03燃料的热值及其计算-沪科版九年级上学期期末物理知识点突破练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 03燃料的热值及其计算-沪科版九年级上学期期末物理知识点突破练习（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 604.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-23 17:41:26 | ||
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文档简介
03燃料的热值及其计算-沪科版九年级上学期期末物理知识点突破练习
一．选择题（共6小题）
1．2022年3月，王亚平在中国空间站进行第二次太空授课，下列有关说法正确的是（ ）
A．王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息
B．空间站的信息传递到地球上的速度为340m/s
C．地球上的石头带到空间站时质量会变小
D．运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较小
2．2022年11月12日，我国在海南文昌航天发射场，用长征七号遥六运载火箭成功发射天舟五号货运飞船。长征七号遥六运载火箭采用液氧煤油作为燃料（ ）
A．比热容 B．热值 C．热量 D．内能
3．2022年11月29日，长征二号F火箭搭载神舟十五号载人飞船，将3名航天员送进空间站，如图。长征二号F火箭选用偏二甲肼为燃料，这是因为偏二甲肼具有较大的（ ）
A．比热容 B．热值 C．内能 D．密度
4．2022年10月31日，搭载“梦天”实验舱的“长征五号B遥四”运载火箭成功发射。火箭加速升空的过程中，燃料燃烧提供火箭升空所需的能量。随着燃料质量不断减小（ ）
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断
5．2022年7月1日，“长征五号”遥七火箭芯二级氢氧发动机地面环境校准试验取得圆满成功。“长征五号”被誉为走向深空的最后一把钥匙。拉开了我国载人航天工程“第三步”任务序幕。“长征五号”发动机使用液氢作燃料，这是利用液氢的（ ）
A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热效率高
6．图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
二．填空题（共3小题）
7．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船由长征二号F火箭搭载升空，火箭采用的四氧化二氮与偏二甲肼液体燃料推进剂具有较大的 。箭船组合在升空阶段与大气层剧烈摩擦，这通过 的方式增大了其内能。
8．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船成功发射，如图所示。运载火箭用液态氢作燃料 大，液态氢燃烧时将化学能转化为 。
9．2019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 的固体燃料（选填“大”或“小”），燃料的质量减少，热值 （选填“变小”或“不变”）。
三．实验探究题（共2小题）
10．小华同学设计了如图所示的实验，其中甲、乙、丙三个装置完全相同，液体的质量相同。
（1）要比较不同液体的比热容，应选择 两个装置进行实验。
（2）实验中，加热相同一段时间后，液体b上升的温度较高 （填“a”或“b”）的比热容更大。
（3）为比较两种燃料的热值，必须控制相同的是 （可多选）。
A．燃料的质量
B．燃料燃烧的时间
C．烧杯内液体的质量
D．烧杯内液体的种类
（4）通过比较 来判断两种燃料热值的大小，这种实验方法是 。
11．利用如图（a）所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
（1）实验时，选取质量 、初温相同的甲、乙两种不同液体，用相同的酒精灯加热，加热时液体温度升高 方式来增大内能的。
（2）根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图（b）所示，分析可知， 液体的吸热能力更强。
（3）实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 （填“变大”“变小”或“不变”）。
四．计算题（共11小题）
12．2022年第14届中国航展首日，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号进行低空投水表演，如图。若航行20min，发动机的平均功率为1.5×107W，航空燃油的热值为4×107J/kg。求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
（2）发动机的效率。
13．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车，如图所示。氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一。国产氢燃料车在某次行驶中消耗的氢燃料为1.5kg
（1）此过程氢燃料完全燃烧放出的热量。
（2）这些热量有50%被质量为500kg，初温为10℃的水吸收，则水升高的温度是多少？[已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q氢＝1.4×108J/kg]
14．某物理兴趣小组的同学，尝试测算天然气灶的效率，用该灶给4kg的水加热6min3的天然气，q天然气＝3.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（2）水升高的温度；
（3）水吸收的热量Q吸；
（4）天然气灶的效率η。
15．在1个标准大气压下，用燃气灶把质量为5kg，温度为20℃的水加热到沸腾。已知燃气灶的效率为50%，c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天热气＝4.2×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）需要燃烧天然气的体积。
16．用煤气灶烧水，完全燃烧0.5kg煤气，使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率。
17．水壶中装有质量为5kg的水，初温为15℃。用太阳灶将水壶中的水加热到95℃。若此太阳灶烧水的效率为50%，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天然气＝3.5×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）烧水的过程中太阳灶接收的太阳能；
（3）太阳灶接收的太阳能相当于完全燃烧多少m3天然气释放出的热量。
18．“家家捣米做汤圆，知是明朝冬至天”，冬天吃汤圆是我国江南地区的传统习俗。煮汤圆需要先将水加热，水温升高了60°。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤的热值为3.0×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）采用煤炉加热，假如此煤炉加热水的效率为15%，需要完全燃烧煤的质量。
19．氢能源动力汽车具有零排放的环保优势。2022年北京冬奥会上使用的某款氢能源动力汽车总质量为1.5×103kg，在平直公路上匀速行驶了3.5km，该过程中汽车受到的阻力为总重的氢＝1.4×108J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）牵引力做的功；
（2）需要消耗的氢的质量；
（3）若（2）中消耗的氢完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以将质量为50kg初温为20℃的水升高的温度。
20．某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：
（1）天然气完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）燃气灶烧水时的热效率。
21．食物营养的热量计量单位“卡路里”定义为在1个标准大气压下，将1g水温度升高1℃所需要的热量。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）1卡路里相当于多少焦耳的热量；
（2）成年人每天的基础代谢热量约为1.5×105卡路里，这些热量由热值是3×107J/kg的焦炭来提供，则需要的焦炭质量。
22．某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入2.5kg水，烧水前的水温为20℃，立即关闭煤气，由燃气表前后示数知烧水使用煤气的体积为0.105m3，该同学查得煤气的热值q＝4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶烧水效率。
03燃料的热值及其计算-沪科版九年级上学期期末物理知识点突破练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．2022年3月，王亚平在中国空间站进行第二次太空授课，下列有关说法正确的是（ ）
A．王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息
B．空间站的信息传递到地球上的速度为340m/s
C．地球上的石头带到空间站时质量会变小
D．运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较小
【答案】A
【解答】解：A、太空中的视频通话是通过电磁波传输信息的；
B、声音不能在真空中传播；因此空间站向地球传递信号是用电磁波8m/s，故B错误；
C、石头从地球带到太空，物质的多少没有变化，故C错误；
D、运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，完全燃烧相同质量的氢时，故D错误。
故选：A。
2．2022年11月12日，我国在海南文昌航天发射场，用长征七号遥六运载火箭成功发射天舟五号货运飞船。长征七号遥六运载火箭采用液氧煤油作为燃料（ ）
A．比热容 B．热值 C．热量 D．内能
【答案】B
【解答】解：火箭采用液氧煤油作为燃料，主要是因为液氧煤油热值大，完全燃烧能放出更多的热量。
故选：B。
3．2022年11月29日，长征二号F火箭搭载神舟十五号载人飞船，将3名航天员送进空间站，如图。长征二号F火箭选用偏二甲肼为燃料，这是因为偏二甲肼具有较大的（ ）
A．比热容 B．热值 C．内能 D．密度
【答案】B
【解答】解：长征二号F火箭选用偏二甲肼为燃料，是因为偏二甲肼具有较大的热值放＝mq可知，完全燃烧相同质量的偏二甲肼时。
故选：B。
4．2022年10月31日，搭载“梦天”实验舱的“长征五号B遥四”运载火箭成功发射。火箭加速升空的过程中，燃料燃烧提供火箭升空所需的能量。随着燃料质量不断减小（ ）
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断
【答案】C
【解答】解：
热值是燃料的特性，与燃料的质量无关，燃料质量不断减小。
故选：C。
5．2022年7月1日，“长征五号”遥七火箭芯二级氢氧发动机地面环境校准试验取得圆满成功。“长征五号”被誉为走向深空的最后一把钥匙。拉开了我国载人航天工程“第三步”任务序幕。“长征五号”发动机使用液氢作燃料，这是利用液氢的（ ）
A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热效率高
【答案】B
【解答】解：“长征五号”发动机使用液氢作燃料，是因为液态氢热值高。
故选：B。
6．图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
【答案】B
【解答】解：A、由图乙可知甲热机的有用机械能是2000J，即甲的有用机械能较小；
B、由图乙可知甲损失能量500J，则甲损失能量较小；
C、燃料的化学能等于有用机械能，由图乙可知，乙的燃料化学能为：3000J+4000J+5000J＝12000J，故C错误；
D、已知甲燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能甲＝4000J；
乙燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能，即Q乙＝12000J；
则甲的热机效率为：η甲＝＝＝50%；
乙的热机效率为：η乙＝＝≈33.3%；
由上述可知甲的热机效率较高，故D错误。
故选：B。
二．填空题（共3小题）
7．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船由长征二号F火箭搭载升空，火箭采用的四氧化二氮与偏二甲肼液体燃料推进剂具有较大的 热值 。箭船组合在升空阶段与大气层剧烈摩擦，这通过 做功 的方式增大了其内能。
【答案】热值；做功
【解答】解：
（1）运载火箭采用“偏二甲（基）肼”和四氧化二氮作为液体燃料，最主要的原因是它们具有较大的热值，可以释放出更多的热量；
（2）箭船组合在升空阶段，克服摩擦做功、温度升高。
故答案为：热值；做功。
8．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船成功发射，如图所示。运载火箭用液态氢作燃料 热值 大，液态氢燃烧时将化学能转化为 内能 。
【答案】热值；内能。
【解答】解：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，液态氢可以释放出更多的热量；
燃料燃烧是一种化学变化，将化学能转化为内能。
故答案为：热值；内能。
9．2019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】见试题解答内容
【解答】解：
火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是完全燃烧相同质量的燃料，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、是否燃烧和燃烧是否充分无关。
故答案为：大；不变。
三．实验探究题（共2小题）
10．小华同学设计了如图所示的实验，其中甲、乙、丙三个装置完全相同，液体的质量相同。
（1）要比较不同液体的比热容，应选择 甲、丙 两个装置进行实验。
（2）实验中，加热相同一段时间后，液体b上升的温度较高 a （填“a”或“b”）的比热容更大。
（3）为比较两种燃料的热值，必须控制相同的是 A、C、D （可多选）。
A．燃料的质量
B．燃料燃烧的时间
C．烧杯内液体的质量
D．烧杯内液体的种类
（4）通过比较 液体升高的温度 来判断两种燃料热值的大小，这种实验方法是 转换法 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料（即热源相同），同时让液体的质量相同；
（2）使用相同的热源，相同时间内吸收的热量相同，由此可知：液体a吸热能力更强；
（3）运用控制变量法比较两种燃料的热值时，应控制两种燃料的质量相同、质量相同；
（4）实验通过比较燃料完全燃烧后液体升高的温度，判断燃料的热值大小，燃料的热值越大。
故答案为：（1）甲、丙；（2）a、C、D；（4）液体升高的温度：转换法。
11．利用如图（a）所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
（1）实验时，选取质量 相等 、初温相同的甲、乙两种不同液体，用相同的酒精灯加热，加热时液体温度升高 热传递 方式来增大内能的。
（2）根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图（b）所示，分析可知， 乙 液体的吸热能力更强。
（3）实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 不变 （填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）探究物质吸热能力实验，实验中应量取质量相同的甲，分别倒入相同的烧杯中，加热时液体吸收热量，是通过热传递的方式增大内能的；
（2）因质量相等的甲和乙两种液体，在升高相同温度时，乙吸热多；
（3）热值是燃料的一种特性，不随质量的改变而改变。
故答案为：（1）相等；热传递；（3）不变。
四．计算题（共11小题）
12．2022年第14届中国航展首日，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号进行低空投水表演，如图。若航行20min，发动机的平均功率为1.5×107W，航空燃油的热值为4×107J/kg。求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
（2）发动机的效率。
【答案】（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为3.6×1010J；
（2）发动机的效率为50%。
【解答】解：（1）航空燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝m燃油q＝900kg×4×107J/kg＝6.6×1010J；
（2）根据P＝得，飞机发动机做的功：W＝Pt＝1.8×107W×20×60s＝1.5×1010J，
发动机的效率：η＝×100%＝。
答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为2.6×1010J；
（2）发动机的效率为50%。
13．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车，如图所示。氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一。国产氢燃料车在某次行驶中消耗的氢燃料为1.5kg
（1）此过程氢燃料完全燃烧放出的热量。
（2）这些热量有50%被质量为500kg，初温为10℃的水吸收，则水升高的温度是多少？[已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q氢＝1.4×108J/kg]
【答案】（1）此过程氢燃料完全燃烧放出的热量为2.1×108J；
（2）水升高的温度是50℃。
【解答】解：（1）1.5kg氢燃料完全燃烧放出的热量：
Q放＝m氢q氢＝7.5kg×1.6×108J/kg＝2.5×108J；
（2）根据题意，水吸收的热量Q吸＝50%Q放＝50%×2.3×108J＝1.05×103J，
由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度：
Δt＝＝＝50℃。
答：（1）此过程氢燃料完全燃烧放出的热量为2.1×105J；
（2）水升高的温度是50℃。
14．某物理兴趣小组的同学，尝试测算天然气灶的效率，用该灶给4kg的水加热6min3的天然气，q天然气＝3.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（2）水升高的温度；
（3）水吸收的热量Q吸；
（4）天然气灶的效率η。
【答案】（1）天然气完全燃烧产生的热量为3.6×106J；
（2）水升高的温度为60℃；
（3）水所吸收的热量为1.008×106J；
（3）天然气灶的热效率为52.5%。
【解答】解：（1）天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝Vq天然气＝0.06m3×8.2×107J/m5＝1.92×106J；
（2）由图可知，7min内水的初温t0＝20℃，水的末温t＝80℃，
则水升高的温度Δt＝80℃﹣20℃＝60℃；
（3）经过6min时间加热，水所吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×6kg×60℃＝1.008×106J；
（4）天然气灶的热效率：η＝×100%＝。
答：（1）天然气完全燃烧产生的热量为3.6×106J；
（2）水升高的温度为60℃；
（3）水所吸收的热量为1.008×102J；
（3）天然气灶的热效率为52.5%。
15．在1个标准大气压下，用燃气灶把质量为5kg，温度为20℃的水加热到沸腾。已知燃气灶的效率为50%，c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天热气＝4.2×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）需要燃烧天然气的体积。
【答案】（1）水吸收的热量为1.68×106J；
（2）需要燃烧天然气的体积为0.08m3。
【解答】解：（1）在1个标准大气压下，水沸腾的温度为100℃，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m水Δt＝4.6×103J/（kg ℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝8.68×106J；
（2）由η＝＝50%得天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝6.36×106J，
由Q放＝Vq可得燃烧天然气的体积：
V＝＝＝5.08m3。
答：（1）水吸收的热量为1.68×102J；
（2）需要燃烧天然气的体积为0.08m3。
16．用煤气灶烧水，完全燃烧0.5kg煤气，使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率。
【答案】（1）水吸收的热量为1.26×107J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；
（3）煤气灶的热效率为60%。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm水Δt＝4.2×104J/（kg ℃）×60kg×50℃＝1.26×107J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝m煤气q＝4.5kg×4.2×107J/kg＝2.2×107J；
（3）煤气灶的热效率：
η＝×100%＝。
答：（1）水吸收的热量为1.26×105J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为2.1×104J；
（3）煤气灶的热效率为60%。
17．水壶中装有质量为5kg的水，初温为15℃。用太阳灶将水壶中的水加热到95℃。若此太阳灶烧水的效率为50%，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天然气＝3.5×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）烧水的过程中太阳灶接收的太阳能；
（3）太阳灶接收的太阳能相当于完全燃烧多少m3天然气释放出的热量。
【答案】（1）水吸收的热量为1.68×106J；
（2）烧水的过程中太阳灶接收的太阳能为3.36×106J；
（3）太阳灶接收的太阳能相当于完全燃烧0.096m3天然气释放出的热量。
【解答】解：（1）水吸收的热量：O吸＝c水m（t﹣t0）＝4.3×103J/（kg ℃）×5kg×（95℃﹣15℃）＝4.68×106J；
（2）由η＝可知＝＝8.36×106J；
（3）根据题意可知，天然气完全燃烧放出的热量Q放＝E＝3.36×106J，
由Q放＝Vq可知，天然气的体积：V＝＝3。
答：（1）水吸收的热量为2.68×106J；
（2）烧水的过程中太阳灶接收的太阳能为3.36×106J；
（3）太阳灶接收的太阳能相当于完全燃烧0.096m3天然气释放出的热量。
18．“家家捣米做汤圆，知是明朝冬至天”，冬天吃汤圆是我国江南地区的传统习俗。煮汤圆需要先将水加热，水温升高了60°。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤的热值为3.0×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）采用煤炉加热，假如此煤炉加热水的效率为15%，需要完全燃烧煤的质量。
【答案】（1）水吸收的热量为5.04×105J；
（2）需要完全燃烧煤的质量为0.12kg。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×108J/（kg ℃）×2kg×60℃＝5.04×108J；
（2）由η＝得煤完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝3.36×107J；
由Q放＝m′q可得需要完全燃烧煤的质量：
m′＝＝＝0.12kg。
答：（1）水吸收的热量为5.04×105J；
（2）需要完全燃烧煤的质量为0.12kg。
19．氢能源动力汽车具有零排放的环保优势。2022年北京冬奥会上使用的某款氢能源动力汽车总质量为1.5×103kg，在平直公路上匀速行驶了3.5km，该过程中汽车受到的阻力为总重的氢＝1.4×108J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）牵引力做的功；
（2）需要消耗的氢的质量；
（3）若（2）中消耗的氢完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以将质量为50kg初温为20℃的水升高的温度。
【答案】（1）牵引力做的功为4.2×106J；
（2）需要消耗的氢的质量0.06kg；
（3）若（2）中消耗的氢完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以将质量为50kg初温为20℃的水升高40℃。
【解答】解：（1）氢能源动力汽车匀速直线行驶，根据二力平衡原理得牵引力为：
F＝f＝G＝×1.5×105kg×10 N/kg＝1.2×106N，
牵引力做的功为：
W＝Fs＝1.2×103N×3.5×102m＝4.2×103J；
（2）消耗的氢完全燃烧放出的热量为：
Q放＝＝＝8.4×103J，
需要消耗的氢的质量为：
m氢＝＝＝0.06kg；
（3）由Q吸＝cmΔt得，水升高的温度为：
Δt＝＝＝＝40℃。
答：（1）牵引力做的功为4.3×106J；
（2）需要消耗的氢的质量0.06kg；
（3）若（2）中消耗的氢完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以将质量为50kg初温为20℃的水升高40℃。
20．某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：
（1）天然气完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）燃气灶烧水时的热效率。
【答案】（1）天然气完全燃烧产生的热量为5.04×106J；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；
（3）燃气灶烧水时的热效率为50%。
【解答】解：（1）天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝Vq＝0.08m3×4.3×107J/m2＝5.04×106J；
（2）由图可知，经过7min时间加热；
水所吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×102J/（kg ℃）×10kg×60℃＝2.52×106J；
（3）燃气灶烧水时的热效率：η＝×100%＝。
答：（1）天然气完全燃烧产生的热量为5.04×104J；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×103J；
（3）燃气灶烧水时的热效率为50%。
21．食物营养的热量计量单位“卡路里”定义为在1个标准大气压下，将1g水温度升高1℃所需要的热量。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）1卡路里相当于多少焦耳的热量；
（2）成年人每天的基础代谢热量约为1.5×105卡路里，这些热量由热值是3×107J/kg的焦炭来提供，则需要的焦炭质量。
【答案】（1）1卡路里相当于4.2J的热量；
（2）需要的焦炭质量为0.021kg。
【解答】解：（1）1卡路里为在1个大气压下，将6g水温度升高1℃所需要的热量
1卡路里＝Q＝cm水Δt＝8.2×103J/（kg ℃）×2×10﹣3kg×1℃＝3.2J，
即1卡路里相当于2.2J焦耳的热量；
（2）成年人每天需要的基础代谢热量：
Q′＝1.5×105卡路里＝1.2×105×4.5J＝6.3×105J，
由题知，焦炭完全燃烧放出的热量Q放＝Q′＝6.3×102J，
由Q放＝mq得需要焦炭的质量：
m焦炭＝＝＝0.021kg。
答：（1）1卡路里相当于3.2J的热量；
（2）需要的焦炭质量为0.021kg。
22．某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入2.5kg水，烧水前的水温为20℃，立即关闭煤气，由燃气表前后示数知烧水使用煤气的体积为0.105m3，该同学查得煤气的热值q＝4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶烧水效率。
【答案】（1）水吸收的热量为8.4×105J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为4.2×106J；
（3）煤气灶烧水效率为20%。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.6×103J/（kg ℃）×2.2kg×（100℃﹣20℃）＝8.4×105J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.105m3×6×107J/m3＝2.2×106J；
（3）煤气灶烧水的效率：
η＝×100%＝。
答：（1）水吸收的热量为8.4×108J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为4.2×108J；
（3）煤气灶烧水效率为20%。
一．选择题（共6小题）
1．2022年3月，王亚平在中国空间站进行第二次太空授课，下列有关说法正确的是（ ）
A．王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息
B．空间站的信息传递到地球上的速度为340m/s
C．地球上的石头带到空间站时质量会变小
D．运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较小
2．2022年11月12日，我国在海南文昌航天发射场，用长征七号遥六运载火箭成功发射天舟五号货运飞船。长征七号遥六运载火箭采用液氧煤油作为燃料（ ）
A．比热容 B．热值 C．热量 D．内能
3．2022年11月29日，长征二号F火箭搭载神舟十五号载人飞船，将3名航天员送进空间站，如图。长征二号F火箭选用偏二甲肼为燃料，这是因为偏二甲肼具有较大的（ ）
A．比热容 B．热值 C．内能 D．密度
4．2022年10月31日，搭载“梦天”实验舱的“长征五号B遥四”运载火箭成功发射。火箭加速升空的过程中，燃料燃烧提供火箭升空所需的能量。随着燃料质量不断减小（ ）
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断
5．2022年7月1日，“长征五号”遥七火箭芯二级氢氧发动机地面环境校准试验取得圆满成功。“长征五号”被誉为走向深空的最后一把钥匙。拉开了我国载人航天工程“第三步”任务序幕。“长征五号”发动机使用液氢作燃料，这是利用液氢的（ ）
A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热效率高
6．图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
二．填空题（共3小题）
7．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船由长征二号F火箭搭载升空，火箭采用的四氧化二氮与偏二甲肼液体燃料推进剂具有较大的 。箭船组合在升空阶段与大气层剧烈摩擦，这通过 的方式增大了其内能。
8．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船成功发射，如图所示。运载火箭用液态氢作燃料 大，液态氢燃烧时将化学能转化为 。
9．2019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 的固体燃料（选填“大”或“小”），燃料的质量减少，热值 （选填“变小”或“不变”）。
三．实验探究题（共2小题）
10．小华同学设计了如图所示的实验，其中甲、乙、丙三个装置完全相同，液体的质量相同。
（1）要比较不同液体的比热容，应选择 两个装置进行实验。
（2）实验中，加热相同一段时间后，液体b上升的温度较高 （填“a”或“b”）的比热容更大。
（3）为比较两种燃料的热值，必须控制相同的是 （可多选）。
A．燃料的质量
B．燃料燃烧的时间
C．烧杯内液体的质量
D．烧杯内液体的种类
（4）通过比较 来判断两种燃料热值的大小，这种实验方法是 。
11．利用如图（a）所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
（1）实验时，选取质量 、初温相同的甲、乙两种不同液体，用相同的酒精灯加热，加热时液体温度升高 方式来增大内能的。
（2）根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图（b）所示，分析可知， 液体的吸热能力更强。
（3）实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 （填“变大”“变小”或“不变”）。
四．计算题（共11小题）
12．2022年第14届中国航展首日，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号进行低空投水表演，如图。若航行20min，发动机的平均功率为1.5×107W，航空燃油的热值为4×107J/kg。求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
（2）发动机的效率。
13．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车，如图所示。氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一。国产氢燃料车在某次行驶中消耗的氢燃料为1.5kg
（1）此过程氢燃料完全燃烧放出的热量。
（2）这些热量有50%被质量为500kg，初温为10℃的水吸收，则水升高的温度是多少？[已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q氢＝1.4×108J/kg]
14．某物理兴趣小组的同学，尝试测算天然气灶的效率，用该灶给4kg的水加热6min3的天然气，q天然气＝3.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（2）水升高的温度；
（3）水吸收的热量Q吸；
（4）天然气灶的效率η。
15．在1个标准大气压下，用燃气灶把质量为5kg，温度为20℃的水加热到沸腾。已知燃气灶的效率为50%，c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天热气＝4.2×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）需要燃烧天然气的体积。
16．用煤气灶烧水，完全燃烧0.5kg煤气，使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率。
17．水壶中装有质量为5kg的水，初温为15℃。用太阳灶将水壶中的水加热到95℃。若此太阳灶烧水的效率为50%，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天然气＝3.5×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）烧水的过程中太阳灶接收的太阳能；
（3）太阳灶接收的太阳能相当于完全燃烧多少m3天然气释放出的热量。
18．“家家捣米做汤圆，知是明朝冬至天”，冬天吃汤圆是我国江南地区的传统习俗。煮汤圆需要先将水加热，水温升高了60°。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤的热值为3.0×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）采用煤炉加热，假如此煤炉加热水的效率为15%，需要完全燃烧煤的质量。
19．氢能源动力汽车具有零排放的环保优势。2022年北京冬奥会上使用的某款氢能源动力汽车总质量为1.5×103kg，在平直公路上匀速行驶了3.5km，该过程中汽车受到的阻力为总重的氢＝1.4×108J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）牵引力做的功；
（2）需要消耗的氢的质量；
（3）若（2）中消耗的氢完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以将质量为50kg初温为20℃的水升高的温度。
20．某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：
（1）天然气完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）燃气灶烧水时的热效率。
21．食物营养的热量计量单位“卡路里”定义为在1个标准大气压下，将1g水温度升高1℃所需要的热量。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）1卡路里相当于多少焦耳的热量；
（2）成年人每天的基础代谢热量约为1.5×105卡路里，这些热量由热值是3×107J/kg的焦炭来提供，则需要的焦炭质量。
22．某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入2.5kg水，烧水前的水温为20℃，立即关闭煤气，由燃气表前后示数知烧水使用煤气的体积为0.105m3，该同学查得煤气的热值q＝4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶烧水效率。
03燃料的热值及其计算-沪科版九年级上学期期末物理知识点突破练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．2022年3月，王亚平在中国空间站进行第二次太空授课，下列有关说法正确的是（ ）
A．王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息
B．空间站的信息传递到地球上的速度为340m/s
C．地球上的石头带到空间站时质量会变小
D．运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较小
【答案】A
【解答】解：A、太空中的视频通话是通过电磁波传输信息的；
B、声音不能在真空中传播；因此空间站向地球传递信号是用电磁波8m/s，故B错误；
C、石头从地球带到太空，物质的多少没有变化，故C错误；
D、运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，完全燃烧相同质量的氢时，故D错误。
故选：A。
2．2022年11月12日，我国在海南文昌航天发射场，用长征七号遥六运载火箭成功发射天舟五号货运飞船。长征七号遥六运载火箭采用液氧煤油作为燃料（ ）
A．比热容 B．热值 C．热量 D．内能
【答案】B
【解答】解：火箭采用液氧煤油作为燃料，主要是因为液氧煤油热值大，完全燃烧能放出更多的热量。
故选：B。
3．2022年11月29日，长征二号F火箭搭载神舟十五号载人飞船，将3名航天员送进空间站，如图。长征二号F火箭选用偏二甲肼为燃料，这是因为偏二甲肼具有较大的（ ）
A．比热容 B．热值 C．内能 D．密度
【答案】B
【解答】解：长征二号F火箭选用偏二甲肼为燃料，是因为偏二甲肼具有较大的热值放＝mq可知，完全燃烧相同质量的偏二甲肼时。
故选：B。
4．2022年10月31日，搭载“梦天”实验舱的“长征五号B遥四”运载火箭成功发射。火箭加速升空的过程中，燃料燃烧提供火箭升空所需的能量。随着燃料质量不断减小（ ）
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断
【答案】C
【解答】解：
热值是燃料的特性，与燃料的质量无关，燃料质量不断减小。
故选：C。
5．2022年7月1日，“长征五号”遥七火箭芯二级氢氧发动机地面环境校准试验取得圆满成功。“长征五号”被誉为走向深空的最后一把钥匙。拉开了我国载人航天工程“第三步”任务序幕。“长征五号”发动机使用液氢作燃料，这是利用液氢的（ ）
A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热效率高
【答案】B
【解答】解：“长征五号”发动机使用液氢作燃料，是因为液态氢热值高。
故选：B。
6．图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
【答案】B
【解答】解：A、由图乙可知甲热机的有用机械能是2000J，即甲的有用机械能较小；
B、由图乙可知甲损失能量500J，则甲损失能量较小；
C、燃料的化学能等于有用机械能，由图乙可知，乙的燃料化学能为：3000J+4000J+5000J＝12000J，故C错误；
D、已知甲燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能甲＝4000J；
乙燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能，即Q乙＝12000J；
则甲的热机效率为：η甲＝＝＝50%；
乙的热机效率为：η乙＝＝≈33.3%；
由上述可知甲的热机效率较高，故D错误。
故选：B。
二．填空题（共3小题）
7．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船由长征二号F火箭搭载升空，火箭采用的四氧化二氮与偏二甲肼液体燃料推进剂具有较大的 热值 。箭船组合在升空阶段与大气层剧烈摩擦，这通过 做功 的方式增大了其内能。
【答案】热值；做功
【解答】解：
（1）运载火箭采用“偏二甲（基）肼”和四氧化二氮作为液体燃料，最主要的原因是它们具有较大的热值，可以释放出更多的热量；
（2）箭船组合在升空阶段，克服摩擦做功、温度升高。
故答案为：热值；做功。
8．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船成功发射，如图所示。运载火箭用液态氢作燃料 热值 大，液态氢燃烧时将化学能转化为 内能 。
【答案】热值；内能。
【解答】解：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，液态氢可以释放出更多的热量；
燃料燃烧是一种化学变化，将化学能转化为内能。
故答案为：热值；内能。
9．2019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】见试题解答内容
【解答】解：
火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是完全燃烧相同质量的燃料，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、是否燃烧和燃烧是否充分无关。
故答案为：大；不变。
三．实验探究题（共2小题）
10．小华同学设计了如图所示的实验，其中甲、乙、丙三个装置完全相同，液体的质量相同。
（1）要比较不同液体的比热容，应选择 甲、丙 两个装置进行实验。
（2）实验中，加热相同一段时间后，液体b上升的温度较高 a （填“a”或“b”）的比热容更大。
（3）为比较两种燃料的热值，必须控制相同的是 A、C、D （可多选）。
A．燃料的质量
B．燃料燃烧的时间
C．烧杯内液体的质量
D．烧杯内液体的种类
（4）通过比较 液体升高的温度 来判断两种燃料热值的大小，这种实验方法是 转换法 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料（即热源相同），同时让液体的质量相同；
（2）使用相同的热源，相同时间内吸收的热量相同，由此可知：液体a吸热能力更强；
（3）运用控制变量法比较两种燃料的热值时，应控制两种燃料的质量相同、质量相同；
（4）实验通过比较燃料完全燃烧后液体升高的温度，判断燃料的热值大小，燃料的热值越大。
故答案为：（1）甲、丙；（2）a、C、D；（4）液体升高的温度：转换法。
11．利用如图（a）所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
（1）实验时，选取质量 相等 、初温相同的甲、乙两种不同液体，用相同的酒精灯加热，加热时液体温度升高 热传递 方式来增大内能的。
（2）根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图（b）所示，分析可知， 乙 液体的吸热能力更强。
（3）实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 不变 （填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）探究物质吸热能力实验，实验中应量取质量相同的甲，分别倒入相同的烧杯中，加热时液体吸收热量，是通过热传递的方式增大内能的；
（2）因质量相等的甲和乙两种液体，在升高相同温度时，乙吸热多；
（3）热值是燃料的一种特性，不随质量的改变而改变。
故答案为：（1）相等；热传递；（3）不变。
四．计算题（共11小题）
12．2022年第14届中国航展首日，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号进行低空投水表演，如图。若航行20min，发动机的平均功率为1.5×107W，航空燃油的热值为4×107J/kg。求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
（2）发动机的效率。
【答案】（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为3.6×1010J；
（2）发动机的效率为50%。
【解答】解：（1）航空燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝m燃油q＝900kg×4×107J/kg＝6.6×1010J；
（2）根据P＝得，飞机发动机做的功：W＝Pt＝1.8×107W×20×60s＝1.5×1010J，
发动机的效率：η＝×100%＝。
答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为2.6×1010J；
（2）发动机的效率为50%。
13．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车，如图所示。氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一。国产氢燃料车在某次行驶中消耗的氢燃料为1.5kg
（1）此过程氢燃料完全燃烧放出的热量。
（2）这些热量有50%被质量为500kg，初温为10℃的水吸收，则水升高的温度是多少？[已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q氢＝1.4×108J/kg]
【答案】（1）此过程氢燃料完全燃烧放出的热量为2.1×108J；
（2）水升高的温度是50℃。
【解答】解：（1）1.5kg氢燃料完全燃烧放出的热量：
Q放＝m氢q氢＝7.5kg×1.6×108J/kg＝2.5×108J；
（2）根据题意，水吸收的热量Q吸＝50%Q放＝50%×2.3×108J＝1.05×103J，
由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度：
Δt＝＝＝50℃。
答：（1）此过程氢燃料完全燃烧放出的热量为2.1×105J；
（2）水升高的温度是50℃。
14．某物理兴趣小组的同学，尝试测算天然气灶的效率，用该灶给4kg的水加热6min3的天然气，q天然气＝3.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（2）水升高的温度；
（3）水吸收的热量Q吸；
（4）天然气灶的效率η。
【答案】（1）天然气完全燃烧产生的热量为3.6×106J；
（2）水升高的温度为60℃；
（3）水所吸收的热量为1.008×106J；
（3）天然气灶的热效率为52.5%。
【解答】解：（1）天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝Vq天然气＝0.06m3×8.2×107J/m5＝1.92×106J；
（2）由图可知，7min内水的初温t0＝20℃，水的末温t＝80℃，
则水升高的温度Δt＝80℃﹣20℃＝60℃；
（3）经过6min时间加热，水所吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×6kg×60℃＝1.008×106J；
（4）天然气灶的热效率：η＝×100%＝。
答：（1）天然气完全燃烧产生的热量为3.6×106J；
（2）水升高的温度为60℃；
（3）水所吸收的热量为1.008×102J；
（3）天然气灶的热效率为52.5%。
15．在1个标准大气压下，用燃气灶把质量为5kg，温度为20℃的水加热到沸腾。已知燃气灶的效率为50%，c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天热气＝4.2×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）需要燃烧天然气的体积。
【答案】（1）水吸收的热量为1.68×106J；
（2）需要燃烧天然气的体积为0.08m3。
【解答】解：（1）在1个标准大气压下，水沸腾的温度为100℃，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m水Δt＝4.6×103J/（kg ℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝8.68×106J；
（2）由η＝＝50%得天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝6.36×106J，
由Q放＝Vq可得燃烧天然气的体积：
V＝＝＝5.08m3。
答：（1）水吸收的热量为1.68×102J；
（2）需要燃烧天然气的体积为0.08m3。
16．用煤气灶烧水，完全燃烧0.5kg煤气，使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率。
【答案】（1）水吸收的热量为1.26×107J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；
（3）煤气灶的热效率为60%。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm水Δt＝4.2×104J/（kg ℃）×60kg×50℃＝1.26×107J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝m煤气q＝4.5kg×4.2×107J/kg＝2.2×107J；
（3）煤气灶的热效率：
η＝×100%＝。
答：（1）水吸收的热量为1.26×105J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为2.1×104J；
（3）煤气灶的热效率为60%。
17．水壶中装有质量为5kg的水，初温为15℃。用太阳灶将水壶中的水加热到95℃。若此太阳灶烧水的效率为50%，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q天然气＝3.5×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）烧水的过程中太阳灶接收的太阳能；
（3）太阳灶接收的太阳能相当于完全燃烧多少m3天然气释放出的热量。
【答案】（1）水吸收的热量为1.68×106J；
（2）烧水的过程中太阳灶接收的太阳能为3.36×106J；
（3）太阳灶接收的太阳能相当于完全燃烧0.096m3天然气释放出的热量。
【解答】解：（1）水吸收的热量：O吸＝c水m（t﹣t0）＝4.3×103J/（kg ℃）×5kg×（95℃﹣15℃）＝4.68×106J；
（2）由η＝可知＝＝8.36×106J；
（3）根据题意可知，天然气完全燃烧放出的热量Q放＝E＝3.36×106J，
由Q放＝Vq可知，天然气的体积：V＝＝3。
答：（1）水吸收的热量为2.68×106J；
（2）烧水的过程中太阳灶接收的太阳能为3.36×106J；
（3）太阳灶接收的太阳能相当于完全燃烧0.096m3天然气释放出的热量。
18．“家家捣米做汤圆，知是明朝冬至天”，冬天吃汤圆是我国江南地区的传统习俗。煮汤圆需要先将水加热，水温升高了60°。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤的热值为3.0×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）采用煤炉加热，假如此煤炉加热水的效率为15%，需要完全燃烧煤的质量。
【答案】（1）水吸收的热量为5.04×105J；
（2）需要完全燃烧煤的质量为0.12kg。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×108J/（kg ℃）×2kg×60℃＝5.04×108J；
（2）由η＝得煤完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝3.36×107J；
由Q放＝m′q可得需要完全燃烧煤的质量：
m′＝＝＝0.12kg。
答：（1）水吸收的热量为5.04×105J；
（2）需要完全燃烧煤的质量为0.12kg。
19．氢能源动力汽车具有零排放的环保优势。2022年北京冬奥会上使用的某款氢能源动力汽车总质量为1.5×103kg，在平直公路上匀速行驶了3.5km，该过程中汽车受到的阻力为总重的氢＝1.4×108J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）牵引力做的功；
（2）需要消耗的氢的质量；
（3）若（2）中消耗的氢完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以将质量为50kg初温为20℃的水升高的温度。
【答案】（1）牵引力做的功为4.2×106J；
（2）需要消耗的氢的质量0.06kg；
（3）若（2）中消耗的氢完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以将质量为50kg初温为20℃的水升高40℃。
【解答】解：（1）氢能源动力汽车匀速直线行驶，根据二力平衡原理得牵引力为：
F＝f＝G＝×1.5×105kg×10 N/kg＝1.2×106N，
牵引力做的功为：
W＝Fs＝1.2×103N×3.5×102m＝4.2×103J；
（2）消耗的氢完全燃烧放出的热量为：
Q放＝＝＝8.4×103J，
需要消耗的氢的质量为：
m氢＝＝＝0.06kg；
（3）由Q吸＝cmΔt得，水升高的温度为：
Δt＝＝＝＝40℃。
答：（1）牵引力做的功为4.3×106J；
（2）需要消耗的氢的质量0.06kg；
（3）若（2）中消耗的氢完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以将质量为50kg初温为20℃的水升高40℃。
20．某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：
（1）天然气完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）燃气灶烧水时的热效率。
【答案】（1）天然气完全燃烧产生的热量为5.04×106J；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；
（3）燃气灶烧水时的热效率为50%。
【解答】解：（1）天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝Vq＝0.08m3×4.3×107J/m2＝5.04×106J；
（2）由图可知，经过7min时间加热；
水所吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×102J/（kg ℃）×10kg×60℃＝2.52×106J；
（3）燃气灶烧水时的热效率：η＝×100%＝。
答：（1）天然气完全燃烧产生的热量为5.04×104J；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×103J；
（3）燃气灶烧水时的热效率为50%。
21．食物营养的热量计量单位“卡路里”定义为在1个标准大气压下，将1g水温度升高1℃所需要的热量。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）1卡路里相当于多少焦耳的热量；
（2）成年人每天的基础代谢热量约为1.5×105卡路里，这些热量由热值是3×107J/kg的焦炭来提供，则需要的焦炭质量。
【答案】（1）1卡路里相当于4.2J的热量；
（2）需要的焦炭质量为0.021kg。
【解答】解：（1）1卡路里为在1个大气压下，将6g水温度升高1℃所需要的热量
1卡路里＝Q＝cm水Δt＝8.2×103J/（kg ℃）×2×10﹣3kg×1℃＝3.2J，
即1卡路里相当于2.2J焦耳的热量；
（2）成年人每天需要的基础代谢热量：
Q′＝1.5×105卡路里＝1.2×105×4.5J＝6.3×105J，
由题知，焦炭完全燃烧放出的热量Q放＝Q′＝6.3×102J，
由Q放＝mq得需要焦炭的质量：
m焦炭＝＝＝0.021kg。
答：（1）1卡路里相当于3.2J的热量；
（2）需要的焦炭质量为0.021kg。
22．某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入2.5kg水，烧水前的水温为20℃，立即关闭煤气，由燃气表前后示数知烧水使用煤气的体积为0.105m3，该同学查得煤气的热值q＝4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶烧水效率。
【答案】（1）水吸收的热量为8.4×105J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为4.2×106J；
（3）煤气灶烧水效率为20%。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.6×103J/（kg ℃）×2.2kg×（100℃﹣20℃）＝8.4×105J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.105m3×6×107J/m3＝2.2×106J；
（3）煤气灶烧水的效率：
η＝×100%＝。
答：（1）水吸收的热量为8.4×108J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为4.2×108J；
（3）煤气灶烧水效率为20%。
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