2022中考物理复习-燃料的热值及其计算专题（含答案）

2022中考物理复习-燃料的热值及其计算专题

一．选择题（共4小题）

1．2021年10月19日11时30分，我国自主研制、推力达500吨的整体式固体火箭发动机在陕西西安试车成功。固体发动机主要使用的丁羟这种固体燃料，原因是丁羟具有较大的（　　）

A．比热容 B．沸点 C．热值 D．熔点

2．2022年1月26日，我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号丙运载火箭，成功发射陆地探测号01组A星。火箭用液态氢作为燃料（　　）

A．温度高 B．热值大 C．比热容大 D．热量多

3．目前，中国以划时代的卫星硬科技创新，成为了5G领域的领头羊，这是利用了氢燃料的（　　）

A．质量大 B．比热容大 C．密度大 D．热值大

4．“西气东输”是我国重要的能源输送工程，西起新疆轮南，东至上海。供气范围覆盖中东部大片地区（　　）

A．热值 B．热量 C．内能 D．比热容

二．填空题（共5小题）

5．我国幅员辽阔，相同纬度上内陆地区的气温变化比沿海地区大得多，其主要原因是水和干泥土相比具有较大的 　   　；我国在航天工程中使用的长征系列运载火箭，大多选用液态氢作为燃料，主要原因是液态氢具有较大的 　   　。

6．2022年3月5日，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，将银河航天的7颗卫星送入轨道。如图所示的运载火箭装载了2t液态氢（热值约为1.4×108J/kg），其完全燃烧放出的热量约为 　   　J，液态氢燃烧过程中，其热值 　   　（选填“变大”“变小”或“不变”）；火箭点火后升空的过程中，运动状态 　   　（选填“改变”或“不变”）。

7．新农村建设，村里安装太阳能路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，将电能转化为 　   　能储存起来，夜晚蓄电池提供电能使路灯发光。若一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为6.0×107J，这与完全燃烧 　   　kg煤放出的热量相当（煤的热值是3.0×107J/kg）。

8．我国研发制造的大容量海上风电机组、超长叶片、漂浮式风电机组、长距离输电工程等一系列海上风电关键技术均取得重要突破，技术创新能力处于全球第一梯队。某台风电机发电5kW•h，若通过燃烧煤来获得这些电能　   　kg的煤。（煤的热值取3.0×107J/kg）

9．如图所示，2022冬奥会主火炬以“微火”取代熊熊燃烧的大火，传递低碳、环保的绿色奥运理念，大约能够节省99.9%的能量，充分体现了环保理念。氢气的热值为1.4×108J/kg表示的物理意义是 　   　。若氢气的密度为0.09kg/m3，每小时流过的氢气完全燃烧放出 　   　J的热量。

三．计算题（共6小题）

10．由于油价上涨，燃油性价比升高，性能优越的油电混合动力汽车得到消费者的青睐。油电混动小汽车的汽油机既向车轮提供动力，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。某油电混动小汽车加上2kg的汽油匀速直线行驶。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，q汽油＝4.6×107J/kg）

（1）质量为2kg的汽油完全燃烧释放出的能量是多少？

（2）汽油燃烧放出热量的40%用于驱动汽车行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量E为1.34×107J则驱动汽车行驶的能量是多少？

（3）若前进时功率为2×104W，求汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行使的时间。

11．小明家新买来一台燃气热水器，如图所示，该燃气热水器主要是利用天然气燃烧来加热水的，水的初温为15℃，某次洗漱时小明放了10s的水3的天然气（只有有水流出时，该热水器才会工作）[q天然气＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求：

（1）10s内放出的水吸收的热量；

（2）该过程中热水器加热水的效率；（假设该过程中天然气完全燃烧）

（3）若天然气完全燃烧产生的热量全部由干木柴来提供，需要完全燃烧0.049kg干木柴，则干木柴的热值。

12．如图为某型号柴油四驱微耕机，在我国农业生产中应用广泛。用于犁地时柴油机的工作效率η为35%，耗油量为每小时4kg。工作过程中，采用循环水冷却，其散热器中装有初温为25℃、质量为5kg的水。[柴油的热值q＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：

（1）工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量Q放；

（2）工作1小时柴油机对外输出的有用机械功W；

（3）一个标准大气压下，散热器中的水从开机到沸腾吸收的热量Q吸。

13．塔里木油田是我国累计产气最多的特大型整装优质气田区。该油田向我国东部地区输送天然气，惠泽我国十多个省市自治区80多个大中型城市的居民。问：

（1）从物理学的角度来看，每输送100m3天然气相当于输送了多少焦耳的能量？（q天然气＝4.2×107J/m3）

（2）若100m3天然气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，可以使多少千克的水温度从20℃升高到100℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

14．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，目前许多城市投放使用了氢燃料新能源公交车。[已知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20℃的水吸收，求水升高的温度。

（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得的热量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？

15．某物理兴趣小组的同学绘制了用煤炉给水加热过程中水温随加热时间变化的图像，如图所示。已知在0～4min内完全燃烧了280g的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg，求：

（1）0～4min内煤完全燃烧放出的热量；

（2）若煤炉的效率为20%，经过4min的加热，水吸收的热量；

（3）水的质量。

参考答案与试题解析

一．选择题（共4小题）

1．2021年10月19日11时30分，我国自主研制、推力达500吨的整体式固体火箭发动机在陕西西安试车成功。固体发动机主要使用的丁羟这种固体燃料，原因是丁羟具有较大的（　　）

A．比热容 B．沸点 C．热值 D．熔点

【解答】解：热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出热量的多少，丁羟这种固体燃料和其他燃料相比，完全燃烧放出的热量更多可知；

固体发动机主要使用的丁羟这种固体燃料，正是利用了丁羟这种固体燃料具有较大热值这一特性，C正确。

故选：C。

2．2022年1月26日，我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号丙运载火箭，成功发射陆地探测号01组A星。火箭用液态氢作为燃料（　　）

A．温度高 B．热值大 C．比热容大 D．热量多

【解答】解：运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢的热值大，质量相同时，可以释放出更多的热量。

故选：B。

3．目前，中国以划时代的卫星硬科技创新，成为了5G领域的领头羊，这是利用了氢燃料的（　　）

A．质量大 B．比热容大 C．密度大 D．热值大

【解答】解：热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，因此发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，故D正确。

故选：D。

4．“西气东输”是我国重要的能源输送工程，西起新疆轮南，东至上海。供气范围覆盖中东部大片地区（　　）

A．热值 B．热量 C．内能 D．比热容

【解答】解：天然气具有较大的热值，完全燃烧相同质量的天然气和其它燃料相比。

故选：A。

二．填空题（共5小题）

5．我国幅员辽阔，相同纬度上内陆地区的气温变化比沿海地区大得多，其主要原因是水和干泥土相比具有较大的 　比热容　；我国在航天工程中使用的长征系列运载火箭，大多选用液态氢作为燃料，主要原因是液态氢具有较大的 　热值　。

【解答】解：相同纬度上内陆地区的气温变化比沿海地区大得多，其主要原因是水和干泥土相比具有较大的比热容，大多选用液态氢作为燃料。

故答案为：比热容；热值。

6．2022年3月5日，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，将银河航天的7颗卫星送入轨道。如图所示的运载火箭装载了2t液态氢（热值约为1.4×108J/kg），其完全燃烧放出的热量约为 　2.8×1011　J，液态氢燃烧过程中，其热值 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）；火箭点火后升空的过程中，运动状态 　改变　（选填“改变”或“不变”）。

【解答】解：（1）液态氢完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2×103kg×2.4×108J/kg＝6.8×1011J；

（2）因为燃料的热值是燃料的特性，与燃料的质量和燃烧程度无关，其热值保持不变；

（3）火箭点火后升空的过程中，速度越来越快。

故答案为：2.7×1011；不变；改变。

7．新农村建设，村里安装太阳能路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，将电能转化为 　化学能　能储存起来，夜晚蓄电池提供电能使路灯发光。若一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为6.0×107J，这与完全燃烧 　2　kg煤放出的热量相当（煤的热值是3.0×107J/kg）。

【解答】解：（1）给蓄电池充电，将电能转化为化学能储存起来；

（2）由Q放＝mq可知，相当于完全燃烧煤的质量：m＝＝。

故答案为：化学；2。

8．我国研发制造的大容量海上风电机组、超长叶片、漂浮式风电机组、长距离输电工程等一系列海上风电关键技术均取得重要突破，技术创新能力处于全球第一梯队。某台风电机发电5kW•h，若通过燃烧煤来获得这些电能　0.6　kg的煤。（煤的热值取3.0×107J/kg）

【解答】解：煤完全燃烧需要放出的热量Q＝W＝5kW•h＝5×4.6×106J＝7.8×107J；

由Q＝mq可知，需要完全燃烧煤的质量：m＝＝。

故答案为：0.6。

9．如图所示，2022冬奥会主火炬以“微火”取代熊熊燃烧的大火，传递低碳、环保的绿色奥运理念，大约能够节省99.9%的能量，充分体现了环保理念。氢气的热值为1.4×108J/kg表示的物理意义是 　1kg氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J　。若氢气的密度为0.09kg/m3，每小时流过的氢气完全燃烧放出 　1.512×107　J的热量。

【解答】解：氢的热值是1.4×106J/kg，表示的物理意义是：1kg氢完全燃烧放出的热量是1.5×108J；

由ρ＝可知3×2.2m3＝8.108kg；

氢完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝0.108kg×1.5×108J/kg＝1.512×104J。

故答案为：1kg氢完全燃烧放出的热量是1.7×108J；1.512×105。

三．计算题（共6小题）

10．由于油价上涨，燃油性价比升高，性能优越的油电混合动力汽车得到消费者的青睐。油电混动小汽车的汽油机既向车轮提供动力，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。某油电混动小汽车加上2kg的汽油匀速直线行驶。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，q汽油＝4.6×107J/kg）

（1）质量为2kg的汽油完全燃烧释放出的能量是多少？

（2）汽油燃烧放出热量的40%用于驱动汽车行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量E为1.34×107J则驱动汽车行驶的能量是多少？

（3）若前进时功率为2×104W，求汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行使的时间。

【解答】解：（1）汽油完全燃烧释放出的能量：Q放＝mq汽油＝2kg×4.4×107J/kg＝9.8×107J；

（2）由η＝可知放＝40%×9.4×107J＝3.68×104J；

根据题意可知，驱动汽车行驶的能量：W机械＝W﹣E＝3.68×107J﹣4.34×107J＝2.34×106J；

（3）由P＝可知，可以行使的时间：t＝＝。

答：（1）质量为6kg的汽油完全燃烧释放出的能量是9.2×104J；

（2）驱动汽车行驶的能量是2.34×107J；

（3）汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行使的时间为1170s。

11．小明家新买来一台燃气热水器，如图所示，该燃气热水器主要是利用天然气燃烧来加热水的，水的初温为15℃，某次洗漱时小明放了10s的水3的天然气（只有有水流出时，该热水器才会工作）[q天然气＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求：

（1）10s内放出的水吸收的热量；

（2）该过程中热水器加热水的效率；（假设该过程中天然气完全燃烧）

（3）若天然气完全燃烧产生的热量全部由干木柴来提供，需要完全燃烧0.049kg干木柴，则干木柴的热值。

【解答】解：（1）燃气热水器10s内放出水的体积：V＝100mL/s×10s＝1000mL＝1L＝1×10﹣5m3；

由ρ＝可知3kg/m4×1×10﹣3m7＝1kg；

10s内放出的水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝6.2×103J/（kg•℃）×4kg×（50℃﹣15℃）＝1.47×105J；

（2）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq天然气＝4.014m3×4.6×107J/m3＝6.88×105J；

该过程中热水器加热水的效率：η＝＝＝25%；

（3）由题意可知，干木柴完全燃烧放出的热量Q干木柴＝Q放＝5.88×105J；

则干木柴的热值：q＝＝＝1.4×107J/kg。

答：（1）10s内放出的水吸收的热量为1.47×104J；

（2）该过程中热水器加热水的效率为25%；

（3）干木柴的热值为1.2×108J/kg。

12．如图为某型号柴油四驱微耕机，在我国农业生产中应用广泛。用于犁地时柴油机的工作效率η为35%，耗油量为每小时4kg。工作过程中，采用循环水冷却，其散热器中装有初温为25℃、质量为5kg的水。[柴油的热值q＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：

（1）工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量Q放；

（2）工作1小时柴油机对外输出的有用机械功W；

（3）一个标准大气压下，散热器中的水从开机到沸腾吸收的热量Q吸。

【解答】解：（1）工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量：Q放＝mq＝4kg×7.3×107J/kg＝8.72×108J；

（2）由η＝可知放＝35%×1.72×107J＝6.02×107J；

（3）一个标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃，

则水从开机到沸腾吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t8）＝4.2×107J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣25℃）＝1.575×106J。

答：（1）工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量为1.72×106J；

（2）工作1小时柴油机对外输出的有用机械功W为6.02×108J；

（3）一个标准大气压下，散热器中的水从开机到沸腾吸收的热量为1.575×106J。

13．塔里木油田是我国累计产气最多的特大型整装优质气田区。该油田向我国东部地区输送天然气，惠泽我国十多个省市自治区80多个大中型城市的居民。问：

（1）从物理学的角度来看，每输送100m3天然气相当于输送了多少焦耳的能量？（q天然气＝4.2×107J/m3）

（2）若100m3天然气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，可以使多少千克的水温度从20℃升高到100℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

【解答】解：（1）每输送100m3的天然气相当于输送的能量：

Q放＝Vq＝100m3×8.2×107J/m5＝4.2×103J；

（2）由题意可知，水吸收的热量Q吸＝Q放×80%＝4.2×102J×80%＝3.36×109J，

由Q吸＝cm（t﹣t7）得水的质量：m＝＝＝1×104kg。

答：（1）从物理角度来看，则每输送100m3的天然气就相当于输送了4.8×109的能量；

（2）若100m3的天然气完全燃烧放出的热量的80%被水吸收，可以使4×104kg的水从20℃升高到100℃。

14．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，目前许多城市投放使用了氢燃料新能源公交车。[已知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20℃的水吸收，求水升高的温度。

（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得的热量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？

【解答】解：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝8.3kg×1.4×108J/kg＝4.5×107J；

（2）由题意可知，水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.3×107J；

由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度：Δt＝＝；

（3）由题意可知，公交车所做的功W＝Q放＝5.2×107J；

由P＝可知＝＝300s。

答：（1）质量为0.7kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×103J；

（2）若这些热量全部被质量为200kg、温度为20℃的水吸收；

（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得的热量和公交车所做的功相等。

15．某物理兴趣小组的同学绘制了用煤炉给水加热过程中水温随加热时间变化的图像，如图所示。已知在0～4min内完全燃烧了280g的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg，求：

（1）0～4min内煤完全燃烧放出的热量；

（2）若煤炉的效率为20%，经过4min的加热，水吸收的热量；

（3）水的质量。

【解答】解：（1）燃烧煤的质量m煤＝280g＝0.28kg，煤的热值q煤＝3×104J/kg，

煤完全燃烧产生的热量：Q放＝m煤q煤＝0.28kg×3×106J/kg＝8.4×105J；

（2）由η＝得水吸收的热量：

Q吸＝ηQ放＝20%×8.4×104J＝1.68×106J；

（3）由图象可知，加热7min水升高的温度：Δt＝70℃﹣20℃＝50℃，

由Q吸＝cm水Δt得水的质量：m水＝＝＝8kg。

答：（1）煤完全燃烧产生的热量是8.3×106J。

（2）若煤炉的效率为20%，经过4min时间加热2J。

（3）加热的水的质量是8kg。