初中物理燃料的热值及其计算试题

有质量为 $5\mathit{kg}$，初温为 ${15}^{°}\text{C}$的水，吸热后温度升高到 ${95}^{°}\text{C}$，则需吸收的热量为　　 $J$；如果这些热量由天然气燃烧来提供，则至少需要燃烧热值为 $4.0\times {10}^{7}J/m^3$的天然气　　 $m^3$．（水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right))$

人民网北京1月15 讯：国防科工委组织研究的50吨级液氢液氧运载火箭发动机今天在京进行了200秒热试车，试验取得圆满成功，这将为我国今后发展卫星技术、高空探测和载人航天发挥重大作用.该发动机的燃料之所以采用液氢，是因为液氢具有（　　）

A．较高的燃点

B．较大的比热容

C．较高的沸点

D．较大的热值

某燃气的热值约为4.2×10⁷J/m³，则0.2m³的该燃气完全燃烧放出的热量是　 　J；若放出的热量完全被水吸收，能使40kg常温的水温度升高　 　℃．【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】

上海世博会的主题馆和中国馆利用了太阳能光伏发电系统，年均发电近300万度，这意味着每年可节约标准煤约              吨（设标准煤完全燃烧，q煤=3.0×10⁷J/kg）．太阳能光伏发电的优点是          （写出一条即可）．

用天然气灶将一壶质量为 $2\mathit{kg}$、初温为 ${30}^{°}\text{C}$的水加热到 ${80}^{°}\text{C}$，消耗了 $16g$天然气。已知水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值为 $4.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则天然气完全燃烧放出的热量为　　 $J$，水吸收的热量为　　 $J$，天然气灶烧水的效率为　　 $\%$。

2016年7月，我国将利用火箭把世界首颗量子卫星送上太空。火箭常常采用液态氢为燃料，下列关于火箭工作时的说法正确的是（　　）

A．	火箭采用液态氢作燃料是利用了其热值高
B．	火箭燃烧室内的燃料燃烧时，将所获得得内能全部转化成了机械能
C．	在火箭加速升空的过程中，卫星的机械能总量变大
D．	液态氢是一种清洁能源

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]