40% Q 4.解：(1)水吸收的热量Q版=c水n*△t=4.2×103J/ (kg·℃)×1kg×(100℃-10℃)=3.78×105J(2)由 Q做=g可得，木炭完全燃烧放出的热量Q数=m木米· 9*米=0.1kg×3.4×10J/kg=3.4×10J(3)由题意可 知，若改用燃气加热，水仍需吸收3.78×10J的热量，则由 Q×100%可得，燃气实际需提供的总热量Q:' Q压_3.78X10」=3.78×10J,由Q=mg可得，所需燃 10% _Qm=3.78×10】=0.1kg 气的质量mg气=q袋气3.78X10J/kg 5.解：(1)由表格数据可知，燃气平均压强p=9.0×10Pa, 活容司积S=30m=3X10m,由b=5可知微功冲 程中燃气对活塞的平均压力F=S=9.0×10Pa×3× 103m=2700N(2)一个做功冲程燃气对活塞做的功 W=FL=2700N×5×102m=135J(3)因飞轮每转两 圈对外做功一次，所以飞轮1min转动1800周，做功 900次，则燃气对活塞做的总功W台=W×900=135J× 900=1.215×10,该汽油机的功率P=W t 1.215×10」=2025W(4)1min消耗汽油的质量m= 1×60s 8g=8×103kg,汽油完全燃烧释放的热量Q放=mg=8X 103kg×4.6×10J/kg=3.68×10J,则汽油机的效率 ,=W×10%=5215X101X100%≈3.0% 3.68×10°J 6.解：(1)30L汽油完全燃烧释放的热量Q做=qV= 3.3×10J/L×30L=9.9×10】(2)根据7Q 100%可知，用完油箱中的汽油，汽车最多能做有用功 W有用=7Q数=40%×9.9X108J=3.96×108J(3)已知 汽车整车重G=12000N,汽车受到的阻力是整车重的 10%;因为汽车在高速公路上匀速直线行驶，所以汽车处 于平衡状态，其牵引力F与阻力f是一对平衡力，大小相 等，所以汽车的牵引力F=f=0.1×G=0.1×12000N= 1200N,则汽车行驶的路程，=W有阻=3.96X10」- 1200N 3.3×105m 第十二章拔尖自主测评 1.C如果没有热传递，仅对物体做功，物体同时对外做 功，内能可能减少，故C正确。 2.A由图乙可知，杯内水的高度约为底边长度的2倍，即 10cm,所以杯子内水的体积V水=5cmX5cm×10cm 250cm3,水的质量m水=p*V水=1.0g/cm3×250cm3= 250g=0.25kg,杯中的水在冷却过程中放出的热量Q粒= cm本(t。一t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.25kg× (100℃一40℃)=6.3×101J,故A正确。 3.D已知m甲=mz=m丙，c手：c乙：c丙=3：4：5， Q年=Q2=Q,由热量的公式Q=cm△，推导出△Y=Q cm 代人已知数据得，△年：z:y用=Q年 Q乙： Q=1： 11 c丙m用3X14X:5×7=20:15:12. 4.D对物体做功，物体的内能增加，高压泵压缩CO2,对 气体做功，气体内能增大，温度升高，故A、B错误；物体对 外做功，物体内能减小，高压C02气体喷出时，气体对外做 功，气体内能减小，温度降低，故C错误D正确。 5.C汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排 气四个冲程不断循环来保证连续工作。①吸气冲程：进气 门打开，排气门关闭，活塞由上端向下瑞运动，汽油和空气 组成的燃料混合物从进气门吸人气缸。②压缩冲程：进气 门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气缸内燃料混合 物，温度升高。③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生 电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压 气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。④排 气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气 排出气缸。汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是 乙、甲、丁、丙，故A错误；汽油机吸气冲程气缸吸进的物质 是汽油和空气组成的燃料混合物，故B错误；由于汽油机 飞轮转2r,对外做一次功，若汽油机每秒做功10次，则飞 轮每秒转20r,则飞轮的转速一分钟转20r×60=1200r, 即1200r/min,故C正确；图丁是做功冲程，内能转化为机 械能，故D错误 6.B由于地面和海水的比热容不同，海水的比热容大于 陆地的比热容，在同样太阳光的照射下，地面和大海升温 和降温的快慢不同，从而使空气形成对流，白天，地面比大 海升温快，地面热空气密度较小，热空气上升，海面较冷的 空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风， 晚上，地面比大海降温快，海面热空气密度小，热空气上升， 地面较冷的空气就会来补充，于是冷空气由陆地吹向海 面，形成陆风。故③是海风，②是陆风。 7.D由题意可知，该柴油机1s内飞轮的转动圈数为30r。 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为 一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复 2次，做功1次。该柴油机每秒内飞轮转动30圈，完成 60个冲程，对外做功15次，故D正确。 8.D由图可知，0~t,s内，物体吸收的热量可以用公式 cm△t来求解，但是t1~t2s处于熔化阶段，温度不变、持续 吸热，故不可以用该公式求解，故A错误；t2~t1s内，物体 均处于液态，比热容不变，故B错误；在t2s和tss时，物体 温度相同内能不相等，故C错误；物体在t~t6s内和0~ t1s内均处于固态，因此比热容相等，故D正确。 9.比热容热传递 〔解析)因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质比 较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以电热暖手宝内 部液体通常采用水；使用暖手宝时，手吸热，是通过热传递 的方式改变内能的。 10.相等丙增大 〔解析)三块金属甲、乙、丙浸没在沸水中煮较长的时间，说 明三块金属块都和沸水的温度相同，所以三块金属块的温 度相等；三块金属块都放到石蜡上，在相同时间内，熔化石 蜡越多的金属块放出的热量越多，根据Q数=cm可知， 当m、△t相同时，c越大，放出的热量越多，由图可知，丙熔 化石蜡最多，甲熔化石蜡最少，所以三块金属块比热容的 大小关系是c甲<c乙<c丙；石蜡在熔化过程中，要吸收热 量，温度升高，内能增加，所以石蜡在熔化过程中是通过热 传递的方式，使石蜡的内能增大的。 11.4.2×1032.1×10 〔解析)比热容是物质的一种特性，只跟物体的种类和状态 有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多 少均无关；故当将水倒掉一半，水的比热容不变，仍然为 4.2×103J/(kg·℃)；质量相等的某种液体和水降低了相 同的温度，放出热量之比为1：2，根据Q=cm△t可知，第十二章内能与热机 跨学科实践 燃油汽车与电动汽车的对比研究 1.[2025长治屯留期中]跨学科实践。 在跨学科实践活动中，小组同学们按照“活动主题确定一方案制订与实施一成果展示与 交流”的流程来进行“燃油汽车与电动汽车的对比研究” (1)你是如何辨别燃油汽车和电动汽车的？请你写出一种方法： (2)燃油汽车的能量转化： 能→ 能→机械能。 (3)同学们研究发现，目前长途驾驶中几乎都选用燃油汽车，原因是电动汽车续航里程（指车辆在 满油或满电状态下能够连续行驶的最远距离)比燃油汽车少，且充电时间较加油时间长很多。请 你为解决这个问题提一条建议： 2.[2025桐陵枞阳期中]汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分。随着汽车工业的快速发展，能 源紧张和环境影响问题也变得更加突出，因此人们一直不断改进汽车，现阶段的汽车主要包括： 传统燃油汽车、普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及电动汽车。下表是某燃油汽车与纯 电动汽车进行测试时的部分数据。 汽车种类 燃油汽车 纯电动汽车 能源种类 汽油 电能 牵引力 600N 600N 行驶100km消耗 8X103m3 20kW·h 二氧化碳排放量 每消耗1kg汽油排放2kg二氧化碳 0 若燃油汽车与纯电动汽车正常行驶100km,则： (1)燃油汽车消耗多少千克汽油？ (2)燃油汽车与纯电动汽车的能量转化效率分别是多少？ (提示：燃油汽车能量转化效率？汽为汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比；纯电动 汽车能量转化效率？电为汽车牵引力做的功与汽车消耗电能之比。电能：1kW·h=3.6×10J; q汽油取4.5×107J/kg,p汽油=0.7×103kg/m3) “答案与解析”见P15 27 拔尖特训·物理（沪粤版）九年级 专题特训二 热学综合计算 一丽■■类型一物体的温度变化引起的吸、放热的计算■■■ 1.吃早饭的时候，妈妈想用热水给小明加热如图所示的质量为200g盒装牛奶，使牛奶的温度由 20℃升高到50℃。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。c牛奶取2.5×103J/(kg·℃)] (1)牛奶吸收的热量是多少？ (2)若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用70℃的热水多少千克？ (第1题图) 2.一质量是3kg、初温为590℃的铁块，当温度降到30℃时放出了7.56×105J的热量。 (1)计算出铁的比热容。 (2)餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将2kg的铁板加热到130℃，再将九成熟的牛肉片盛放在 铁板上，等铁板温度降了60℃时，牛肉片已十成熟了，求铁板在此降温过程中放出的热量。 ■目意■ 类型二燃气炉的热效率的计算■■ 3.[2025珠海期中]用煤气炉将4kg的水从20℃加热到70℃，消耗煤气0.05kg。已知煤气的热值 为4.2×10J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)水吸收的热量。 (2)煤气完全燃烧放出的热量。 (3)煤气炉加热的效率。 4.[2025中山期中]“围炉煮茶”是一种休闲方式，源自云南的“火塘烤茶”，采用木炭作为燃料。茶壶 中装入1kg、初温为10℃的山泉水，用围炉加热至100℃消耗了0.1kg木炭。已知水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)，木炭的热值为3.4X10J/kg。 (1)水吸收的热量是多少？ (2)木炭完全燃烧放出的热量是多少？ 28 第十二章内能与热机 (3)若围炉刚好用完了木炭，改用小瓶装的燃气灶来加热，其热效率是10%，将上面的水烧开。需 消耗多少千克燃气？（燃气的热值取3.78×10'J/kg) ■■画类型三热机效率的计算意■■ 5.如表所示是某牌单缸四冲程汽油机的铭牌，如图是气缸示意图。不计摩擦，该汽油机满负荷工作 时，1min消耗汽油8g。求：（汽油的热值q=4.6×10J/kg) 某牌汽油机 DF050 气缸 上止点 活塞面积 30 cm 冲程长度 5cm 活塞 燃气平均压强 9.0×105Pa 业下止点 转速 1 800 r/min (第5题图) (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力。 (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功。 (3)该汽油机的功率。 (4)该汽油机的效率。（结果精确到0.1%） 6.[2025东莞期中]国庆假期，小明一家驱车外出旅游，如图，当汽车在高速公路上匀速直线行驶时， 汽车受到的阻力是整车重的10%，做功效率为40%，已知汽车整车车重为12000N,油箱加了30 L汽油。（汽油热值q取3.3×10J/L,g取10N/kg) (1)油箱里的汽油完全燃烧释放的热量为多少？ (2)用完油箱中的汽油，汽车最多能做多少有用功？ (3)该车最多可以匀速直线行驶多远的路程？ (第6题图) “答案与解析”见P15 29