物理九年级全册六 燃料的利用和环境保护练习题

10.6 燃料的利用和环境保护

一．选择题（共10小题）

1．随着人们环保意识的增强，我市环境有很大改善。以下做法不利于改善环境的是（　　）

A．随地张贴小广告 B．严禁燃放烟花爆竹 

C．不随地乱扔垃圾 D．减少使用化石能源

【答案】A。

【解析】A、随意贴小广告，破坏城市环境，造成城市“牛皮癣”，不利于改善环境；

B、烟花爆竹在燃放过程会产生二氧化硫等许多有害气体；严禁其燃放能改善环境；

C、不随地扔垃圾，显然能减少城市环境的破坏，能在一定程度改善环境；

D、化石能源在燃烧过程排放温室气体二氧化碳以及一些有害气体一氧化碳、二氧化硫等；减少使用化石能源有利于改善环境；

2．如图所示，把热水壶放在煤气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．煤气的燃烧过程是内能转化为化学能        B．煤气燃烧越充分，它的热值越大 

C．烧水的过程是通过做功的方式改变水的内能    D．水的温度越高，水分子运动越剧烈

【答案】D。

【解析】A、煤气在燃烧过程是化学能转化为内能，故A错误；

B、燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故B错误；

C、烧水时水从火焰中吸收热量，温度升高，是利用热传递的方式改变物体内能的，故C错误；

D、水的温度越高，水分子运动越剧烈，故D正确。

3．为了减少能源的利用对环境的污染和破坏，下列做法不正确的是（　　）

A．大力发展风力发电     B．大力发展火力发电 

C．减少化石燃料的使用     D．开发使用电能驱动的电动汽车

【答案】B。

【解析】A、风能是可再生能源，风力发电清洁、无污染。可以减少能源利用对环境的污染和破坏。故A正确；

B、火力发电的原料是煤或天然气等化石能源，属于不可再生能源，同时发电工程会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，会加重环境污染。故B不正确；

C、化石燃料属于不可再生能源，减少化石燃料的使用，可以减少二氧化碳和其他有害气体的排放，有助于减小环境污染。故C正确；

D、电动汽车行驶过程中噪音小，无尾气排放，能够减少对环境的污染和破坏。故D正确。

4．我国的火箭发射技术位于世界前列。为获得强大的推动力，发射火箭选择了氢燃料，这主要是考虑到氢燃料的（　　）

A．密度小 B．热值大 C．质量小 D．比热容大

【答案】B。

【解析】运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，不仅液态氢的密度小，主发是考虑到氢燃料的热值大，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；

故B正确，ACD错误。

5．小文家用燃气热水器将质量为100kg的水从20℃加热到50℃，消耗了1m3的天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.2×107J/m3，则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（　　）

A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值  B．水吸收的热量是1.26×107J 

C．该热水器工作的效率 49.5%          D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关

【答案】B。

【解析】A、热值是燃料的一种特性，与燃烧情况、放出热量的多少无关，故A错误；

B、水吸收的热量：

Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（50℃﹣20℃）＝1.26×107J，故B正确；

C、天然气完全燃烧放出的热量：

Q放＝Vq＝1m3×3.2×107J/m3＝3.2×107J；

该热水器烧水的效率：

η＝×100%＝×100%≈39.4%，故C错误；

D、热值取决于燃料种类，与外界条件无关；而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，故D错误。

6．生活中的“不变”常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断正确的是（　　）

A．一瓶煤油燃烧一半前后﹣﹣煤油热值不变   B．声音向远处传播过程中﹣﹣声音响度不变 

C．酒精与水充分混合前后﹣﹣体积之和不变   D．物体远离平面镜过程中﹣﹣物像间距不变

【答案】A。

【解析】A、因为热值是煤油的特性，将一瓶煤油倒掉一半热值不变，故A正确；

B、声音在向远处传播的过程中，响度越来越小，故B错误；

C、酒精与水充分混合，水分子和酒精分子进入彼此的间隙中，混合后体积变小，故C错误；

D、物体远离平面镜时像距增加，物距增加，故物像间距增加，故D错误。

7．下列说法正确的是（　　）

A．燃料燃烧越充分，它的热值就越大        B．内燃机用水做冷却液，是因为水的比热容较大 

C．敲击大小不同的编钟，发出声音的音色不同    D．在闹市区安装噪声监测装置，可以减弱噪声

【答案】B。

【解析】A．燃料的热值是燃料的特性，与实际燃烧情况无关，故该选项错误；

B．水的比热容比较大，等质量物质在升高相同温度时，水吸收的热量多，适合作为内燃机的冷却液，该选项正确；

C．敲击大小不同的编钟，是音调不同，相同乐器发出的声音的音色相同，该选项错误；

D．噪声监测装置只能监测噪声等级，不能减弱，该选项错误。

8．西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是（　　）

A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大 

B．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能 

C．北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大 

D．北斗导航卫星加速升空过程中，其惯性增大

【答案】C。

【解析】A、发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A错误；

B、火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B错误；

C、北斗导航卫星加速升空的过程中，速度增大，高度增大，因此动能和重力势能都增大，机械能的总量也增大，故C正确；

D、北斗导航卫星加速升空过程中，其质量不变，惯性不变，故D错误。

9．某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列说法中（　　）

①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J

②该柴油发动机效率为30%

③汽车的牵引力为1.05×104N

④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物

A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确

【答案】D。

【解析】

①完全燃烧700g干木柴放出的热量：Q放＝m柴油q＝0.7kg×4.3×107J/kg＝3.01×107J，故①错误；

②柴油发动机做功：W＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J，柴油发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝30%，故②正确；

③汽车速度：v＝72km/h＝72×m/s＝20m/s，由P＝＝＝Fv得，汽车的牵引力：F＝＝＝1.05×104N，故③正确；

④由p＝得，公路所能承受的最大压力：F＝pS＝8×105Pa×0.5m2＝4×105N，汽车与货物的质量之和：m总＝＝＝＝4×104kg＝40t，汽车最多能装载货物质量：m＝m总﹣m车＝40t﹣12t＝28t，故④错误。

综上，①④错误，②③正确。

10．关于内能及其利用，下列说法正确的是（　　）

A．热值高的燃料，燃烧放出的热量多    B．“炙手可热”是通过热传递改变物体内能的 

C．热机的做功冲程将机械能转化为内能    D．冬天对手哈气取暖是利用做功来改变内能的

【答案】B。

【解析】

A．燃料燃烧放出热量的多少与燃料的热值、质量以及燃料是否完全燃烧都有关，所以热值高的燃料，燃烧放出的热量不一定多，故A错误；

B．“炙手可热”是手与高温物体间发生了内能的转移，是通过热传递改变了手的内能，故B正确；

C．热机的做功冲程，将燃气的内能转化为活塞运动的机械能，故C错误；

D．冬天对手哈气取暖是利用热传递来改变内能的，故D错误。

二．填空题（共5小题）

11．我国长征运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的　热值　高；火箭外表涂有一层特殊物质，可利用该物质在发生物态变化时要　吸　热，从而避免高速运行的火箭温度过高。

【答案】热值；吸。

【解析】（1）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；

（2）为保证火箭安全，箭体上涂有一层特殊固体物质，在高温下先熔化，再汽化，因为熔化、汽化时要吸收大量的热，这样箭体的温度就不会太高。

12．2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值　大　的固体燃料（选填“大”或“小”），燃料的质量减少，热值　不变　（选填“变小”或“不变”）。

【答案】大；不变。

【解析】

火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是热值大，完全燃烧相同质量时，可以放出更多的热量；

热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关，所以在燃料的质量减少时热值不变。

13．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140kg燃料油，燃料油的热值为4.5×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为　6.3×109　J，这些热量可以使　30000　kg的水温度升高50℃．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]

【答案】6.3×109；30000。

【解析】完全燃烧140kg这种燃料油放出的热量：

Q放＝mq＝140kg×4.5×107J/kg＝6.3×109J，

由题知，水吸收的热量Q吸＝Q放＝6.3×109J，

由Q＝cm△t可得，m＝＝＝30000kg。

14．小明家有辆排量1.6L的汽车，行驶100km油耗约为5kg，汽油的热值为4.6×107J/kg，若这些汽油完全燃烧，可放出　2.3×108　J热量，燃油汽车产生的　噪声（或尾气）　对环境会造成污染。

【答案】2.3×108；噪声（或尾气）。

【解析】这些汽油完全燃烧放出的热量：

Q＝mq＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J；

燃油汽车产生的噪声（或尾气）会对环境会造成污染。

15．我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃油完全燃烧放出的热量为　8.0×109　J，燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为　内　能。

【答案】8.0×109；内。

【解析】（1）这些燃油完全燃烧放出的热量：

Q＝mq＝200kg×4.0×107J/kg＝8.0×109J；

（2）燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为内能。

三．实验探究题（共4小题）

16．李明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了如图所示的甲、乙两组实验装置：

（1）你认为探究“不同燃料燃烧的放热能力”他应选用　乙　组器材。

（2）实验时秒表是用在　甲　组实验中。甲组实验中沙子和水的　质量　要必须相等，通过　加热时间　来反映物质吸收热量的多少，。

【答案】（1）乙；（2）甲；质量；加热时间。

【解析】（1）比较不同燃料燃烧的放热能力，要使用质量相同的不同燃料，通过燃料燃烧使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，根据Q＝cm△t得出不同燃料放出热量的多少，

故探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用乙组器材。

（2）在研究不同物质吸热升温的实验时，要控制不同物质吸热相同，由转换法可知，使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，故秒表是用在甲组实验中；

不同物质吸热升温与物质种类和质量有关，所以甲组实验中沙子和水的质量应相同；

17．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。

（1）比较不同燃料的热值应选择　乙丙　两个装置，比较不同物质的比热容应选择　甲乙　两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是　控制变量　法

（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计　示数的变化　比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做　转换　法。

（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是　4.2×104　J，如果认为若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是　4.2×106　J/kg，算出的热值比标准值　偏小　。（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]

【答案】（1）乙丙；   甲乙；  控制变量；（2）示数的变化；转换；（3）4.2×104 ；  4.2×106  ；偏小。

【解析】（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数的变化得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择乙和丙两图进行实验；

为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和乙两图进行实验，这用到了控制变量法；

（2）燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应，这用到了转换法；

（3）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J；

如果认为若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，即Q放＝Q吸＝4.2×104J；

根据Q放＝mq知酒精的热值：

q酒精＝＝＝4.2×106J/kg，

因为加热时有热量的散失以及燃料不完全燃烧，会使得测量的热值偏小。

18．在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。

（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则他应将平衡螺母向　左　端调节；图2是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图3所示，则他还应称量　6.5　g的酒精；

（2）小林组装的实验装置如图4所示，他在器材安装中的一处错误是　温度计的玻璃泡接触到了容器底　；

（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过　温度计的示数变化　来反映的。

（4）正确组装实验装置后，小林用（1）中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验，正确采集的数据如表所示，根据实验数据，小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多。你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是　没有控制被加热水的质量相等　。

【答案】（1）左；6.5；（2）温度计的玻璃泡接触到了容器底；（3）温度计的示数变化；（4）没有控制被加热水的质量相等。

【解析】（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端的零刻线处；此时指针偏向右侧，说明天平的左侧上翘，平衡螺母应向左移动；

如图2和3所示，碎纸片的质量m＝5g+1.5g＝6.5g；

为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，所以则他还应称量6.5g的酒精；

（2）由图4知，实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底；

（3）为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；

（4）实验中要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，而小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多，可能是没有控制被加热水的质量相等。

19．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图1和2所示的装置进行实验，记录结果见下表：

（1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量相等。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。

①小辉认为实验中是直接用　水温升高的多少　来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同。

②小明认为如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的　热量损失　就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同。

③你认为　小明　（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。

（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是　煤油　。

（3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量。小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是　不可靠　的（选填“可靠”或“不可靠”）。理由是　燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收　（只写出一条即可）。

【答案】

（1）①水温升高的多少；②热量损失；③小明；

（2）煤油；

（3）不可靠；燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收。

【解析】（1）①质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少；

②根据热传递的条件，水温与周围环境温度相差越大，越容易发生热传递，若水的初温不同，便可造成水的散热情况不同，所以实验中应控制水的初温相同；

③由上分析知，小明的分析更加合理；

（2）根据表格中数据，相同质量的两种燃料燃烧完后，煤油的水温升高较大，说明煤油放出的热量较多，即煤油的热值较大；

（3）在实验过程中，燃油不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收，同时水也会向外散热，所以不能通过水吸收的热量得出燃料燃烧放出的热量，进而计算燃料的热值。

四．计算题（共3小题）

20．如图所示是一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以20m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了3km时，消耗汽油0.4kg。假设汽油完全燃烧，汽油的热值为4.5×107J/kg，汽油机的效率为30%，那么在这段运动过程中，求：

（1）该汽车发动机做的有用功是多少？

（2）汽车行驶中受到的阻力多大？

【解析】（1）汽油完全燃烧放出的热量为Q＝mq＝0.4kg×4.5×107J/kg＝1.8×107J，

因为η＝，

所以W有用＝ηQ总＝30%×1.8×107J＝5.4×106J；

（2）因为W＝Fs，

所以发动机的牵引力为F＝＝＝1800N，

由二力平衡可知，阻力：f＝F＝1800N。

答：（1）该汽车发动机做的有用功是5.4×106J；

（2）汽车行驶中受到的阻力为1800N。

21．5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22世纪最理想的能源，[c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q氢＝1.4×108J/kg）求：

（1）质量为0.3kg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200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；

（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg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。

【解析】（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：

Q＝mq＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；

（2）水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.2×107J，

由Q吸＝cm△t得水升高温度：

△t＝＝＝50℃；

（3）公交车所做的功：W＝Q放＝4.2×107J，

由P＝得公交车行驶时间：

t＝＝＝300s。

答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；

（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；

（3）这些热量能让该公交车匀速行驶300s。

22．上汽大通FCV80是国内第一款运用全新准入标准的燃料电池轻客车型，它是用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机，氢气在燃料电池中与氧气发生反应产生电能据悉，其功率可达75kW，续航里程可达500km。已知车载储氢罐的氢存储量为6.2kg氢气的热值为1.4×108J/kg。

（1）一罐氢气完全燃烧放出的热量是多少？

（2）若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108km/h，此时该车所受的阻力是多大？

（3）在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢气能行驶1.5h，则该车燃料的效率是多少？（保留一位小数）

【解析】

（1）一罐氢气完全燃烧放出的热量：

Q放＝mq＝6.2kg×1.4×108J/kg＝8.68×108J；

（2）该车的速度：v＝108km/h＝108×m/s＝30m/s，

根据P＝＝＝Fv得，

该车以最大功率用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力：

f＝F牵＝＝＝2500N；

（3）该车以最大功率行驶1.5h所做有用功：

W有＝Pt＝75×103W×1.5×3600s＝4.05×108J，

燃料效率：η＝×100%＝×100%≈46.7%。

答：（1）一罐氢气完全燃烧放出的热量是8.68×108J；

（2）若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108km/h，此时该车所受的阻力是2500N；

（3）在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢气能行驶1.5h，则该车燃料的效率是46.7%。