题霸题霸学习平台
← 返回公开题库
九年级物理解答题一般
题目
20222022年北京冬奥会期间,氢燃料公交车成为承担此次冬奥会交通出行任务的主要力量,新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最.如图为氢燃料公交车和其技术参数.某次运输消耗了0.6kg0.6kg的氢燃料,已知c=4.2×103J/(kgC)c_{水}=4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right),q=1.4×108J/kgq_{氢}=1.4\times 10^{8}J/kg.则:
长度:12m12m
高度:3.2m3.2m
客车空载质量:11000kg11000kg
核载人数:4545
最大功率:180kW180kW
最高时速:90km/h90km/h
(1)0.6kg(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少?
(2)(2)若这些热量能被质量为500kg500kg、温度为15C15^{\circ}\mathrm{C}的水全部吸收,水温能升高到多少C^{\circ}\mathrm{C}?
(3)(3)氢燃料公交车匀速行驶时,其机械效率为50%50\%,消耗0.6kg0.6kg的氢燃料可使公交车获得的机械能为多少JJ?若搭载的人员及物品共3000kg3000kg,所受阻力为总重力的0.010.01倍,这些燃料可使汽车匀速行驶多少路程?(g(g10N/kg)10N/kg)
知识点:功的计算II章节:第11章 简单机械和功 / 11.3 功

答案与解析

答案

(1)0.6kg\left(1\right)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:
Q=mq=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107JQ_{放}=mq_{氢}=0.6kg\times 1.4\times 10^{8}J/kg=8.4\times 10^{7}J
(2)(2)由题意知,水吸收的热量:Q=Q=8.4×107JQ_{吸}=Q_{放}=8.4\times 10^{7}J
Q=cm(tt0)Q_{吸}=cm(t-t_{0})可得,水升高到的温度:
t=Qcm+t0=8.4×107J4.2×103J/(kg•℃)×500kg+15C=55Ct=\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}m}+t_{0}=\frac{8.4×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×500kg}+15^{\circ}\mathrm{C}=55^{\circ}\mathrm{C}
(3)(3)根据η=WQ\eta =\frac{W}{Q{}_{放}}可得,公交车获得的机械能:W=ηQ=50%×8.4×107J=4.2×107JW=\eta Q_{放}=50\%\times 8.4\times 10^{7}J=4.2\times 10^{7}J
由题意可得,汽车受到的阻力:f=0.01G=0.01mg=0.01×3000kg×10N/kg=300Nf=0.01G=0.01mg=0.01\times 3000kg\times 10N/kg=300N
汽车做匀速直线运动,受到的牵引力与阻力平衡,大小相等,即:F=f=300NF=f=300N
W=FsW=Fs可得,这些燃料可使汽车匀速行驶的路程:s=WF=4.2×107J300N=1.4×105ms=\frac{W}{F}=\frac{4.2×1{0}^{7}J}{300N}=1.4\times 10^{5}m
答:(1)0.6kg\left(1\right)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为8.4×107J8.4\times 10^{7}J
(2)(2)若这些热量能被质量为500kg500kg、温度为15C15^{\circ}\mathrm{C}的水全部吸收,水温能升高到55C55^{\circ}\mathrm{C}
(3)(3)氢燃料公交车匀速行驶时,其机械效率为50%50\%,消耗0.6kg0.6kg的氢燃料可使公交车获得的机械能为4.2×107J4.2\times 10^{7}J;若搭载的人员及物品共3000kg3000kg,所受阻力为总重力的0.010.01倍,这些燃料可使汽车匀速行驶1.4×105m1.4\times 10^{5}m的路程。

解析

(1)0.6kg\left(1\right)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:
Q=mq=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107JQ_{放}=mq_{氢}=0.6kg\times 1.4\times 10^{8}J/kg=8.4\times 10^{7}J
(2)(2)由题意知,水吸收的热量:Q=Q=8.4×107JQ_{吸}=Q_{放}=8.4\times 10^{7}J
Q=cm(tt0)Q_{吸}=cm(t-t_{0})可得,水升高到的温度:
t=Qcm+t0=8.4×107J4.2×103J/(kg•℃)×500kg+15C=55Ct=\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}m}+t_{0}=\frac{8.4×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×500kg}+15^{\circ}\mathrm{C}=55^{\circ}\mathrm{C}
(3)(3)根据η=WQ\eta =\frac{W}{Q{}_{放}}可得,公交车获得的机械能:W=ηQ=50%×8.4×107J=4.2×107JW=\eta Q_{放}=50\%\times 8.4\times 10^{7}J=4.2\times 10^{7}J
由题意可得,汽车受到的阻力:f=0.01G=0.01mg=0.01×3000kg×10N/kg=300Nf=0.01G=0.01mg=0.01\times 3000kg\times 10N/kg=300N
汽车做匀速直线运动,受到的牵引力与阻力平衡,大小相等,即:F=f=300NF=f=300N
W=FsW=Fs可得,这些燃料可使汽车匀速行驶的路程:s=WF=4.2×107J300N=1.4×105ms=\frac{W}{F}=\frac{4.2×1{0}^{7}J}{300N}=1.4\times 10^{5}m
答:(1)0.6kg\left(1\right)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为8.4×107J8.4\times 10^{7}J
(2)(2)若这些热量能被质量为500kg500kg、温度为15C15^{\circ}\mathrm{C}的水全部吸收,水温能升高到55C55^{\circ}\mathrm{C}
(3)(3)氢燃料公交车匀速行驶时,其机械效率为50%50\%,消耗0.6kg0.6kg的氢燃料可使公交车获得的机械能为4.2×107J4.2\times 10^{7}J;若搭载的人员及物品共3000kg3000kg,所受阻力为总重力的0.010.01倍,这些燃料可使汽车匀速行驶1.4×105m1.4\times 10^{5}m的路程。

自由组卷

围绕这道题再组一份练习 →

完整试卷

浏览同年级试卷结构 →