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为应对全球能源危机，各国争相发展新能源项目．我国上海也研制出了氢燃料电池汽车的样车，该车共配有3个氢气罐，功率是50kW，速度可达120km/h，三个罐充满氢气后可以跑250km以-物理
[db:作者]  2020-01-08 00:00:00  零零社区

题文

为应对全球能源危机，各国争相发展新能源项目．我国上海也研制出了氢燃料电池汽车的样车，该车共配有3个氢气罐，功率是50kW，速度可达120km/h，三个罐充满氢气后可以跑250km以上．目前，氢燃料电池汽车每100km耗氢1kg，氢的市场价是20 元/kg．普通家用汽油汽车每100km的耗油量是10L，93号汽油的市场价是5.60 元/L．
根据以上材料，回答下列问题（技术结果小数点后保留一位数字）：
（1）使用氢燃料电池汽车有哪些优越性？（请简要写出一条即可）
（2）在0℃、1个标准大气压下，氢气的密度是0.09kg/m3，1kg氢气在这个状态下的体积是多少立方米？常温下氢气很难被液化，氢燃料电池汽车是如何解决氢气体积过大这一难题的？
（3）若家用汽车平均每天行驶50km，每月按30天计，按目前价格，使用氢燃料电池汽车比使用普通汽油汽车，每月可节约多少元的燃料费？
题型：问答题  难度：中档

答案

（1）氢气燃烧生成水，无污染．
（2）氢气在这个状态下的体积是V=
m
ρ
=
1kg
0.09kg/m3
≈11.1m3，常温下可以压缩氢气的体积，使其液化，从而减小体积．
答：1kg氢气在这个状态下的体积是11.1m3，常温下可以压缩氢气的体积使其液化．
（3）家用汽车一月行驶的距离S=30×50km=1500km，每月消耗氢气的质量是
1500km
100km/kg
=15kg，
使用氢燃料电池汽车每月耗费15kg×20元/kg=300元，
每月消耗汽油的体积是
1500km
100km
×10L=150L，
使用汽油每月耗费150L×5.6元/L=840元，
每月可节省燃油费840元-300元=540元．
答：每月可节省燃料费540元．

据专家权威分析，试题“为应对全球能源危机，各国争相发展新能源项目．我国上海也研制出了..”主要考查你对  液化现象、方法及其应用，热值，热量的计算，密度公式的应用，速度公式及其应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

液化现象、方法及其应用热值热量的计算密度公式的应用速度公式及其应用

考点名称：液化现象、方法及其应用

  • 定义：
    物质从气态变为液态的过程叫液化。

  • 特点：
    液化放热。

    液化方法：
    (1)降低温度；

    (2)压缩体积。
    当气体的温度降低到足够低的时候，所有的气体都可以液化，其中温度降到足够低是指气体的温度下降至沸点或沸点以下。小同的气体液化的温度不同。利用这种性质可以分离物质。用压缩体积的方法可以使大多数的气体液化，如日常生活中使用的煤气以及气体打火机用的燃气，就是用压缩体积的方法使它们液化的，有的气体单靠压缩不能使它们液化，必须同时降低温度才行。

  • 液化放热在生活中的应用：
          冬天手感到冷时，可向手哈气，是因为呼出的水蒸气液化放热；被锅内喷出的水蒸气烫伤比开水还厉害，是因为水蒸气液化过程要放热。浴室通常用管道把高温水蒸气送入浴池，使池中的水温升高是利用液化放热来完成的。

  • “白气”
    1．含义：“白气”不是水蒸气，因为水蒸气是无色透明的气体，是看不见的。当水蒸气遇到外界温度较低的空气时，放热液化形成小水珠，悬浮在空气中，就是我们看到的“白气”。例如：冬天，从口中中呼出的“白气”；烧开水时从壶嘴喷出的“白气”；夏天，我们看到冰棒冒的“白气”；冰箱门打开时冒出的“白气”；飞机的白色尾气。

    2．分类：“白气”现象可分为两类，一类是冷物体冒 “白气”；另一类是热物体冒“白气”。尽管它们都是水蒸气遇冷液化而成的小水珠，但水蒸气的来源却不同。例如：冰棒冒“白气”是冰棒周围附近空气中的水蒸气 (来源于冰棒之外)遇冷液化而成；烧开水时，壶嘴冒 “白气”是从壶中产生的水蒸气(来源于壶内)遇到壶嘴外附近的冷空气液化而成的。切记：共同的特点都是水蒸气要遇冷。

考点名称：热值

  • 燃料的热值：
    定义 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
    物理意义 反映燃料燃烧放热本领的物理量
    单位 J／kg或J／m3(气体)
    单位意义 例：干木柴热值1．2×107J／kg表示1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1．2×107J
    性质 热值是燃料的一种特性
    燃料燃烧放热公式 Q放=mq 或Q放=v·q
    m代表质量，单位kg
    q代表热值，单位J／kg
    V代表体积，单位m3
    Q放代表放出的热量，单位J

  • 热值概念的理解：
    (1)燃料的热值与燃料的种类有关，热值反映的是所有能燃烧的物质的一种性质，也就是说它是燃料的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。

    (2)“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽，1kg的某种燃料，只有在完全燃烧的情况下，放出的热量才等于这种燃料的热值，若该燃料在燃烧时没有完全燃烧，放出的热量就比对应的热值小。

  • 燃料及其燃烧
     能够燃烧并且在燃料时放出光和热的物质，叫做燃料。
     燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能，这就是我们常说的释放能量，然后，转移到其他物体上或转化为其他形式的能量供人们使用．
     说明：按照状态，燃料可分为固体燃料(如煤、炭、木材等)、液体燃料(如汽油、煤油、石油等)和气体燃料(如天然气、煤气、沼气等)。

考点名称：热量的计算

  • 计算公式：
    ①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量．Q表示热量(J)，
    Q=c×m×△t．
    Q吸=c×m×（t－t0）
    Q放=c×m×（t0－t）
    （t0是初温；t是末温）
    其中c是与这个过程相关的比热容

    ②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq　
    气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq　
    Q表示热量(J)，q表示热值(J/kg)，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m3）。
    q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体） 
    Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳J
    m———表示某种燃料的质量———千克kg
    q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克J/kg

    单位：
    热量的单位与功、能量的单位相同．在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)．历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦．
    注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦

  • 例题详解：
    例1 将100g水从20℃加热至90℃，要供给多少热量?一根铁钉的质量约10g，从1000℃的红热状态冷却至25℃，会放出多少热量?[c水=4．2× 103J／(kg·℃)；c铁=0．46×103J／(kg·℃)]

    解析：水吸收的热量Q吸=c水m1(t1-t01)=4．2 ×103J／(kg·℃)×0．1kg×(90℃一20℃)=2．94× 104J，铁钉放出的热量Q放=c铁m2(t02一t2)=0．46× 103J／(kg·℃)×0．01kg×(1000℃一25℃)=4．485 ×103J。

    答案：见解析

  • 水果热量：
    1、苹果100克/52大卡
    苹果是最多人会选的瘦身水果，因为它有丰富的果胶，可以帮助肠胃蠕动和排除体内毒素，最棒的是还可以降低热量吸收，再加上苹果的钾质很多，可以防止腿部水肿。当然啰，苹果的卡路里也不高，所以才有专吃苹果的苹果减肥餐产生。

    2、香蕉100克/125大卡
    很多水果减肥餐都少不了香蕉，因为香蕉含有丰富纤维质、维他命A、钾质和果胶等，所以可以有效地整肠，这样就能帮助排便。香蕉也有排除水分的效果，不但是最佳瘦身水果，也是吃了会让肌肤水当当的美颜圣品，不过香蕉的热量较高，吃多了，会有变胖的疑虑。

    3、葡萄柚100克/28大卡
    欧美人都爱吃葡萄柚等酸性水果来塑身，因为酸酸的水果可以促进肠道消化功能，葡萄柚含有丰富的维他命C，可以消除疲劳，还能让肌肤美美的呢!加上葡萄柚的热量和含糖量少，是最佳的明星减肥水果。

    4、凤梨100克/32大卡
    凤梨也是属于酸性水果，可以整肠和助消化，加上凤梨富含酵素能有益毒素分解，促进排水，所以也是想要瘦的人可以适量食用的水果，不过吃凤梨最好不要在餐前吃哦，因为它会伤胃，所以一定要先吃点东西垫垫胃才能食用，所以啰，虽然好吃，也不能吃过量。

    5、奇异果100克/50大卡
    奇异果甜美多汁，又含有丰富维生素C的特色，成为最受欢迎的美容和塑身水果。带点酸甜好滋味的奇异果，能防止便秘、帮助消化和美化肌肤，即使拿来当减肥餐，也会让人吃得津津有味，而它也一样是属于低热量高营养成分的优质水果。

考点名称：密度公式的应用

  • 密度公式的应用：
    （1）利用m=ρV求质量；利用V=m/ρ求体积

    （2）对于密度公式，还要从以下四个方面理解
    ①同种物质，在一定状态下密度是定值，它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当其质量（或体积）增大几倍时，其体积（或质量）也随着增大几倍，而比值是不变的。因此，不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比；
    ②具有同种物质的物体，在同一状态下，体积大的质量也大，物体的体积跟它的质量成正比；
    ③具有不同物质的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比；

    ④具有不同物质的物体，在质量相同的条件下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比。

  • 密度公式的应用：
    1. 有关密度的图像问题
    此问题一般是给出质量一体积图像，判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值，然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值，进行分析比较。
     例1如图所示，是甲、乙两种物质的m一V图像，由图像可知(   )
    A．ρ甲>ρ乙
    B．ρ甲=ρ乙
    C．ρ甲<ρ乙
    D．无法确定甲、乙密度的大小

    解析:要从图像直接看出甲、乙两种物质的密度大小目前还做不到，我们要先借助图像，根据公式ρ =总结规律后方可。
    如图所示，在横轴上任取一点V0，由V0作横轴的垂线V0B，分别交甲、乙两图线于A、B两点，再分别从A、B两点作纵轴垂线，分别交纵轴于m甲、m乙两点。则甲、乙两种物质的密度分别为，ρ乙= ，因为m甲<m乙，所以ρ甲<ρ乙，故C正确。

    2. 密度公式ρ =及变形、m=ρV的应用：
    密度的公式是ρ =，可得出质量计算式m=ρV 和体积计算式。只要知道其中两个物理量，就可以代入相应的计算式进行计算。审题时注意什么量是不变的，什么量是变化的。
    例2某瓶氧气的密度是5kg/m3，给人供氧用去了氧气质量的一半，则瓶内剩余氧气的密度是_____；容积是10L的瓶子装满了煤油，已知煤油的密度是 0．8×103kg/m3，则瓶内煤油的质量是_____，将煤油倒去4kg后，瓶内剩余煤油的密度是______。
     解析：氧气用去一半，剩余部分仍然充满整个氧气瓶，即质量减半体积不变，所以氧气的密度变为 2．5kg/m3。煤油倒去一半后，体积质量同时减半，密度不变。
    答案：2．5kg/m3；8kg；0．8×10kg/m3。

    3. 比例法求解物质的密度
       利用数学的比例式来解决物理问题的方法称之为 “比例法”。能用比例法解答的物理问题具备的条件是：题目所描述的物理现象，由初始状态到终结状态的过程中至少有一个量保持不变，这个不变的量是由初始状态变成终结状态的桥梁，我们称之为“中介量”。
    例3甲、乙丽个物体的质量之比为3：2，体积之比为l：3，那么它们的密度之比为(   )
    A．1：2B．2：1C．2：9D．9：2
    解析：（1）写出所求物理量的表达式：，
    （2）写出该物理量比的表达式：

    （3）化简：代入已知比值的求解：


    密度、质量、体积计算中的“隐含条件” 问题：
      很多物理问题中的有些条件需要仔细审题才能确定，这类条件称为隐含条件。因此寻找隐含条件是解决这类问题的关键。以密度知识为例，密度计算题形式多样，变化灵活，但其中有一些题具有这样的特点：即质量、体积、密度中的某个量在其他量发生变化时保持不变，抓住这一特点，就掌握了求解这类题的规律。

    1．隐含体积不变
    例1一个瓶子最多能装0．5kg的水，它最多能装_____kg的水银，最多能装_____m3的酒精。 ρ水银=13．6×103kg／m3，ρ水=1．0×103kg／m3，ρ酒精= 0．8×103kg／m3)
    解析:最多能装即装满瓶子，由最多装水量可求得瓶子的容积为V=5×10-4m3，则装水银为m水银=13．6×103kg／m3×5×10-4m3=6．8kg。装酒精的体积为瓶子的容积。
    答案6．8；5×10-4

    2. 隐含密度不变
    例2一块石碑的体积为V样=30m3，为测石碑的质量，先取了一块刻制石碑时剔下来的小石块作为样品，其质量是m样=140g，将它放入V1=100cm3的水中后水面升高，总体积增大到V2=150cm3，求这块石碑的质量m碑。
    解析：此题中隐含的条件是石碑和样品是同种物质，密度相同，而不同的是它们的体积和质量。依题意可知，样品体积为：
    V样=V2-V1=150cm3一100cm3=50cm3 =5．0×10-5m3
    得=84t
    答案：84t

    3. 隐含质量不变
    例3质量为450g的水结成冰后，其体积变化了 ____m3。(ρ水=0．9×103kg／m3)
    解析：水结成冰后，密度减小，450g水的体积为，水结成冰后，质量不变，因此冰的体积为=500cm3=5．0×10-4m3，=5．0× 10-4m3一4．5×10-4m3=5×10-5m3。

    合金物体密度的相关计算：
         首先要抓住合金体的总质量与总体积分别等于各种物质的质量之和与体积之和这一特征，然后根据具体问题，灵活求解。
    例两种不同的金属，密度分别为ρ1、ρ2：
    (1)若墩质量相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为____。
    (2)若取体积相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为_____。
    解析：这道题的关键是抓住“两总”不变，即总质量和总体积不变。在(1)中，两种金属的质量相等，设为m1=m2=m，合金的质量m总=2m，则密度为ρ1的金属的体积V1=，密度为ρ2的金属的体积V2=，合金的体积，则合金的密度
    在（2）中两种金属的体积相等，设为，合金的体积，密度为ρ1的金属的质量m1=，密度为ρ2的金属的质量为，合金的质量m总，合金的密度为。
    答案：
    注意：上述规律也适用于两种液体的混合，只要混合液的总质量和总体积不变即可。

考点名称：速度公式及其应用

  • 速度的公式：
    ，其中v表示速度，s表示路程，t表示时间。

    注意：
    ①应用计算时，单位要统一。s用米(m)，t用秒(s)作单位时，速度v的单位为米／秒 (m／s)；当s用千米(km)，t用小时(h)时，速度v的单位为千米／时(km/h)。
    ②公式的三个物理量必须对应于同一物体。

  • 火车过桥(隧道)问题：
       火车穿过隧道时，火车头进人隧道就开始算起，直到火车尾离开隧道才叫做火车通过了隧道，所以火车穿过隧道经过的路程应该等于隧道长与车身长度的和。过大桥时也类似，火车通过大桥经过的路程等于桥长加车长。故对于本身有长度的物体过桥问题小结如下：物体通过的路程等于桥长与物体本身长度的和。

    例1：一列火车长200米，用20s的时间穿过了一条100m长的隧道，该火车如果以这样的速度通过长 3．4km的大桥，要用多长时间?

    解析：火车穿过隧道时所走的路程： =100m+200m=300m，时间t1=20s，火车的速度：vl =，此速度也是火车通过大桥的速度，火车通过大桥的路程：=3400m+ 200m=3600m，通过此桥需要的时间为。
    答案：240s

    出租车问题：
    1．出租车的速度表示车辆行驶过程中的行进速度，指针指示的数值就是该时刻的速度值，采用的单位为km／h。
    2．里程示数窗表示该车行驶的总路程，某段时间的路程就等于这段时间内两个示数的差。
    3．出租车票据上给出的上车、下车时间间隔为车行驶时间，里程就是这段时间内出租车通过的路程。利用这些信息，可以解决与出租车有关的多种问题。

    例某人乘出租车时得到一张天津市客运出租行业专用发票，如表所示，此人乘车时间为____；该车这段时间内运动的平均速度为____km／h。

    解析：根据出租车票据的起止时问，可以知道此人乘车时间为10min，出租车行驶的路程是5．5km，利用速度公式求出汽车的平均速度为：=33km/h。
http://www.00-edu.com/html/202001/46095.html十二生肖
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