必考点05 热值及其相关计算-【对点变式题】必考题精准练（人教版）

必考点05热值及其相关计算（原卷版）※题型一：热值的概念【例题1】（2021·湖南常德市）2021年5月29日20时55分，货运飞船“天舟二号”在海南文昌发射场成功发射，并在8小时后与“天和核心舱”成功实现自主交会对接。则下列说法中错误的是（）。A．用氢作燃料，是因为氢的热值大；B．“天舟二号”打开太阳能帆板后可将太阳能转化为电能；C．火箭向下喷燃气才能上升，是因为力的作用是相互的；D．“天舟二号”和“天和核心舱”对接时，两者的动能均为0【例题2】（2021·山东东营市）下列说法正确的是（）。A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多；B．物体的温度不变，它的内能一定不变；C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量；D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递【解题技巧提炼】1．热值（q）：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。（1）对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。※题型二：有关热机效率的计算【例题1】（2021·湖南郴州市）小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的热值为q=3107J/kg]。则（）。A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%；B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%；C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%；D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4%【例题2】（2021·贵州中考真题）一辆汽车在平直公路上，以54km/h的速度匀速行驶23km，完全燃烧了3kg汽油；若该汽车发动机的效率为25%，则牵引力为______N，牵引力做功的功率是______W。（q汽油=4.6×107J/kg）【解题技巧提炼】1.热机工作时，不能把燃料释放的能量全部利用。主要原因是机械散发热量造成能量损失、废气排放也损失部分能量、发动机各部分零件相互摩擦消耗部分能量等。所以，热机利用的做有用功的热量只占燃料燃烧放出热量小部分。 2.热机效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。由于热损失的原因多，热机效率一般较低。热机是人类使用的主要动力机，尽管它的效率不高，我们仍然离不开它。3.为了合理利用能量人类一直在努力提高热机效率。提高热机效率的途径：让燃料充分燃烧；减少发动机各部分之间的摩擦。★题型一：热值的应用1．（2021·广东深圳市）下列说法正确的是（）。A．在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高；B．同一种物体比热容一定相同；C．物体吸热时，温度不一定升高；D．燃料的热值越大，热量越多2．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）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4.6107J/kg）。3．（2021·黑龙江中考真题）2020年5月5日，我国“长征五号B”大型运载火箭首飞成功，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的______较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是内能转化为______能。4．（2021·湖南怀化市）安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。某太阳能热水器内装有质量为100kg、温度为20℃的水，在太阳照射一段时间后，水温升高到60℃，则水吸收的热量是______J，这些能量相当于完全燃烧______m3天然气放出的热量。[，]5．（2021·山东济宁市）完全燃烧140g焦炭所放出的热量有60%被初始温度是10、质量为10kg的水吸收，则水吸收的热量为______J，水温将升高到______℃。（[，]，在1个标准大气压下）★题型二：热值与比热容相关计算1．（2021·四川攀枝花市）英雄攀枝花，阳光康养地。攀枝花日照丰富，为了节约能源。攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。已知太阳能热水器储水箱内有100kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了26℃，已知c水=4.2×103J（kg·℃），求：（1）水吸收的热量；（2）这些热量相当于完全烧多少煤气放出的热量。（q煤气=3.9×107J/m3）2．（2021·湖北荆州市）使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_______J：若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气_______m3。（水的比热容为4．2103J/（kg·℃），天然气热值为4.2107/m3）3．（2021·湖北十堰市）如图所示，小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与柴油机的______冲程相同。小明参加了一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧______m3的天然气，若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下这些热量可将______kg20℃的水烧开。（c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q天燃气＝4×107J/m3）4．（2021·四川泸州市）人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的_______（选填“热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.28m2的天然气可放出_______J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让_______kg的水温度升高20°C[已知天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103]/（kg．°C）]。5．（2021·黑龙江中考真题）小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃（已知:水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg、水的密度ρ=1.0×103kg/m3）。问:（1）在这4h内水吸收的热量为多少焦耳?（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭?★题型三：热机效率相关计算1．（2021·四川成都市）小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（）。A．；B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力；C．0~8min乙吸收的热量为；D．该酒精灯的加热效率为28%2．（2021·云南中考真题）中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。表1第1代第2代第3代第4代燃料氧气和汽油混合偏二甲胼煤油液态氢氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧表2燃料热值燃料热值汽油煤油柴油氢（1）使用氢作为燃料的主要优点是：______和______；（2）某火箭发射时携带了液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为的水加热至沸腾______？[，当地大气压为1标准大气压]（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率______。3．（2021·山东潍坊市）某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入水，烧水前的水为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化“”，该同学查得煤气的热值，水的密度，水的比热容为，求：（1）水吸收的热量；（2）燃气灶烧水效率。1.（2020•呼伦贝尔）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44颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是（）。A．火箭升空过程中，将机械能转化为内能；B．燃料燃烧时将内能转化为化学能；C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容较大；D．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值较大2.（2020•南宁）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是（汽油热值为4.6×107J/kg）。3．（2020•西宁）青海油田涩北天然气田连续10年保持稳产，为西宁人民的生产、生活用气提供了有力保障。已知天然气的热值是7×108J/m3，若小明家完全燃烧0.01m3的天然气，放出的热量为J；做饭时会闻到饭香，从物理学角度来看，属于现象。4．（2020•宿迁）天然气的热值为4.4×107J/kg，小明烧开一壶水消耗了0.05kg。完全燃烧这些天然气放出热量为J；水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为能，汽油机的冲程与此原理相似。5．（2021·辽宁中考真题）如图是我国第一款纯电动疫苗接种车。疫苗车空车质量为4t，车轮与水平地面接触的总面积为0.2m2，发动机的输出功率为60kW不变。（g取10N/kg，汽油热值取4.0×107J/kg）求（1）疫苗车空车静止在水平地面时，对地面的压强。（2）疫苗车在水平路面匀速直线行驶时，受到的阻力为3000N，疫苗车的速度。（3）疫苗车以（2）中的速度在平直路面行驶50km，若换用效率为30%的汽油机提供动力，需要消耗汽油的质量。6．（2021·黑龙江大庆市）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，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，）。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。7．（2021·辽宁中考真题）如图所示的小型汽油耕地机的质量为80kg。静止时与水平地面的接触面积为20cm2。在水平土地上匀速直线行驶时速度为2m/s，此时汽油机的输出功率为4kW，效率为25%。求：（1）耕地机静止时对水平地面的压强；（g=10N/kg）（2）耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力；（3）耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km，消耗汽油的质量。（q汽油=4.6×107J/kg）8．（2021·黑龙江中考真题）每到周末，小晶都去邻居孤寡老人刘奶奶家，帮助老人劈柴、烧水、做饭等。某次烧水时，燃烧了的木材，刚好把初温为，质量为的水烧开（假设木材能够完全燃烧）。已知当地气压为1标准大气压，木材的热值为，水的比热容为。求：（1）完全燃烧木材能放出多少焦耳的热量？（2）的水被烧开吸收了多少热量？（3）小晶烧水的效率是多少？9．（2021·广西南宁市）若汽车在平直公路上内匀速行驶了，消耗汽油。发动机的输出功率为。汽油热值为。求：（1）汽车行驶的速度；（2）汽车牵引力做的功；（3）汽车发动机的效率。10．（2021·四川眉山市）改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以的速度在平直公路上匀速行驶，消耗了汽油，汽车发动机功率为，已知：汽油的热值为，汽油的密度为。求该汽车匀速行驶过程中：（1）消耗汽油的质量；（2）发动机所做的功；（3）发动机的效率（百分号前保留整数）。11．（2021·四川广安市）菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2的菜油从20℃加热到170℃（未沸腾），求：（1）菜油吸收的热量[取]；（2）如果这些热量由