初中物理燃料的热值及其计算试题

2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源， $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$； $q_{氢}=1.4\times {10}^{8}J/\mathit{kg})$求：

（1）质量为 $0.3\mathit{kg}$的氢燃料完全燃烧放出的热量；

（2）若这些热量全部被质量为 $200\mathit{kg}$，温度为 ${15}^{°}\text{C}$的水吸收，则水升高的温度；

（3）某氢能源公交车以 $140\mathit{kW}$的恒定功率做匀速行驶，如果 $0.3\mathit{kg}$的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。

将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值 $($　　 $)$

A．都不变

B．都变为原来的三分之二

C．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二

D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变

在一标准大气压下，将 $50L$的水从 ${40}^{°}\text{C}$加热到沸点。求：

（1）水需要吸收的热量；

（2）提供这些热量，需要完全燃烧焦炭的质量 $\left(q_{\mathit{焦炭}}=3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$。

科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。

（1）在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为 $10N$的拉力 $F$使物体 $A$匀速提升了 $0.1m$。如果该装置的机械效率为 $70\%$，则这一过程中，克服物体 $A$的重力所做的功为　　 $J$，这个值也是物体 $A$增加的机械能。

（2）把质量为 $2\mathit{kg}$，温度为 ${25}^{°}\text{C}$的水加热到 ${100}^{°}\text{C}$，至少需要完全燃烧　　 $g$的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过　　（填“做功”或“热传递” $)$的途径实现的。

$[$已知：水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，酒精的热值为 $3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$

汽车在平直公路上匀速行驶 $9.2\mathit{km}$，消耗燃油 $1\mathit{kg}$，已知汽车的牵引力是 $2000N$，则汽车发动机的效率是　       　。（燃油热值取 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装 $10\mathit{kg}$液化气，液化气的热值取 $4.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是　　 $J$，若放出的热量有 $40\%$被水吸收，在标准大气压下可把　　 $\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热至沸腾。 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$。

一个标准大气压下，将质量 $1.0\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到沸腾，水吸收的热量是　　 $J$．小明家天然气热水器的热效率是 $84\%$，他某次洗澡，耗水 $40\mathit{kg}$，自来水进热水器的温度是 ${24}^{°}\text{C}$，出热水器的温度是 ${40}^{°}\text{C}$，小明这次洗澡消耗天然气　　 $m^3$．已知水的比热容是 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值是 $3.2\times {10}^{7}J/m^3$。

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

在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有 ${20}^{°}\text{C}$、质量为 $100g$的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精 $3g$。 $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，酒精的热值为 $3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。

（3）科学研究表明： $1g{100}^{°}\text{C}$的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收 $2.26\times {10}^{3}J$的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了 $5g$，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。

2018年5月8日，全球首条智能轨道快运系统在湖南株洲试开通。该智能轨道快运列车使用新能源的快充钛酸锂电池，电池容量为 $170\mathit{kW}·h$，满载时电耗为 $4\mathit{kW}·h/\mathit{km}$，最高运行速度为 $70\mathit{km}/h$。该电池充满电储存的能量与质量是　　 $\mathit{kg}$的汽油完全燃烧放出的热量相同；若列车满载匀速行驶电动机驱动列车的效率为 $75\%$，则列车匀速行驶过程中受到的平均阻力大小是　　 $N$．（汽油的热值是 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$