1. 运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有 (
C
)
A.较大的比热容
B.较低的沸点
C.较大的热值
D.较高的凝固点
答案:1. C
解析:
【分析】
要解决这道题,需先明确火箭选择燃料的核心需求:火箭升空需要燃料在质量较小的情况下释放大量能量。再结合各选项对应的物理概念逐一判断:比热容反映物质吸放热能力、沸点是液态变气态的温度、凝固点是液态变固态的温度,这些都与燃料释放能量的多少无关;而热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量,是燃料的重要特性,符合火箭对燃料的需求。
【解析】
运载火箭需要燃料在质量较小的情况下释放大量能量,因此需选择热值大的燃料:
A选项:比热容反映物质吸、放热本领,与燃料释放能量的多少无关,不符合要求;
B选项:较低的沸点是物质易汽化的特性,与燃料释放能量无关,不符合要求;
C选项:较大的热值意味着相同质量的液态氢完全燃烧能放出更多热量,适合作为火箭燃料,符合要求;
D选项:较高的凝固点是物质易凝固的特性,与燃料释放能量无关,不符合要求。
【答案】
C
【知识点】
燃料的热值;物质的特性
【点评】
本题是热学部分的基础题,考查热值概念的实际应用,难度较低,重点在于理解燃料热值的物理意义及应用场景。
【难度系数】
0.9
2. 关于燃料的热值,下列说法中正确的是 (
D
)
A.某种燃料燃烧放出的热量叫作这种燃料的热值
B.甲燃料完全燃烧放出的热量比乙燃料完全燃烧放出的热量多,则甲的热值一定比乙大
C.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
D.烟煤的热值是$2.9×10^7$ J/kg,完全燃烧1 kg烟煤能放出$2.9×10^7$ J热量
答案:2. D
解析:
【分析】
要解决这道题,需先明确燃料热值的核心定义:单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量,热值是燃料的固有特性,仅与燃料种类有关,与燃烧情况、质量等无关。再逐一分析选项:
1. 选项A:未提及“单位质量”和“完全燃烧”,不符合热值的完整定义,错误;
2. 选项B:比较热值大小需控制燃料质量相同,仅放出热量多无法判定热值大,错误;
3. 选项C:燃料燃烧放出的热量由热值和质量共同决定,热值大但质量小,放出热量不一定多,错误;
4. 选项D:根据热量公式Q=mq,完全燃烧1kg烟煤放出的热量等于其热值,符合定义,正确。
【解析】
根据热值定义及热量计算公式:
热值定义:单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,公式为Q=mq(固体燃料);
A选项:缺少“单位质量”“完全燃烧”,不符合热值定义,排除;
B选项:未控制燃料质量相同,无法比较热值,排除;
C选项:热量与热值、质量均有关,热值大但质量小,热量不一定多,排除;
D选项:代入公式得$Q=1kg×2.9×10^7J/kg=2.9×10^7J$,符合要求,正确。
【答案】
D
【知识点】
燃料的热值
【点评】
本题考查燃料热值的基础概念,需准确掌握热值的定义条件及热量计算逻辑,易错点是忽略“单位质量”“完全燃烧”的限定,属于初中物理基础题。
【难度系数】
0.6
3. 将一瓶酒精用去$\frac{2}{3}$,剩余部分酒精的密度、比热容和热值(
C
)
A.都变为原来的$\frac{1}{3}$
B.密度、比热容不变,热值变为原来的$\frac{1}{3}$
C.都不变
D.热值不变,密度、比热容变为原来的$\frac{1}{3}$
答案:3. C
解析:
【分析】
本题考查物质的特性相关知识,需明确密度、比热容、热值都是物质的固有属性,仅与物质的种类和状态有关,与质量、体积等因素无关。解题时需判断酒精用去部分后,剩余酒精的种类和状态是否改变,进而确定各特性是否变化。
【解析】
密度是物质的特性,反映物质的疏密程度,与质量、体积无关;比热容是物质的特性,反映物质吸放热能力,与质量无关;热值是燃料的特性,反映燃料的放热能力,与燃料质量无关。当一瓶酒精用去$\frac{2}{3}$后,剩余酒精的种类和状态未发生改变,因此其密度、比热容和热值都保持不变,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
密度特性、比热容特性、热值特性
【点评】
本题为初中物理基础概念题,核心是考查对物质固有特性的理解,只需牢记密度、比热容、热值不随质量或体积变化即可轻松解答,属于识记类基础题。
【难度系数】
0.7
4. 已知煤油的热值是 $4.6× 10^7\ \mathrm{J/kg}$,煤油完全燃烧放出的热量有 $50\%$ 被水吸收。问:在一个标准大气压下将初温为 $20\ °\mathrm{C}$、质量为 $5500\ \mathrm{g}$ 的水烧开,需要燃烧多少千克煤油?
答案:4. 0.08 kg
解析:
【分析】
要解决该问题,需分三步推导:首先计算水烧开需要吸收的热量,再根据热效率算出煤油完全燃烧需放出的总热量,最后利用热值公式求出燃烧煤油的质量。解题时需注意统一单位,且标准大气压下水的沸点为100℃。
【解析】
解:1. 统一单位:水的质量$ m_{水}=5500\ \mathrm{g}=5.5\ \mathrm{kg} $,标准大气压下水的沸点为$ 100°\mathrm{C} $,则水升高的温度$ \Delta t=100°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=80°\mathrm{C} $。
2. 计算水吸收的热量:根据吸热公式$ Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t $,其中水的比热容$ c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·°\mathrm{C})} $,代入得:
$ Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·°\mathrm{C})}×5.5\ \mathrm{kg}×80°\mathrm{C}=1.848×10^6\ \mathrm{J} $。
3. 计算煤油完全燃烧放出的热量:已知热效率$ \eta=50\%=0.5 $,由$ \eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}} $得$ Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{1.848×10^6\ \mathrm{J}}{0.5}=3.696×10^6\ \mathrm{J} $。
4. 计算需要燃烧煤油的质量:根据热值公式$ Q_{放}=mq $($ q=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} $为煤油的热值),变形得$ m=\frac{Q_{放}}{q} $,代入得:
$ m=\frac{3.696×10^6\ \mathrm{J}}{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.08\ \mathrm{kg} $。
【答案】
0.08 kg
【知识点】
热量计算、热值应用、热效率
【点评】
本题是热学基础应用题,结合比热容、热值与效率知识点,需注意单位统一和标准大气压下水的沸点,属于巩固基础的常规题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
1. 下列说法中正确的是
(
B
)
A.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量就越多
B.燃料的热值越小,完全燃烧一定质量的该燃料放出的热量越少
C.燃料的热值越小,放出相等的热量时,燃料用量越少
D.燃料燃烧得越充分,其热值越大
答案:1. B
解析:
【分析】要解决这道题,首先需明确燃料热值的定义:热值是单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时放出的热量,是燃料的固有特性,仅与燃料种类有关,与燃烧是否充分、燃料质量等无关;燃料完全燃烧放出热量的公式为$Q_{放}=mq$(固体、液体燃料)或$Q_{放}=Vq$(气体燃料),放出热量的多少由热值和燃料质量(体积)共同决定。接下来逐一分析选项:A选项忽略了热量还与燃料质量有关;B选项结合公式可直接判断;C选项混淆了热量与燃料用量的关系;D选项错误理解了热值的特性。
【解析】首先明确:热值是燃料的固有属性,仅由燃料种类决定,与燃烧是否充分、燃料质量无关;燃料完全燃烧放出热量的公式为$Q_{放}=mq$($m$为燃料质量,$q$为热值)。
对各选项分析:
A. 由$Q_{放}=mq$可知,燃料燃烧放出的热量与热值$q$和燃料质量$m$都有关,仅热值大,若质量很小,放出的热量不一定多,故A错误;
B. 完全燃烧一定质量的燃料($m$一定),根据$Q_{放}=mq$,热值$q$越小,放出的热量越少,故B正确;
C. 放出相等的热量($Q_{放}$一定),由$m=\frac{Q_{放}}{q}$可知,热值$q$越小,需要的燃料质量$m$越大,即燃料用量越多,故C错误;
D. 热值是燃料的固有特性,与燃烧是否充分无关,故D错误。
【答案】B
【知识点】燃料的热值、热量计算
【点评】本题考查对热值概念的理解,核心是明确热值是燃料的特性,与放出热量的多少无关,易错点是误将燃烧充分程度与热值关联,或忽略热量由热值和质量共同决定。
【难度系数】0.5
2. 一支蜡烛燃烧到一半,下列说法中正确的是(
D
)
A.它的密度将变为原来的一半
B.它的比热容将变为原来的一半
C.它的热值将变为原来的一半
D.它的质量将变为原来的一半
答案:2. D
解析:
【分析】
要解决这道题,需明确各物理量的核心特性:质量是物体所含物质的多少,随物质的量变化;密度、比热容、热值都是物质的固有特性,仅与物质的种类和状态有关,与质量、体积等无关。逐一分析选项即可得出正确答案。
【解析】
选项A:密度是物质的特性,蜡烛燃烧一半后,物质种类未改变,密度不变,故A错误;
选项B:比热容是物质的特性,与物体质量无关,蜡烛燃烧一半后比热容不变,故B错误;
选项C:热值是燃料的特性,与燃料的质量无关,蜡烛燃烧一半后热值不变,故C错误;
选项D:质量是物体所含物质的多少,蜡烛燃烧一半后,所含物质减少一半,质量变为原来的一半,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
质量及其特性,物质的特性(密度、比热容、热值)
【点评】
本题考查质量、密度、比热容、热值的基础概念,核心是区分“质量是物体的属性”与“密度、比热容、热值是物质的特性”,属于基础概念题,需学生准确记忆各物理量的定义。
【难度系数】
0.8