(内能与热机)期末复习系列训练(含答案) 2022-2023学年上学期沪科版九年级物理

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名称 (内能与热机)期末复习系列训练(含答案) 2022-2023学年上学期沪科版九年级物理
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资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2022-12-28 17:34:27

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2022年秋九年级物理期末复习系列训练二(内能与热机)
填空题
1.请写出下列“热”的物理含义:
(1)摩擦生热,这里的“热”是指:   ;
(2)物体吸热升温,这里的“热”是指:   ;
(3)这杯水很热,这里的“热”是指:   。
2.如图甲所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,当迅速压下活塞时,可看见筒内棉花燃烧起来,这是通过    的方式改变筒内空气的内能的;如图乙所示是通过    的方式改变水的内能的。
3.如图所示,这是小明在妈妈的帮助下制作的“拔丝红薯”。制作的“拔丝红薯”闻起来甜香浓郁,这是    现象;在制作过程中,红薯的内能    (填“增大”、“减小”或“不变”);夹起一块红薯就会拉出很长的丝,是因为分子间存在    。
4.在“探究物质熔化规律”实验时,某物质的温度随时间变化图象如图所示。该物质液态时比热容为4.2×103J/(kg ℃),质量为20g,由图可知,该物质的熔化过程中BC段吸收的热量为    J。该物质固态时比热容是  J/(kg ℃),根据图像可以看出C点时物质的分子势能能    (选填“大于”“等于”或“小于”)B点时物质的分子势能。
5.用两个相同的电热器给质量同为2kg的液体甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示。则加热10min液体甲的温度升高了  ℃,液体甲的比热容为    J/(kg ℃);加热20min水吸收的热量约为    J。
6.图中的可擦笔通过用橡皮摩擦发热可以使字迹消失。从能量转化角度看,此过程是机械能转化为    ,汽油机的    冲程与之相同,此冲程通过    方式改变气缸内燃料的内能。某汽油机飞轮转速为1800r/min,每秒对外做功    次。汽油机是汽车的“心脏”,气缸外面有“水套”,利用水冷却发动机,选择水作为发动机的冷却液,是利用水的    较大的特点。
7.如图所示是物理老师做的演示实验。用塞子塞紧瓶口后,用打气筒不断向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子从瓶口冲出,这时可以看到瓶内出现白雾,这是发生了    (填物态变化名称)现象,这是由于瓶塞冲出时瓶内空气对瓶塞做功,导致瓶内空气内能变化,温度    (选填“升高”或“降低”)造成的。如图汽油机四个冲程中,图    的原理与其相同(选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”)。
19.汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧放出的    能转化为机械能。完全燃烧0.1kg的汽油(q汽油=4.6×107J/kg)能够获得    J能量。小明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表,则该内燃机的效率为    。
选择题
1.古时候人们常钻木取火,下列情境中改变内能的方式不属于热传递的是(  )
A.吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手 B.冬天,搓手可以使手暖和
C.发烧时,冷毛巾敷额头可以降温 D.夏天,喝冷饮使人感到凉爽
2.关于物体的内能,下列说法正确的是(  )
A.运动的物体有内能,静止的物体没有内能
B.物体在0℃以下时没有内能
C.高温物体的内能一定比同状态低温物体的内能多
D.温度高的物体的内能可能比同状态温度低的物体的内能少
3.关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是(  )
A.物体吸收热量,物体的温度一定升高
B.物体的温度越高,物体所含的热量越多
C.物体的内能增加,温度一定升高
D.物体的温度升高,内能一定增加
4.根据下表中的数据,下列说法正确的是(  )
物质 铁 铜 水 煤油
ρ/(kg m﹣3) 7.9×103 8.9×103 1.0×103 0.8×103
c/[J (kg ℃)﹣1] 0.46×103 0.39×103 4.2×103 2.1×103
A.1kg铁温度升高l℃时,吸收的热量为0.46×102J
B.1kg铜温度升高l℃时,吸收的热量为0.39×103J/(kg ℃)
C.煤油和水体积比为2:l,吸收的热量比为12:5,则升高的温度比为3:
D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量后相接触,内能从铁块转移到铜块
5.夏季的东台海边,由于水和泥沙的比热容不同,常能够形成海风或者陆风。下列示意图中能反映海边晴天中午风向的是(  )
A. B. C. D.
6.如图甲所示,把质量为250g的凉牛奶置于放在室内盛有热水的敞口玻璃杯中加热,经过一段时间,牛奶和热水的温度随时间的变化图像如图乙所示。则下列说法中[c牛奶=2.5×103J/(kg ℃)](  )
①曲线a是牛奶的温度随时间变化图像②热水放出的热量等于牛奶吸收的热量③此现象中,是通过热传递的方式来改变牛奶内能的④牛奶加热过程中吸收的热量为1.25×105J
A.只有③正确 B.只有③④正确 C.只有②④正确 D.只有①②③正确
7.下列有关热的说法正确的是(  )
A.不同物质组成的质量相同的物体,放出同样多的热量时,降温较多的物体其物质比热容较大
B.冰熔化时温度不变,内能也不变
C.物体吸收热量后内能一定增大,温度不一定升高
D.柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物
8.如图所示,下列各种与热有关的现象,说法正确的是.(  )
A.炽热岩浆有内能皑皑白雪无内能
B.搓手取暖,热传递改变内能
C.汽油机的压缩冲程
D.花香四溢,分子不停地运动
9.如图甲、乙、丙、丁是某内燃机一个工作循环的四个冲程。以下说法不正确的(  )
A.甲图是压缩冲程,通过做功的方式来改变气缸内气体的内能
B.乙图是排气冲程,靠飞轮的惯性完成
C.丙图是做功冲程,将机械能转化为内能
D.丁图冲程吸入的物质是汽油和空气的混合物
10.下列关于热值和热机效率的说法,正确的是(  )
A.减少各部件间的摩擦可提高热机效率
B.柴油机的效率通常低于汽油机
C.使燃料燃烧更充分,可以增大燃料的热值
D.燃料燃烧放出的热量越多,热值一定越大
11.下列关于内能、热量、比热容、热值的说法正确的是(  )
A.某﹣20℃的物体A所具有的内能一定比0℃冰块的内能要少
B.内能小的物体可能将热量传递给内能大的物体
C.由c=Q/mΔt可知,某种物质的比热容与其吸收的热量成正比,与质量和升高的温度成反比
D.0.5kg煤不完全燃烧时比1kg煤完全燃烧时的热值要小
三.实验探究题
20.在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,用铁夹将温度传感器及分别盛有A液体和B液体的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接,液体温度随时间变化关系如图所示。
(1)本实验用到的测量工具除温度计外还需    ;
(2)实验中,加热时间长短反映的是    ;
(3)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较;小芳认为要加热相同的时间然后进行此较。你认为方法可行的是    (选填“仅小明可行”、“仅小芳可行”、“两人都可行”);
(4)若A、B两种液体中,一种液体是水,另一种液体的比热容是    J/(kg ℃)[已知c水=4.2×103J/(kg ℃)]。
加热时间/min 0 1 2 3
甲杯水温/℃ 25 27 29 32
乙杯水温/℃ 25 26 27 28
21.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(如表)。
(1)在安装、调整实验器材时,合理的顺序是甲图中,先调整固定    的位置(选填“A”或“B”)。实验中,除了用到温度计还需要的测量工具是    ;
(2)为了保证实验结论的可靠,选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油、烧杯内的水    相同。燃料完全燃烧放出的热量,可以间接通过    来反映的(选“温度计上升示数”或“加热时间”);
(3)通过实验数据分析可知,相同时间内烧杯甲中的水吸收的热量大于烧杯乙中的水吸收的热量,由此可见,相同时间内    放出的热量多;
(4)该同学实验前测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录的数据,计算出了水吸收的热量即为燃料完全燃烧释放的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值,他的计算结果    (大于/小于/等于)真实值,原因是    。
22.小涵同学在探究“不同物质的吸热能力”和“不同燃料燃烧的放热能力”,她设计了两组实验装置如图所示:
(1)探究“不同燃料燃烧的放热能力”时小涵应选用  (选填“甲”或“乙”)组器材。
(2)观察甲、乙两图,两个实验中除了图中相同的器材,还要用到的相同器材是    。秒表是用在    (选填“甲”或“乙”)组实验中。
(3)甲组实验是通过    来反映物质吸收热量的多少;乙组实验是通过   来反映燃料燃烧放出热量的多少。
四.计算题
23.“山东舰”是我国首艘国产航母,满载排水量为6万吨,最大吃水深度为10米,至少可以搭载36架歼﹣15舰载机。若“山东舰”发动机燃烧的燃料为重油,重油的热值为4.5×107J/kg,正常航行时发动机的功率为1.5×105kW,速度为36km/h。(ρ海水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)请你完成下列问题:
(1)满载时舰底受到海水的压强是多大?
(2)满载时,“山东舰”受到海水的浮力是多大?
(3)航母正常航行时牵引力是多大?
(4)若航母发动机工作时的热效率是30%,则正常航行1h大约消耗多少kg重油?
24.2019年4月13日,F1中国大奖赛排位赛在上海国际赛车场结束,最终梅赛德斯车队的汉密尔顿夺冠。若该车队所用赛车和车手的总质量为600kg,比赛时赛车燃油发动机的平均输出功率为460kW,每个车轮对水平地面的压强为6×104Pa,赛车在某赛道上以270km/h的平均速度行驶了2min。求:
(1)求赛车轮胎与路面接触的总面积?
(2)这段时间内赛车行驶的路程。
(3)这段时间赛车受到的平均阻力(保留整数)。
(4)若这段时间赛车发动机的效率为30%,行驶过程中需要消耗多少燃油?(燃油热值q=4.6×107J/kg,g取10N/kg)
25.完全燃烧280g酒精所放出的热量有55%被体积为20L的水吸收。求:
(1)水吸收的热量是多少?[q酒精=3.0×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg ℃)]
(2)若水的初始温度是15℃,则吸收了这些热量后,温度将升高到多少?
解析与答案
一.填空题(共8小题)
1.解析:(1)摩擦生热是指产生的内能,故这里的“热”是指 内能;(2)物体吸热升温,指吸收热量,故含义为热量;(3)这杯水很热,这里的“热”指温度。
答案:(1)内能;(2)热量;(3)温度。
2.解析:图甲中,当迅速压下活塞时,对筒内空气做功,使筒内的空气内能增加,温度升高,达到棉花的燃点,使棉花燃烧,这是通过做功的方式使玻璃筒内的空气内能增加。
图乙是通过热传递的方式把试管里的水加热至沸腾,使水的内能增加。
答案:做功;热传递。
3.解析:(1)“拔丝红薯”闻起来甜香浓郁,是因为分子在不停地做无规则运动,即扩散现象;
(2)在制作过程中,红薯的温度升高,内能增大,是通过热传递的方式改变的;
(3)分子间存在相互作用的引力,在分子间引力作用下,使得夹起一块地瓜时就会拉出很长的丝而不断开。
答案:扩散;增大;引力。
4.解析:由图象知,(1)该物质在CD段时是液态,吸热2min,温度升高4℃,则1min升高2℃,1min内吸收的热量为:Q1=c液m△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.02kg×2℃=168J,
由图象知,该物质的熔化过程中BC段共经历4min,由于物质在相同时间内吸收的热量相同,则BC段该物质吸收的热量为:QBC=4Q1=4×168J=672J;
由图象知,该物质在固态时,1分钟内升高4℃,则该物质固态时比热容为:c固=Q1/m△t固=168J/0.02kg×4℃=2.1×103J/(kg ℃);
(2)物质一直处于吸收热量的过程,所以内能增加,而内能包括分子动能和分子势能两部分,所以C点时物质的分子势能能大于B点时物质的分子势能。
答案:672;2.1×103;大于。
5.解析:由图像可知,加热10min液体甲的温度升高了60℃;加热20min水升高了60℃,吸收的热量:Q吸水=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×60℃=5.04×105J;由题知,用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,在相同时间内吸收的热量相等,甲物质10min吸收的热量:Q吸甲=1/2Q吸水=1/2×5.04×105J=2.52×105J;则甲的比热容为c甲=Q甲吸/m甲△t=2.52×105J/2kg×60℃=2.1×103J/(kg ℃)。
答案:60;2.1×103;5.04×105。
6.解析:(1)用橡皮摩擦发热使字迹消失过程中,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变内能的;与四冲程汽油机的压缩冲程相同,汽油机在压缩冲程中,活塞向上运动,压缩汽缸内燃料混合物,机械能转化为内能;
(2)汽油机飞轮的转速为1800r/min=30r/s,说明1s内汽油机的飞轮转动30圈,由于一个工作循环中,曲轴转动两圈,对外做功一次,所以1s内飞轮转动30圈,完成15个工作循环,对外做功15次;
(3)由于水比热容最大,所以相同质量的水和其他液体相比较,在升高相同的温度的情况下,水吸收的热量多,故用水做冷却液。
答案:内能;压缩;做功;15;比热容。
7.解析:用塞子塞紧瓶口后,用打气筒不断向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子从瓶口冲出,里面的水蒸气对外做功,本身的内能减小,温度降低,水蒸气遇冷液化成了白雾;该现象说明了对物体做功,物体的内能减小,此过程内能转化为机械能,与汽油机四个冲程中做功冲程原理相同,丙图两气门关闭,活塞下行是做功冲程。
答案:液化;降低;丙。
8.解析:汽车发动机把燃料燃烧放出的内能转化为机械能;完全燃烧0.1kg的汽油能够获得的能量Q放=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J;
由图可知,该内燃机的效率:η=100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%;
答案:内;4.6×106;30%。
二.选择题(共11小题)
9.解析:A、吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手,属于热传递改变物体内能,故A不符合题意;
B、冬天,搓手可以使手暖和,属于做功改变物体的内能,故B符合题意;
C、发烧时,冷毛巾敷额头可以降温,属于热传递改变物体内能,故C不符合题意;
D、夏天,喝冷饮使人感到凉爽,属于热传递的方式改变内能,故D不符合题意;
10.解析:AB.一切物体在任何时候都具有内能,无论温度高低、是否运动,都具有内能,故AB错误;
CD.物体的内能跟物体的质量、状态、温度有关,温度高的物体的内能可能比同状态温度低的物体的内能少,故C错误,D正确。
11.解析:AC、物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高,如水在沸腾时或晶体在熔化过程中,吸收热量,内能增加,温度保持不变,故AC错误;
B、热量是过程量,只能说“吸收”或“放出”,不能说“含有”或“具有”,故B错误;
D、同一物体的内能增大温度不一定升高,但是温度升高内能一定增大,故D正确。
12.解析:A.铁的比热容为0.46×103J/(kg ℃),它表示质量为1kg的铁温度每升高1℃所吸收的热量是0.46×103J,故A错误;
B.铜的比热容为0.39×103J/(kg ℃),它表示质量为1kg的铜温度每升高1℃所吸收的热量是0.39×103J,故B错误;
C.由表中数据可知,煤油和水密度之比ρ煤油:ρ水=0.8×103kg/m3:1×103kg/m3=4:5;已知煤油和水体积之比V煤油:V水=2:1,
由m=ρV可得质量之比为m煤油:m水=ρ煤油V煤油:ρ水V水=4×2:5×1=8:5;已知吸收热量之比Q煤油:Q水=12:5,
其比热容之比c煤油:c水=2.1×103J/(kg ℃):4.2×103J/(kg ℃)=1:2;
根据Q吸=cmΔt可得升高温度之比:Δt煤油:Δt水=Q煤油/C煤油m煤油:Q水/c水m水=12/8:5/10=3:1,故C正确;
D.质量相同的铁块和铜块,因为铜的比热容小于铁的比热容,吸收相同的热量后,由Q吸=cmΔt可知,铜块的温度升高的快;因为铁块和铜块的初温相同,吸收相同的热量后,铜块升高的温度更大,所以铜块的末温更高,则相接触时,内能将从温度高的铜块转移到温度低的铁块,故D错误。
13.解析:由于陆地环境泥沙的比热容比的水小,故根据比热容公式可知,相同质量的水与泥沙比较,吸收相同的热量,陆地升温快于海洋;晴天中午陆地温度高,陆地产生的热空气会上升到高空,而海洋的低温冷空气会吹向陆地,故A符合题意,BCD不符合题意。
14.解析:①用热水加热凉牛奶时,热水的温度降低,凉牛奶的温度升高,由图乙可知,曲线a应是热水的温度变化图象,曲线b应是牛奶的温度变化图象,故①错误;
②凉牛奶置于放在室内盛有热水的敞口玻璃杯中加热时,有热量散失到空气中,所以热水放出的热量不等于牛奶吸收的热量,故②错误;
③用热水加热凉牛奶时,热水放出热量、温度降低,凉牛奶吸收热量、温度升高,是通过热传递方式来改变牛奶的内能,故③正确;
④由图乙可知,牛奶的初温t0=20℃、末温t=40℃,则牛奶加热过程中吸收的热量:Q吸=c牛奶m(t﹣t0)=2.5×103J/(kg ℃)×0.25kg×(40℃﹣20℃)=1.25×104J,故④错误。综上可知,只有③正确。
故选:A。
15.解析:A、根据Q=cmΔt可知,不同物质组成的质量相同的物体,当放出同样热量时,降温较多的物体其物质比热容较小,故A错误;
BC、物体吸收热量,内能一定增大,但温度不一定升高,如晶体在熔化过程中,继续吸热,内能增大,但温度是不变的,故B错误,C正确;
D、内燃机工作过程中,汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的是空气,故D错误。
16.解析:A、因为一切物体都具有内能,所以炽热的岩浆和皑皑白雪都具有内能,故A错误;
B、冬天搓手取暖,利用做功改变手的内能,故B错误;
C、根据图示可知,两个气阀均关闭,汽油燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下,是做功冲程,故C错误;
D、长喙天蛾能够闻到花香,是扩散现象,是空气中有大量的花粉分子,说明分子在不停地做无规则运动,故D正确。
17.解析:A、甲图中两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,是机械能转化为内能,通过做功的方式来改变气缸内气体的内能,故A正确;
B、乙图中排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,靠飞轮的惯性完成,故B正确;
C、丙图两个气阀都关闭,火花塞点火,活塞下运动,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能,故C错误;
D、丁图中进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,汽油机吸入的物质是汽油和空气的混合物,故D正确。
18.解析:A、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,提高燃料的利用率和减少能量损失均可以提高热机效率,减少各部件间的摩擦可以减少能量损失,因此可以提高热机效率,故A正确;
B、柴油机的效率通常比汽油机高,故B错误;
C、热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否充分燃烧以及放出热量的多少无关,所以使燃料燃烧更充分,燃料的热值不变,故C错误;
D、根据Q放=mq知,由于不知道质量的大小,燃料燃烧放出的热量越多,热值不一定越大,故D错误。
19.解析:A、内能的大小跟物质量、温度、状态有关,温度高的内能不一定多,故A错误
B、热传递的发生条件是存在温度差,热量总是由高温物体传递给低温物体的过程,内能小的物体的温度可能高,所以内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体,故B正确;
C、比热容是物质的一种特性,比热容是由物质本身的性质决定的,与物质吸收的热量、物质的质量与升高的温度无关,故C错误;
D、燃料的热值仅与燃料的种类有关,与燃料的质量和是否完全燃烧无关,故D错误。
三.实验探究题
20.解析:(1)实验中要比较物质的吸热本领,需要控制不同物质的初温和质量都相同,因此除了温度计外还需要天平。
(2)实验中物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的。
(3)使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强,故小明的方法可行;使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强,故小芳的方法可行,因此两人方法均可行。
(4)由图知,都加热20分钟,B升温80℃﹣20℃=60℃,则A升温60℃﹣20℃=40℃,根据比较吸热能力的第2种方法,A液体的比热容大,A液体的吸热本领强,A是水;
由图可知知,加热相同的时间,吸收的热量相同,根据c=Q/mΔt可知,在质量和吸收热量相同的情况下,比热容与升温成反比,故另一种液体的比热容是:c=40℃/60℃×4.2×103J/(kg ℃)=2.8×103J/(kg ℃)。
答案:(1)天平;(2)吸热多少;(3)两人都可行;(4)2.8×103。
21.解析:(1)为了利用灯的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定B的位置,然后再调整A的位置;
除了用到温度计外,还需要用天平来测水、燃料的质量,根据题意还需要用秒表来测加热时间。
(2)为了保证实验结论的可靠,选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油、两烧杯内水的质量均相同。
燃料燃烧放出的热量被水吸收,水吸热越多,温度计示数上升得越多,所以,燃料完全燃烧放出的热量是通过温度计上升示数来反映的。
(3)由图知,燃烧煤油用来加热甲杯中的水,而燃烧菜籽油用来加热乙杯中的水;已知相同时间内烧杯甲中的水吸收的热量大于烧杯乙中的水吸收的热量,所以相同时间内煤油放出的热量多。
(4)因为燃料不可能完全燃烧且燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接通过这些数据计算得出的热值比实际值要小。
答案:(1)B;秒表和天平(2)质量;温度计上升示数(3)煤油;(4)小于;燃料不可能完全燃烧或燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收。
22.解析:(1)研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料,因此选乙组器材。
(2)观察甲、乙两图,甲中要控制水和沙子的质量必须相等,乙中两杯水的质量必须相等,酒精和碎纸的质量也要相等,因此还要用天平称量质量,即要用到相同的器材是天平;
(3)甲组实验是通过加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少,故需要秒表;乙组是通过水升高的温度反映燃料放出热量的多少。
答案:(1)乙;(2)天平;甲;(3)加热时间的长短;水升高的温度。
四.计算题
23.解析:(1)满载时舰底受到海水的压强:p=ρ海水gh=1.1×103kg/m3×10N/kg×10m=1.1×105Pa;
(2)“山东舰”满载时的排水量:m排=6×104×103kg=6×107kg,
满载时航母所受的浮力:F浮=G排=m排g=6×107kg×10N/kg=6×108N;
(3)发动机的功率:P=1.5×105kW=1.5×108W,航行速度v=36km/h=10m/s,
由P===Fv可知,航母正常航行时牵引力:F牵===1.5×107N;
(4)由P=可知,正常航行1h发动机所做的有用功:W=Pt=1.5×108W×1×3600s=5.4×1011J,
由η=可知,重油完全燃烧放出的热量:Q放===1.8×1012J,
由Q放=mq可知,正常航行1h消耗重油的质量:m重油===4×104kg。
答案:(1)满载时舰底受到海水的压强是1.1×105Pa;(2)满载时,“山东舰”受到海水的浮力是6×108N;(3)航母正常航行时牵引力是1.5×107N;(4)若航母发动机工作时的热效率是30%,则正常航行1h大约消耗4×104kg重油。
24.解析:(1)赛车对地面的压力:F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
由p=得,赛车轮胎与路面接触的总面积S==0.1m2,
(2)赛车的速度v=270km/h=75m/s,
这段时间内赛车行驶的路程:s=vt=75m/s×2×60s=9000m,
(3)由P=得,这段时间赛车受到的平均阻力为:F=,
(4)这段时间赛车发动机做的功:W=Pt=460×103W×2×60s=5.52×107J,
由η=×100%得,汽油完全燃烧放出的热量:Q放==1.84×108J,
由Q放=mq得,需要完全燃烧油的质量:m油===4kg。
答案:(1)赛车轮胎与路面接触的总面积为0.1m2;(2)这段时间内赛车行驶的路程为9000m;(3)这段时间赛车受到的平均阻力为6133N;(4)行驶过程中需要消耗燃油4kg。
25.解析:(1)水吸收的热量Q吸=Q放η=m酒精q酒精η=0.28kg×3×107J/kg×55%=4.62×106J;
(2)20L水的质量m水=ρ水V=103kg/m3×20×10﹣3m3=20kg,
吸收热量后水的温度t=+t0=+15℃=70℃。
答案:(1)水吸收的热量是4.62×106J;(2)吸收这些热量后,温度将升高到70℃。
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