10.6 燃料的利用和环境保护 同步练习

第十章机械能、内能及其转化六、燃料的利用和环境保护基础过关全练知识点1燃料的热值1.(2022湖北宜昌中考)关于燃料及其热值，下列说法中正确的是()A.没有燃烧的燃料，热值等于零 B.燃料完全燃烧时，它的热值最大C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多2.(2022山东济宁中考)某柴油机工作一段时间后，油箱里的柴油没有发生变化的是(选填序号：①质量；②密度；③比热容；④热值)。完全燃烧10kg柴油放出的热量Q=J。(q柴油=4.3×107J/kg)

3.(2022江苏宿迁中考改编)“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将600g水从10℃加热至沸腾(标准气压下)的过程中，提供给水的热量至少为J。如果用酒精灯给600g水加热升高同样的温度，至少需要g酒精。[c水=4.2×103J/(kg·℃)、q酒精=3×107J/kg]

知识点2燃料的有效利用4.(2022吉林长春中考)内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为()A.7% B.28% C.31% D.34%5.(2021湖北宜昌中考)小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少，但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，在用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)。求：(1)在这个过程中水吸收了多少热量；(2)请你帮小明算出天然气的热值。6.某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了36km，用时0.5h，汽车的总质量为3×103kg，受到的阻力为车重的0.12倍，已知这一过程消耗燃油15L，假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×103kg/m3，燃油热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg。(1)若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s，发动机牵引力为F，发动机效率为η，燃油的热值为q，请推导该汽车在这段路程内消耗燃油质量的表达式m=Fsηq(2)求该汽车发动机的效率。能力提升全练7.(2022四川泸州中考)2022年6月5日上午，神舟十四号载人飞船搭载长征二号F遥运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。3名航天员将在太空进行为期6个月的科学实验探究和生活，长征二号F遥运载火箭用了液态氢作燃料。下列说法正确的是()A.火箭选用液态氢作燃料，是因为液态氢具有较大的热值B.火箭加速升空的过程中，火箭的动能转化为重力势能C.火箭加速升空的过程中，航天员的机械能保持不变D.载人飞船进入预定轨道稳定运行时，处于平衡状态8.(2022江苏镇江中考)如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同，燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾)()A.若m相同，Δt越小，燃料的热值越大B.若Δt相同，m越大，燃料的热值越大C.若mΔD.若Δt9.(2022广东中考)班级厨艺展示活动中，用煤气炉烹饪食物主要是通过(选填“做功”或“热传递”)的方式增大食物的内能；现场香气四溢属于现象，表明分子在不停地做无规则运动。活动结束，剩余煤气的热值(选填“变大”“变小”或“不变”)。

10.(2022黑龙江齐齐哈尔中考)某燃气热水器使用天然气作为燃料，若使用中消耗掉0.02m3的天然气，则这些天然气完全燃烧放出的热量为J(q天然气=3.2×107J/m3)；如果这些热量完全被水吸收，则水的内能(选填“增大”“不变”或“减小”)。

11.(2023安徽合肥蜀山校级月考)如图所示，A、B、C三个实验装置完全相同，燃料的质量都为12g，烧杯内液体的质量都相同。(1)利用B、C装置进行“比较不同燃料的热值”实验，通过反映燃料完全燃烧放出的热量；分析表一数据可知，燃料(选填“a”或“b”)的热值较大。

表一：燃料加热前液体b的温度/℃燃料燃尽后液体b的温度/℃a2544b2534(2)利用A、B装置进行“比较不同物质的比热容”实验，通过反映物质吸收的热量；分析表二数据可知，液体(选填“a”或“b”)的比热容较大。

表二：加热时间/min0123456液体a的温度/℃25272931333537液体b的温度/℃2526272829303112.(2023陕西泾阳期中)晓睿从说明书中了解到他家汽车的发动机为汽油机，发动机的能量流向如图甲所示。某段时间内，汽车消耗了50g汽油。(汽油的热值q=4.6×107J/kg)(1)该汽车发动机的工作效率为；图乙所示冲程为汽油机的冲程。

(2)这段时间内汽车输出的有用功是多少?(3)冷却水需要循环不断地经过汽缸周围进行冷却，如果流入汽缸周围的冷却水温度是65℃，从汽缸周围流出的冷却水温度是80℃，则这段时间内流过汽缸周围的冷却水的质量是多少?[结果保留整数，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)] 素养探究全练13.阅读短文，回答问题。爆米花爆米花是一种很受欢迎的食品，通常由玉米粒加工而成。那么玉米粒是如何变成爆米花的呢?传统的爆米花机实际上是一个带有密封盖的铁罐。加工爆米花时，用煤炉给装有玉米粒的爆米花机加热，密封在罐里的玉米粒温度不断升高，其中的水分逐渐变成水蒸气，玉米粒内部压强不断增大。部分水蒸气从玉米粒中跑出，进入铁罐内，而铁罐内气体的温度也在不断升高，压强越来越大。玉米粒像吹足气的小气球，但由于受到罐内气压的约束，它们不能爆开。加热到一定程度时，打开爆米花机的密封盖，罐内气体压强迅速减小，高温高压的玉米粒突然进入气压较低的环境中，便迅速爆开，变成了爆米花。(1)加工爆米花的过程中，通过的方式使玉米粒的内能增加。

(2)加热过程中，玉米粒中的水发生的物态变化是。

(3)在整个加工过程中，能反映罐内气体压强p和温度t变化情况的图像是。

(4)如果加工一次爆米花需要消耗0.5kg的无烟煤，则这些无烟煤充分燃烧放出的热量为J。(无烟煤的热值为3.4×107J/kg)

第十章机械能、内能及其转化六、燃料的利用和环境保护答案全解全析基础过关全练1.C热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧及产生的热量无关，A、B错误，C正确；由Q放=mq可知，燃料燃烧放出的热量，与燃料的质量、热值和是否完全燃烧有关，与燃烧时的温度无关，D错误。故选C。2.答案②③④4.3×108解析某柴油机工作一段时间后，由于一部分柴油燃烧，油箱内柴油的质量减少；密度、比热容、热值的大小与质量大小无关，所以密度、比热容、热值的大小不变；完全燃烧10kg柴油放出的热量Q放=mq柴油=10kg×4.3×107J/kg=4.3×108J。3.答案2.268×1057.56解析提供给水的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.6kg×(100℃-10℃)=2.268×105J；不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=2.268×105J，由Q放=mq可知，需要完全燃烧酒精的质量m酒精=Q放q酒精=2.268×1054.D由内燃机的能量流向图知，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的能量的34%，即内燃机的效率为34%，故选D。5.解析(1)在这个过程中，水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J；(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸36%=5.04×105J天然气的热值q天然气=Q放V=1.4×106J6.解析(1)燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq，发动机牵引力做的功W有用=Fs，因为ηQ放=W有用，所以ηmq=Fs，则m=Fsηq(2)汽车的重力为G=m车g=3×103kg×10N/kg=3×104N，因为汽车匀速行驶，所以牵引力F=f=0.12G=0.12×3×104N=3.6×103N，牵引力做的功为W有用=Fs=3.6×103N×36×103m=1.296×108J，消耗燃油的质量为m=ρ油V油=0.8×103kg/m3×15×10-3m3=12kg，燃油完全燃烧释放的热量为Q放=mq=12kg×4.5×107J/kg=5.4×108J，则该汽车发动机的效率为η=W有用Q放=1.296×能力提升全练7.A液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料，液态氢可以释放更多的热量，A正确。火箭加速升空过程中，火箭的动能和重力势能都增大，故不是动能转化为重力势能，B错误。火箭加速升空过程中，火箭及航天员的质量不变，速度变大，动能增大；高度变大，重力势能变大；故火箭及航天员的机械能变大，C错误。飞船进入预定轨道做曲线运动，处于非平衡状态，D错误。8.D根据实验可知，燃料燃烧释放的热量全部被水吸收，则有mq=c水m水Δt。若m相同，Δt越小，燃料的热值越小，A错误；若Δt相同，m越大，燃料的热值越小，B错误；若mΔt的值越大，燃料的热值越小，C错误；若9.答案热传递扩散不变解析用煤气炉烹饪食物，食物从煤气炉吸收热量，是通过热传递的方式增大食物的内能；食物的香气四溢是扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动；因为热值是燃料的一种性质，仅与燃料种类有关，活动结束，剩余煤气的种类没变，故热值不变。10.答案6.4×105增大解析这些天然气完全燃烧放出的热量为Q放=q天然气V=3.2×107J/m3×0.02m3=6.4×105J；热量完全被水吸收，则水的内能增大。11.答案(1)温度计示数的变化量a(2)加热时间b解析(1)在“比较不同燃料的热值”实验中，通过温度计示数的变化量反映燃料完全燃烧放出的热量；分析表一数据可知，加热前液体b的温度相同，燃料燃尽后，燃料a所加热的液体b的温度较高，故燃料a的热值较大；(2)在“比较不同物质的比热容”实验中，通过加热时间反映物质吸收的热量；分析表二数据可知，液体的初温相同，加热至相同温度，液体b用的时间长，吸收的热量多，故液体b的比热容较大。12.解析(1)发动机的工作效率η=1-33%-30%-7%=30%；根据图乙可知，汽油机两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程。(2)这段时间内汽车输出的总功Q放=mq=0.05kg×4.6×107J/kg=2.3×106J；汽车输出的有用功W有用=Q放η=2.3×106J×30%=6.9×105J。(3)冷却水吸收的热量Q吸=Q放×30%=2.3×106J×30%=6.9×105J，由Q吸=cmΔt可知冷却水的质量m水=Q吸cΔ素养探究全练13.答案(1)热传递(2)汽化(3)B(4)1.7×107解析(1)加工爆米花时，将玉米粒放入铁罐内加热，玉米粒通