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人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——14.2热机的效率
一、燃料的热值：单位质量燃料完全燃烧放出的热量
1．（2023·昆明模拟） 火箭发射升空时，燃料燃烧将燃料的内能转化为火箭的 能；火箭的燃料使用液态氢，主要是因为 。
【答案】机械；液态氢具有较高的热值
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】火箭发射升空时，燃料燃烧将燃料的内能转化为火箭的机械能；火箭的燃料使用液态氢，主要是因为液态氢具有较高的热值。
【分析】火箭升空将内能转化 为机械能；氢燃料的热值较大。
2．（2023九上·渭滨期末）司机在加油站给小轿车加油时闻到汽油味，这是 现象，小轿车汽油机在 冲程中将机械能转化为内能，随着汽车行驶，油箱中的汽油质量减小，热值 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】扩散；压缩；不变
【知识点】燃料的热值；内燃机的四个冲程；分子热运动
【解析】【解答】给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明汽油分子在永不停息地做无则规运动。在内燃机的四个冲程中，压缩冲程使机械能转化为气体的内能，其内能增加，温度升高。热值与质量无关，与物质种类有关，所以质量减小，热值不变。
【分析】扩散现象表明汽油分子在永不停息地做无则规运动；在内燃机的四个冲程中，压缩冲程使机械能转化为气体的内能；质量减小，热值不变。
3．（2023九上·鞍山期末）2022年11月29日23时08分，“神舟十五号”载人飞船成功发射。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为氢的 大，火箭发射升空过程中，燃料的 能转化为 能，再转化为火箭的机械能。
【答案】热值；化学；内
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】由于液态氢的热值较大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料相比，液态氢放出的热量较多，所以火箭的燃料使用了液态氢。燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能，再通过燃气膨胀做功，将内能转化为火箭的机械能。
【分析】液态氢的热值较大；燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能。
4．（2023九上·邳州期末）2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空。火箭发射塔下有一个深20米的水池，可装140吨的水，利用水的 大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；火箭的燃料用液态氢，是因为它的 大；飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的动能
（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】比热容；热值；增大
【知识点】动能大小的比较；比热容；燃料的热值
【解析】【解答】火箭发射塔下有一个深20米的水池，利用水的比热容大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用。火箭的燃料用液态氢，是因为它的热值大，跟同体积的其他燃料相比，其完全燃烧释放的热量比较大。飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的质量不变，速度变大，所以动能增大。
【分析】利用水的比热容大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；液态氢的热值大，从远地点向近地点运行，飞船的质量不变，速度变大，所以动能增大。
5．（2023九上·梁子湖期末）对于的理解，下列说法正确的是（ ）
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小
C．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，A不符合题意；
B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，B不符合题意；
C．热值是燃料的一种特性，与放出的热量无关，C不符合题意；
D．热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热值是燃料的特性，和燃烧、质量等无关。
6．（2023·官渡模拟）汽油作为汽车的常用燃料，它的热值是4.6×107J/kg，下列说法正确的是（ ）
A．1kg汽油无论是否完全燃烧，都能放出4.6×107J的热量
B．1kg汽油的热值与500g汽油的热值相同
C．消耗的汽油越多，发动机的效率越高
D．做好保养，可以使发动机的效率达到100%
【答案】B
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A.完全燃烧1kg汽油放出4.6×107J的热量，A不符合题意；
B.热值是燃料的特性，1kg汽油的热值与500g汽油的热值相同，B符合题意；
C.发动机的效率是有用功和总热的比值，不是消耗能量的多少，C不符合题意；
D.做好保养，可以提高发动机的效率，但不能到达100%，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】热值是燃料的特性，和质量无关；热机效率不能到达100%，是热机做的功和总热的比值。
7．（2023·梅州模拟）煤气是生活中常见的燃料，它是通过 的方式变成液态装瓶的；一瓶装满的煤气用去一半时，瓶内煤气的平均密度将 （选填“变大”、“变小”或者“不变”）；发射航天器时会选用固态氢作为燃料，主要是因为它的 较大。
【答案】压缩体积；变小；热值
【知识点】液化及液化放热；密度公式及其应用；燃料的热值
【解析】【解答】（1）煤气是生活中常见的燃料，它是通过压缩体积的方式变成液态装瓶的；
（2）一瓶装满的煤气用去一半时，煤气的体积不变，质量减小，根据公式可知，瓶内煤气的平均密度将变小；
（3）发射航天器时会选用固态氢作为燃料，主要是因为它的热值较大。
【分析】（1）液化的方法：①降低温度；②压缩体积；
（2）根据公式分析密度变化；
（3）热值是表示燃烧放热本领大小的物理量。
二、热机的效率：热机的效率等于吸收的热量比放出的热量
8．（2023九上·长寿期末）小明用燃气灶烧水时，水需要吸收热量1.68×105J，加热过程中完全燃烧了0.01m3天然气，已知天然气的热值为4.0×107J/m3，则天然气完全燃烧放出的热量是 J，此次燃气灶烧水的效率为 %。
【答案】4.0×105；42
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】天然气完全燃烧放出的热量是Q放=Vq=0.01m3×4.0×107J/m3=4.0×105J，此次燃气灶烧水的效率为
【分析】根据燃料的体积和热值的乘积计算热量；根据物体吸收的热量和总热的比值，计算热效率。
9．（2023九上·沙坪坝期末）随着科学技术的创新，厨余垃圾也能变航空燃油，若此航空燃油的热值为4.0×107Jkg，完全燃烧15g这种航空燃油可以释放 J的热量，这些热量的70%被10kg的水吸收，则水升高的温度为 ℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】6×105；10
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧15g这种航空燃油可以释放的热量Q放=mq=15×10-3kg×4.0×107J/kg=6×105J，水吸收的热量Q吸=Q放η=6×105J×70%=4.2×105J，水升高的温度
【分析】根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；结合热效率计算吸收的热量，利用热量和物体的比热容、质量的比值，计算温度差。
10．（2023九上·南宁期末）我国已经从餐饮废油（俗称“地沟油”）中成功提炼出供飞机使用的生物航空煤油（以下简称生物航煤），其热值与传统的航空煤油热值相当，是一种绿色环保的能源。兴趣小组想知道生物航煤热值的大小，于是完全燃烧了0.7kg的生物航煤给水加热，将40kg的水从20℃加热到70℃，该加热装置的热效率为30%。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量；
（3）生物航煤的热值。
【答案】（1）解：此过程中水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(70℃-20℃)=8.4×106J
答：此过程中水吸收的热量为8.4×106J
（2）解：由 得，此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量
答：此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量为2.8×107J
（3）解：生物航煤的热值为
答：生物航煤的热值为4×107J/kg。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；
（2）根据总热和热效率的比值，计算总热；
（3）根据热量和物体的质量的比值，计算热值。
11．（2023·禅城模拟）近几年厂家通过对燃气灶炉头进行改造，可以让燃气灶的热效率达到60%以上。小可为了测出家中使用天然气的热值，将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去加热，当水从20℃加热至70℃时，天然气表的数字变化了0.02m3，这个过程水吸收了 J热量。若他家的天然气灶的效率约为60%，则天然气燃烧放出了 J热量，天然气的热值约为 J/m3。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】4.2×105；7×105；3.5×107
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】（1）水吸收的热量：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：；
则天然气的热值：。
【分析】（1）利用Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量；
（2）利用求出天然气完全燃烧放出的热量，再利用计算出需要天然气的热值。
12．（2023·西岗模拟）用煤气灶烧水时，把2kg的水从25℃加热到75℃，燃烧了0.035m3的煤气。设煤气完全燃烧，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值约为4.0×107J/m3，试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）煤气放出的热量是多少？
（3）煤气灶烧水时的效率是多少？
【答案】（1）解：根据
可得
答：水的吸收的热量为4.2×105J
（2）解：根据
可得
答：煤气放出的热量为1.4×106J；
（3）解：根据题意可得
答：煤气灶烧水时的效率为30%。
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【分析】（1）根据公式Q吸＝cm（t末-t初），可求出水的吸收的热量；
（2）根据公式Q=Vq，可求出放出的热量；
（3）根据公式，可求出效率。
三、有关热机的计算：一功两转四冲程
13．（2023九下·本溪月考）热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中瓶内气体的内能转化为软木塞的 能，该能量转化过程与汽油机的 冲程相同。一台四冲程柴油机的曲轴转速是3000r/min，它1秒钟对外做功 次，它在吸气冲程中，吸入汽缸里的物质是 。
【答案】机械；做功；25；空气
【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】软木塞会跳起来，机械能增大，这是由于热水瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能。
汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能；故该能量转化过程与汽油机的做功冲程相同。
四冲程柴油机飞轮的转速是
表示每秒飞轮转动50圈，而每2圈4个冲程，做功一次，所以1s内完成100个冲程、对外做功25次。
四冲程柴油机吸入气缸的物质是空气，柴油由喷油嘴喷出。
【分析】水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能，软木塞跳起；每2圈4个冲程，做功一次；四冲程柴油机吸入气缸的物质是空气，柴油由喷油嘴喷出。
14．（2023九上·邳州期末）神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为 ，这与图 （选填“甲或乙”）汽油机的冲程一致。如果该汽油机飞轮转速是2400r/min，则每分钟燃气对外做功 次。
【答案】内能；乙；1200
【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，飞船的温度升高。在图甲中的进气门和排气门都关闭，且活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；图乙中的进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故图乙符合题意。在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2圈，对外做功1次；飞轮转速为2400r/min，所以，每分钟可以完成1200个工作循环，做功1200次。
【分析】克服摩擦做功，将机械能转化为内能；进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2圈，对外做功1次。
15．（2023九上·阳西期末）如图是汽油机工作过程中的 冲程，除该冲程外，其他冲程是靠飞轮的 来完成的。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则该汽油机每秒内对外做功 次。
【答案】做功；惯性；30
【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】从图中可以看到，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，并且火花塞产生电火花，可知道这是汽油机工作过程中的做功冲程。
做功冲程不是靠飞轮的惯性完成的，而其他冲程则是。
由题意可知，汽油机的飞轮转速是3600r/min，则1s内飞轮转数
由于飞轮转两转，完成一个工作循环，做功一次，则飞轮转60r，做功30次，即该汽油机每秒内对外做功30次。
【分析】进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，并且火花塞产生电火花，是汽油机工作过程中的做功冲程；其他是靠飞轮的惯性完成的；飞轮转两转，完成一个工作循环，做功一次。
16．（2023九上·茂南期末）如图所示为单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，此冲程是 冲程。若飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次，若消耗100g汽油，则对外放出的热量 J。（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】做功；25；4.6×106
【知识点】热量的计算；内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】由图可知，进气门、排气门均关闭，火花塞点火，燃料燃烧释放能量，推动活塞做功，活塞向下运动，此冲程是做功冲程。
飞轮转速为3000r/min，则1s飞轮转50圈，由汽油机一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次可知，1s对外做功25次。
消耗100g汽油，则对外放出的热量Q放=mq汽油=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J
【分析】进气门、排气门均关闭，火花塞点火，是做功冲程；汽油机一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次；根据Q放=mq汽油，可求出放出的热量。
17．（2023·渭城模拟）冬天家人团聚时，爱吃火锅，光滑细嫩的冻豆腐（图-1）是涮火锅的必备菜品，它经冷冻再解冻以后，会出现许多小孔，小孔产生的原因是豆腐里的水 （选填“先凝固后汽化”、“先汽化后凝华”或“先凝固后熔化”）而形成的。如图-2所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，此时它处在 冲程，如果此汽油机飞轮的转速为2400r/min、则每秒内对外做功 次。
【答案】先凝固后熔化；做功；20
【知识点】熔化与熔化吸热特点；凝固与凝固放热特点；内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】豆腐中含有大量的水分，豆腐冷冻时这些水分就会凝固为小冰晶，同时体积变大，这些小冰晶将整块豆腐挤压成蜂窝形状；待豆腐解冻后，小冰晶熔化为水，就留下了很多小孔。
图中两个气门都关闭，火花塞打火，活塞向下运动，因此是做功冲程；此汽油机飞轮的转速为
每秒钟转40转，完成了20个工作循环，对外做功20次。
【分析】固体变为液体是熔化，液体变为固体是凝固现象；汽油机飞轮转数在做功数的2倍。
四、与功率有关的效率：效率等于有用功比放出的热量
18．（2023九下·凉州模拟）如图是一种以柴油机为动力的抓斗起重机，其部分参数如下表。求：
空载质量 4.8t
最大抓举高度 6m
空载最大行驶功率 4×104W
柴油机效率 40%
（1）起重机抓起1.2t的木材静止在水平地面上时，对地面的压强是3×105Pa，它与地面的接触面积是多少？（g=10N/kg）
（2）将1.2t的木材抓举到最大高度用时15s，起重机对木材做功的功率多大？
（3）起重机空载时以最大行驶功率行驶2h，消耗柴油多少kg？（取q柴油=4×107 J/kg）
【答案】（1）解：起重机对地面的总压力F=G=mg=(1.2×103kg+4.8×103kg)×10N/kg=6×104N
与地面的接触面积
答：与地面的接触面积是0.2m2；
（2）解：起重机对木材做的功W=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×6m=7.2×104J
起重机对木材做功的功率
答：起重机对木材做功的功率4800W；
（3）解：起重机空载时以最大行驶功率行驶2h所做的功W=Pt=4×104W×2×3600s=2.88×108J
根据 可得，燃料放出的热量
消耗柴油
答：起重机空载时以最大行驶功率行驶2h，消耗柴油18kg。
【知识点】功率的计算；燃料的热值；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】
（1）根据F=G=mg求出地面的压力，再根据求出受力面积；
（2）根据W=Gh=mgh求出起重机对木材做的功，再根据求出功率；
（3）根据W=Pt先求出起重机做的功，再根据求出燃料放出的热量，再根据求出柴油的质量。
19．（2023九下·东平开学考）某汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶15km，消耗汽油2L，发动机实际输出功率为50.4kW，汽油机效率为35%。已知 ρ汽油＝0.8×103kg/m3；q汽油＝4.5×107J/kg，假设汽油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是 （ ）
①消耗的汽油的质量是2kg
②消耗的汽油完全燃烧放出的热量是7.2×107J
③汽车受到的阻力是1680N
④汽车行驶速度是120km/h
A．只有②和③ B．只有①和② C．只有①和④ D．只有②和④
【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；功的计算及应用
【解析】【解答】①已知消耗汽油的体积V=2L=2×10-3m3
消耗的汽油的质量m=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×2×10-3m3=1.6kg
故①错误；
②由热值公式 可得汽油完全燃烧放出的热量
故②正确；
③汽车所做机械功W=ηQ=35%×7.2×107J=2.52×107J
汽车所受牵引力的大小
汽车匀速行驶，所受牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则阻力f=F=1680N
故③正确；
④由P=Fv可得汽车行驶速度
故④错误。
故答案为：A。
【分析】根据物体的密度和体积的乘积计算质量；根据质量和燃料的热值，计算热量；根据总热和热机效率的乘积，计算做功多少；利用功和路程的比值，计算力的大小；根据功率和力的比值， 计算速度。
20．（2023九上·双牌期末）如图所示是我国自行设计研制的大型水陆两栖飞机AG600全状态新构型灭火机，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设必备的重大航空装备。若该飞机以288km/h 的速度水平匀速直线航行96km，消耗航空燃油1600kg，飞机发动机的功率为。（航空燃油的热值为）求：
（1）飞机在水平航行过程中发动机做的功是多少？
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出多少热量？
（3）发动机的效率是多少？
【答案】（1）解：飞机以288km/h 的速度水平匀速直线航行96km，飞行的时间
飞机发动机的功率为 ，则飞机在水平航行过程中发动机做的功
答：飞机在水平航行过程中发动机做的功是
（2）解：航空燃油的热值为 ，消耗航空燃油1600kg，则消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量
答：消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是
（3）解：发动机的效率
答：发动机的效率是45%。
【知识点】功率计算公式的应用；热量的计算；热机的效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式及W=Pt，可求出功；
（2）根据公式Q=mq，可求出放出的热量；
（3）根据公式，可求出效率。
21．（2023·沾益模拟）节能减排，保护我们生存的环境！我州用以天然气为燃料的公交车取代以传统燃油为燃料的公交车。一总质量为18t的公交车在平直路面上匀速行驶过程中，所受的阻力为车总重的，轮胎与地面的总接触面积为，公交车在40s内行驶了400m，发动机的热机效率为。求：
（1）公交车对路面的压强；
（2）公交车牵引力做功的功率；
（3）该过程公交车消耗天然气的质量。
【答案】（1）解：公交车对水平地面的压力等于重力， ，
公交车对路面的压强： 。
答：公交车对路面的压强为 ；
（2）解：因为公交车匀速行驶时，受力平衡，牵引力等于阻力，则牵引力 ，
公交车行驶400m时，牵引力做的功 ，
公交车牵引力做功的功率 ；
答：公交车牵引力做功的功率是 ；
（3）解：该过程中公交车消耗的天然气完全燃烧放出的热量 ，
消耗天然气的质量 。
答：该过程中公交车消耗天然气的质量是 。
【知识点】功率的计算；燃料的热值；热机的效率；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据摩擦力和重力的关系，计算摩擦力；利用物体受到的力和距离的乘积计算做功多少，功和时间的比值，计算功率；
（3）根据功和热机效率的比值， 计算总热，结合热值计算燃料的质量。
22．（2023·金平模拟）氢能源具有清洁、高效、可持续以及资源丰富的特点。如图为某氢能科技有限公司的氢能源环卫车。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q氢＝1.4×108J/kg。求：
（1）质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量的80%被水吸收，水温从10℃升高到90℃，水的质量为多少？
（3）氢能源环卫车以42kW的恒定功率匀速行驶，燃烧0.9kg的氢燃料能让该车匀速行驶25min，该车发动机的热机效率为多少
【答案】（1）解：质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝0.9kg×1.4×108J/kg＝1.26×108J；
答：质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为1.26×108J
（2）解：根据题意可知，水吸收的热量：Q吸＝80%Q放＝80%×1.26×108J＝1.008×108J，
由Q吸＝cmΔt可知，水的质量：m＝Q吸/c水Δt＝1.008×108J/4.2×103J/(kg ℃)×(90℃ 10℃)＝300kg
答：若这些热量的80%被水吸收，水温从10℃升高到90℃，水的质量为300kg；
（3）解：氢能源环卫车所做的有用功：W＝Pt＝42×1000W×25×60s＝6.3×107J，
该车发动机的热效率：η＝WQ放＝6.3×107J/1.26×108J×100%＝50%。
答：该车发动机的热效率为50%。
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；
（2）根据热效率和总热的乘积计算吸热多少，根据吸收的热量和物体的比热容、温度差计算质量；
（3）利用功率和时间的乘积计算做功多少，根据功和总热的比值， 计算热机效率。
五、热值的实验探究
23．（2023·沾益模拟） 如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g。
燃料 加热前水温（℃） 燃料燃尽后水温（℃）
a 25 38
b 25 31
（1）实验中，发现食用油和水在加热相同时间，食用油的温度上升得较多，由此可以判断 （填“水”或“食用油”）物质的吸热能力较强。
（2）若比较不同燃料的热值应选择 两个装置；比较不同物质的比热容应选择 两个装置；（选填装置序号：甲、乙、丙）
（3）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少进行分析数据可知：热值较大的是 。
【答案】（1）水
（2）乙、丙；甲、乙
（3）温度计示数的变化；燃料a
【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】（1）若比较不同燃料的热值应选择不同燃料，加热相同的液体，选择乙、丙两个装置；比较不同物质的比热容时，选择相同燃料加热不同的液体，应选择甲、乙两个装置；
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计示数的变化，比较燃料燃烧放出热量的多少质量和吸收热量相同时，a物体的温度差更大，说明对应燃料的热值大；
（3）实验中，发现食用油和水在加热相同时间，食用油的温度上升得较多，吸热能力弱，可以判断水的吸热能力较强。
【分析】（1）探究燃料的热值时，利用不同的燃料加热相同物体；探究比热容时，利用相同燃料加热不同物质；
（2）当质量相同的同种物质，温度差越大， 吸收的热量越多；
（3）质量和吸收热量相同时，温度差越大， 比热容越小。
24．（2023·浈江模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的燃料均为10g，烧杯内的液体质量、初温均相同。
（1）比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，不同物质吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。
（2）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；当燃料完全燃烧时，通过比较 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来比较不同燃料的热值。
（3）质量和初温均相同的A、B两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可知， 液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为 J/（kg ℃）。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）若甲装置中的燃料为酒精，烧杯内的液体为水，测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度，再结合燃料的质量这一数据，从而计算出燃料的热值，则该数值与实际值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）甲、丙；加热时间
（2）甲、乙；温度计示数
（3）B；2.1×103
（4）偏小
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】 （1）比较不同物质的比热容，应控制被加热液体种类不同，燃料相同保证相同时间放出的热量相同，由图可知，甲、丙两图所示实验符合要求；不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
（2）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验。当燃料完全燃烧时，通过比较温度计示数来比较不同燃料的热值；
（3）如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，由图丁所示可知，吸收相等的热量，B升高的温度低，由Q=cmΔt可知，B液体的比热容较大；由图像知温度都升高到80℃时，A需要10min，B需要20min，故B吸收的热量是A的2倍，由Q=cmΔt可知，B的比热容是A的2倍，
若比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为c=c水=×4.2×103J/（kg ℃）=2.1×103J/（kg ℃）。
（4）因为燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或燃料燃烧不完全，存在热散失，所以测得的热值会偏小。
【分析】 （1）比较不同物质的比热容，应控制液体种类不同，燃料相同；不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
（2）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；
（3）根据Q=cmΔt可知，比热容较大物体升高相同的温度吸收的热量多；由Q=cmΔt可知，另一种液体的比热容；
（4）存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，测得的热值会偏小。
25．（2023八下·凤台期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；
（2）水的比热容为，读作 它的物理含义是 ；
（3）酒精的热值为，完全燃烧10g酒精放出的热量为 J。
【答案】（1）甲、乙；甲、丙
（2）焦耳每千克摄氏度；1kg水温度升高（或降低）1℃，所吸收（或放出）的热量为
（3）
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；
(2)水的比热容为42x103J/(kg·c)，它的物理含义是1kg水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量：为4.2x103J；
(3)m=10g=10x10-3kg，酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=10×10-3kg×3.0 ×107J/kg=3.0×105J
【分析】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系。
(2)根据比热容的概念(单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容)回答；
(3)知道酒精的质量和酒精的热值，利用燃料完全燃烧放出的热量公式Q放=mq求酒精完全燃烧放出的热量。
26．（2023八下·凤台期中）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）。己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见表：
燃料 加热前的水温/oC 燃料燃尽后水温/oC
煤油 25 100
菜籽油 20 100
（1）为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中除了要控制甲乙两烧杯内水的质量相等，煤油和菜籽油的 相同；
（2）实验中测的数据如表（无读数错误）：根据数据 （填：能或不能）得出煤油热值与菜籽油热值的关系；
（3）实验中不足之处可能是 造成的；
（4）小明纠正实验中不足之处后，还想利用这种实验测量出煤油的热值，除了图中装置以外，那么小明还要使用的测量仪器是 。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （填：偏大或偏小）。
【答案】（1）质量
（2）不能
（3）水温达到100℃，无法比较水吸热的多少
（4）天平；偏小
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)热值是质量1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，探究燃料热值大小时，应控制两套装置中燃料的质量相同，比较放出热量的多少；
(2)因为水沸腾时温度保持不变，两只烧杯中的水温都是100℃，无法判断水吸热的多少，所以无法比较煤油热值与菜籽油热值的关系；
(3)实验过程中水温达到100℃，无法比较水吸热的多少，因此实验中要使水的末温低于100℃，所以要减少燃油的质量或者增加水的质量；
(4)要控制质量相等，需要用天平来测量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
【分析】(1)热值是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，据此分析；
(2)由表格数据可知，水的末温相同，但是100℃，根据水沸腾的特点进行判断；
(3)根据表中数据可知水的末温相同，无法判断水吸收热量的多少，据此进行分析；
(4)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。
27．（2023·绥宁）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。于是自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制煤油和菜籽油的 相等；
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ；
（3）小明同学还利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）质量
（2）煤油
（3）偏小
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等。
（2）由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的高，所以煤油的热值较大。
（3）由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
【分析】由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同。
六、综合训练
28．（2023·浠水模拟）国产055新型导弹驱逐舰的服役，使中国海军的装备又一次得到提升。该型号驱逐舰满载时质量为1.25×104t，在海面上以恒定功率做直线运动，其牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示，其运动速度v随时间t的关系如图乙所示，求该驱逐舰：（ρ柴油＝0.85×103kg/m3，q柴油＝4.0×107J/kg，1L＝1dm3）
（1）在34～44s内行驶的路程。
（2）在水下5m处有一面积为200cm2的观察窗口，窗口受到水的压力大小。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（3）满载时在匀速航行的过程中所受浮力的大小。
（4）在0～34s内完全燃烧12.5L柴油的过程中发动机的效率。
【答案】（1）解：由图乙可知，驱逐舰在34～44s做匀速直线运动，速度为5m/s，
驱逐舰在34～44s内行驶的路程：s＝vt＝（44s﹣34s）×5m/s＝50m；
答：在34～44s内行驶的路程为50m。
（2）解：驱逐舰在水下5m深处时，h＝5m；此时观察窗口所受海水的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa。
观察窗口的面积：S＝200cm2＝0.02m2，
由压强公式p＝ 变形得，观察窗口所受压力为：F＝pS＝5×104Pa×0.02m2＝1000N；
答：在水下5m处有一面积为200cm2的观察窗口，窗口受到水的压力大小为1000N。
（3）解：由题意可知，驱逐舰的排水量为1.25×104t＝1.25×107kg，
根据阿基米德原理该舰满载时静止在水面上受到的浮力：F浮＝G排＝mg＝1.25×107kg×10N/kg＝1.25×108N；
答：满载时在匀速航行的过程中所受浮力的大小为1.25×108N。
（4）解：柴油的质量m＝ρV＝0.85×103kg/m3×12.5×10﹣3m3＝10.625kg，
汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝10.625kg×4×107J/kg＝4.25×108J，
由图甲乙可知，F＝1×106N时，v＝5m/s，所以发动机的恒定功率为：P＝Fv＝1×106N×5m/s＝5×106W，
驱逐舰在0～34s内做的有用功：W有＝Pt＝5×106W×34s＝1.7×108J，
发动机的效率： 。
答：在0～34s内完全燃烧12.5L柴油的过程中发动机的效率为40%。
【知识点】热量的计算；热机的效率；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；阿基米德原理；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式 s＝vt ，可求出路程；
（2）根据公式 p＝ρgh及F＝pS ，可求出压力；
（3）根据公式 F浮＝G排＝mg ，可求出浮力；
（4）根据公式 m＝ρV 、 Q放＝mq 、 P＝Fv 、 W有＝Pt 及，可求出效率。
29．（2023八下·凤台期中）有甲、乙两台汽油机，甲的效率与乙的效率之比是5：4，相同时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，则在相同的时间内，甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比为
A．5：2 B．2：5 C．8：5 D．5：8
【答案】C
【知识点】热量的计算；热机的效率；有用功和额外功
【解析】【解答】甲，乙两台汽油机消耗的汽油完全燃放出的热量之比为：
＝，
则甲乙两汽油机消耗的汽油质量之比为：＝＝，
故C正确，ABD错误。
故答案为：C。
【分析】根据热机效率公式η= 可求出甲、乙两机消耗的总能量之比，根据Q=mq，可求出汽油质量之比。
30．（2023八下·凤台期中）为了探究某物质在固态和液态时的吸热升温情况，小明同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示，经测量阶段消耗热值为的酒精（假设酒精完全燃烧），通过查阅资料已知该物质液态时的比热容为。下列说法正确的是（ ）
A．该物质在点时的内能等于在点时的内能
B．该物质在段共吸收了的热量
C．该物质在固态时的比热容为
D．在阶段的加热效率为16%
【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系；热量的计算；热机的效率
【解析】【解答】A、该物质在熔化过程中吸收热量、温度不变，是晶体，因此该物质在B点时的内能大于在A点时的内能，故A错误；
B、由图象知，在第6min的温度为50℃在第10min的温度为90℃，
则该物质在BC段吸收的热量为；Q吸=cmΔt=3×103J/(kg·℃)×0.4kg×(90℃-50℃)=48×10J
小明同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热，则该物质在AB段加热时间等于在BC段的加热时间，故吸收的热量也为4.8×104J，故B错误；
C、物质在固态(OA阶段)时加热时间是AB段加热时间的一半，
故物质在固态时吸收的热量：Q'吸=Q吸=×4.8x104J=2.4×104J，
由Q吸＝cmΔt可得：c＝，故C错误；
D、10g酒精完全燃放放出的燃料为：Q总＝mq＝0.01kg×3.0×107＝3×105J，
则＝，故D是正确。
故答案为：D。
【分析】晶体熔化时吸热、内能增大，但温度不变；根据Q吸=cmΔt计算该物质吸收的热量；根据Q吸=cmΔt变形可求得该物质在固态(OA阶段)时的比热容；对酒精灯来说，有用功为被水吸引的热量，总功为酒精完全燃烧放出的热量，酒精灯的效率可用公式 来计算。
31．（2023·上蔡模拟）如图为世界上最大的卡车别拉斯75710，其车身长20米，宽度将近10米，高度则有8米，作为一台在矿山进行工程运输的车辆，该车装配了两个高性能的柴油发动机。安装8条轮胎，车辆自身重量达到360吨，载重量达到450吨，最高速度可达60km/h，请回答下列问题，g取10N/kg。
（1）该车辆以最高速度行驶10min的距离是多少？
（2）车辆每条轮胎与地面的接触面积按0.3m2计算，当该车辆空载时静止在水平地面上，对地面的压强为多少？
（3）已知其匀速行驶时所受阻力为车重的0.1倍，空载时匀速行驶2.15km，效率按25%来计算，柴油的热值为4.3×107J/kg，那么此过程中消耗柴油多少kg？
【答案】（1）解：该车辆以最高速度行驶10min的距离为
答：该车辆以最高速度行驶10min的距离是10km；
（2）解：在水平地面上，空载时卡车对地面的压力
受力面积
卡车对地面的压强为
答：当该车辆空载时静止在水平地面上，对地面的压强为1.5×106Pa；
（3）解：卡车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，所以，卡车空载时的牵引力
卡车空载行驶2.15km时，牵引力做的功
由可得，消耗的柴油完全燃烧释放的热量
由可得，消耗柴油的质量
答：此过程中消耗柴油72kg。
【知识点】热量的计算；热机的效率；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式s=vt，可求出距离；
（2）根据公式，可求出压强；
（3）根据公式W=Fs、，可求出质量。
32．（2023·顺城模拟）万众瞩目的2022年世界杯在卡塔尔举办，由中国企业建造的卢塞尔体育场既是卡塔尔的国家名片，也是中国基建实力在海外的强大体现。如图是中国基建队的一辆质量为11t的流动式混凝土搅拌车，当装有5t的混凝土时，轮胎与地面接触的总面积为0.8m2.车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，发动机的输出功率为128kW。（g取10N/kg，燃油的热值取q=4×107J/kg）求：
（1）装有5t混凝土的搅拌车静止在水平地面上，对地面的压强。
（2）搅拌车以72km/h的速度匀速直线行驶时，受到地面的阻力（拌筒旋转功率忽略不计）。
（3）搅拌车行驶时发动机的效率为40%，以72km/h的速度匀速行驶10km，需要消耗多少千克燃油？
【答案】（1）解：装有5t混凝土的搅拌车的总重力G总=m总g=(11+5)×1000kg×10N/kg=1.6×105N
装有5t混凝土的搅拌车静止在水平地面上对对面的压力为F=G总=1.6×105N
车对地面的压强
答：装有5t混凝土的搅拌车静止在水平地面上，对地面的压强为2×105Pa；
（2）解：搅拌车的速度v=72km/h=20m/s
根据
可得，车的牵引力为
因为车在水平路面上匀速直线行驶，所以，车受到的阻力和牵引力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，车受到的阻力f=F牵=6400N
答：搅拌车以72km/h的速度匀速直线行驶时，受到地面的阻力6400N；
（3）解：车做的有用功W有用=Fs=6400N×10×103m=6.4×107J
由可得，汽油完全燃烧放出的热量
由Q放=mq得，需要完全燃烧油的质量
答：搅拌车行驶时发动机的效率为40%，以72km/h的速度匀速行驶10km，需要消耗4千克燃油。
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据功率和速度的比值， 计算物体受到力的大小；
（3）根据力和距离的乘积计算做功多少，利用有用功和热机效率的比值， 计算总热，结合燃料的热值，计算质量。
33．（2023·顺城模拟）如图所示，物理实践活动小组的同学用打气筒不断向自制的“水火箭”内打气，一会“水火箭”发射升空。下列说法正确的是（ ）
A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加
B．“水火箭”中的“水”是一种热值较大的燃料
C．“水火箭”加速起飞时将内能转化为机械能
D．整个过程中能量的总量保持不变
【答案】A,C,D
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】A．利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，A符合题意；
B．水不能燃烧，不是燃料，B不符合题意；
C．发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的，C符合题意；
D．由能量守恒定律可知，整个过程中能量的总量保持不变，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】压缩气体体积时，是做功改变内能；内能对外做功时，转化为机械能；能量在转化和转移时，总量保持不变。
34．（2023·郴州模拟）如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示汽油机的四个冲程，请你按正确的顺序进行排列： ；若该汽油机活塞1s内对外做功30次，则该汽油机的飞轮的转速为 r/min。
【答案】丁、乙、甲、丙；3600
【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】由图知，甲两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；乙两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；丙一个气门打开，一个气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；丁一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，所以顺序应为丁、乙、甲、丙。汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周。汽油机活塞ls内对外做功30次，则该汽油机的飞轮转速为60r/s，轮转速为3600r/min。
【分析】四个冲程的顺序为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周。
35．（2023·肇东模拟）2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星。卫星顺利进入预定轨道，后续将进行变轨、在轨测试、试验评估，适时入网提供服务。下列说法正确的是（ ）
A．火箭使用液氢为燃料，主要是利用了它的比热容大
B．火箭加速升空过程中，其惯性增加
C．北斗导航卫星在变轨过程中，其运动状态不变
D．火箭加速升空过程中，其动能和重力势能均增加
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；燃料的热值；物体运动状态的变化；惯性及其现象
【解析】【解答】A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，A不符合题意；
B．火箭加速升空是受到燃气的推动力作用，惯性是物体自身的属性，只与质量有关，B不符合题意；
C．北斗卫星在绕地球飞行的过程中，运动方向不断发生变化，所以运动状态发生变化，C不符合题意；
D．火箭加速升空过程中，质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】液氢的热值大；惯性是物体自身的属性，只与质量有关；运动方向不断发生变化，运动状态发生变化；质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大。
36．（2023·泸溪模拟）新型防空导弹“红旗﹣9”试射，导弹上升过程中，重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），而其与空气摩擦导致内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），此内能改变是通过 的方式实现的。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成 个工作循环，对外做功 次。
【答案】增大；增大；做功；20；20
【知识点】势能大小的比较；做功改变物体内能；有关热机的计算
【解析】【解答】“红旗﹣9”导弹上升过程中，质量不变，高度增加，所以重力势能增大。
“红旗﹣9”导弹上升过程中，与空气摩擦，克服阻力做功，内能增大。内能的增大是通过做功的方式实现的。
汽油机在工作中，一个工作循环完成4个冲程，飞轮转动2r，对外做功1次。飞轮的转速为2400r/min，则在1s内转40r，完成20个工作循环，对外做功20次。
【分析】重力势能与物体的质量和高度有关；对物体做功，可以增大物体的内能； 汽油机的一个工作循环要完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次。
37．（2023·泸溪模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g。烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的；
（2）比较不同物质吸热能力的特点：
①应选择 两图进行实验；
②不同物质吸热的多少是通过 来反映的；
③比较不同物质吸热能力关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是
A．采用相同的加热方法
B．烧杯中分别装入相同质量的同种液体
C．使用相同的烧杯
D．控制液体初温度相同
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，分析图像可知，液体 的吸热能力更强，A、B两种液体的比热容之比为 。
【答案】（1）甲、乙；温度计示数的变化
（2）甲、丙；加热时间的长短；B；B；1∶2
【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】（1）比较不同燃料的热值，要用不同的燃料，加热质量相同的同一种液体，故应选择甲、乙两图进行实验；燃料完全燃烧放出的热量多少不能直接看出，可以通过温度计示数变化来反映的。
（2）①比较不同物质的比热容，应选择相同的燃料（加热装置）加热不同物质，可选择甲、丙两图进行实验。
②用相同的加热装置对液体加热，相等时间内液体吸收的热量相等，可以用加热时间反映不同物质吸热的多少。
③实验过程中，为得到正确的结论，必须选择相同的烧杯和相同的加热方法，并且烧杯中分别装入质量、初温相同的不同液体，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图2所示，由图可以看出，B液体的温度升高得较慢，根据Q=cm t可知，B液体的吸热能力更强。
由图像可知，A加热10min和B加热20min吸收的热量之比为1∶2，它们升高的温度相同，质量相同，根据Q=cm t可知，c与Q成正比，A、B两种液体的比热容之比为1∶2。
【分析】(1)燃料的热值需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。
(2)为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系。根据Q=cm t，可知比热容之比。
38．（2023九下·天门月考）小李同学想比较甲物质与水的吸热本领，在老师指导下，用同一套实验装置分别加热200g的甲物质和水，如图甲所示。测得的数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化图像，已知酒精的热值q酒精=3×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.28g酒精，相同时间内甲吸收的热量与水吸收的热量相等，c水=4.2×103J/（kg ℃），则下列说法中正确的是（ ）
A．实验前应“自上而下”安装器材
B．甲与水的比热容之比为
C．前10min，甲吸收的热量为2.52×104J
D．酒精灯的加热效率为35%
【答案】C
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】A．实验前需要根据酒精灯外焰高度来固定石棉网高度，所以应“自下而上”安装器材，A不符合题意；
B．由图乙可知，甲和水均升高60℃时，水的加热时间是甲的二倍，即水吸收的热量是甲的二倍，二者质量相同，由 可知，水的比热容是甲的二倍，甲与水的比热容之比为 ，B不符合题意；
C．前10min，甲升高了60℃，甲吸收的热量为
C符合题意；
D．前10min，酒精灯燃烧放出的热量为
酒精灯的加热效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】进行加热实验时，组装器材从下到上；根据质量和吸收热量相同，结合温度差的比值，计算比热容的比值；根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算物体吸收的热量；根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量，结合吸收的热量和总热的比值， 计算热效率。
39．（2023九下·紫金月考）某太阳能热水器中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。试求
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×107J/kg）
【答案】（1）解：水吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（50℃﹣10℃）=8.4×106J
答：该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J
（2）解：该热水器的效率
答：这段时间该热水器的效率是30%。
（3）解：由Q放=mq可得，完全燃烧煤的质量
答：需完全燃烧0.8kg煤。
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【分析】（1）根据公式Q吸=cm（t﹣t0），可求出水吸收的热量；
（2）根据公式，可求出效率；
（3）根据公式 Q放=mq ，可求出质量。
40．（2023九下·东台月考）天然气热水器将40kg的水从15℃加热到65℃，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量 J，需要消耗天然气 kg，这是通过 方式改变水的内能。【c水=4.2×103J/(kg·℃)，q天然气=4×107J/kg】
【答案】8.4×106；0.25；热传递
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水吸收热量为
天然气放出的热量为
需要消耗天然气质量为
天然气燃烧时释放出高温的燃气，水的温度较低，二者存在温度差，所以这是通过热传递的方式改变水的内能。
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；根据吸收的热量和热效率计算总热，结合热值，计算燃料的质量。
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人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——14.2热机的效率
一、燃料的热值：单位质量燃料完全燃烧放出的热量
1．（2023·昆明模拟） 火箭发射升空时，燃料燃烧将燃料的内能转化为火箭的 能；火箭的燃料使用液态氢，主要是因为 。
2．（2023九上·渭滨期末）司机在加油站给小轿车加油时闻到汽油味，这是 现象，小轿车汽油机在 冲程中将机械能转化为内能，随着汽车行驶，油箱中的汽油质量减小，热值 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
3．（2023九上·鞍山期末）2022年11月29日23时08分，“神舟十五号”载人飞船成功发射。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为氢的 大，火箭发射升空过程中，燃料的 能转化为 能，再转化为火箭的机械能。
4．（2023九上·邳州期末）2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空。火箭发射塔下有一个深20米的水池，可装140吨的水，利用水的 大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；火箭的燃料用液态氢，是因为它的 大；飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的动能
（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
5．（2023九上·梁子湖期末）对于的理解，下列说法正确的是（ ）
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小
C．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
6．（2023·官渡模拟）汽油作为汽车的常用燃料，它的热值是4.6×107J/kg，下列说法正确的是（ ）
A．1kg汽油无论是否完全燃烧，都能放出4.6×107J的热量
B．1kg汽油的热值与500g汽油的热值相同
C．消耗的汽油越多，发动机的效率越高
D．做好保养，可以使发动机的效率达到100%
7．（2023·梅州模拟）煤气是生活中常见的燃料，它是通过 的方式变成液态装瓶的；一瓶装满的煤气用去一半时，瓶内煤气的平均密度将 （选填“变大”、“变小”或者“不变”）；发射航天器时会选用固态氢作为燃料，主要是因为它的 较大。
二、热机的效率：热机的效率等于吸收的热量比放出的热量
8．（2023九上·长寿期末）小明用燃气灶烧水时，水需要吸收热量1.68×105J，加热过程中完全燃烧了0.01m3天然气，已知天然气的热值为4.0×107J/m3，则天然气完全燃烧放出的热量是 J，此次燃气灶烧水的效率为 %。
9．（2023九上·沙坪坝期末）随着科学技术的创新，厨余垃圾也能变航空燃油，若此航空燃油的热值为4.0×107Jkg，完全燃烧15g这种航空燃油可以释放 J的热量，这些热量的70%被10kg的水吸收，则水升高的温度为 ℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
10．（2023九上·南宁期末）我国已经从餐饮废油（俗称“地沟油”）中成功提炼出供飞机使用的生物航空煤油（以下简称生物航煤），其热值与传统的航空煤油热值相当，是一种绿色环保的能源。兴趣小组想知道生物航煤热值的大小，于是完全燃烧了0.7kg的生物航煤给水加热，将40kg的水从20℃加热到70℃，该加热装置的热效率为30%。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量；
（3）生物航煤的热值。
11．（2023·禅城模拟）近几年厂家通过对燃气灶炉头进行改造，可以让燃气灶的热效率达到60%以上。小可为了测出家中使用天然气的热值，将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去加热，当水从20℃加热至70℃时，天然气表的数字变化了0.02m3，这个过程水吸收了 J热量。若他家的天然气灶的效率约为60%，则天然气燃烧放出了 J热量，天然气的热值约为 J/m3。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
12．（2023·西岗模拟）用煤气灶烧水时，把2kg的水从25℃加热到75℃，燃烧了0.035m3的煤气。设煤气完全燃烧，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值约为4.0×107J/m3，试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）煤气放出的热量是多少？
（3）煤气灶烧水时的效率是多少？
三、有关热机的计算：一功两转四冲程
13．（2023九下·本溪月考）热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中瓶内气体的内能转化为软木塞的 能，该能量转化过程与汽油机的 冲程相同。一台四冲程柴油机的曲轴转速是3000r/min，它1秒钟对外做功 次，它在吸气冲程中，吸入汽缸里的物质是 。
14．（2023九上·邳州期末）神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为 ，这与图 （选填“甲或乙”）汽油机的冲程一致。如果该汽油机飞轮转速是2400r/min，则每分钟燃气对外做功 次。
15．（2023九上·阳西期末）如图是汽油机工作过程中的 冲程，除该冲程外，其他冲程是靠飞轮的 来完成的。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则该汽油机每秒内对外做功 次。
16．（2023九上·茂南期末）如图所示为单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，此冲程是 冲程。若飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次，若消耗100g汽油，则对外放出的热量 J。（q汽油=4.6×107J/kg）
17．（2023·渭城模拟）冬天家人团聚时，爱吃火锅，光滑细嫩的冻豆腐（图-1）是涮火锅的必备菜品，它经冷冻再解冻以后，会出现许多小孔，小孔产生的原因是豆腐里的水 （选填“先凝固后汽化”、“先汽化后凝华”或“先凝固后熔化”）而形成的。如图-2所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，此时它处在 冲程，如果此汽油机飞轮的转速为2400r/min、则每秒内对外做功 次。
四、与功率有关的效率：效率等于有用功比放出的热量
18．（2023九下·凉州模拟）如图是一种以柴油机为动力的抓斗起重机，其部分参数如下表。求：
空载质量 4.8t
最大抓举高度 6m
空载最大行驶功率 4×104W
柴油机效率 40%
（1）起重机抓起1.2t的木材静止在水平地面上时，对地面的压强是3×105Pa，它与地面的接触面积是多少？（g=10N/kg）
（2）将1.2t的木材抓举到最大高度用时15s，起重机对木材做功的功率多大？
（3）起重机空载时以最大行驶功率行驶2h，消耗柴油多少kg？（取q柴油=4×107 J/kg）
19．（2023九下·东平开学考）某汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶15km，消耗汽油2L，发动机实际输出功率为50.4kW，汽油机效率为35%。已知 ρ汽油＝0.8×103kg/m3；q汽油＝4.5×107J/kg，假设汽油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是 （ ）
①消耗的汽油的质量是2kg
②消耗的汽油完全燃烧放出的热量是7.2×107J
③汽车受到的阻力是1680N
④汽车行驶速度是120km/h
A．只有②和③ B．只有①和② C．只有①和④ D．只有②和④
20．（2023九上·双牌期末）如图所示是我国自行设计研制的大型水陆两栖飞机AG600全状态新构型灭火机，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设必备的重大航空装备。若该飞机以288km/h 的速度水平匀速直线航行96km，消耗航空燃油1600kg，飞机发动机的功率为。（航空燃油的热值为）求：
（1）飞机在水平航行过程中发动机做的功是多少？
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出多少热量？
（3）发动机的效率是多少？
21．（2023·沾益模拟）节能减排，保护我们生存的环境！我州用以天然气为燃料的公交车取代以传统燃油为燃料的公交车。一总质量为18t的公交车在平直路面上匀速行驶过程中，所受的阻力为车总重的，轮胎与地面的总接触面积为，公交车在40s内行驶了400m，发动机的热机效率为。求：
（1）公交车对路面的压强；
（2）公交车牵引力做功的功率；
（3）该过程公交车消耗天然气的质量。
22．（2023·金平模拟）氢能源具有清洁、高效、可持续以及资源丰富的特点。如图为某氢能科技有限公司的氢能源环卫车。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q氢＝1.4×108J/kg。求：
（1）质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量的80%被水吸收，水温从10℃升高到90℃，水的质量为多少？
（3）氢能源环卫车以42kW的恒定功率匀速行驶，燃烧0.9kg的氢燃料能让该车匀速行驶25min，该车发动机的热机效率为多少
五、热值的实验探究
23．（2023·沾益模拟） 如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g。
燃料 加热前水温（℃） 燃料燃尽后水温（℃）
a 25 38
b 25 31
（1）实验中，发现食用油和水在加热相同时间，食用油的温度上升得较多，由此可以判断 （填“水”或“食用油”）物质的吸热能力较强。
（2）若比较不同燃料的热值应选择 两个装置；比较不同物质的比热容应选择 两个装置；（选填装置序号：甲、乙、丙）
（3）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少进行分析数据可知：热值较大的是 。
24．（2023·浈江模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的燃料均为10g，烧杯内的液体质量、初温均相同。
（1）比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，不同物质吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。
（2）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；当燃料完全燃烧时，通过比较 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来比较不同燃料的热值。
（3）质量和初温均相同的A、B两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可知， 液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为 J/（kg ℃）。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）若甲装置中的燃料为酒精，烧杯内的液体为水，测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度，再结合燃料的质量这一数据，从而计算出燃料的热值，则该数值与实际值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。
25．（2023八下·凤台期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；
（2）水的比热容为，读作 它的物理含义是 ；
（3）酒精的热值为，完全燃烧10g酒精放出的热量为 J。
26．（2023八下·凤台期中）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）。己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见表：
燃料 加热前的水温/oC 燃料燃尽后水温/oC
煤油 25 100
菜籽油 20 100
（1）为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中除了要控制甲乙两烧杯内水的质量相等，煤油和菜籽油的 相同；
（2）实验中测的数据如表（无读数错误）：根据数据 （填：能或不能）得出煤油热值与菜籽油热值的关系；
（3）实验中不足之处可能是 造成的；
（4）小明纠正实验中不足之处后，还想利用这种实验测量出煤油的热值，除了图中装置以外，那么小明还要使用的测量仪器是 。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （填：偏大或偏小）。
27．（2023·绥宁）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。于是自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制煤油和菜籽油的 相等；
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ；
（3）小明同学还利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （填“偏大”或“偏小”）。
六、综合训练
28．（2023·浠水模拟）国产055新型导弹驱逐舰的服役，使中国海军的装备又一次得到提升。该型号驱逐舰满载时质量为1.25×104t，在海面上以恒定功率做直线运动，其牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示，其运动速度v随时间t的关系如图乙所示，求该驱逐舰：（ρ柴油＝0.85×103kg/m3，q柴油＝4.0×107J/kg，1L＝1dm3）
（1）在34～44s内行驶的路程。
（2）在水下5m处有一面积为200cm2的观察窗口，窗口受到水的压力大小。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（3）满载时在匀速航行的过程中所受浮力的大小。
（4）在0～34s内完全燃烧12.5L柴油的过程中发动机的效率。
29．（2023八下·凤台期中）有甲、乙两台汽油机，甲的效率与乙的效率之比是5：4，相同时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，则在相同的时间内，甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比为
A．5：2 B．2：5 C．8：5 D．5：8
30．（2023八下·凤台期中）为了探究某物质在固态和液态时的吸热升温情况，小明同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示，经测量阶段消耗热值为的酒精（假设酒精完全燃烧），通过查阅资料已知该物质液态时的比热容为。下列说法正确的是（ ）
A．该物质在点时的内能等于在点时的内能
B．该物质在段共吸收了的热量
C．该物质在固态时的比热容为
D．在阶段的加热效率为16%
31．（2023·上蔡模拟）如图为世界上最大的卡车别拉斯75710，其车身长20米，宽度将近10米，高度则有8米，作为一台在矿山进行工程运输的车辆，该车装配了两个高性能的柴油发动机。安装8条轮胎，车辆自身重量达到360吨，载重量达到450吨，最高速度可达60km/h，请回答下列问题，g取10N/kg。
（1）该车辆以最高速度行驶10min的距离是多少？
（2）车辆每条轮胎与地面的接触面积按0.3m2计算，当该车辆空载时静止在水平地面上，对地面的压强为多少？
（3）已知其匀速行驶时所受阻力为车重的0.1倍，空载时匀速行驶2.15km，效率按25%来计算，柴油的热值为4.3×107J/kg，那么此过程中消耗柴油多少kg？
32．（2023·顺城模拟）万众瞩目的2022年世界杯在卡塔尔举办，由中国企业建造的卢塞尔体育场既是卡塔尔的国家名片，也是中国基建实力在海外的强大体现。如图是中国基建队的一辆质量为11t的流动式混凝土搅拌车，当装有5t的混凝土时，轮胎与地面接触的总面积为0.8m2.车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，发动机的输出功率为128kW。（g取10N/kg，燃油的热值取q=4×107J/kg）求：
（1）装有5t混凝土的搅拌车静止在水平地面上，对地面的压强。
（2）搅拌车以72km/h的速度匀速直线行驶时，受到地面的阻力（拌筒旋转功率忽略不计）。
（3）搅拌车行驶时发动机的效率为40%，以72km/h的速度匀速行驶10km，需要消耗多少千克燃油？
33．（2023·顺城模拟）如图所示，物理实践活动小组的同学用打气筒不断向自制的“水火箭”内打气，一会“水火箭”发射升空。下列说法正确的是（ ）
A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加
B．“水火箭”中的“水”是一种热值较大的燃料
C．“水火箭”加速起飞时将内能转化为机械能
D．整个过程中能量的总量保持不变
34．（2023·郴州模拟）如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示汽油机的四个冲程，请你按正确的顺序进行排列： ；若该汽油机活塞1s内对外做功30次，则该汽油机的飞轮的转速为 r/min。
35．（2023·肇东模拟）2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星。卫星顺利进入预定轨道，后续将进行变轨、在轨测试、试验评估，适时入网提供服务。下列说法正确的是（ ）
A．火箭使用液氢为燃料，主要是利用了它的比热容大
B．火箭加速升空过程中，其惯性增加
C．北斗导航卫星在变轨过程中，其运动状态不变
D．火箭加速升空过程中，其动能和重力势能均增加
36．（2023·泸溪模拟）新型防空导弹“红旗﹣9”试射，导弹上升过程中，重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），而其与空气摩擦导致内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），此内能改变是通过 的方式实现的。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成 个工作循环，对外做功 次。
37．（2023·泸溪模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g。烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的；
（2）比较不同物质吸热能力的特点：
①应选择 两图进行实验；
②不同物质吸热的多少是通过 来反映的；
③比较不同物质吸热能力关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是
A．采用相同的加热方法
B．烧杯中分别装入相同质量的同种液体
C．使用相同的烧杯
D．控制液体初温度相同
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，分析图像可知，液体 的吸热能力更强，A、B两种液体的比热容之比为 。
38．（2023九下·天门月考）小李同学想比较甲物质与水的吸热本领，在老师指导下，用同一套实验装置分别加热200g的甲物质和水，如图甲所示。测得的数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化图像，已知酒精的热值q酒精=3×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.28g酒精，相同时间内甲吸收的热量与水吸收的热量相等，c水=4.2×103J/（kg ℃），则下列说法中正确的是（ ）
A．实验前应“自上而下”安装器材
B．甲与水的比热容之比为
C．前10min，甲吸收的热量为2.52×104J
D．酒精灯的加热效率为35%
39．（2023九下·紫金月考）某太阳能热水器中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。试求
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×107J/kg）
40．（2023九下·东台月考）天然气热水器将40kg的水从15℃加热到65℃，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量 J，需要消耗天然气 kg，这是通过 方式改变水的内能。【c水=4.2×103J/(kg·℃)，q天然气=4×107J/kg】
答案解析部分
1．【答案】机械；液态氢具有较高的热值
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】火箭发射升空时，燃料燃烧将燃料的内能转化为火箭的机械能；火箭的燃料使用液态氢，主要是因为液态氢具有较高的热值。
【分析】火箭升空将内能转化 为机械能；氢燃料的热值较大。
2．【答案】扩散；压缩；不变
【知识点】燃料的热值；内燃机的四个冲程；分子热运动
【解析】【解答】给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明汽油分子在永不停息地做无则规运动。在内燃机的四个冲程中，压缩冲程使机械能转化为气体的内能，其内能增加，温度升高。热值与质量无关，与物质种类有关，所以质量减小，热值不变。
【分析】扩散现象表明汽油分子在永不停息地做无则规运动；在内燃机的四个冲程中，压缩冲程使机械能转化为气体的内能；质量减小，热值不变。
3．【答案】热值；化学；内
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】由于液态氢的热值较大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料相比，液态氢放出的热量较多，所以火箭的燃料使用了液态氢。燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能，再通过燃气膨胀做功，将内能转化为火箭的机械能。
【分析】液态氢的热值较大；燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能。
4．【答案】比热容；热值；增大
【知识点】动能大小的比较；比热容；燃料的热值
【解析】【解答】火箭发射塔下有一个深20米的水池，利用水的比热容大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用。火箭的燃料用液态氢，是因为它的热值大，跟同体积的其他燃料相比，其完全燃烧释放的热量比较大。飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的质量不变，速度变大，所以动能增大。
【分析】利用水的比热容大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；液态氢的热值大，从远地点向近地点运行，飞船的质量不变，速度变大，所以动能增大。
5．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，A不符合题意；
B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，B不符合题意；
C．热值是燃料的一种特性，与放出的热量无关，C不符合题意；
D．热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热值是燃料的特性，和燃烧、质量等无关。
6．【答案】B
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A.完全燃烧1kg汽油放出4.6×107J的热量，A不符合题意；
B.热值是燃料的特性，1kg汽油的热值与500g汽油的热值相同，B符合题意；
C.发动机的效率是有用功和总热的比值，不是消耗能量的多少，C不符合题意；
D.做好保养，可以提高发动机的效率，但不能到达100%，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】热值是燃料的特性，和质量无关；热机效率不能到达100%，是热机做的功和总热的比值。
7．【答案】压缩体积；变小；热值
【知识点】液化及液化放热；密度公式及其应用；燃料的热值
【解析】【解答】（1）煤气是生活中常见的燃料，它是通过压缩体积的方式变成液态装瓶的；
（2）一瓶装满的煤气用去一半时，煤气的体积不变，质量减小，根据公式可知，瓶内煤气的平均密度将变小；
（3）发射航天器时会选用固态氢作为燃料，主要是因为它的热值较大。
【分析】（1）液化的方法：①降低温度；②压缩体积；
（2）根据公式分析密度变化；
（3）热值是表示燃烧放热本领大小的物理量。
8．【答案】4.0×105；42
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】天然气完全燃烧放出的热量是Q放=Vq=0.01m3×4.0×107J/m3=4.0×105J，此次燃气灶烧水的效率为
【分析】根据燃料的体积和热值的乘积计算热量；根据物体吸收的热量和总热的比值，计算热效率。
9．【答案】6×105；10
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧15g这种航空燃油可以释放的热量Q放=mq=15×10-3kg×4.0×107J/kg=6×105J，水吸收的热量Q吸=Q放η=6×105J×70%=4.2×105J，水升高的温度
【分析】根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；结合热效率计算吸收的热量，利用热量和物体的比热容、质量的比值，计算温度差。
10．【答案】（1）解：此过程中水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(70℃-20℃)=8.4×106J
答：此过程中水吸收的热量为8.4×106J
（2）解：由 得，此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量
答：此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量为2.8×107J
（3）解：生物航煤的热值为
答：生物航煤的热值为4×107J/kg。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；
（2）根据总热和热效率的比值，计算总热；
（3）根据热量和物体的质量的比值，计算热值。
11．【答案】4.2×105；7×105；3.5×107
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】（1）水吸收的热量：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：；
则天然气的热值：。
【分析】（1）利用Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量；
（2）利用求出天然气完全燃烧放出的热量，再利用计算出需要天然气的热值。
12．【答案】（1）解：根据
可得
答：水的吸收的热量为4.2×105J
（2）解：根据
可得
答：煤气放出的热量为1.4×106J；
（3）解：根据题意可得
答：煤气灶烧水时的效率为30%。
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【分析】（1）根据公式Q吸＝cm（t末-t初），可求出水的吸收的热量；
（2）根据公式Q=Vq，可求出放出的热量；
（3）根据公式，可求出效率。
13．【答案】机械；做功；25；空气
【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】软木塞会跳起来，机械能增大，这是由于热水瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能。
汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能；故该能量转化过程与汽油机的做功冲程相同。
四冲程柴油机飞轮的转速是
表示每秒飞轮转动50圈，而每2圈4个冲程，做功一次，所以1s内完成100个冲程、对外做功25次。
四冲程柴油机吸入气缸的物质是空气，柴油由喷油嘴喷出。
【分析】水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能，软木塞跳起；每2圈4个冲程，做功一次；四冲程柴油机吸入气缸的物质是空气，柴油由喷油嘴喷出。
14．【答案】内能；乙；1200
【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，飞船的温度升高。在图甲中的进气门和排气门都关闭，且活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；图乙中的进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故图乙符合题意。在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2圈，对外做功1次；飞轮转速为2400r/min，所以，每分钟可以完成1200个工作循环，做功1200次。
【分析】克服摩擦做功，将机械能转化为内能；进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2圈，对外做功1次。
15．【答案】做功；惯性；30
【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】从图中可以看到，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，并且火花塞产生电火花，可知道这是汽油机工作过程中的做功冲程。
做功冲程不是靠飞轮的惯性完成的，而其他冲程则是。
由题意可知，汽油机的飞轮转速是3600r/min，则1s内飞轮转数
由于飞轮转两转，完成一个工作循环，做功一次，则飞轮转60r，做功30次，即该汽油机每秒内对外做功30次。
【分析】进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，并且火花塞产生电火花，是汽油机工作过程中的做功冲程；其他是靠飞轮的惯性完成的；飞轮转两转，完成一个工作循环，做功一次。
16．【答案】做功；25；4.6×106
【知识点】热量的计算；内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】由图可知，进气门、排气门均关闭，火花塞点火，燃料燃烧释放能量，推动活塞做功，活塞向下运动，此冲程是做功冲程。
飞轮转速为3000r/min，则1s飞轮转50圈，由汽油机一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次可知，1s对外做功25次。
消耗100g汽油，则对外放出的热量Q放=mq汽油=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J
【分析】进气门、排气门均关闭，火花塞点火，是做功冲程；汽油机一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次；根据Q放=mq汽油，可求出放出的热量。
17．【答案】先凝固后熔化；做功；20
【知识点】熔化与熔化吸热特点；凝固与凝固放热特点；内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】豆腐中含有大量的水分，豆腐冷冻时这些水分就会凝固为小冰晶，同时体积变大，这些小冰晶将整块豆腐挤压成蜂窝形状；待豆腐解冻后，小冰晶熔化为水，就留下了很多小孔。
图中两个气门都关闭，火花塞打火，活塞向下运动，因此是做功冲程；此汽油机飞轮的转速为
每秒钟转40转，完成了20个工作循环，对外做功20次。
【分析】固体变为液体是熔化，液体变为固体是凝固现象；汽油机飞轮转数在做功数的2倍。
18．【答案】（1）解：起重机对地面的总压力F=G=mg=(1.2×103kg+4.8×103kg)×10N/kg=6×104N
与地面的接触面积
答：与地面的接触面积是0.2m2；
（2）解：起重机对木材做的功W=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×6m=7.2×104J
起重机对木材做功的功率
答：起重机对木材做功的功率4800W；
（3）解：起重机空载时以最大行驶功率行驶2h所做的功W=Pt=4×104W×2×3600s=2.88×108J
根据 可得，燃料放出的热量
消耗柴油
答：起重机空载时以最大行驶功率行驶2h，消耗柴油18kg。
【知识点】功率的计算；燃料的热值；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】
（1）根据F=G=mg求出地面的压力，再根据求出受力面积；
（2）根据W=Gh=mgh求出起重机对木材做的功，再根据求出功率；
（3）根据W=Pt先求出起重机做的功，再根据求出燃料放出的热量，再根据求出柴油的质量。
19．【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；功的计算及应用
【解析】【解答】①已知消耗汽油的体积V=2L=2×10-3m3
消耗的汽油的质量m=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×2×10-3m3=1.6kg
故①错误；
②由热值公式 可得汽油完全燃烧放出的热量
故②正确；
③汽车所做机械功W=ηQ=35%×7.2×107J=2.52×107J
汽车所受牵引力的大小
汽车匀速行驶，所受牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则阻力f=F=1680N
故③正确；
④由P=Fv可得汽车行驶速度
故④错误。
故答案为：A。
【分析】根据物体的密度和体积的乘积计算质量；根据质量和燃料的热值，计算热量；根据总热和热机效率的乘积，计算做功多少；利用功和路程的比值，计算力的大小；根据功率和力的比值， 计算速度。
20．【答案】（1）解：飞机以288km/h 的速度水平匀速直线航行96km，飞行的时间
飞机发动机的功率为 ，则飞机在水平航行过程中发动机做的功
答：飞机在水平航行过程中发动机做的功是
（2）解：航空燃油的热值为 ，消耗航空燃油1600kg，则消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量
答：消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是
（3）解：发动机的效率
答：发动机的效率是45%。
【知识点】功率计算公式的应用；热量的计算；热机的效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式及W=Pt，可求出功；
（2）根据公式Q=mq，可求出放出的热量；
（3）根据公式，可求出效率。
21．【答案】（1）解：公交车对水平地面的压力等于重力， ，
公交车对路面的压强： 。
答：公交车对路面的压强为 ；
（2）解：因为公交车匀速行驶时，受力平衡，牵引力等于阻力，则牵引力 ，
公交车行驶400m时，牵引力做的功 ，
公交车牵引力做功的功率 ；
答：公交车牵引力做功的功率是 ；
（3）解：该过程中公交车消耗的天然气完全燃烧放出的热量 ，
消耗天然气的质量 。
答：该过程中公交车消耗天然气的质量是 。
【知识点】功率的计算；燃料的热值；热机的效率；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据摩擦力和重力的关系，计算摩擦力；利用物体受到的力和距离的乘积计算做功多少，功和时间的比值，计算功率；
（3）根据功和热机效率的比值， 计算总热，结合热值计算燃料的质量。
22．【答案】（1）解：质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝0.9kg×1.4×108J/kg＝1.26×108J；
答：质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为1.26×108J
（2）解：根据题意可知，水吸收的热量：Q吸＝80%Q放＝80%×1.26×108J＝1.008×108J，
由Q吸＝cmΔt可知，水的质量：m＝Q吸/c水Δt＝1.008×108J/4.2×103J/(kg ℃)×(90℃ 10℃)＝300kg
答：若这些热量的80%被水吸收，水温从10℃升高到90℃，水的质量为300kg；
（3）解：氢能源环卫车所做的有用功：W＝Pt＝42×1000W×25×60s＝6.3×107J，
该车发动机的热效率：η＝WQ放＝6.3×107J/1.26×108J×100%＝50%。
答：该车发动机的热效率为50%。
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；
（2）根据热效率和总热的乘积计算吸热多少，根据吸收的热量和物体的比热容、温度差计算质量；
（3）利用功率和时间的乘积计算做功多少，根据功和总热的比值， 计算热机效率。
23．【答案】（1）水
（2）乙、丙；甲、乙
（3）温度计示数的变化；燃料a
【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】（1）若比较不同燃料的热值应选择不同燃料，加热相同的液体，选择乙、丙两个装置；比较不同物质的比热容时，选择相同燃料加热不同的液体，应选择甲、乙两个装置；
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计示数的变化，比较燃料燃烧放出热量的多少质量和吸收热量相同时，a物体的温度差更大，说明对应燃料的热值大；
（3）实验中，发现食用油和水在加热相同时间，食用油的温度上升得较多，吸热能力弱，可以判断水的吸热能力较强。
【分析】（1）探究燃料的热值时，利用不同的燃料加热相同物体；探究比热容时，利用相同燃料加热不同物质；
（2）当质量相同的同种物质，温度差越大， 吸收的热量越多；
（3）质量和吸收热量相同时，温度差越大， 比热容越小。
24．【答案】（1）甲、丙；加热时间
（2）甲、乙；温度计示数
（3）B；2.1×103
（4）偏小
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】 （1）比较不同物质的比热容，应控制被加热液体种类不同，燃料相同保证相同时间放出的热量相同，由图可知，甲、丙两图所示实验符合要求；不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
（2）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验。当燃料完全燃烧时，通过比较温度计示数来比较不同燃料的热值；
（3）如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，由图丁所示可知，吸收相等的热量，B升高的温度低，由Q=cmΔt可知，B液体的比热容较大；由图像知温度都升高到80℃时，A需要10min，B需要20min，故B吸收的热量是A的2倍，由Q=cmΔt可知，B的比热容是A的2倍，
若比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为c=c水=×4.2×103J/（kg ℃）=2.1×103J/（kg ℃）。
（4）因为燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或燃料燃烧不完全，存在热散失，所以测得的热值会偏小。
【分析】 （1）比较不同物质的比热容，应控制液体种类不同，燃料相同；不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
（2）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；
（3）根据Q=cmΔt可知，比热容较大物体升高相同的温度吸收的热量多；由Q=cmΔt可知，另一种液体的比热容；
（4）存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，测得的热值会偏小。
25．【答案】（1）甲、乙；甲、丙
（2）焦耳每千克摄氏度；1kg水温度升高（或降低）1℃，所吸收（或放出）的热量为
（3）
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；
(2)水的比热容为42x103J/(kg·c)，它的物理含义是1kg水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量：为4.2x103J；
(3)m=10g=10x10-3kg，酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=10×10-3kg×3.0 ×107J/kg=3.0×105J
【分析】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系。
(2)根据比热容的概念(单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容)回答；
(3)知道酒精的质量和酒精的热值，利用燃料完全燃烧放出的热量公式Q放=mq求酒精完全燃烧放出的热量。
26．【答案】（1）质量
（2）不能
（3）水温达到100℃，无法比较水吸热的多少
（4）天平；偏小
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)热值是质量1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，探究燃料热值大小时，应控制两套装置中燃料的质量相同，比较放出热量的多少；
(2)因为水沸腾时温度保持不变，两只烧杯中的水温都是100℃，无法判断水吸热的多少，所以无法比较煤油热值与菜籽油热值的关系；
(3)实验过程中水温达到100℃，无法比较水吸热的多少，因此实验中要使水的末温低于100℃，所以要减少燃油的质量或者增加水的质量；
(4)要控制质量相等，需要用天平来测量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
【分析】(1)热值是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，据此分析；
(2)由表格数据可知，水的末温相同，但是100℃，根据水沸腾的特点进行判断；
(3)根据表中数据可知水的末温相同，无法判断水吸收热量的多少，据此进行分析；
(4)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。
27．【答案】（1）质量
（2）煤油
（3）偏小
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等。
（2）由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的高，所以煤油的热值较大。
（3）由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
【分析】由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同。
28．【答案】（1）解：由图乙可知，驱逐舰在34～44s做匀速直线运动，速度为5m/s，
驱逐舰在34～44s内行驶的路程：s＝vt＝（44s﹣34s）×5m/s＝50m；
答：在34～44s内行驶的路程为50m。
（2）解：驱逐舰在水下5m深处时，h＝5m；此时观察窗口所受海水的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa。
观察窗口的面积：S＝200cm2＝0.02m2，
由压强公式p＝ 变形得，观察窗口所受压力为：F＝pS＝5×104Pa×0.02m2＝1000N；
答：在水下5m处有一面积为200cm2的观察窗口，窗口受到水的压力大小为1000N。
（3）解：由题意可知，驱逐舰的排水量为1.25×104t＝1.25×107kg，
根据阿基米德原理该舰满载时静止在水面上受到的浮力：F浮＝G排＝mg＝1.25×107kg×10N/kg＝1.25×108N；
答：满载时在匀速航行的过程中所受浮力的大小为1.25×108N。
（4）解：柴油的质量m＝ρV＝0.85×103kg/m3×12.5×10﹣3m3＝10.625kg，
汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝10.625kg×4×107J/kg＝4.25×108J，
由图甲乙可知，F＝1×106N时，v＝5m/s，所以发动机的恒定功率为：P＝Fv＝1×106N×5m/s＝5×106W，
驱逐舰在0～34s内做的有用功：W有＝Pt＝5×106W×34s＝1.7×108J，
发动机的效率： 。
答：在0～34s内完全燃烧12.5L柴油的过程中发动机的效率为40%。
【知识点】热量的计算；热机的效率；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；阿基米德原理；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式 s＝vt ，可求出路程；
（2）根据公式 p＝ρgh及F＝pS ，可求出压力；
（3）根据公式 F浮＝G排＝mg ，可求出浮力；
（4）根据公式 m＝ρV 、 Q放＝mq 、 P＝Fv 、 W有＝Pt 及，可求出效率。
29．【答案】C
【知识点】热量的计算；热机的效率；有用功和额外功
【解析】【解答】甲，乙两台汽油机消耗的汽油完全燃放出的热量之比为：
＝，
则甲乙两汽油机消耗的汽油质量之比为：＝＝，
故C正确，ABD错误。
故答案为：C。
【分析】根据热机效率公式η= 可求出甲、乙两机消耗的总能量之比，根据Q=mq，可求出汽油质量之比。
30．【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系；热量的计算；热机的效率
【解析】【解答】A、该物质在熔化过程中吸收热量、温度不变，是晶体，因此该物质在B点时的内能大于在A点时的内能，故A错误；
B、由图象知，在第6min的温度为50℃在第10min的温度为90℃，
则该物质在BC段吸收的热量为；Q吸=cmΔt=3×103J/(kg·℃)×0.4kg×(90℃-50℃)=48×10J
小明同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热，则该物质在AB段加热时间等于在BC段的加热时间，故吸收的热量也为4.8×104J，故B错误；
C、物质在固态(OA阶段)时加热时间是AB段加热时间的一半，
故物质在固态时吸收的热量：Q'吸=Q吸=×4.8x104J=2.4×104J，
由Q吸＝cmΔt可得：c＝，故C错误；
D、10g酒精完全燃放放出的燃料为：Q总＝mq＝0.01kg×3.0×107＝3×105J，
则＝，故D是正确。
故答案为：D。
【分析】晶体熔化时吸热、内能增大，但温度不变；根据Q吸=cmΔt计算该物质吸收的热量；根据Q吸=cmΔt变形可求得该物质在固态(OA阶段)时的比热容；对酒精灯来说，有用功为被水吸引的热量，总功为酒精完全燃烧放出的热量，酒精灯的效率可用公式 来计算。
31．【答案】（1）解：该车辆以最高速度行驶10min的距离为
答：该车辆以最高速度行驶10min的距离是10km；
（2）解：在水平地面上，空载时卡车对地面的压力
受力面积
卡车对地面的压强为
答：当该车辆空载时静止在水平地面上，对地面的压强为1.5×106Pa；
（3）解：卡车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，所以，卡车空载时的牵引力
卡车空载行驶2.15km时，牵引力做的功
由可得，消耗的柴油完全燃烧释放的热量
由可得，消耗柴油的质量
答：此过程中消耗柴油72kg。
【知识点】热量的计算；热机的效率；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式s=vt，可求出距离；
（2）根据公式，可求出压强；
（3）根据公式W=Fs、，可求出质量。
32．【答案】（1）解：装有5t混凝土的搅拌车的总重力G总=m总g=(11+5)×1000kg×10N/kg=1.6×105N
装有5t混凝土的搅拌车静止在水平地面上对对面的压力为F=G总=1.6×105N
车对地面的压强
答：装有5t混凝土的搅拌车静止在水平地面上，对地面的压强为2×105Pa；
（2）解：搅拌车的速度v=72km/h=20m/s
根据
可得，车的牵引力为
因为车在水平路面上匀速直线行驶，所以，车受到的阻力和牵引力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，车受到的阻力f=F牵=6400N
答：搅拌车以72km/h的速度匀速直线行驶时，受到地面的阻力6400N；
（3）解：车做的有用功W有用=Fs=6400N×10×103m=6.4×107J
由可得，汽油完全燃烧放出的热量
由Q放=mq得，需要完全燃烧油的质量
答：搅拌车行驶时发动机的效率为40%，以72km/h的速度匀速行驶10km，需要消耗4千克燃油。
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据功率和速度的比值， 计算物体受到力的大小；
（3）根据力和距离的乘积计算做功多少，利用有用功和热机效率的比值， 计算总热，结合燃料的热值，计算质量。
33．【答案】A,C,D
【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移
【解析】【解答】A．利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，A符合题意；
B．水不能燃烧，不是燃料，B不符合题意；
C．发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的，C符合题意；
D．由能量守恒定律可知，整个过程中能量的总量保持不变，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】压缩气体体积时，是做功改变内能；内能对外做功时，转化为机械能；能量在转化和转移时，总量保持不变。
34．【答案】丁、乙、甲、丙；3600
【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算
【解析】【解答】由图知，甲两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；乙两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；丙一个气门打开，一个气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；丁一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，所以顺序应为丁、乙、甲、丙。汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周。汽油机活塞ls内对外做功30次，则该汽油机的飞轮转速为60r/s，轮转速为3600r/min。
【分析】四个冲程的顺序为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周。
35．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；燃料的热值；物体运动状态的变化；惯性及其现象
【解析】【解答】A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，A不符合题意；
B．火箭加速升空是受到燃气的推动力作用，惯性是物体自身的属性，只与质量有关，B不符合题意；
C．北斗卫星在绕地球飞行的过程中，运动方向不断发生变化，所以运动状态发生变化，C不符合题意；
D．火箭加速升空过程中，质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】液氢的热值大；惯性是物体自身的属性，只与质量有关；运动方向不断发生变化，运动状态发生变化；质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大。
36．【答案】增大；增大；做功；20；20
【知识点】势能大小的比较；做功改变物体内能；有关热机的计算
【解析】【解答】“红旗﹣9”导弹上升过程中，质量不变，高度增加，所以重力势能增大。
“红旗﹣9”导弹上升过程中，与空气摩擦，克服阻力做功，内能增大。内能的增大是通过做功的方式实现的。
汽油机在工作中，一个工作循环完成4个冲程，飞轮转动2r，对外做功1次。飞轮的转速为2400r/min，则在1s内转40r，完成20个工作循环，对外做功20次。
【分析】重力势能与物体的质量和高度有关；对物体做功，可以增大物体的内能； 汽油机的一个工作循环要完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次。
37．【答案】（1）甲、乙；温度计示数的变化
（2）甲、丙；加热时间的长短；B；B；1∶2
【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】（1）比较不同燃料的热值，要用不同的燃料，加热质量相同的同一种液体，故应选择甲、乙两图进行实验；燃料完全燃烧放出的热量多少不能直接看出，可以通过温度计示数变化来反映的。
（2）①比较不同物质的比热容，应选择相同的燃料（加热装置）加热不同物质，可选择甲、丙两图进行实验。
②用相同的加热装置对液体加热，相等时间内液体吸收的热量相等，可以用加热时间反映不同物质吸热的多少。
③实验过程中，为得到正确的结论，必须选择相同的烧杯和相同的加热方法，并且烧杯中分别装入质量、初温相同的不同液体，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图2所示，由图可以看出，B液体的温度升高得较慢，根据Q=cm t可知，B液体的吸热能力更强。
由图像可知，A加热10min和B加热20min吸收的热量之比为1∶2，它们升高的温度相同，质量相同，根据Q=cm t可知，c与Q成正比，A、B两种液体的比热容之比为1∶2。
【分析】(1)燃料的热值需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。
(2)为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系。根据Q=cm t，可知比热容之比。
38．【答案】C
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】A．实验前需要根据酒精灯外焰高度来固定石棉网高度，所以应“自下而上”安装器材，A不符合题意；
B．由图乙可知，甲和水均升高60℃时，水的加热时间是甲的二倍，即水吸收的热量是甲的二倍，二者质量相同，由 可知，水的比热容是甲的二倍，甲与水的比热容之比为 ，B不符合题意；
C．前10min，甲升高了60℃，甲吸收的热量为
C符合题意；
D．前10min，酒精灯燃烧放出的热量为
酒精灯的加热效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】进行加热实验时，组装器材从下到上；根据质量和吸收热量相同，结合温度差的比值，计算比热容的比值；根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算物体吸收的热量；根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量，结合吸收的热量和总热的比值， 计算热效率。
39．【答案】（1）解：水吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（50℃﹣10℃）=8.4×106J
答：该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J
（2）解：该热水器的效率
答：这段时间该热水器的效率是30%。
（3）解：由Q放=mq可得，完全燃烧煤的质量
答：需完全燃烧0.8kg煤。
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【分析】（1）根据公式Q吸=cm（t﹣t0），可求出水吸收的热量；
（2）根据公式，可求出效率；
（3）根据公式 Q放=mq ，可求出质量。
40．【答案】8.4×106；0.25；热传递
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水吸收热量为
天然气放出的热量为
需要消耗天然气质量为
天然气燃烧时释放出高温的燃气，水的温度较低，二者存在温度差，所以这是通过热传递的方式改变水的内能。
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；根据吸收的热量和热效率计算总热，结合热值，计算燃料的质量。
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