初中北师大版六 燃料的利用和环境保护测试题

北师大版物理九年级重难点过关：热效率计算

一、计算题

1．用燃气锅炉烧水时，把质量为400kg，初温为30℃的水加热到100℃，共燃烧了7m3天然气，已知水的比热容，天然气的热值q＝4.2×107J/m3，求：

（1）水吸收的热量；

（2）燃气锅炉烧水时的效率；

（3）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先地位。若换用可燃冰为燃料，锅炉效率不变，则完全燃烧1m3可燃冰可以使多少kg水的温度升高50℃。

2．有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：汽油完全燃烧获得的热量和一个60 kg的人爬30 m高的楼所做的功相等，汽油的热值为4.6×107J/kg，g=10N/kg。求：

（1）该人克服重力做功多少J？

（2）这些汽油的质量是多少千克？

（3）若一汽油机的效率为30%，该汽车匀速行驶时的阻力为2000N，那么这些汽油可以使该汽车运动多少米？

3．近年来，许多城市绿色“共享电动汽车”正式投人使用。如图是一款按租用时间收费的电动汽车，人和车的总质量为，车轮与地面的总接触面积为。匀速行驶过程中所受到的阻力是车身重的0.1倍。求：

（1）人坐在电动汽车内静止时整体对水平路面的压强；

（2）该电动汽车在平直公路上以的速度匀速行驶，牵引力所做的功；

（3）若功率相同的燃油汽车行驶相同的路程，消耗的汽油为，燃油汽车的效率为多少？（，，计算结果保留一位小数）

4．一辆汽车以72km/h的速度行驶10min，消耗的汽油为1.2kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力 ，（汽油的热值q=4.6×107J/kg）根据以上信息计算：

（1）该汽车在这段时间内消耗的汽油放出的热量是多少？

（2）在这段时间内汽车做的有用功是多少？

（3）在这段时间内汽车的效率是多少？

5．某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，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。若天然气的烧水热效率是50%。（水的比热容为 J/（kg·℃），天然气的热值约为 ）。求： 

（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量是多少？

（2）6min时间内，使用天然气多少 ？（保留两位小数）

6．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140 kg燃料油，燃料油的热值为4.5×107 J/kg， 

（1）这些燃料油完全燃烧时释放出的热量是多少？

（2）这些热量的50%可以被水吸收，能使多少kg的水温度升高50 ℃。（水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃））

7．某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以 的速度匀速行驶了 ，消耗汽油 汽油的热值 。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%。则（提示：牵引力做功用 计算） 

（1）汽车行驶了多少分钟；

（2）汽油完全燃烧放出的热量；

（3）以此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？

8．天然气是生活中常用的一种能源。某用户将50k的水从20℃加热到60℃，需要燃烧0.25m的天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q=4.2×107J/m³。求：

（1）50kg的水从20℃加热到60℃吸收的热量；

（2）完全燃烧0.25m3的天然气放出的热量；

（3）该用户用天然气烧水的效率。

9．百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗。某品牌汽车匀速行驶100km油耗为8L，汽车发动机的输出功率为25kW（已知汽油的密度为0.75×103kg/m3 ，热值为4.5×107J/kg）。试求：

（1）8L汽油完全燃烧放出的热量；

（2）行驶100km时间内发动机所做的功；

（3）该品牌汽车发动机的热机效率。

10．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg的水加热，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4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg，求：

（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量；  

（2）煤完全燃烧产生的热量；  

（3）煤炉烧水时的热效率；  

11．天然气灶烧水,燃烧0.5 m3的天然气,使100 kg的水从20 ℃升高到70 ℃。已知水的比热容为c=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为q=7.0×107 J/m3。求:

（1）0.5 m3天然气完全燃烧放出的热量Q放;  

（2）水吸收的热量Q吸;  

（3）燃气灶的效率η。  

12．每到夏收季节，大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等．为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤．若燃烧秆浆煤（热值为2.4×107J/kg），使50kg、20℃的水温度升高到80℃．求：

（1）水的内能增加了多少（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃））

（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤．

13．已知天然气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg.℃）．

（1）完全燃烧0.04m3天然气可放出热量为J．  

（2）某天然气灶烧水的效率为50%，完全燃烧0.04m3天然气可使常温下5kg的水温度升高℃．  

14．燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3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8.4×107J/m3．求：

（1）水吸收的热量；

（2）天然气完全燃烧放出的热量；

（3）燃气灶烧水时的效率．

15．实验室某玻璃瓶中盛有质量为140g的酒精．已知酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．试求：

（1）将这些酒精完全燃烧，可放出多少热量？

（2）这些热量有80%被水吸收，能使20kg的水温度升高多少度？

答案解析部分

1．【答案】（1）解：根据题意，水吸收的热量

答：水吸收的热量为1.176×108J；

（2）天然气完全燃烧放出的热量

燃气锅炉烧水的效率为

答：燃气锅炉烧水时的效率为40%；

（3）完全燃烧1m3可燃冰放出的热量为

则水吸收的热量为

由得水的质量为

答：完全燃烧1m3可燃冰可以使1.28×104kg水的温度升高50℃。

【解析】【分析】（1）根据Q吸=cm（t-t0）可以求出水吸收的热量。
（2）根据Q放=Vq求出天然气完全燃烧释放的热量，再根据η=×100%求出燃气锅炉烧水的效率。
（3）根据Q放′=160qV′算出完全燃烧1m3可燃冰放出的热量，由η=×100%算出水吸收的热量，由Q吸=c水m水Δt算出水的质量。

2．【答案】（1）解：该人的重力为

该人克服重力做功为

答：该人克服重力做功为 ；

（2）解：这些汽油的放出的热量为

这些汽油的质量是

答：这些汽油的质量是 ；

（3）解：该汽车有效利用的能量为

该汽车的牵引力为

这些汽油可以使该汽车运动路程为

答：这些汽油可以使该汽车运动路程为 。

【解析】【分析】（1）根据质量计算重力，结合高度计算有用功；
（2）根据热量和热值的比值计算燃料的质量；
（3）利用热量和热效率的乘积计算有用功；结合力的大小计算物体的距离。

3．【答案】（1）解：人坐在电动汽车内静止时对水平路面的压力

整体对水平路面的压强

答：人坐在电动汽车内静止时整体对水平路面的压强为6×105Pa；

（2）电动汽车匀速行驶时，水平方向所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力，所以

在10min内行驶的距离

牵引力所做的功

答：牵引力所做的功为7.2×106J；

（3）完全燃烧0.5kg的汽油放出的热量

汽车的效率

答：燃油汽车的效率为31.3%。

【解析】【分析】（1）利用p=求出人坐在电动汽车内静止时整体对水平路面的压强。
（2）该电动汽车在平直公路匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F=f=0.1G求出电动汽车的牵引力，根据s=vt求出电动汽车匀速行驶的路程，利用W=Fs求出牵引力所做的功。
（3）功率相同的燃油汽车行驶相同的路程，牵引力做的功等于电动汽车牵引力做的功，又知道消耗汽油的质量和汽油的热值，根据Q放=mq求出消耗的汽油完全燃烧释放的热量，利用η=×100%求出燃油汽车的效率。

4．【答案】（1）解：汽油放出的热量

答：该汽车在这段时间内消耗的汽油放出的热量是

（2）解：汽车运动的时间

汽车运动的路程

汽车做的有用功

答：在这段时间内汽车做的有用功是

（3）解：汽车的效率

答：在这段时间内汽车的效率是

【解析】【分析】（1）利用求得汽油放出的热量。
（2）利用s=vt求得汽车运动的路程，在录音W=Fs求得汽车做的有用功。
（3）利用求得汽车的效率。

5．【答案】（1）解：水吸收的热量

答：经过6min时间加热，水所吸收的热量是

（2）解：由 可得

由 得，使用天然气的体积

答：6min时间内，使用天然气 。

【解析】【分析】（1）利用求得水吸收的热量。
（2）由 可得放出的热量，再利用 得使用天然气的体积。

6．【答案】（1）解：这些燃料油完全燃烧时释放出的热量是

答：这些燃料油完全燃烧时释放出的热量是

（2）解：这些热量的50%可以被水吸收，水吸收的热量为

根据 可知，水的质量为

答：能使 的水温度升高50 ℃。

【解析】【分析】（1）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；
（2）利用热效率和热量的乘积计算吸收的热量，结合比热容、温度差，可以计算物质的质量。

7．【答案】（1）解：汽车行驶的时间为

答：汽车行驶了4.5min

（2）解：汽油完全燃烧放出的热量

答：汽油完全燃烧放出的热量为4.5×107J

（3）解：牵引力所做的有用功

汽车所受的牵引力

汽车做匀速直线运动，水平方向上受平衡力作用，汽车所受的阻力为

答：以此速度行驶的过程中，受到的阻力是3×103N。

【解析】【分析】（1）根据路程和速度的比值，计算时间；
（2）利用燃料的质量和热值的乘积，计算热量；
（3）根据热机效率和热量的乘积计算有用功，结合距离计算物体受力大小。

8．【答案】（1）解：水吸收的热量

答：50kg的水从20℃加热到60℃吸收的热量是8.4×106J；

（2）天然气完全燃烧放出的热量

答：完全燃烧0.25m3的天然气放出的热量是1.05×107J；

（3）则该用户用天然气烧水的效率

答：该用户用天然气烧水的效率是80%。

【解析】【分析】（1）根据比热容、质量和温度差的乘积，计算物体吸热的多少；
（2）根据燃料的体积和热值的乘积计算热量；
（3）利用物体吸热和燃料放出总热的比值计算热效率。

9．【答案】（1）解：汽车百公里耗油的体积

汽油的质量

汽油完全燃烧放出的能量

答：8L汽油完全燃烧放出的热量为

（2）解：汽车的速度

在一百公里内发动机做的功为

答：在一百公里内发动机做的功为 ；

（3）解：发动机的效率

答：发动机的效率为37%。

【解析】【分析】（1）根据密度和体积的乘积计算质量；根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量；
（2）根据功率和时间的乘积计算做功多少；
（3）根据功和总热的比值，计算热机效率。

10．【答案】（1）解：水吸收热量

（2）解：煤燃烧放出热量

（3）解：煤炉烧水时的热效率

【解析】【分析】（1）利用水的比热容、质量和温度差的乘积计算吸收的热量；
（2）根据燃料的质量和热值的乘积计算燃烧放出的热量；
（3）利用水吸收的热量和燃料放出的热量的比值计算热效率。

11．【答案】（1） 燃料放出的热量为

（2）水吸收的热量为

（3）利用水的吸热、燃料的放热计算热效率为

【解析】【分析】（1）根据燃料的体积和热值的乘积计算燃料放热的多少；
（2）根据水的质量、温度差和比热容的乘积计算水吸热的多少；
（3）吸收的热量和燃料放出总热的比值可以计算热效率。

12．【答案】（1）解：Q＝cm△t＝4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(80℃−20℃)＝1.26×107J

答：水的内能增加了1.26×107J

（2）解：由η＝ 得：秆浆煤放出的热量：Q放＝ ＝4.2×107J，由Q放＝mq得需要秆浆煤的质量：m′＝ ＝1.75kg

答：需要完全燃烧1.75千克秆浆煤。

【解析】【分析】根据水的比热容、质量和温度差计算水吸热的多少，根据吸热和热效率计算放热的多少，利用热量和热值计算燃料的质量。

13．【答案】（1）解：天然气的热值为4.2×107J/m3，完全燃烧0.04m3天然气可放出热量：

答：完全燃烧0.04m3天然气可放出热量为 J。

（2）解：根据比热容的公式计算：Q吸=Q放η得， ；  

△t=40℃

答：某天然气灶烧水的效率为50%，完全燃烧0.04m3天然气可使常温下5kg的水温度升高40℃。

【解析】【分析】（1）利用Q=mq求得 完全燃烧天然气放出的热量.
（2） 结合题意，利用Q吸=Q放η=cm△t求得水的温度变化量.

14．【答案】解：（1）在此过程中，水吸收的热量：

Q吸=c水m（t﹣t0 ）

=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）

=6.72×105J；

（2）天然气完全燃烧放热：

Q放=Vq=8.4×107J/m3×0.02m3=1.68×106J，

（3）燃气灶烧水的效率：

η= ×100%=×100%=40%．

答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；

（2）天然气完全燃烧放出的热量为1.68×106J；

（3）燃气灶烧水时的效率为40%．

【解析】【分析】（1）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；

（2）知道天然气的体积和热值，利用Q放=Vq计算煤气完全燃烧放出的热量，

（3）利用效率公式求燃气灶烧水的效率．

15．【答案】解：

（1）酒精放出热量：Q=qm=3×107J/Kg×140×10﹣3kg=4.2×106J；

（2）水吸收的热量：Q吸=80%×Q=80%×4.2×106J=3.36×106J，

根据Q=cm△t可知，

水升高的温度为：△t=​=40℃．

答：

（1）将这些酒精完全燃烧，可放出4.2×106J的热量；

（2）这些热量能使20kg的水温度升高40℃．

【解析】【分析】（1）燃料完全燃烧，根据Q=qm计算放出的热量；

（2）已知燃料的利用率，先计算被水吸收的热量，利用热量的计算公式计算温度的变化量．