合肥蜀山区五十中东校2021-2022学年九上月考物理试卷(原卷)
注意事项:本卷共4页四大题23小题,物理卷满分70分,物理、化学合卷120分钟
一、填空题(本大题共10小题,每空2分,满分20分)
1、天然气的热值是4.9×107J/kg,表示的物理意义是
。
2、如图所示分别是物质三态(气、液、固)的分子模型图,某物质由图A所示的状态变为图C所示的状态需要
热量(选填“吸收”或“放出”)。
第2题图
第4题图
3、南极长城站是我国在南极建立的第一个考察基地,而南极气温最低可达-89.2℃,则当地应选用的温度计是
。
物质
固态煤油
固态酒精
固态水银
熔点/℃
-30
-117
-39
4、如图所示为我国古老中医疗法—艾灸,用艾条熏烤患者的穴位时,局部有温热感,这是通过
的方式使其内能增加的。
5、如图所示,试管里装有适量的水、用软木塞轻轻塞住,点燃酒精灯加热,达到沸点后开始沸腾,水沸腾一段时间后,会观察到软木塞被弹出,此过程中能量转化情况为
。
第5题图
第6题图
第7题图
6、炎炎夏日,如图中的“液氮冰激凌”非常走红。它是利用标准大气压下,液态氮的沸点为-196℃,在牛奶、奶油等冰激凌原料上倒上液态氮,它会迅速
(填物态变化名称)成气态,同时吸收热量使牛奶、奶油中的水凝固成冰。
7、2021年1月11日,某市气温-5℃~1℃,雨雪交加,因天气恶劣为了学生的安全,该市所属学校放假半天,这一天形成了下图中所示该市市民多年未见的自然景观。寥廓山上雾凇和零星碎雪的形成是
现象(填物态变化的名称),
8、气象台2021年1月6日发布了寒潮黄色预警,全国多地市将出现寒潮天气,并伴有雨雪、强降温和大风。小蓉7日早上发现家里窗子玻璃上出现了冰花,这些冰花出现在窗子的
(选填“室内一侧”或“室外一侧”)。
9、汽油机工作时的四个冲程中,若某单缸四冲程汽油机飞轮转动的速度是3600r/min,则该汽油机对外做功一次做功为300J,则汽油机做功的功率
W。
10、完全燃烧3.5kg的干木柴可以放出的热量,这些热量若只有20%被水吸收,则可以使20℃、100kg的水温度上
升到
℃.(干木柴的热值取1.2×107J/kg,水的比热容取4.2×103J/(kg ℃))
二、选择题(本大题7小题,每小题2分,满分14分)
11、下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.物体的温度升高,内能增大
B.物体内能增加,温度一定升高
C.物体内能增加,一定吸热了
D.0℃的冰块,其内能为零
12、如图将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌后测出冰水混合物的温度低于0℃,这时可观察到易拉
罐底部出现白霜。以下说法正确的是( )
A.白霜是水蒸气遇冷液化形成的
B.搅拌使冰块熔化时是在放热
C.冰在熔化过程中内能不变
D.冬天道路结冰可通过撒盐来降低冰的熔点从而使冰雪在较低的温度下熔化
第12题图
第15题图
第16题图
13、如图所示的四种现象中,其物态变化属于液化的是( )
A.冰冻的衣服晾干
B.春天冰雪消融
C.冬天窗玻璃上有水滴
D.用干手器将手烘干
14、下列关于物态变化的说法,正确的是( )
A.水蒸气引起的烫伤往往比开水的烫伤严重,是因为水蒸气汽化放出大量的热
B.所有的气体在温度降低到足够低都可以液化
C.肉出冷库时比进冷库重,是因为出冷库时空中的水蒸气在肉表面液化成霜
D.衣柜里的樟脑丸变小是蒸发所致
15、汽车已走进很多现代家庭,图为四冲程汽油机汽缸的工作示意图,按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列,
下列排序正确的是( )
A.乙甲丙丁
B.甲丁乙丙
C.丙乙甲丁
D.丙丁甲乙
16、两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体比乙液体温度升高得多
17、有两只温度和质量都相同的金属球A和金属球B,现将球A放入盛有热水的杯中,热平衡后水的温度降低了3℃;把球A取出,再将球B放入这个杯中,热平衡后,水的温度又降低了3℃,不计热损失,则( )
A.球A吸收的热量多
B.球B吸收的热量多
C.球A的比热容大
D.球B的比热容大
三、实验探究题(本大题3小题,每空2分,满分20分)
18、小明同学用图甲装置探究了“固体的熔化”和“液体的沸腾”的实验。请完成下列问题:
(1)两个实验连续完成,根据实验数据画出了如图乙的图象,由图象可知该物质是晶体,其判断的理由是:
。
(2)由图乙可知该物质的熔点和沸点分别为
℃。
(3)根据图乙的实验数据,可以分析计算得出该物质固态与液态时的比热容大小之比为
。
19、为了比较甲、乙两种液体的吸热能力,做了如下的实验:
(1)在相同的烧杯中,分别装入初温和质量相同的两种液体,用两个相同的电加热器加热,实验数据记录如下表:
物质种类
温度升高10℃所需时间/s
温度升高20℃所需时间/s
温度升高30℃所需时间/s
甲
110
225
342
乙
85
179
270
(2)选用相同电加热器的目的是使两种液体在相同时间内
。(不计热量损失)
(3)分析上表中的实验数据可得
液体的吸热能力强。
(4)停止加热后,
液体温度下降得快。
20、在探究“燃料热值与燃料种类关系”的实验中,组装了甲、乙两套实验装置,如图所示,每隔1分钟记录一次烧杯中的水温度。
(1)为了保证实验结论的可靠性,实验时应控制两灯具内所盛酒精和煤油的质量相同,两个相同的烧杯内盛有初温和
相同的水。
(2)通过观察水温的高低,由此判断两种燃料的热值大小。当两灯的燃料完全燃烧后,甲装置中水温度为80℃,
乙装置中水温度为90℃,由此可以初步判断
(选填“酒精”或“煤油”)的热值更大一些。
(3)根据Q吸=cm△t计算出水吸收的热量,再根据Q=mq计算出煤油的热值,发现结果与资料中给出的煤油热值相比
(选填“偏大”或“偏小”),结合实验,分析原因可能是:
(只写出一个即可)。
四、计算题(第21小题4分,第22小题6分,第23小题6分,共16分)
21、有一根烧红的铁钉,质量是3g,放出1380J的热量后,温度降低到50℃,求铁钉的初温。
(c铁=0.46×103J/(kg ℃))
22、现代家庭装修中浴室大多用燃气热水器提供热水,小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃,洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃;水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,水的比热容C水=4.2×103J/(kg ℃),如果小芳洗一次澡用热水0.05m3.求:
(1)所用热水的质量为多少?
(2)水从热水器中吸收多少热量?
(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收,需要消耗多少m3的天然气?(天然气的热值q=4×107J/m3,
气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV,式中V表示燃烧气体的体积)
23、一辆重为2×104N汽车在平直的公路上匀速行驶了11.5km,消耗了2kg的汽油。汽车在行驶过程所受阻力为车重的0.1倍,已知汽油的热值为4.6×107J/kg。求:
(1)汽车的牵引力所做的功;
(2)2kg汽油完全燃烧放出的热量;
(3)这辆汽车发动机的热机效率。合肥蜀山区五十中东校2021-2022学年九上月考物理试卷(解析版)
注意事项:本卷共4页四大题23小题,物理卷满分70分,物理、化学合卷120分钟
一、填空题(本大题共10小题,每空2分,满分20分)
1、天然气的热值是4.9×107J/kg,表示的物理意义是
。
【答案】1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是4.9×107J。
【解析】天然气的热值为4.9×107J/kg,它表示的意思是1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是4.9×107J;
故答案为:1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是4.9×107J。
2、如图所示分别是物质三态(气、液、固)的分子模型图,某物质由图A所示的状态变为图C所示的状态需要
热量(选填“吸收”或“放出”)。
【答案】吸收。
【解析】(1)由图可知:甲图分子排列十分紧密,是固体分子的排列模型;乙图分子排列没有固定的位置,比较松散,是液体分子的排列模型;丙图分子排列分子极度散乱,间距很大,是气体分子的排列模型。
(2)物质由图甲直接变成图丙的过程,也就是由固态直接变成气态的过程叫做升华,升华吸热。
故答案为:吸收。
3、南极长城站是我国在南极建立的第一个考察基地,而南极气温最低可达-89.2℃,则当地应选用的温度计是
。
物质
固态煤油
固态酒精
固态水银
熔点/℃
-30
-117
-39
【答案】酒精温度计。
【解析】南极气温最低可达-89.2℃,应该选酒精做测温物质,因为酒精的凝固点是-117℃,低于南极的最低气温。
故答案为:酒精温度计。
4、如图所示为我国古老中医疗法—艾灸,用艾条熏烤患者的穴位时,局部有温热感,这是通过
的方式使其内能增加的。
【答案】热传递。
【解析】用艾条熏烤患者的穴位时,局部有温热感,是因为身体吸收热量,这是通过热传递的方式改变内能的。
故答案为:热传递。
5、如图所示,试管里装有适量的水、用软木塞轻轻塞住,点燃酒精灯加热,达到沸点后开始沸腾,水沸腾一段时间后,会观察到软木塞被弹出,此过程中能量转化情况为
。
【答案】内能转化为机械能。
【解析】水沸腾一段时间后,会观察到软木塞被弹出,此过程中水蒸气对塞子做功,内能减少,温度降低。水蒸气会把软木塞冲出。软木塞的动能增加,重力势能也增加,所以软木塞的机械能增加,故能量转化情况为内能转化为机械能。
故答案为:内能转化为机械能。
6、炎炎夏日,如图中的“液氮冰激凌”非常走红。它是利用标准大气压下,液态氮的沸点为-196℃,在牛奶、奶油等冰激凌原料上倒上液态氮,它会迅速
(填物态变化名称)成气态,同时吸收热量使牛奶、奶油中的水凝固成冰。
【答案】汽化;
【解析】在标准大气压下,液态氮的沸点为-196℃,在常温下达到沸点,会沸腾,沸腾过程中液态氮迅速汽化为气体,吸收热量,使牛奶、奶油中的水凝固成冰,制成“液氮冰激凌”。
故答案为:汽化;
7、2021年1月11日,某市气温-5℃~1℃,雨雪交加,因天气恶劣为了学生的安全,该市所属学校放假半天,这一天形成了下图中所示该市市民多年未见的自然景观。寥廓山上雾凇和零星碎雪的形成是
现象(填物态变化的名称),
【答案】凝华。
【解析】寥廓山上雾凇和零星碎雪的形成是凝华现象。
故答案为:凝华。
8、气象台2021年1月6日发布了寒潮黄色预警,全国多地市将出现寒潮天气,并伴有雨雪、强降温和大风。小蓉7日早上发现家里窗子玻璃上出现了冰花,这些冰花出现在窗子的
(选填“室内一侧”或“室外一侧”)。
【答案】室内一侧。
【解析】天气降温时,室外气温低、室内气温高,室内水蒸气遇冷直接变为小冰晶,附着在窗子玻璃内表面,形成冰花。所以,冰花出现在窗子的室内一侧。
故答案为:室内一侧。
9、汽油机工作时的四个冲程中,若某单缸四冲程汽油机飞轮转动的速度是3600r/min,则该汽油机对外做功一次做功为300J,则汽油机做功的功率
W。
【答案】9000。
【解析】转速为3600r/min的四冲程内燃机,则每秒转60圈,做30次功;每次做功300J,则每秒做的功:W=300J×30=9000J,则汽油机做功的功率为:P=W/t=9000J/1s=9000W。
故答案为:9000。
10、完全燃烧3.5kg的干木柴可以放出的热量,这些热量若只有20%被水吸收,则可以使20℃、100kg的水温度上
升到
℃.(干木柴的热值取1.2×107J/kg,水的比热容取4.2×103J/(kg ℃))
【答案】40。
【解析】(1)完全燃烧3.5kg的干木柴放出的热量:Q=mq=3.5kg×1.2×107J/kg=4.2×10J7;
(2)由题知,水吸收的热量:Q吸=Q放×20%=4.2×107J×20%=8.4×106J,根据Q吸=cm水(t-t0)可知,
水的温度:t=(Q吸/cm水)+t0=[8.4×106J/(4.2×103J/(kg ℃)×100kg)]+20℃=40℃。
故答案为:
40。
二、选择题(本大题7小题,每小题2分,满分14分)
11、下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.物体的温度升高,内能增大
B.物体内能增加,温度一定升高
C.物体内能增加,一定吸热了
D.0℃的冰块,其内能为零
【答案】A
【解析】A、同一物体温度升高,分子运动加剧,内能增加,故A正确;
B、物体从外界吸收热量,温度有可能不变,例如晶体的熔化过程,吸收热量,温度不变,故B错误;
C、物体内能增加,不一定是物体吸热热量,也有可能是做功使内能增加,故C错误;
D、任何物体都有内能,0℃的冰块,也有内能,故D错误。
故选:A。
12、如图将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌后测出冰水混合物的温度低于0℃,这时可观察到易拉
罐底部出现白霜。以下说法正确的是( )
A.白霜是水蒸气遇冷液化形成的
B.搅拌使冰块熔化时是在放热
C.冰在熔化过程中内能不变
D.冬天道路结冰可通过撒盐来降低冰的熔点从而使冰雪在较低的温度下熔化
【答案】D
【解析】A、白霜是水蒸气遇冷凝华形成的,故A错误;
B、冰块熔化时吸热,故B错误;
C、冰在熔化过程中吸收热量,内能增加,故C错误;
D、撒盐可以低冰的熔点从而使冰雪在较低的温度下熔化,故D正确。
故选:D。
13、如图所示的四种现象中,其物态变化属于液化的是( )
A.冰冻的衣服晾干
B.春天冰雪消融
C.冬天窗玻璃上有水滴
D.用干手器将手烘干
【答案】C
【解析】A、冰冻的衣服变干,衣服上的冰由固态直接变成气态,属于升华现象,不符合题意;
B、春天冰雪消融,冰雪由固态变成液态,属于熔化现象,不符合题意;
C、冬天窗玻璃上有水滴,是室内温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃凝结成的小水滴,属于液化现象,符合题意;D、用干手器将手烘干,手上的水变成了水蒸气,属于汽化现象,不符合题意。
故选:C。
14、下列关于物态变化的说法,正确的是( )
A.水蒸气引起的烫伤往往比开水的烫伤严重,是因为水蒸气汽化放出大量的热
B.所有的气体在温度降低到足够低都可以液化
C.肉出冷库时比进冷库重,是因为出冷库时空中的水蒸气在肉表面液化成霜
D.衣柜里的樟脑丸变小是蒸发所致
【答案】B
【解析】A、水蒸气引起的烫伤往往比开水的烫伤严重,是因为水蒸气液化放出大量的热,故A错误;
B、只要科学条件允许,任何气体温度降到足够低的时候,都可以液化,故B正确;
C、冻肉出库时,肉上会有一层白霜,它是由库内的水蒸气遇冷凝华形成的,故冻肉出冷库时比进冷库时重,
故C错误;
D、衣柜里的樟脑丸变小是升华所致,故D错误。
故选:B。
15、汽车已走进很多现代家庭,图为四冲程汽油机汽缸的工作示意图,按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列,
下列排序正确的是( )
A.乙甲丙丁
B.甲丁乙丙
C.丙乙甲丁
D.丙丁甲乙
【答案】C
【解析】甲图中的两气门都关闭,电火花打火,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;
乙图中的两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;
丙图中的进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;
丁图中的排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;故排列顺序是:丙、乙、甲、丁。
故选:C。
16、两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体比乙液体温度升高得多
【答案】D
【解析】A、已知两种液体质量相等,由图像可以看出:在加热相同时间,即吸收热量相同时,甲液体升高的温度更大,由公式c=Qm△t可知,甲液体比热容较小,故A错误;
B、由图像可以看出:升高相同温度时,甲需要的时间较短,也就是甲需要的热量少,故B错误;
C、加热时间相同,两种液体吸收的热量相同,故C错误;
D、由图像可知:加热相同时间,即吸收热量相同时,甲液体温度高于乙液体温度,故D正确。
故选:D。
17、有两只温度和质量都相同的金属球A和金属球B,现将球A放入盛有热水的杯中,热平衡后水的温度降低了3℃;把球A取出,再将球B放入这个杯中,热平衡后,水的温度又降低了3℃,不计热损失,则( )
A.球A吸收的热量多
B.球B吸收的热量多
C.球A的比热容大
D.球B的比热容大
【答案】D
【解析】先后将AB两球投入到同一杯水中,AB物体吸收热量、温度升高,水放出热量、温度降低;水降低的温度相同,由题知,两次水降低的温度相同,也就是水放出的热量相同,AB两球吸收的热量相同,即Q吸=Q放,
故A、B错误;
而AB两球的质量相等、初温相同,经AB两球吸收的相同的热量后,B球的末温比A球的末温低3℃;即B球升高的温度少,根据Q=cm△t知B球的比热容大,
故C错误,D正确。
故选:D。
三、实验探究题(本大题3小题,每空2分,满分20分)
18、小明同学用图甲装置探究了“固体的熔化”和“液体的沸腾”的实验。请完成下列问题:
(1)两个实验连续完成,根据实验数据画出了如图乙的图象,由图象可知该物质是晶体,其判断的理由是:
。
(2)由图乙可知该物质的熔点和沸点分别为
℃。
(3)根据图乙的实验数据,可以分析计算得出该物质固态与液态时的比热容大小之比为
。
【答案】(1)该物质在熔化的过程中吸收热量,温度保持不变;
(2)0、100;
(3)1:2。
【解析】(1)由图可知,该物质在熔化的过程中,温度保持不变,故是晶体;
(2)由图乙可知该物质的熔点为0℃,沸点为100℃;
(3)由图乙中的数据可知,升高相同的温度时,0~1min(固态)吸收的热量为3~5min(液态)吸收热量的一半,根据Q吸=cm△t可知,固态与液态时的比热容大小之比为:1:2。
故答案为:(1)该物质在熔化的过程中吸收热量,温度保持不变;
(2)0、100;
(3)1:2。
19、为了比较甲、乙两种液体的吸热能力,做了如下的实验:
(1)在相同的烧杯中,分别装入初温和质量相同的两种液体,用两个相同的电加热器加热,实验数据记录如下表:
物质种类
温度升高10℃所需时间/s
温度升高20℃所需时间/s
温度升高30℃所需时间/s
甲
110
225
342
乙
85
179
270
(2)选用相同电加热器的目的是使两种液体在相同时间内
。(不计热量损失)
(3)分析上表中的实验数据可得
液体的吸热能力强。
(4)停止加热后,
液体温度下降得快。
【答案】(2)吸热相同;(3)甲;(4)乙。
【解析】(2)由转换法,选用相同电加热器的目的是使两种液体在相同时间内吸热相同;
(3)分析上表中的实验数据知,升高相同的温度,甲乙加热时间长,可得甲液体的吸热能力强;
(4)甲的比热容大,乙的比热容小,放热相同时,根据△t=Qcm,乙液体温度下降得快。
故答案为:(2)吸热相同;(3)甲;(4)乙。
20、在探究“燃料热值与燃料种类关系”的实验中,组装了甲、乙两套实验装置,如图所示,每隔1分钟记录一次烧杯中的水温度。
(1)为了保证实验结论的可靠性,实验时应控制两灯具内所盛酒精和煤油的质量相同,两个相同的烧杯内盛有初温和
相同的水。
(2)通过观察水温的高低,由此判断两种燃料的热值大小。当两灯的燃料完全燃烧后,甲装置中水温度为80℃,
乙装置中水温度为90℃,由此可以初步判断
(选填“酒精”或“煤油”)的热值更大一些。
(3)根据Q吸=cm△t计算出水吸收的热量,再根据Q=mq计算出煤油的热值,发现结果与资料中给出的煤油热值相比
(选填“偏大”或“偏小”),结合实验,分析原因可能是:
(只写出一个即可)。
【答案】(1)质量;
(2)煤油;
(3)偏小;燃料燃烧放出的热量未被水完全吸收。
【解析】(1)为了保证实验结论的可靠性,由控制变量法,实验时应控制两灯具内所盛酒精和煤油的质量相同、用两个相同的烧杯内盛有水的质量和初温相同。
(2)当两灯的燃料完全燃烧完后,甲装置中温度计读数是80℃,而乙装置的读数是90℃,由Q吸=cm△t知道,煤油灯加热的那杯水吸热多,说明在质量相同时煤油放出的热量较多,由Q放=mq知道,煤油的热值大于酒精的热值。
(3)由于热量的直接散失、烧杯未加盖等,所以煤油燃烧放出的热量大部分未被水吸收或煤油燃烧不充分等,则由Q=cm△t知道,计算出水吸收的热量偏小,由Q放=mq知道,计算出的汽油的热值偏小。
故答案为:(1)质量;
(2)煤油;
(3)偏小;燃料燃烧放出的热量未被水完全吸收。
四、计算题(第21小题4分,第22小题6分,第23小题6分,共16分)
21、有一根烧红的铁钉,质量是3g,放出1380J的热量后,温度降低到50℃,求铁钉的初温。
(c铁=0.46×103J/(kg ℃))
【答案】
【解析】根据Q放=cm△t=cm(t0-t)可得,铁钉的初温:
t0=[Q放/(c铁m)]+t=[1380J/(0.46×103J/(kg ℃)×0.003kg)]+50℃=1050℃。
答:铁钉的初温为1050℃。
22、现代家庭装修中浴室大多用燃气热水器提供热水,小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃,洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃;水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,水的比热容C水=4.2×103J/(kg ℃),如果小芳洗一次澡用热水0.05m3.求:
(1)所用热水的质量为多少?
(2)水从热水器中吸收多少热量?
(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收,需要消耗多少m3的天然气?(天然气的热值q=4×107J/m3,
气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV,式中V表示燃烧气体的体积)
【答案】
【解析】(1)∵ρ=m/V,∴热水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg;
(2)热水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×50kg×(40℃-10℃)=6.3×106J;
(3)天然气完全燃烧释放热量:Q放=Q吸/70%=(6.3×106J)/70%=9×106J
∵Q放=Vq,∴需要天然气的体积:V=Q放/q=(9×106J)/(4×107J/m3)=0.225m3。
答:(1)热水的质量是50kg;(2)水从热水器中吸收的热量是6.3×106J;(3)需要消耗的天然气是0.225m3。
23、一辆重为2×104N汽车在平直的公路上匀速行驶了11.5km,消耗了2kg的汽油。汽车在行驶过程所受阻力为车重的0.1倍,已知汽油的热值为4.6×107J/kg。求:
(1)汽车的牵引力所做的功;
(2)2kg汽油完全燃烧放出的热量;
(3)这辆汽车发动机的热机效率。
【答案】
【解析】(1)因汽车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,车受到的牵引力:F=f=0.1G=0.1×2×104N=2×103N;牵引力做的功:W=Fs=2×103N×11.5×103m=2.3×107J;
(2)2kg汽油完全燃料释放的热量:Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J,
(3)汽车发动机的热机效率:η=W/Q放×100%=(2.3×107J)/(9.2×107J)×100%=25%。
答:(1)汽车的牵引力所做的功为2.3×103J;
(2)2kg汽油完全燃烧放出的热量为9.2×107J;
(3)这辆汽车发动机的热机效率为25%。