初中物理燃料的热值及其计算试题

某学校建了一个植物园，园内有一个温室大棚，大棚内设计了模拟日光和自动调温系统，对大棚进行照明、保温和加热。冬季白天有日光的时候，灯泡不亮；白天开启该系统的保温功能，晚上开启该系统的加热功能。大棚照明调温功能的原理电路图如图所示。已知电源电压恒为 $220V$， $R_1$和 $R_2$是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），保温时 $R_1$与 $R_2$的电功率之比为 $1:3$， $R_2=30\Omega$， $L$是标有“ $220V$， $100W$”的灯泡。请解答下列问题：

（1）灯泡正常工作时的电阻多大？

（2）开启加热功能时开关 $S_2$处于　 　（选填“断开”或“闭合” $)$状态。

（3）若每天保温状态和加热状态各连续工作 $10h$，一天中电热丝放出的热量完全由该植物园自产的沼气提供，其热效率为 $50\%$，则每天需要完全燃烧多少立方米的沼气？（已知热值 $q_{\mathit{沼气}}=1.8\times {10}^{7}J/m^3)$

某款油电混合动力小汽车，具有省油、能量利用率高等特点，其相关信息如表。在某次水平道路测试中，该车以中速匀速行驶 $170\mathit{km}$，共消耗汽油 $10L$．测试过程中，内燃机既向车轮提供能量，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，此时，内燃机和电动机共同驱动车辆前进。之后，工作人员又进行了制动测试，描绘出了制动距离（从刹车开始到车停止的距离）与制动时的速度关系图象，如图所示。

驱动模式	纯电动	启动、低速
	油电混动	中速
	纯燃油	高速
汽车质量	$1200\mathit{kg}$
车轮与地面总接触面积	$0.096m^2$

（1）由图象可知，车速越　　，制动距离越长。

（2）该车空载静止时，对水平地面的压强是多少？ $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（3）在水平道路中速匀速行驶测试中，若平均阻力为 $1000N$，牵引力做的功是多少？

（4）在水平道路中速匀速行驶测试中，若该车内燃机的效率为 $53\%$，此过程最终使蓄电池增加了多少能量？（忽略蓄电池和电动机的热损失， ${\rho }_{\mathit{汽油}}$取 $0.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $q_{\mathit{汽油}}=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

据统计，全国发生的车祸中有超过半数以上是超速、超载引起的。我市加大了道路交通安全监控管理力度，将“区间测速”座位判断是否超速的依据之一。所谓的“区间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速即被判为超速。若监测点 $A$、 $B$相距 $18\mathit{km}$，全程限速 $40\mathit{km}/h$，由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过监测点 $A$、 $B$的速度分别为 $30\mathit{km}/h$和 $456\mathit{km}/h$，通过 $A$、 $B$两个监测点的时间为 $20\mathit{min}$。问：

（1）按“区间测速”标准判断该货车在 $\mathit{AB}$段行驶是否超速？

（2）按照规定，载货车车轮对地面的压强超过 $7\times {10}^5\mathit{Pa}$即被判为超载。该型号货车部分参数如表所示。其中表中参数计算，该货车在不超载的情况下，在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少？ $({\rho }_{沙}=2.0\times {10}^3\mathit{km}/m^3$，取 $g=10N/\mathit{kg})$

（3）该货车在某路段平直公路上运动 $60s$的速度 $-$时间图像如图所示，这段时间内发动机完全燃烧柴油 $0.2\mathit{kg}$，已知发动机的效率 $\eta =40\%$，柴油的热值 $q=4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则货车在这段时间内运动受到的阻力为多大？

货车自重	$5\times {10}^{4}N$
轮胎触地总面积	$0.3m^2$
车厢容积	$10m^3$

我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长 $1.2\mathit{km}$的水平路面做匀速直线运动，用时 $40s$，汽车在行驶过程中受到的阻力为 $4000N$，汽车在此过程中发动机热机效率为 $48\%$，汽油的热值 $q=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。在该段测试过程中：

（1）汽车的功率为多少？

（2）燃烧了多少汽油？（计算结果保留两位小数）

某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×10⁷J，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q＝5×10⁷J/kg，g＝10N/kg）。针对这一过程，求：

（1）汽车行驶的路程；

（2）汽车受到的阻力；

（3）汽车发动机的效率。

某兴趣小组的同学做了如下实验：

（1）由图1甲图实验装置可以提出什么物理探究问题　                　？（只写一个）

（2）图1乙图中实验现象可以说明什么物理知识　                　。（只写一个）

（3）图2甲、乙、丙三个装置完全相同，燃料的质量都是 $10g$，各烧杯内液体质量和初温都相同。

①比较不同燃料的热值时应选择　     　两图进行实验，所测热值比真实值　    　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

②同学们选择其中两图继续探究“不同物质的吸热本领强弱”，并绘制了温度随时间变化关系图，如图丁所示，则 $a$、 $b$的比热容之比为　      　。

利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝。若从1吨垃圾中能提炼出 $140\mathit{kg}$燃料油，燃料油的热值为 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为　        　 $J$，这些热量可以使　        　 $\mathit{kg}$的水温度升高 ${50}^{°}\text{C}$． $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

菜油最适宜的烹饪温度在 ${150}^{°}\text{C}$至 ${180}^{°}\text{C}$之间。用天然气将质量为 $0.02\mathit{kg}$的菜油从室温 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${170}^{°}\text{C}$，天然气燃烧释放出的热量有 $60\%$被菜油吸收。则菜油吸收了　　 $J$热量，燃烧了　　 $m^3$的天然气。（取 $c_{\mathit{菜油}}=2.0\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，天然气的热值为 $4\times {10}^{7}J/m^3)$

小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度﹣时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容 　 　（选填"＞""＜"或"＝"）乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过 　 　方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 　 　（选填"变大""变小"或"不变"）。

2018年5月21日，在西昌卫星发射中心，伴随着大量白雾的长征四号丙运载火箭腾空而起，搭乘火箭的“鹊桥”号中继卫星成功升空，如图所示。当星箭分离后，“鹊桥”达到一定高度，打开伞状抛物面天线；变轨后，“鹊桥进入近地点约200公里、远地点约40万公里的地月转移轨道，将进行在轨测试，为未来实现着陆器巡视器与地面站之间的测控与数据传输提供通信桥梁。“鹊桥”将成为人类历史上第一颗地球轨道外专用中继通信卫星，这是我国在月球探测领域取得的新突破。

请根据以上材料，找出一个相关的物理信息，并指出其对应的物理知识，不得与示例重复。

物理信息：实现着陆器、巡视器与地面站之间的测控与数据传输；

物理知识：利用电磁波通信

作答：

物理信息：　　；

物理知识：　　。

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。

如图所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程能量是由 　    　能转化为 　    　能，这一特点与汽油机 　    　冲程相同。完全燃烧0.5kg的汽油，放出的热量是 　    　J（已知汽油的热值为4.6×10 ⁷J/kg）。

小明家新买来一台容积为 $80L$的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为 $40L$，“出水温度”设置为 ${40}^{°}\text{C}$后，开始加热。当水温达到 ${40}^{°}\text{C}$时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是 ${20}^{°}\text{C}$，加热前天然气表的示数为 $129.96m^3$，停止加热后变为 $130.06m^3$，天然气的热值 $q_{\mathit{天然气}}=4.2\times {10}^{7}J/m^3$，水的比热容 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $1L={10}^{-3}{m}^3$．求：

（1）水箱中水的质量；

（2）水箱中水吸收的热量；

（3）该热水器的热效率。

用铝壶在天然气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．铝的比热容比水小，铝吸热能力比水强

B．是通过做功的方式改变水的内能

C．水的温度越高，水分子运动越剧烈

D．天然气燃烧越充分，热值越大

2017年6月2日中央电视台报道，我国在南海海底实现“可燃冰”连续稳定产气22天，可燃冰燃烧时将化学能转化为　　能，完全燃烧热值为 $5.6\times {10}^{9}J/m^3$的可燃冰 $2m^3$，放出的热量是　　 $J$，相当于完全燃烧热值为 $2.8\times {10}^{7}J/m^3$的天然气　　 $m^3$放出的热量。