人教版九年级全册第2节 内能精品课后复习题

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2022-2023学年上学期第十四章单元检测卷B卷（人教版）
九年级全一册 物理·全解全析
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
1．（2022·河南洛阳·八年级期末）2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功，陈冬、刘洋、蔡旭哲三名航天员入驻天和核心舱、将完成中国空间站建设工作。如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能
B．火箭向下喷出高温高压的燃气，火箭对燃气向下的力大于气体对火箭向上的力
C．火箭向下喷出高温高压的燃气，火箭对燃气向下的力小于气体对火箭向上的力
D．使火箭加速升空的力的施力物体是高温高压的燃气
【答案】D
【解析】A．火箭加速升空过程中，速度和高度都增加，火箭的动能和势能都增大，机械能增大，但不是动能转化为重力势能，故A错误；
BC．火箭对燃气向下的力和气体对火箭向上的力是一对相互作用力，它们的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，故BC错误；
D．火箭升空是燃料燃烧时，产生高温高压的气体向后喷出，推动火箭升空，所以火箭加速升空的力的施力物体是高温高压的燃气，故D正确。
故选D。
2．（2022·江苏南通·一模）恩格斯曾说过：“摩擦生火第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人和动物分开。”如图所示，“钻木取火”时（　　）

A．产生的内能无法自主转化为其他形式的能
B．能量的转换与热机的做功冲程相同
C．手握的木钻将内能转移给了木柴
D．木柴燃烧越充分，其热值越高
【答案】A
【解析】A．能量的转化和转移具有方向性，所以，“钻木取火”过程中产生的内能无法自主转化为其他形式的能，故A正确；
B．“钻木取火”过程中把机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能；热机的做功冲程中，内能转化为机械能，故能量的转换与热机的做功冲程不同，故B错误；
C．钻木取火时钻与木头相互摩擦做功，机械能转化为木头的内能，是通过做功的方式改变物体的内能，而并非是能量的转移，故C错误；
D．燃料的热值是燃料本身的一种特性，热值大小与燃料燃烧情况无关，故D错误。
故选A。
3．（2022·河南濮阳·一模）如图所示是汽油机工作时某个冲程的示意图。则下列说法正确的是（　　）

A．该冲程是吸气冲程
B．该冲程中气缸内气体被压缩液化
C．该冲程中内能转化为机械能
D．该冲程排出的尾气是液体的汽化过程
【答案】C
【解析】ABC．根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程，在做功冲程中，气缸内的燃油燃烧，产生高温高压的气体，气体对活塞做功，将内能转化为机械能，故AB错误，C正确；
D．汽油机在排气冲程排出的尾气放出热量，发生液化现象，故D错误。
故选C。
4．（2022·江苏苏州·二模）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置，下列关于两组实验的说法正确的是（　　）

A．每组实验中，燃料的质量均应相等
B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C．每组实验中，都需要用到天平和秒表
D．每组实验中，均应保证温度计上升的示数相同
【答案】B
【解析】AB．根据“比较不同燃料燃烧放出的热量大小”和探究“不同物质吸热升温现象”两实验的要求，容器中被加热物质的质量都要相同，而探究“不同物质吸热升温现象”实验时，不需要控制燃料的质量相同，故A错误，B正确；
C．甲组实验中需要控制水和沙子的质量相同，所以需要用到天平，实验可以根据加热时间来比较吸热的多少，所以需要用到秒表；乙组实验中需要控制酒精和碎纸、两个烧杯内液体的质量相同，所以需要用到天平，实验中根据温度计示数的变化来比较吸热的多少，不需要用秒表，故C错误；
D．甲实验中两种液体升高相同的温度，根据加热时间比较吸收热量的多少；乙实验中两种燃料全部燃烧完后，通过观察温度计示数来反映燃料放热的多少，所以乙实验中不需要温度计示数相同，故D错误。
故选B。
5．（2022·湖北武汉·模拟预测）在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，某组同学用如图甲所示实验装置进行了两次实验，并根据实验数据绘制了如图乙所示的图像。关于该实验，下列说法错误的是（　　）

A．烧杯上方气压低于标准大气压
B．沸腾前，烧杯内产生的气泡消失了，是因为气泡中的水蒸气液化吸热
C．水蒸气将纸板顶起时的能量转化过程与汽油机做功冲程的能量转化过程相同
D．第一次实验和第二次实验所用水的质量之比是5∶3
【答案】B
【解析】A．一标准大气压下水的沸点为100℃，由乙图知，此时水的沸点为98℃，气压变小，沸点降低，故烧杯上方气压低于标准大气压，故A正确，不符合题意；
B．水沸腾前，烧杯底部水的温度高，上方水的温度低，气泡内是水蒸气，上升过程中遇到上方的温度低的水会液化成小水滴，所以气泡的体积变小，最后消失，而液化是放热过程，故B错误，符合题意；
C．水蒸气将纸板顶起时，内能转化为机械，汽油机做功冲程，将内能转化为机械能，故能量转化过程与汽油机做功冲程的能量转化过程相同，故C正确，不符合题意；
D．相同时间吸收热量相同，由表中数据，加热6分钟，吸热相同，第一次水升高的温度为
98℃−92℃=6℃
第二次水升高的温度
98℃−88℃=10℃
根据，在比热容和吸热相同的情况下，升高的温度与质量成反比，第一次实验和第二次实验所用水的质量之比是

故D正确，不符合题意。
故选B。
6．（2021·四川达州·九年级期末）甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（　　）
A．甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多
B．甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大
C．在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多
D．在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多
【答案】D
【解析】A．做功的多少与功率和做功的时间有关系，与其效率无关，故A错误；
B．效率表示功的利用率；功率表示做功快慢，这两个物理量是没有必然的联系的。故B错误；
C．汽油机燃烧汽油的多少与功率和效率都有关系，其主要与汽油机的功率有关，故C错误；
D．甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明：消耗相同的汽油，甲汽油机做的有用功多，即输出的能量多，故D正确。
故选D。
7．（2021·四川成都·九年级期中）某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别质量都是200g的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象分别如图a、图b所示。已知酒精的热值q＝3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精。已知水的比热容 ，则下列说法正确的是（　　）

A．沙子的吸热能力大于水的吸热能力
B．加热2min时间内水吸收的热量Q吸水为4.2×105J
C．这2min时间内酒精灯的加热效率η为40%
D．沙子的比热容c沙约为
【答案】D
【解析】A．由图像知加热相同的时间水和沙子吸收的热量相同，沙子的温度升高的多，根据 可知，水的比热容大，水的吸热能力大于沙子的吸热能力，故A错误；
B．由图b可知，加热2min水温度升高

则加热2min时间内水吸收的热量

故B错误；
C．因为酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精，加热2min时间内消耗酒精的质量

则酒精完全燃烧放出的热量

酒精灯的加热效率

故C错误；
D．因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，则在2min的时间内，沙子吸收的热量

由图a可知加热2min，沙子的温度从20上升到250，即

沙子的质量

由可得，沙子的比热容

故D正确。
故选D。
8．（2021·辽宁大连·九年级期中）关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．总功一定，额外功越少，效率就越高
B．热机做的有用功越多，效率就越高
C．热机消耗的燃料越多，效率就越低
D．热机的功率越大，效率就越高
【答案】A
【解析】A．效率是有用功与总功的比值乘以100%，总功一定，额外功越少，有用功就越多，有用功与总功的比值就越大，即效率就越高，故A正确；
B．热机做的有用功越多，但总功不知道，有用功与总功的比值就不确定，因此效率不一定高，故B错误；
C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；做功的多少不确定，热机效率的高低也不一定，故C错误；
D．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，热机做的有用功多，但不知道燃料完全燃烧放出的热量，无法确定效率一定高，故D错误。
故选A。
9．（2022·全国·九年级）2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图，足球在运动过程中，下列分析正确的是（　　）

A．在B点时只受重力作用，且动能不为零
B．在A、D两点动能可能相等
C．在A、B、C、D四点，D点重力势能最小，动能最大
D．在运动过程中，既有动能和势能的相互转化，也有机械能和内能的相互转化
【答案】B
【解析】Ａ．根据在B点前后的运动路径，在B点时足球有一定的速度，没有处于静止状态，故足球除受到重力外，足球还受到空气阻力的作用，故A错误；
BC．图中足球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则D点的机械能一定小于A点的机械能，而机械能等于动能与势能之和，D点比A点高度低，所以D点的重力势能小，则其动能有可能与A点的动能相等，故B正确，C错误；
D．图中足球的高度越来越小，说明有机械能的损失，机械能转化为内能。在运动过程中，存在动能和势能的相互转化，但不存在内能转化为机械能，故D错误。
故选B。
10．（2022·全国·九年级专题练习）上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（　　）

A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程
D．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
【答案】D
【解析】AC．由图示知，海水下降时，活塞向下运动，气室容积增大，阀门上面的大气压强大于气室内的大气压强，于是阀门K1关闭，K2开启，空气进入气室，这个过程相当于汽油机的吸气冲程，故AC不符合题意；
BD．海水上升时，活塞向上运动，气室内的空气被压缩，内能增大，是活塞的动能转化为空气的内能，这相当于汽油机的压缩冲程，这个过程中阀门下面的压强增大，大于阀门上面的大气压，于是阀门K1开启，K2关闭，故B不符合题意，D符合题意。
故选D。
第Ⅱ卷
二、填空题。（每空2分，共28分）
11．（2022·安徽·池州市第十中学九年级开学考试）如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能___________（填“增大”、“减少”或“不变”），推动活塞运动，使舰载机获得巨大的动能。此过程的能量转化方式类似于汽油机的___________冲程。

【答案】     减少     做功
【解析】[1][2]汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能。气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能减少，推动活塞运动，使舰载机获得巨大的动能，此过程的能量转化方式类似于汽油机的做功冲程，都是将内能转化为机械能。
12．（2022·山东临沂·二模）氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为1.4×108J/kg，完全燃烧0.6kg的氢气可放出 ___________J的热量；若用这些氢产生的热量去加热1t水，已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，则可以升高多少___________℃。不计热量的损失。
【答案】     8.4×107     20
【解析】[1]完全燃烧0.6kg的氢气放出的热量
Q放=qm=1.4×108J/kg×0.6kg=8.4×107J
[2]若用这些氢产生的热量去加热1t水，不计热量的损失，水吸收的热量
Q吸=Q放=8.4×107J
水升高的温度

13．（2022·江苏宿迁·中考真题）“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将600g水从10℃加热至沸腾（标准气压下）的过程中，提供给水的热量至少为______J。如果用酒精灯给600g水加热升高同样温度，至少需要______g酒精。[，]

【答案】     2.268×105     7.56
【解析】[1]标准大气压下，水的沸点为100℃，水温度的变化量为
Δt=t-t0=100℃-10℃=90℃
提供给水的热量至少为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.6kg×90℃=2.268×105J
[2]当酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，需要的燃烧的酒精的质量最少，即
Q放=Q吸=2.268×105J
则至少需要酒精的质量为

14．（2022·安徽·马鞍山中加双语学校一模）烧开一锅水，需要吸收完全燃烧0.1kg干木材所放出的热量，这些热量若采用天然气加热，需要完全燃烧_______的天然气（已知 ， ）。
【答案】0.03
【解析】完全燃烧0.1kg干木材所放出的热量

根据题意可知，天然气完全燃烧放出的热量

由可知，完全燃烧天然气的体积

15．（2021·云南·弥勒市长君实验中学九年级阶段练习）用水壶烧水，这是通过热传递方式改变其内能，水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为，则1s对外做功_____次，完成了________个冲程。
【答案】     25     100
【解析】[1][2]一单缸四冲程汽油机，一个工作循环飞轮转2周，对外做功1次，飞轮转速为3000r/min，则每秒转速为50 r/s，每秒完成25个工作循环，对外做功25次；一个工作循环有四个冲程，故25个工作循环完成的是100个冲程。
16．（2022·重庆南岸·九年级期末）在1标准大气压下，完全燃烧2.1kg的干木柴所放出的热量为___________J，这些热量全部吸收备水吸收，可以让初温为30℃、质量为50kg的水温会上升___________℃。[干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】     2.52×107     70
【解析】[1]完全燃烧2.1kg的干木柴所放出的热量
Q放=qm木柴=1.2×107J/kg×2.1kg=2.52×107J
[2]水吸收了燃烧干木柴放出的热量，上升的温度

而水在1标准大气压时，100摄氏度便沸腾了，所以升高的温度为
∆t1=t-t0=100℃-30℃=70℃
17．（2021·江苏宿迁·九年级期中）用天然气烧水，水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中水蒸气的内能______（选填“增加”或“减少”），这是通过______方式改变内能的；若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，在标准大气压下把5kg的水从20℃加热至沸腾，需完全燃烧______m3天然气。（c水＝4.2×103J/(kg•℃)；q天然气＝4×107J/m3）
【答案】     减少     做功     0.084
【解析】[1][2]水沸腾时，水蒸气膨胀对壶盖做功，将壶盖顶起，这时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，因此水蒸气的内能会减少，这是通过做功的方式改变了水蒸气的内能。
[3]在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，水吸收的热量为

由得天然气完全燃烧放出的热量

由得天然气的体积

三、实验探究题（每空1分，共16分）
18．（2022·江苏无锡·二模）小王和小明利用如图两套装置探究①“不同物质吸热升温的现象”以及②“不同燃料充分燃烧放热的现象”，液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。
（1）两个实验中都要控制______（填“燃料、杯中液体”）质量相等；

（2）在探究“不同物质吸热升温的特点”时，物质吸热的多少是通过______来反映的；在探究“燃料燃烧放出的热量”，燃烧放热多少是通过______来反映的（填写序号）；
A．温度计上升的示数                 B．加热时间
（3）假设在两个探究中根据所测数据都画出了如图图像（不计热量的损失），则根据图像可计算出，探究①“不同物质吸热升温的现象”中，图像一和图像二表示两种物质的比热容之比为______；②“不同燃料充分燃烧放热的现象”中，图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为______。
【答案】     杯中液体     B     A     1：4     2：1
【解析】（1）[1]在探究不同物质吸热升温现象的实验中，除了物质的种类不同外，其它因素都应保持一样，所以应让杯中的液体质量相等；在探究不同燃料充分燃烧放热现象的实验中，除了燃料的种类不同外，其它因素都应一致，所以杯中液体的质量应相等。所以两个实验都控制杯中液体的质量相等。
（2）[2]在探究不同物质吸热升温特点时，应让相同的热源给不同种类的质量相同的液体加热，则在相同时间内热源放出的热量相同，液体吸收的热量也相同，不同时间内吸收的热量不同，所以物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
[3]在探究燃料燃烧放出的热量的实验中，应让质量相同的不同种燃料给质量相同的同种液体加热，则液体吸收的热量不同，温度计的示数也不同，所以燃烧放热的多少是通过温度计上升的示数来反映的，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
（3）[4]由图像知，两种液体的温度都升到40℃即升高相同的温度10℃时，图像一的物质用时10min，图像二的物质用时40min，那么升高相同的温度，图像二的物质吸收的热量是图像一物质吸收热量的4倍。据Q吸=cm(t-t0)知，在质量相同、升高温度相同时，比热容与吸收的热量成正比，所以
c1:c2=Q吸1:Q吸2=1︰4
[5]由图像知，完全燃烧质量相同的不同种燃料给相同的液体加热时，图像一、二中的液体升高的温度分别为
，
即在这个过程中，图像一液体吸收的热量是图像二液体吸收的热量的2倍，而燃料燃烧放出的热量全部被液体吸收，所以图像一中燃料完全燃烧放出的热量是图像二中燃烧完全燃烧放出热量的2倍。据Q放=mq知，完全燃烧相同质量的燃料时，热值与放出的热量成正比，所以
q1:q2=Q放1:Q放2=2︰1
19．（2021·广东·珠海市九洲中学九年级阶段练习）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是m1=30g，烧杯内的液体质量相同，均为m2=100g。

（1）若比较不同燃料的热值：
①应选择 ______两图进行实验；
②燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过相同 ______的同种液体 ______来反映；
③若甲图烧杯中为水，燃料完全燃烧可使温度计示数升高30℃，本实验根据公式，计算出燃料的热值比其标准值 ______（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
（2）若比较不同物质吸热升温的特点：
①应选择 ______两图进行实验；
②不同物质吸热的多少是通过 ______来反映的。
【答案】     甲、乙     质量     升高的温度     偏小     甲、丙     加热的时间
【解析】（1）[1]若比较不同燃料的热值，应该选择质量相同的不同燃料来加热相同质量的同种物质，进行比较，所以应该选择甲乙两图进行实验。
[2][3]若判断燃料完全燃烧放出热量的多少，假设放出的热量能被烧杯以相同的效率吸收，根据，则通过相同质量的同种液体温度的升高量来反应。
[4]因为燃料燃烧放出的热量不能100%被水吸收，故燃料燃烧放出的热量大与物体升高30℃所吸收的热量，根据公式，可知，计算的偏小，质量不变，故计算出燃料的热值比其标准值偏小。
（2）[5]若比较不同物质吸热升温的特点，应该选用相同的燃料，相同质量的不同物质来进行实验，故选甲、丙。
[6]物体所吸收的热量，是通过加热时间来体现的，这种方法叫做转换法。因此，只要加热时间相同，就认为它们吸收的热相同。
20．（2021·河南·驻马店市第二初级中学九年级期中）（1）用相同的酒精灯分别对a、b两种液体（质量相同）加热，如图甲所示；根据测得的实验数据分别描绘的图象如图乙所示。不计液体的热量散失，则液体______的吸热能力更强。该实验中用______来判断液体吸收热量的多少；

（2）用如图装置测酒精的热值。加热一段时间后酒精灯的总质量减少了Δm；烧杯中水的质量为M（不考虑加热过程中水质量的减少），水的初温为t0，末温为t，水的比热容用c表示。用以上符号表达该同学测酒精热值q的计算式是q=______。该同学发现，计算出的结果比课本中的“标准值”______，请你写一条产生该误差的原因：______。
【答案】     b     加热时间          偏小     燃料无法完全燃烧
【解析】（1）[1]根据描绘出两种液体的温度随时间变化的图象知，加热相同时间，b升温小，b的吸热能力强。
[2]实验中液体吸收热量多少是通过观察加热时间来判断的，这个过程中应用的物理方法是转换法。
（2）[3]水吸收的热量
Q吸=cM(t-t0)
酒精灯放出的热量
Q放=Q吸=cM(t-t0)
燃烧酒精的质量Δm，由Q=mq可得酒精的热值

[4][5]测量值比课本中的“标准值”偏小，是因为燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失。
四、计算题：本题共3小题，共26分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
21．(9分)（2022·山东临沂·二模）如图所示的汽车总质量为1150kg，以72km/h的速度在水平路面匀速行驶100km，若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮胎与路面的接触面积0.05m2求：
（1）汽车对路面压强为多少？（g取10N/kg）
（2）汽车行驶过程中克服阻力做了多少功？其功率为多少？
（3）若该汽车热机的效率为25%，如果不考虑热机其他的能量损失，汽油热值为4.6×107J/kg，则该汽车行驶10km过程中需要汽油质量为多少千克？

【答案】（1）5.75×104Pa；（2）1.15×108J，2.3×104W；（3）1kg
【解析】解（1）汽车质量 ，重力

汽车对路面的压力

受力面积

汽车对地面的压强

（2）汽车受到的阻力

汽车行驶过程中克服阻力做的功

汽车行驶的速度 ，汽车行驶的时间

汽车行驶过程中克服阻力做功的功率

（3）汽车行驶10km过程中克服阻力做的功

不考虑热机其他的能量损失，由得，需要完全燃烧汽油产生的热量

由 可得，需要汽油的质量

答：（1）汽车对路面压强为5.75×104Pa。
（2）汽车行驶过程中克服阻力做了1.15×108J的功，其功率为2.3×104W。
（3）该汽车行驶10km过程中需要的汽油质量为1kg。
22．(9分)（2022·河南开封·一模）港珠澳大桥被誉为现代七大奇迹之一，其中长约5000m的沉管隧道通过引桥与人工岛路面相连，单侧引桥长1000m，竖直高度为40m，简化图如图所示。重5×104N的汽车在沉管隧道中以90km/h的速度匀速行驶，所受阻力为其重力的0.05倍。求：
（1）汽车完全通过沉管隧道需要几秒？
（2）汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做功的功率是多少？
（3）若汽车从引桥最低端开始功率增大到80kW匀速行驶，耗时50s到达人工岛路面，汽车在引桥上行驶过程中发动机的机械效率是多少？

【答案】（1）200s；（2）6.25×104W；（3）50%
【解析】解：（1）根据题意可知：汽车在沉管隧道中的速度为
v=90km/h=25m/s
则汽车完全通过沉管隧道的时间为

（2）因为汽车在沉管隧道中匀速行驶，则汽车受到的阻力与汽车的牵引力是一对平衡力，大小相等，即汽车受到的牵引力为
F牵=f=0.05G=0.05×5×104N=2.5×103N
则汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做功的功率为
P=F牵v=2.5×103N×25m/s=6.25×104W
（3）汽车在引桥上行驶的功率为
P′=80kW=8×104W
则牵引力所做的功为
W牵=P′t=8×104W×50s=4×106J
做的有用功为
W有=Gh=5×104N×40m=2×106J
则发动机的机械效率为

答：（1）汽车完全通过沉管隧道需要200s；
（2）汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做功的功率是6.25×104W；
（3）若汽车从引桥最低端开始功率增大到80kW匀速行驶，耗时50s到达人工岛路面，汽车在引桥上行驶过程中发动机的机械效率是50%。
23．(9分)（2021·广西南宁·九年级期中）太阳能具有环保、可再生等优点；太阳能热水器深受广大用户的青睐，某品牌太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J。若该热水器接收太阳能的有效面积为2m2，每天日照时间6h，这些太阳能使水温随日照时间变化的图像如图所示。【ρ水=1.0×103kg/m3；c水=4.2×103J/(kg∙℃)】求：
（1）装满水时，热水器中水的质量；
（2）一天内热水器中的水能吸收的热量；
（3）热水器的效率约为多少。

【答案】（1）100kg；（2）1.68×107J；（3）50%
【解析】解：（1）热水器中水的质量

（2）一天内热水器中的水吸收热量，温度从20℃上升到60℃，则水吸收的热量

（3）根据平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J可知，热水器接收的太阳能

则热水器的效率

答：（1）装满水时，热水器中水的质量为100kg；
（2）一天内热水器中的水能吸收的热量为1.68×107J；
（3）热水器的效率约为50%。