初中物理燃料的热值及其计算试题

汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是　　冲程。已知汽油的热值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $2\mathit{kg}$汽油完全燃烧时释放的热量为　　 $J$．已知汽车防冻液比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，防冻液从 ${90}^{°}\text{C}$冷却到 ${20}^{°}\text{C}$的过程中，放出的热量为 $2.94\times {10}^{6}J$，则汽车防冻液的质量为　　 $\mathit{kg}$。

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。

小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器，替代燃烧木柴的加热方式，小明观测到某日铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照，水温从 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${60}^{°}\text{C}$．已知铁皮桶的容积为 $50L$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．问：

（1）当日桶内的水吸收的热量有多大？

（2）设用燃烧木柴加热，木柴完全燃烧释放热量的 $28\%$被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约多少木柴？ $\left(q_{\mathit{木柴}}=1.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$

如图是“长征六号”运载发射场景，它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．煤油燃烧得越充分，其热值就越大

B．燃气对火箭做功，燃气的内能会增加

C．高温高压的燃气推动火箭升空把内能转化成机械能

D．使用煤油作燃料，是因为它是可再生能源

一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为 $3000r/\mathit{min}$，则 $1s$对外做功　　次，若其效率为 $30\%$，消耗 $100g$汽油，对外做功　　 $J$．若水箱中 $5\mathit{kg}$水由 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${100}^{°}\text{C}$，水吸收　　 $J$热量 $\left(q_{\mathit{汽油}}=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$

小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点，当水温到 ${90}^{°}\text{C}$后，每隔 $0.5\mathit{min}$记录一次温度并绘制出了如图乙所示的水温与时间关系的图象。

（1）小明实验中发现烧杯中水沸腾后温度计示数稳定不再上升。由此得出的结论是：水在沸腾过程中虽然继续吸热，但　         　。

（2）分析图乙可知，小华将水加热至沸腾的时间明显较长，最有可能的原因是　     　。

（3）小华使用酒精灯加热过程中消耗了 $10g$酒精，则 $10g$酒精完全燃烧时放出的热量是　    　 $J$．（酒精的热值是 $3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（4）小华改进实验不足并收集多组数据是为了　       　（选填“ $A$”或“ $B$”）。

$A$．减少实验误差 $B$．寻找普遍的规律。

太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为 $2m^2$， $1m^2$面积上 $1h$接收到的太阳能平均为 $2.52\times {10}^{6}J$，若阳光照射该热水器 $5h$，可以使质量为 $80\mathit{kg}$的水温度升高 ${30}^{°}\text{C}$， $[c=4.2\times {10}^{3}J/(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C})$， $q_{\mathit{干木柴}}=1.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$，求：

（1）水吸收的热量。

（2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴（假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收）。

（3）该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。

如图是小宇家的电子式电能表。有一天他洗澡，关闭了家里其它用电器，只让家里标有“ $2000W$”的电热淋浴器正常工作，发现电能表指示灯闪烁了 $600\mathit{imp}$时。淋浴器内满箱水温从 ${23}^{°}\text{C}$升高到 ${43}^{°}\text{C}$，则消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·ℎ$，通电时间是　　 $\mathit{min}$；如果水吸收的这些热由完全燃烧 $0.021m^3$的天然气提供 $(q_{\mathit{天然气}}=4.0\times {10}^{7}J/m^3{C}_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$不计热量的损失）；水箱内水的质量是　　 $\mathit{kg}$；水箱内水内能的改变是通过　　实现的；在用电吹风吹干头发时，发现吹热风比吹冷风更容易让头发变干，这是由于　　。

关于热和能，正确的说法是 $($　　 $)$

A．热传递过程中，内能大的物体放出热量

B．热机做功冲程中，内能转化为机械能

C．物体内能减少，温度一定降低

D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多

我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为 $4.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，完全燃烧 $0.5\mathit{kg}$ “可燃冰”放出的热量为　　 $J$；若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使 $800\mathit{kg}$、 ${45}^{°}\text{C}$的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$，水面上方的气压　　1标准大气压。（选填“大于”、“小于”或“等于” $)\left(c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right)$

为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如图所示某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共 $3000\mathit{kg}$所受阻力为总重力的0.01倍。在 $40s$时间内匀速直线行驶 $400m$，共消耗天然气 $0.025\mathit{kg}$（天然气完全燃烧，其热值为 $6.4\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g=10N/\mathit{kg})$。针对此次行驶过程，求：

（1）汽车对地面的压强；

（2）汽车的功率；

（3）汽车发动机的效率。

某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶 $6.9\mathit{km}$，用时 $5\mathit{min}45s$，消耗燃油 $1.5\mathit{kg}$，已知汽车的牵引力是 $2000N$，燃油的热值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是 $($　　 $)$

①汽车行驶速度是 $20\mathit{km}/h$②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 $6.9\times {10}^{7}J$

③汽车牵引力做功的功率是 $30\mathit{kW}$④汽车发动机的效率是 $20\%$

A．只有①和②B．只有②和③C．只有①和④D．只有②和④

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）

某台汽油机飞轮的转速为 $1800r/\mathit{min}$，在 $1s$内，汽油机完成了　 个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了 $500g$汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量　　 $J$。 $\left(q_{\mathit{汽油}}=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$

小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是 $($　　 $)$

A．煤气燃烧越充分，其热值越大

B．加热过程中水的比热容变大

C．壶内水温度升高的过程中内能增大

D．水沸腾过程中吸收热量，温度不断升高