专题训练（三）与“热值”相关的综合计算
类型一 热值与热效率
1.小高家里原来用液化石油气烧水，每天用的热水她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。
若用这台热水器每天可将的水从加热到，这些水吸收的热量是多少？
若液化石油气燃烧放出的热量有被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少？液化石油气的热值是
2.某物理兴趣小组的同学，用天然气给的水加热，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像．若在内完全燃烧了的天然气．水的比热容为，天然气的热值约为求：
天然气完全燃烧产生的热量；
天然气烧水的热效率．
3.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为，这能量相当于完全燃烧的干木柴才能得到。
则干木柴的热值为多少焦千克？
如果这些能量全部被质量为初温为的水吸收，可以使这些水温度升高多少摄氏度？
4.释放化学能的过程不断地发生在人体内．食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量．人体摄入的能量营养师常称之为热量过多或过少，都有损于健康．
某种巧克力的营养成分表上标有“”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是( )
A.热量 内能 热值 比热容
小华同学质量为，正常情况下步行上一层楼需要，她克服重力做多少功？她克服重力做功的功率是多少？每层楼高，取
人体摄入了过多的能量往往希望通过运动消耗掉．小华同学吃了一块净含量的上述巧克力，如果她能获得巧克力的全部能量，并全部用于克服重力做功，则她能爬多少层楼？每层楼高
5.年月，中国首批“电气”新能源公交汽车在常州市使用它即可以用充电桩充电，也可以用车辆顶部的太阳能电池板为车辆提供辅助充电，还可以使用天燃气当蓄电池电力储存不够时，就用燃气发动机为汽车提供动力太阳能电池板每天能向蓄电池充入的电能已知蓄电池消耗的电能有转化为汽车前进所做的功，天然气完全燃烧产生的内能有转化为汽车前进所做的功，天然气热值为，该车行驶时受到的阻力为
当车辆以匀速行驶时，牵引力的功率为多少？
太阳能电池板提供的电能每天最少能让汽车匀速行驶多少距离？
若汽车使用太阳能电池板提供的电能，则每天最多可以节约天然气的质量为多少？
类型二 热值与热机效率
6.我国自行设计研制了全状态新构型灭火飞机．若该飞机以的速度匀速直线航行，消耗航空燃油，飞机发动机的功率为航空燃油的热值为求：
消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
飞机在航行过程中的阻力是多少？
发动机的效率是多少？
7.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：
消耗汽油的质量；
发动机所做的功；
发动机的效率百分号前保留整数。
8.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体氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为。
某火箭发射时携带液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少？
若第一问放出的热量只有被水吸收，能将、初温为的的水加热至多少？【，已知当地大气压为标准大气压】
氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧，某次测试中，一辆氢能源车以的功率匀速行驶，消耗了燃料，求该发动机的效率。
9.随着人民日报新媒体主办的“中国正当潮”等国潮大事件的助推。越来越多汽车自主品牌开始推出本土特色，体现发展风潮的产品。某国产汽车，当它以的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为，每行驶消耗的汽油量为，已知汽油的密度，热值。求：
该汽车以的速度匀速行驶牵引力做的功。
该汽车以的速度匀速行驶时发动机的效率结果保留到整数位。
10.作为新能源汽车领军企业比亚迪，在年推出一新款唐新能源油电混合动力汽车，这种汽车在内燃机启动时给车提供动力，同时也给动力蓄电池组充电。已知该型号混合动力汽车所用的蓄电池组能够储存的最大电能，若该车以的速度在水平路面上匀速直线行驶了，此过程所受阻力为，蓄电池组的电能也增加了最大储存电能的，内燃机共消耗燃油，求：
该款汽车匀速行驶中牵引力做功的功率；
该汽车内燃机的效率。
11.汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能．某汽车四冲程汽油发动机的汽缸总排量为发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为汽缸排量，发动机工作时，吸入汽缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度，汽油和空气的质量比为，汽油的热值如果发动机曲轴转动，发动机的效率为，那么，在这种情况下：
汽车做的有用功是多少？
汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力，汽车行驶的速度是多少？
答案和解析
1.【答案】解：，，，
水吸收的热量为：
；
，
液化石油气燃烧放出的热量为：，
，
液化石油气的质量为：。
答：这些水吸收的热量是；
平均每天可节约液化石油气。
【解析】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
由题知，液化石油气燃烧放出的热量有被水吸收，即，从而可以计算出液化石油气燃烧放出的热量；再利用求需要完全燃烧的液化石油气的质量，即每天节约的液化石油气质量。
本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放出的热量公式的掌握和运用，涉及到新能源太阳能的利用，为了省钱、为了环保，积极开发新能源。
2.【答案】解：天然气完全燃烧产生的热量：
；
由图可知，经过加热后水温由达到，
则水吸收的热量：
，
天然气烧水时的热效率：
。
答：天然气完全燃烧产生的热量；
天然气烧水的热效率。
【解析】本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式和吸热公式、效率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键。
已知天然气的体积和热值，利用求出天然气完全燃烧产生的热量；
由图像可知，经过加热水温度的变化，利用求出水吸收的热量，利用求出天然气烧水时的热效率。
3.【答案】解：由可得，干木柴的热值：
；
如果这些能量全部被水吸收，即，
根据可得，水升高的温度：
。
答：则干木柴的热值为；
如果这些能量全部被质量为初温为的水吸收，可以使这些水温度升高摄氏度。
【解析】因为干木柴完全燃烧放出的热量等于身体消耗的能量，知道完全燃烧干木柴的质量，可以利用公式求干木柴的热值；
由热量公式计算水升高的温度。
本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式、热量公式和的掌握和运用，解答此题的关键是熟记相关的公式。
4.【答案】解：巧克力的营养成分表上标有“每能量”，据此可得每克巧克力提供的能量，单位是；
A.在热传递过程中传递内能的多少叫热量，热量是个过程量，故A不符合题意；
B.内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和，故B不符合题意；
C.某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，单位是，故C符合题意；
D.单位质量的某种物质，温度升高吸收的热量，叫这种物质的比热容，故D不符合题意。
故选C。
步行上一层楼，克服重力做功：，
他克服重力做功的功率：
吃一块净含量的上述巧克力获得的能量：
，
爬一层楼克服重力做的功为，
从巧克力获得的能量全部用于克服重力做功，则他爬楼的层数：
层。
答：；
，她克服重力做，她克服重力做功的功率是；
她能爬层。
【解析】【分析】
本题考查了功、功率的计算，此题的综合性较强，难度一般。
依次分析各个选项的含义，然后进行比较即可得到正确答案；
已知重力和楼高，根据可求出克服重力做的功，然后根据可求出功率；
求出吃一块净含量的上述巧克力获得的能量，知道爬一层楼克服重力做的功，二者之比可得爬楼层数。
【解答】
巧克力的营养成分表上标有“每能量”，据此可得每克巧克力提供的能量，单位是；
A.在热传递过程中传递内能的多少叫热量，热量是个过程量，故A不符合题意；
B.内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和，故B不符合题意；
C.某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，单位是，故C符合题意；
D.单位质量的某种物质，温度升高吸收的热量，叫这种物质的比热容，故D不符合题意。
故选C。
5.【答案】解：汽车的速度：，
因为汽车匀速行驶，所以汽车的牵引力：，
牵引力的功率：，
根据题意可知，太阳能电池板每天充入的最少电能：
，
已知电能转化为汽车前进所做的功的效率，
所以，电能转化为的有用功：，
根据可得，汽车匀速行驶的最小距离：
；
根据题意可知，太阳能电池板每天充入的最多电能：
，
此时电能转化为的有用功：，
已知天然气完全燃烧时产生的内能转化为汽车前进所做的功的效率，
设天然气完全燃烧放出的热量为，若这些有用功由燃气发动机来提供，
则有：，
所以，
根据可得，需要天然气的质量：
，
即可以节约天然气的质量为。
答：当车辆以匀速行驶时，牵引力的功率为；
太阳能电池板提供的电能每天最少能让汽车匀速行驶的距离为；
若汽车使用太阳能电池板提供的电能，则每天最多可以节约天然气的质量为。
【解析】汽车匀速行驶，根据二力平衡条件可得牵引力的大小，已知汽车的速度，根据求牵引力的功率；
已知太阳能电池板每天充入的最少电能，利用效率公式求出转化为的有用功，再根据求出汽车行驶的最小距离；
利用效率公式和太阳能电池板充入的最多电能求出此时转化为的有用功，再根据热机效率的公式求出天然气完全燃烧放出的热量，最后利用求出天然气的质量。
本题是一道电学、热学和力学的综合题，需要从题中获取有用信息，正确理解转化效率的含义是解题的关键。
6.【答案】
【解析】消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量 J.
飞机航行牵引力做功 ， 飞机运动的路程 ， 飞机受到的牵引力 因为飞机做匀速直线运动，受到牵引力和阻力是平衡力，所以飞机受到的阻力
发动机的效率 ．
7.【答案】解：，由密度公式变形可得消耗汽油的质量；
由速度公式变形可得汽车行驶用时为
；
由公式可得发动机所做的功；
由放热公式可得汽油燃烧所放出的热量
；
发动机的效率为
；
答：消耗汽油的质量为；
发动机所做的功为；
发动机的效率为。
【解析】已知汽油密度和体积，根据公式可计算出汽油的质量；
已知功率和运动的时间，根据公式可求发动机所做的功；
根据公式可求释放的能量，做的功与释放能量的比值就是发动机的效率。
本题考查质量的计算、功的计算与内燃机的效率，考查的知识点比较多，主要考查对所学物理知识的灵活应用能力。
8.【答案】解：液态氢完全燃烧释放的热量：，
水吸收的热量：，由得，
水升高的温度为：
又因为此时当地大气压为标准大气压，水的沸点为，所以加热至
氢能源车所做的功为：，
燃料完全燃烧释放的热量：，
该发动机的效率为：。
答：这些燃料完全燃烧放出的热量为；
水将加热到；
该发动机的机械效率为。
【解析】本题考查了学生对燃料热值的了解、燃烧放热公式、比热容公式、机械效率公式的掌握和运用，综合性强。
根据计算液态氢完全燃烧释放的热量，根据比热容公式的变形计算水的升到多高的温度；
根据能量的利用效率公式计算水吸收的热量，根据热量的计算公式计算水升高的温度，个标准大气压下，水的沸点是，得出结论；
根据计算氢能源车所做的功，根据计算液态氢完全燃烧释放的热量，根据机械效率公式计算该发动机的效率。
9.【答案】解：因汽车匀速行驶受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，汽车受到的牵引力，
汽车匀速行驶时所做的功：
；
由知汽油的质量为：
，
完全燃烧汽油释放的能量：
，
汽车的效率：
。
答：该汽车以的速度匀速行驶牵引力做的功为；
该汽车以的速度匀速行驶时发动机的效率为。
【解析】汽车匀速行驶受到的牵引力和阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件求出牵引力的大小，根据求出汽车匀速行驶时所做的功；
由密度公式算出汽油的质量，根据题意求出完全燃烧汽油释放的能量，根据效率公式求出汽车的效率。
本题考查了学生对做功公式、效率公式以及二力平衡条件的掌握和运用，是一道综合题，但难度不大。
10.【答案】解：该款汽车匀速行驶中牵引力做功的功率：
因为汽车匀速行驶，故F；
；
该汽车内燃机的效率：
；
；
。
答：该款汽车匀速行驶中牵引力做功的功率为。
该汽车内燃机的效率为。
【解析】根据计算该款汽车匀速行驶中牵引力做功的功率。
已知蓄电池组储存的最大电能，由最大值的求出增加的电能，这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和，根据求出内燃机的效率。
本题综合考查了热量、功、功率和热机的效率的计算，涉及的知识点多，计算多，正确理解题意，灵活运用公式是关键。
11.【答案】解：根据可得，一次吸入混合物的质量 ，
因为曲轴每转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，也做一次功，所以，发动机曲轴在转动 ，吸气和做功均为次，汽油和空气的质量比为，可见汽油占混合物总质量的，
则发动机在内吸入汽油的总质量，
这些汽油完全燃烧放出的热量 ，
根据可得汽车做的有用功 ．
汽车做的有用功的功率为，
因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，即 ，
根据可得，汽车行驶的速度：
【解析】本题为力学和热学综合题，考查了密度公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式、功率公式的应用，要求灵活应用相关公式．
曲轴转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，根据计算出燃料混合物的质量，根据空燃比计算出汽油的质量，从而可以计算出吸入的汽油量，根据算出燃料燃烧时放出的热量；根据热机效率算出有用功；
根据算出功率，根据算出汽车行驶的速度
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