初中物理燃料的热值及其计算试题

(9分)风力发电有着非常广阔的前景.我市沿海东台、大丰、射阳、滨海、响水五县（市）100万千瓦风电项目已全面启动，沿海壮观的风电场走廊即将形成.

（1）你认为风力发电有哪些优点？
（2）假如100万千瓦的风电场项目全面建成之后，所有机组全年发电100天，则每年可提供多少kW·h的电能？这些电能相当于多少煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的热值为3.0
×10⁷J/kg）

2015年9月26日，“长征六号”运载火箭成功地将20颗小卫星送入太空，创造中国航天“一箭多星”发射新记录。关于火箭发射和卫星通信叙述正确的是（　　）

A．火箭点火起飞时将机械能转化为内能

B．火箭选用氢做燃料是因为氢的热值小

C．火箭上升过程中，重力势能减小，动能减小

D．卫星通信是利用电磁波来传递信息的

(5分)小明家里每天的生活用热水原来都是使用液化石油气烧，现为了节约家庭开支，她家新安装了一台太阳能热水器．
 
(1)若使用这台太阳能热水器，每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？(水的比热容是4．2×10³J／(kg．℃))
(2)若使用液化石油气烧这些水，已知液化石油气完全燃烧放出的热量有50％被水吸收，那她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg?(液化石油气的热值是8．0×10⁷J/kg)

近几年我市蔬菜价格逐年攀升，但种植蔬菜的大棚逐年减少，小刚想利用所学的知识对大棚进行节能改造，查询资料可知，本地区冬季太阳能集热管每平方米面积上平均每天可接收的太阳能是 $1.7\times {10}^{7}J$．用 $300m^2$集热管接收的太阳能代替煤，煤的热值是 $3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，平均一个星期可节约煤　    　 $t$（煤完全燃烧）．太阳能为　 　（选填“一次能源”或“二次能源”）

有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如右表所示. 将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水.

型      号	JL—88
水容量/L	80
自身质量/kg	40

 
（1）无锡地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×106J. 若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？
（2）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？

质量为100kg的水温度从20℃升高到70℃时，吸收的热量是　 　J，这些水吸收的热量相当于完全燃烧　 　kg焦炭所放出的热量。[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），q_焦炭＝3.0×10⁷J/kg]。

中国首次火星探索任务"天问一号"探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。

表1

	第1代	第2代	第3代	第4代
燃料	氧气和汽油混合	偏二甲肼	煤油	液态氢
氧化剂		四氧化二氮	液态氧	液态氧

表2

燃料	热值	燃料	热值
汽油	$4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$	煤油	$4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$
柴油	$4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$	氢	$1.4\times {10}^{8}J/\mathit{kg}$

（1）使用氢作为燃料的主要优点是： 　　和 　　。

（2）某火箭发射时携带了 $3\times {10}^4\mathit{kg}$ 液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为 ${20}^{°}\text{C}$ 的水加热至沸腾？ $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$ ，当地大气压为1标准大气压 $]$

（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以 $70\mathit{kW}$ 的功率匀速行驶 $0.5h$ ，消耗了 $2\mathit{kg}$ 燃料，求该发动机的效率。

小明用酒精灯将质量为 $100g$ 、初温为 ${20}^{°}\text{C}$ 的水加热到 ${90}^{°}\text{C}$ （未沸腾），共燃烧了 $7g$ 酒精 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\blacksquare }^{\circ }\text{C}}\right)$ ，酒精的热值为 $q=3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$ 。则下面说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	水吸收的热量是 $2.94\times {10}^{7}J$ ，效率为 $14\%$
B．	水吸收的热量是 $2.94\times {10}^{4}J$ ，效率为 $14\%$
C．	水吸收的热量是 $2.94\times {10}^{7}J$ ，效率为 $1.4\%$
D．	水吸收的热量是 $2.94\times {10}^{4}J$ ，效率为 $1.4\%$

合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1kg垃圾能“榨”出0.17kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×10⁷J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 　        　J，燃烧时燃料油的化学能转化为 　        　能；如果这些热量的42%被水吸收，则可以使 　        　kg的水温度从20℃升高到100℃，这是通过 　        　的方式改变水的内能。

汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，某研究小组对汽车开展调查研究。

（1）图甲是汽车的刹车结构示意图，根据图片分析，这是 　　杠杆（选填"省力"、"费力"或"等臂" $)$ ；某段道路的标志牌如图乙所示，为什么同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度 　　。

（2）（多选）汽车在行驶过程中遇到危急情况要紧急刹车。从发现情况到汽车停止的距离叫做停车距离，停车距离等于反应距离加上制动距离。下列行为会使停车距离变长的是 　　。

$A.$ 疲劳驾驶

$B.$ 酒后驾驶

$C.$ 接听电话

$D.$ 开车前系好安全带

（3）内燃机有四个工作冲程，图丙是内燃机的 　　冲程。

（4）假设某款纯电动汽车在平直公路上匀速行驶时，每百公里耗电30千瓦时，若电能转化为机械能效率为 $85\%$ ，则汽车匀速行驶时受到阻力为 　　 $N$ 。若质量和外形完全相同的燃油汽车，它的能量转化率为 $30\%$ ，以相同速度在同一路面上匀速行驶，每行驶百公里需要消耗的燃油为 　　 $\mathit{kg}$ 。（汽油的热值为 $q=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$ ，结果保留1位小数）

（5）若电价为0.6元 $/$ 千瓦时，汽油价格为7.0元 $/$ 升，每行驶百公里，电动汽车比燃油汽车节省 　　元。（汽油的密度 $\rho =0.71\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ，结果保留1位小数）

我国在南海海底开采出的天然气水合物，俗称“可燃冰”， $1m^3$可释放出约 $0.8m^3$的水和 $164m^3$的天然气。居民使用天然气烧水是利用　   （填“热传递”或“做功” $)$的方式改变水的内能。天然气热值为 $1.9\times {10}^{7}J/m^3$，完全燃烧 $50m^3$的天然气释放的热量为　　 $J$。

下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．固体和液体很难被压缩，说明物质的分子间存在斥力

B．物体吸收热量，内能增加，温度升高

C． $1\mathit{kg}$酒精比 $1g$酒精的热值大

D．在热机的做功冲程中，机械能转化为内能

2020年6月23日，长征三号运载火箭托举着“北斗三号”最后一颗组网卫星奔向太空。

（1）火箭装载的燃料具有热值　　的特点；火箭加速升空时，卫星的机械能　　。

（2）太阳能电池是人造卫星的主要能源装置，太阳能属于　　（选填“可”或“不可” $)$再生能源。

（3）北斗定位功能可以让我们知道外卖小哥的实时位置，北斗定位通过　　传递信息。

用两个相同的电热器分别给质量相等的水和某种液体加热，每隔10分钟记录一次数据，如表所示。则该液体的比热容为　 　J/（kg•℃），若使他们升高相同的温度，　 　吸收的热量多。如果完全燃烧0.2m³沼气放出的热全部被1标准大气压下、10kg、初温为20℃的水吸收，水的温度将升高　 　℃．（沼气热值为2.1×10⁷J/m³、C_水＝4.2×10³J/（kg•℃）

加热时间/min	0	10	20
水的温度/℃	20	25	30
液体的温度/℃	20	34	48

小明家的太阳能热水器，水箱最多可装水100kg．小明进行了一次观察活动：周日早上，“温度传感器”显示水箱中的水温为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为50℃．水吸收的热量是_________J，如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为80％，至少需要燃烧________kg煤气，这些热量如果由“220V1000W”的电热水器来加热供给，至少要______h。用太阳能热水器加热水相对于用煤气灶加热水的优点是_________________________ 。（说出一点）[c_水=4.2×10³J／(kg·℃) ，煤气的热值为q=4.2×10⁷J／kg，不考虑电热水器的热损失]