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14.2 热机效率
一、单选题（本大题共10小题）
一瓶酒精用去一半后，则剩下的酒精（ ）
A. 密度变为原来的一半 B. 热值变为原来的一半
C. 比热容变为原来的一半 D. 质量变为原来的一半
利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小，为完成实验，要求（ ）
A. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同
B. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同
C. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同
D. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同
燃烧煤炭易造成环境污染，氢是一种自然界中储量巨大的清洁能源．已知：无烟煤的热值是3.4×107J/kg，氢的热值是1.4×108J/kg．下列说法正确的是（ ）
A. 燃烧1kg的无烟煤，放出的热量为3.4×107J
B. 完全燃烧1kg的氢，放出的热量为1.4×108 J/kg
C. 1kg的氢和无烟煤均完全燃烧，氢放出的热量为无烟煤的四倍以上
D. 氢和无烟煤均完全燃烧，放出相同的热量，氢的质量为无烟煤的两倍以上
A、B两种燃料，完全燃烧时能放出热量之比QA：QB=5：3，它们的热值之比qA：qB=2：3，则两种燃料的质量之比是（ ）
A. 10：9 B. 9：10 C. 5：2 D. 2：5
对于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）
A. 燃料的热值跟燃料的质量成反比
B. 燃料的热值跟燃料的质量成正比
C. 燃料的热值与燃料的体积有关
D. 燃料的热值跟燃料燃烧放出的热量无关
质量相同的甲乙两种燃料，完全燃烧放出的热量比为2：1，则它们的热值比为（ ）
A. 2：1 B. 1：2 C. 4：1 D. 1：4
2016年8月。我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星和火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）
A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较低的沸点 D. 较高的热值
由热值的定义可知，热值q=，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么（ ）
A. 热值的大小与Q成正比
B. 热值的大小与m成反比
C. 热值的大小与Q、m都有关，由Q与m共同决定
D. 热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定
如图，是酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是（ ）
A. 酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B. 酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C. 试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D. 橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）
A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较低的沸点 D. 较高的热值
二、填空题（本大题共10小题）
一台四冲程汽油机，其中______ 冲程将机械能转化为内能；已知所用汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧2g汽油所释放的内能是______ J，若热机效率为40%，燃烧2g汽油转化的机械能是______ J，若此机械能全部用于发热，能使质量1kg的水，温度升高______ ℃，（结果保留1位小数），已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）
氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点，火箭中运用了液态氢做燃料。已知氢气的热值为1.4×108J/m3，表示的意义是______。完全燃烧5m3氢气放出的热量是______J．若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值______（填“增大”“减小”或“不变”）。
分别用两个完全相同的“热得快”同时给质量和温度相同的A、B 两种液体加热，它们的温度随时间变化的图象如图所示，由图象可以看出，______液体的比热容较大，两种燃料的热值之比为2：1，它们的质量之比为1：4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为______．
农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出______J的热量；若这些热量被质量为20kg，初温为20℃的水吸收，可使水温升高到70℃，则水吸收了______J的热量，此时烧水效率为______[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg，C水=4.2×103J/（kg 0C）]。
“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力．同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的______ 很大．若以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使______ kg的水升高40℃．（c水=4.2×103J/（kg ℃），q煤气=4.2×l07J/kg）．
2017年5月18日，我国宣布在南海进行的可燃冰试采获得成功。可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅速______（填物态变化）为气态。它的热值约为1.4×1010J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可放出______J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将______kg的水从0℃加热到100℃．（C水=4.2×103J/（kg ℃））
每到夏收季节，农村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（q=2.4×107J/kg），使60kg、30℃的水温度升高到80℃，需要吸收______J热量，如果秆浆煤燃烧释放的热量有40%被水吸收，则需要完全燃烧______kg秆浆煤。（c=4.2×103J/（kg ℃））
风力发电机将风能转化为电能，风能属于______（选填“可再生”或“不 可再生”）能源。若一台风力发电机一天发电 9.2×109J，这些能量相当于完全燃烧______kg 的汽油放出的热量（q汽油=4.6×107J/kg）。能源的开发与利用可能会带来一定的环境问题，请从你的生活实际出发，举出一条有效措施，能够有效地保护环境或有助于社会的可持续发展，你的措施是：______。
小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要______L汽油（汽油的热值为3.5×107J/L）；若行驶的速度为72km/h，则汽车受到的阻力为______N，汽油属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
泸州沱江六桥全程长4km，桥面设计为双向8车道，中间预留了轻轨线路，于2018年1月通车。一辆小轿车做匀速直线运动通过全程，速度为50km/h，受到的阻力恒为60N，通过全程所需的时间为______min，牵引力所做的功为______J；若通过全程消耗了0.2kg的汽油，汽油机的效率为______。（已知热值q汽=4.4×107J/kg）
三、实验探究题（本大题共2小题）
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）．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．他组装了右图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（ 1）为了保证实验结论的可靠，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______ 相同、及______ 相同．
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______ ．
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：______ ．利用此实验方法计算出的热值将比真实值______ （偏大/偏小）．说说你的看法______ ．
在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，小明用如图所示图两个相同的装置做实验，实验器材还有天平和秒表：
⑴实验中应量取质量的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用如图所示相同的加热方式加热的目的是 ．
⑵当加热相同的时间时，通过比较 判断吸热能力的强弱．
⑶通过实验，记录数据如下表所示，从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 Q乙（选填“大于”、“等于”、“小于”）．
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
⑷分析实验数据可知 物质的吸热能力更强．
⑸小明完成实验后，想利用现有装置继续探究“比较不同燃料完全燃烧放出的热量”的实验．他除了将酒精灯换成装有 (“相等”或“不相等”)质量的碎纸片和酒精的蒸发皿外，还应完成的更换为 ．在此实验中是通过比较 来反映燃料燃烧放出的热量．更换完毕后，小明同时点燃两种燃料对液体进行加热，记录燃料燃烧相同时间后液体升高的温度△t，然后通过比较△t的大小得出实验结论．小明设计的实验方案错误之处是 ，应该修改为 ．
四、计算题（本大题共3小题）
如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：
（1）该汽车发动机做的有用功是多少？
（2）该汽车的输出功率为多少？
（已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg）
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，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃），天然气热值q=4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰。
汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为30%，求：
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
（2）做功冲程中，平均压力做多少功？
（3）汽油机在1小时内要消耗多少在汽油？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
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14.2 热机效率
一、单选题（本大题共10小题）
一瓶酒精用去一半后，则剩下的酒精（ ）
A. 密度变为原来的一半 B. 热值变为原来的一半
C. 比热容变为原来的一半 D. 质量变为原来的一半
【答案】D
【解析】解：A、密度是物质的特性，决定于物质的种类、状态和温度，酒精用去一半后，种类、状态、温度没有变化，所以密度不变．此选项错误；
B、热值是燃料的特性，决定于燃料的种类，酒精用去一半后，种类没有变化，所以热值不变．此选项错误；
C、比热容是物质的特性，决定于物质的种类和状态，酒精用去一半后，种类、状态没有变化，所以比热容不变．此选项错误；
D、质量是指物体所含物质的多少；一瓶酒精用去一半后，物质总量减半，其质量减半．此选项正确．
故选D．
①密度、比热容、热值是物质的某种特性，与物质的种类和状态有关，同种燃料的密度、比热容、热值一般不变；
②质量是物体本身的一种属性，只有在所含物质的多少发生变化时才会改变．
此题主要考查学生对物质概念的理解和掌握，明确各个物理量的真正含义后，可顺利解决此题．
利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小，为完成实验，要求（ ）
A. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同
B. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同
C. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同
D. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同
【答案】A
【解析】解：
（1）实验时为了控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内；
（2）因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使相同质量的水温发生变化；所以可以通过温度计示数的变化（水升高的温度）来比较燃料热值的大小关系；
通过以上分析可知，实验中要控制酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同，故A正确。
故选：A。
（1）由Q放=mq可知，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；
（2）由于燃料的热值不能直接测量，所以通过相同质量的水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小。
本题考查了比较酒精与纸的热值大小实验，实验应用了控制变量法，知道实验原理、正确应用控制变量法即可正确解题。
燃烧煤炭易造成环境污染，氢是一种自然界中储量巨大的清洁能源．已知：无烟煤的热值是3.4×107J/kg，氢的热值是1.4×108J/kg．下列说法正确的是（ ）
A. 燃烧1kg的无烟煤，放出的热量为3.4×107J
B. 完全燃烧1kg的氢，放出的热量为1.4×108 J/kg
C. 1kg的氢和无烟煤均完全燃烧，氢放出的热量为无烟煤的四倍以上
D. 氢和无烟煤均完全燃烧，放出相同的热量，氢的质量为无烟煤的两倍以上
【答案】C
【解析】解：
A、完全燃烧1kg的无烟煤，放出的热量为3.4×107J，故A错误；
B、完全燃烧1kg的氢，放出的热量为1.4×108J，故B错误；
C、1kg的氢和无烟煤均完全燃烧，氢放出的热量为无烟煤的n=≈4.1倍，故C正确；
D、氢的热值为无烟煤热值的4.1倍，所以氢和无烟煤均完全燃烧，放出相同的热量，氢的质量为无烟煤的，故D错误．
故选C．
（1）根据热值定义（1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值）回答；
（2）根据燃料完全燃烧放热公式Q放=mq进行分析．
本题考查了燃料热值的意义、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的应用，属于基础题目．
A、B两种燃料，完全燃烧时能放出热量之比QA：QB=5：3，它们的热值之比qA：qB=2：3，则两种燃料的质量之比是（ ）
A. 10：9 B. 9：10 C. 5：2 D. 2：5
【答案】C
【解析】解：
由题意可知，QA：QB=5：3，qA：qB=2：3，
根据Q=mq可知，
两种燃料的质量之比：===．
故选C．
已知燃料的热值之比和放出热量之比，根据Q=mq求出两种燃料的质量之比．
本题考查了燃料释放热量公式的应用，是一道较为简单的应用题．
对于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）
A. 燃料的热值跟燃料的质量成反比
B. 燃料的热值跟燃料的质量成正比
C. 燃料的热值与燃料的体积有关
D. 燃料的热值跟燃料燃烧放出的热量无关
【答案】D
【解析】解：
燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量、体积、燃烧情况以及燃料燃烧放出的热量多少等无关，A、B、C不符合题意，D正确．
故选D．
热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关．
本题的解题关键是知道热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关．
质量相同的甲乙两种燃料，完全燃烧放出的热量比为2：1，则它们的热值比为（ ）
A. 2：1 B. 1：2 C. 4：1 D. 1：4
【答案】A
【解析】解：
由题知，质量之比m1：m2=1：1，这两种燃料完全燃烧放出的热量之比Q1：Q2=2：1，
由Q放=mq得两种燃料的热值之比：
q1：q2=：=：=2：1．
故选：A．
知道两种燃料放出热量和质量之比，利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求这两种燃料热值之比．
本题考查了学生对燃料完全放热公式Q放=mq的掌握和运用，因为是求比值，要细心，防止因颠倒而出错！
2016年8月。我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星和火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）
A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较低的沸点 D. 较高的热值
【答案】D
【解析】解：
发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故D正确。
故选：D。
热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
本题考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析。
由热值的定义可知，热值q=，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么（ ）
A. 热值的大小与Q成正比
B. 热值的大小与m成反比
C. 热值的大小与Q、m都有关，由Q与m共同决定
D. 热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定
【答案】D
【解析】解：
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，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关、与燃料的质量和放出的热量无关，故D正确、ABC错误；
故选：D．
热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关．
知道热值是燃料的一种特性（只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关、与燃料的质量和热量无关）是解决此类问题的关键．
如图，是酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是（ ）
A. 酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B. 酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C. 试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D. 橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
【答案】C
【解析】解：
A、燃料的热值仅与燃料的种类有关，燃料的质量无关，故A错误；
B、酒精燃烧放出的热量要散失到空气中一部分，被试管吸收一部分，所以酒精燃烧放出的热量不能全部被试管中的水吸收，故B错误；
C、加热过程中，通过热传递的方式增加水的内能，故C正确。
D、塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故D错误。
故选：C。
（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
（2）酒精燃烧放出的热量要散失到空气中一部分，被试管吸收一部分，水吸收一部分，据此分析；
（3）用酒精灯加热的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能，属热传递的方式；
（4）当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，就会将塞子冲出，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能。
本题考查了影响热值的因素、改变内能的方式以及能的转化，综合性强。
2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）
A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较低的沸点 D. 较高的热值
【答案】D
【解析】解：
卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故D正确。
故选D。
热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
本题考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析。
二、填空题（本大题共10小题）
一台四冲程汽油机，其中______ 冲程将机械能转化为内能；已知所用汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧2g汽油所释放的内能是______ J，若热机效率为40%，燃烧2g汽油转化的机械能是______ J，若此机械能全部用于发热，能使质量1kg的水，温度升高______ ℃，（结果保留1位小数），已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）
【答案】压缩；9.2×104；3.68×104；8.8
【解析】解：（1）内燃机的四个冲程中，实压缩冲程将机械能转化成内能；
（2）2g汽油完全燃烧要放出的热量：Q=qm=4.6×107J/kg×0.002kg=9.2×104J；
（3）燃烧2g汽油转化的机械能为40%×9.2×104J=3.68×104J；
（4）由Q=cm△t可知：△t=≈8.8℃．
故答案为：压缩；9.2×104；3.68×104；8.8．
（1）内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中压缩冲程将机械能转化成内能，做功冲程将内能转化成机械能；
（2）燃料完全燃烧放出的热量用公式Q=qm计算，其中q为燃料的热值；
（3）根据热机效率可知燃料燃烧转化为机械能的多少；
（4）根据Q=cm△t的变形公式求出水升高的温度．
本题考查了内燃机冲程的能量转化、燃料燃烧放出的热量的计算以及热量计算公式的应用，是比较基本的问题，要重点掌握．
氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点，火箭中运用了液态氢做燃料。已知氢气的热值为1.4×108J/m3，表示的意义是______。完全燃烧5m3氢气放出的热量是______J．若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值______（填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】1m3氢气完全燃烧放出的热量是1.4×108J；7.0×108；不变
【解析】解：
氢气的热值为1.4×108J/m3，表示的物理意义是：1 m3的氢气完全燃烧放出的热量是1.4×108J；
完全燃烧5m3的氢气可放出热量：
Q=Vq=5m3×1.4×108J/m3=7×108J；
因为热值是燃料的一种性质，只与燃料的种类和状态有关，故一罐氢气用去了一半，则剩余氢气种类不变，热值不变，所以剩余氢气热值为1.4×108J∥m3。
故答案为：1m3氢气完全燃烧放出的热量是1.4×108J；7×108；不变。
（1）热值的定义是：1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值；
（2）知道氢的热值和质量，根据Q=mq求出氢气完全燃烧放出的热量；
（3）热值跟燃料的种类有关，跟燃料是否完全燃烧，质量多少都没有关系。
解决此类问题要结合热值的物理意义及热量的计算公式进行求解。
分别用两个完全相同的“热得快”同时给质量和温度相同的A、B 两种液体加热，它们的温度随时间变化的图象如图所示，由图象可以看出，______液体的比热容较大，两种燃料的热值之比为2：1，它们的质量之比为1：4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为______．
【答案】B；1：2
【解析】解：
（1）由图象知：加热时间为10min时，即两种液体吸收相同的热量时，升高的温度不同，B液体温度升高的少，由公式c=知，B液体的比热容大；
（2）由题知，两种燃料的热值之比q1：q2=2：1，质量之比m1：m2=1：4，
由Q放=mq得，
这两种燃料完全燃烧放出的热量之比：Q1：Q2=m1q1：m2q2=2×1：1×4=1：2．
故答案为：B；1：2．
（1）由图可知：加热时间相同时两种液体的温度升高的多少；然后根据A、B两种液体在质量相同时，吸收相同的热量利用公式c=即可判断比热容的大小；
（2）知道两种燃料的燃烧值和质量之比，利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求这两种燃料完全燃烧放出的热量之比．
此题考查了我们对于图象的分析能力，很多知识都是可以从图象中找出来，我们一定要学会分析图象，图象分析题也是今年中考的一个重点；
本题同时考查了学生对燃料完全放热公式Q放=mq的掌握和运用，因为是求比值，要细心，防止因颠倒而出错！
农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出______J的热量；若这些热量被质量为20kg，初温为20℃的水吸收，可使水温升高到70℃，则水吸收了______J的热量，此时烧水效率为______[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg，C水=4.2×103J/（kg 0C）]。
【答案】1.05×107；4.2×106；40%
【解析】解：
秸秆煤完全燃烧释放的热量：
Q放=m秸秆煤q=0.5kg×2.1×107J/kg=1.05×107J。
水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×20kg×（70℃-20℃）=4.2×106J；
此时烧水效率：
η==×100%=40%。
故答案为：1.05×107；4.2×106；40%。
（1）知道秸秆煤的质量和秸秆煤的热值，利用公式Q放=mq可计算秸秆煤完全燃烧放出的热量；
（2）知道水的比热容、水的质量、初温和末温，根据吸热公式Q吸=cm（t-t0）求出出水吸收的热量；
（3）根据效率公式可以求出煤气灶烧水的效率。
题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=qm、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力．同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的______ 很大．若以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使______ kg的水升高40℃．（c水=4.2×103J/（kg ℃），q煤气=4.2×l07J/kg）．
【答案】热值；2500
【解析】解：（1）在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；
（2）1kg煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1kg×4.2×l07J/kg=4.2×l07J，
1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：
Q放′=Q放×10=4.2×l07J×10=4.2×l08J；
由Q=cm△t可得，
m′===2500kg．
故答案为：热值；2500．
（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值；
（2）利用Q放=mq求出1kg煤气完全燃烧放出的热量，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的10倍，据此求水的质量．
本题考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式掌握和运用，难度不大，是一道基础题．
2017年5月18日，我国宣布在南海进行的可燃冰试采获得成功。可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅速______（填物态变化）为气态。它的热值约为1.4×1010J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可放出______J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将______kg的水从0℃加热到100℃．（C水=4.2×103J/（kg ℃））
【答案】升华；2.8×1010；4×104
【解析】解：（1）可燃冰在常温压下会迅速变为气态，此过程为升华过程；
（2）2m3的可燃冰完全燃烧释放的热量：
Q放=Vq=2m3×1.4×1010J/m3=2.8×1010J，
由η=×100%可得，水吸收的热量：
Q吸=ηQ放=60%×2.8×1010J=1.68×1010J，
由Q吸=cm（t-t0）可得，加热水的质量：
m===4×104kg。
故答案为：升华；2.8×1010；4×104。
（1）物质由固态直接变成气态的过程叫做升华，升华吸热；
（2）知道可燃冰的质量和热值，根据Q放=mq求出完全燃烧释放热量的计算，根据η=×100%求出水吸收的热量，再根据Q吸=cm（t-t0）求出加热水的质量。
本题考查了物体的变化和吸热公式、燃料完全燃烧释放热量公式的应用，是一道较为简单的应用题。
每到夏收季节，农村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（q=2.4×107J/kg），使60kg、30℃的水温度升高到80℃，需要吸收______J热量，如果秆浆煤燃烧释放的热量有40%被水吸收，则需要完全燃烧______kg秆浆煤。（c=4.2×103J/（kg ℃））
【答案】1.26×107；1.3
【解析】解：
（1）水需要吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×60kg×（80℃-30℃）
=1.26×107J；
（2）根据η=可知，
秆浆煤完全燃烧释放的热量：
Q放===3.15×107J，
根据Q放=mq可知，需要秆浆煤的质量：
m秸浆煤==≈1.3kg。
故答案为：1.26×107；1.3。
（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）求出了水吸收的热量，由题知=Q吸=40%Q放，而Q放=mq，知道秆浆煤的热值，可求需要秆浆煤的质量。
本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
风力发电机将风能转化为电能，风能属于______（选填“可再生”或“不 可再生”）能源。若一台风力发电机一天发电 9.2×109J，这些能量相当于完全燃烧______kg 的汽油放出的热量（q汽油=4.6×107J/kg）。能源的开发与利用可能会带来一定的环境问题，请从你的生活实际出发，举出一条有效措施，能够有效地保护环境或有助于社会的可持续发展，你的措施是：______。
【答案】可再生；200；出行时少开私家车，骑自行车或乘坐公共交通工具
【解析】解：
（1）风能能够源源不断的从自然界得到，是一种很清洁的可再生能源；
（2）Q放=W电=9.2×109J，由Q放=qm得完全燃烧汽油的质量：
m===200kg；
（3）从生活实际出发，能够有效地保护环境或有助于社会的可持续发展的措施有：出行时少开私家车，骑自行车或乘坐公共交通工具；尽量少燃放烟花爆竹；禁止焚烧秸秆等。
故答案为：可；200；出行时少开私家车，骑自行车或乘坐公共交通工具。
（1）像风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；
（2）由题知，Q放=W电，利用Q放=qm变形可以求汽油的质量；
（3）结合生活实际，可从环保角度提出切实可行的措施和做法。
本题主要考查了能源分类、燃料完全燃烧放热公式的应用，以及从环保角度对有效地保护环境或有助于社会可持续发展措施的了解，属基础题目。
小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要______L汽油（汽油的热值为3.5×107J/L）；若行驶的速度为72km/h，则汽车受到的阻力为______N，汽油属于______能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
【答案】12；525；不可再生
【解析】解：小汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功：
W=Pt=3.5×104W×3600s=1.26×108J，
完全燃烧汽油放出热量Q放=Vq，
小汽车发动机的效率η=，
所以ηQ放=W，
ηVq=W，
V===12L；
（2）由η=得，汽油机的有用功：
W=ηQ放=30%×1.26×108J=3.78×107J；
因为72km/h=20m/s，
由W=Fs得汽车发动机的牵引力：
F====525N，
因为汽车在平直公路上匀速行驶，
所以汽车受到的阻力：f=F=525N；
（3）汽油属于不可再生能源，一旦消耗很难再生；
故答案为：12；525；不可再生。
（1）根据W=Pt求出小汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功，用η=求出放出的热量，再利用Q放=Vq可求出完全燃烧多少升汽油放出热量；
（2）利用效率公式η=的变形公式W=ηQ放可求出牵引力做的功；知道前进的距离，利用公式W=Fs求出汽车的牵引力，知道汽车做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，可求阻力；
（3）像煤、石油、天然气等，一旦消耗很难再生的能源属于不可再生能源。
知道功率的计算、热量的计算和效率的计算是，以及能源的分类，是一道综合题。
泸州沱江六桥全程长4km，桥面设计为双向8车道，中间预留了轻轨线路，于2018年1月通车。一辆小轿车做匀速直线运动通过全程，速度为50km/h，受到的阻力恒为60N，通过全程所需的时间为______min，牵引力所做的功为______J；若通过全程消耗了0.2kg的汽油，汽油机的效率为______。（已知热值q汽=4.4×107J/kg）
【答案】4.8；2.4×105；27.3%
【解析】解：
（1）由v=可得，通过全程所需的时间：
t===0.08h=4.8min；
（2）因为匀速通过大桥，所以牵引力F=f=60N，
牵引力所做的功W=Fs=60N×4×103m=2.4×105J；
（3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=0.2kg×4.4×107J/kg=8.8×106J，
汽油机的效率η=×100%=×100%≈27.3%。
故答案为：4.8；2.4×105；27.3%。
（1）根据速度的变形公式计算所需的时间；
（2）利用二力平衡的条件求出牵引力的大小，然后利用W=Fs可求得牵引力所做的功；
（3）根据Q=mq可求得汽油完全燃烧放出的热量，再利用η=可求得汽油机的效率。
本题考查了重力的计算、速度公式及其应用、功的计算等，关键是知道汽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。对于这类综合题目，要快速联想选择相对应的公式进行求解，在计算过程中注意单位要统一。
三、实验探究题（本大题共2小题）
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）．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．他组装了右图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（ 1）为了保证实验结论的可靠，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______ 相同、及______ 相同．
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______ ．
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：______ ．利用此实验方法计算出的热值将比真实值______ （偏大/偏小）．说说你的看法______ ．
【答案】质量；水的质量；煤油；天平；偏小；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
【解析】解：（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快，所以煤油的热值较大．
（3）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．
故答案为：（1）质量；水的质量；
（2）煤油；
（3）天平；偏小；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．
本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，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．
本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键．
在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，小明用如图所示图两个相同的装置做实验，实验器材还有天平和秒表：
⑴实验中应量取质量的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用如图所示相同的加热方式加热的目的是 ．
⑵当加热相同的时间时，通过比较 判断吸热能力的强弱．
⑶通过实验，记录数据如下表所示，从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 Q乙（选填“大于”、“等于”、“小于”）．
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
⑷分析实验数据可知 物质的吸热能力更强．
⑸小明完成实验后，想利用现有装置继续探究“比较不同燃料完全燃烧放出的热量”的实验．他除了将酒精灯换成装有 (“相等”或“不相等”)质量的碎纸片和酒精的蒸发皿外，还应完成的更换为 ．在此实验中是通过比较 来反映燃料燃烧放出的热量．更换完毕后，小明同时点燃两种燃料对液体进行加热，记录燃料燃烧相同时间后液体升高的温度△t，然后通过比较△t的大小得出实验结论．小明设计的实验方案错误之处是 ，应该修改为 ．
【答案】（1）液体在相同时间内吸收的热量相同
（2）液体升高的温度
（3）小于
（4）甲
（5）相等 甲液体成相等质量的乙液体（或乙液体成相等质量的甲液体） 液体升高的温度 记录燃料燃烧相同时间后液体升高的温度△t 记录燃料燃烧完后液体升高的温度△t
【解析】【分析】
（1）（2）（3）（4）比较物质吸热能力实验需要应用控制变量法，根据控制变量法的要求分析答题；用相同的热源对液体加热，液体在相等时间内吸收的热量相等，质量相同的液体升高相同的温度，吸收的热量越多，液体吸热能力越强；
（5）要比较不同燃料的放热情况，需使燃料的质量相同，给质量相同的同种液体加热，通过液体温度的变化比较燃料放热的多少。
本题考查了实验注意事项、实验数据分析，应用控制变量法是正确解题的关键，熟练应用控制变量法、分析表中实验数据即可解题。
【解答】
（1）实验选择相同规格的电热器的目的是使两种液体在相同的时间内吸收相同的热量；
（2）当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱；
（3）由表中实验数据可知，从开始加热到42℃，液体升高相同的温度，甲需要的加热时间短，乙需要的加热时间长，甲吸收的热量小于与乙吸收的热量；
（4）由表中实验数据可知，质量相同的甲、乙两种液体吸收相同热量，在4分钟内，甲升高温度为46℃-30℃=16℃，乙升高温度为42℃-10℃=32℃，甲升高的温度要小于乙升高的温度，所以甲物质的吸热能力强；
（5）要比较酒精和碎纸片的燃烧放热情况，应使碎纸片和酒精的质量相等；同时需给质量相同的同种液体加热，所以可将液体甲换为质量相同的液体乙，或把液体乙换为质量相同的液体甲，通过比较液体温度的变化来比较燃料放出热量的多少；
要比较酒精和碎纸片的燃烧放热能力，应完全燃烧相同的碎纸片和酒精，燃料燃烧相同时间燃烧的质量不一定相同，所以小明设计的方案不能比较碎纸片和酒精的热值，应修改为：记录燃料燃烧完后液体升高的温度△t 。
故答案为：（1）液体在相同时间内吸收的热量相同；（2）液体升高的温度；（3）小于；（4）甲；（5）相等；甲液体成相等质量的乙液体（或乙液体成相等质量的甲液体）；液体升高的温度；记录燃料燃烧相同时间后液体升高的温度△t；记录燃料燃烧完后液体升高的温度△t 。
四、计算题（本大题共3小题）
如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：
（1）该汽车发动机做的有用功是多少？
（2）该汽车的输出功率为多少？
（已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg）
【答案】解：
（1）由ρ=得消耗汽油的质量为：
m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3 m3=1.2kg，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1.2 kg×4.5×107J/kg=5.4×107J；
由η=得，汽油机的有用功：
W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J；
（2）由v=得汽车运动的时间：
t===h=400s；
汽车的输出功率：
P===4.05×104W。
答：（1）该汽车发动机做的有用功是1.62×107J；
（2）该汽车的输出功率为4.05×104W。
【解析】（1）根据ρ=求出消耗汽油的质量，利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量，再利用效率公式η=的变形公式W=ηQ放可求出牵引力做的功。
（2）知道前进的距离，利用求出汽车运动的时间，利用P=即可求出功率。
本题考查了学生功、功率的公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，明确哪些是有用能量、哪些是总能量是本题的关键，要求灵活运用所学公式。
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，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃），天然气热值q=4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰。
【答案】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×500kg×（100℃-20℃）=1.68×108J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=Vq天然气=12m3×4.2×107J/m3=5.04×108J；
燃气锅炉烧水时的效率：
η=×100%=×100%≈33.3%；
（3）可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，
则可燃冰的热值：q可燃冰=160q天然气=160×4.2×107J/m3=6.72×109J/m3，
若换用可燃冰燃烧放出相同的热量，应使用可燃冰的体积：
V可燃冰===0.075m3。
答：（1）水吸收的热量为1.68×108J；
（2）燃气锅炉烧水时的效率为33.3%；
（3）若换用可燃冰，应使用0.075m3可燃冰。
【解析】（1）由热量公式Q=cm△t可以求出水吸收的热量；
（2）由燃烧值公式可以求出天然气完全燃烧释放的热量，由效率公式求出燃气灶烧水的效率；
（3）换用可燃冰，根据可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，可知可燃冰的热值，再利用Q=Vq可求得应使用多少m3可燃冰。
本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq、Q吸=cm△t=cm（t-t0）和效率公式的掌握和运用，难度不大，属于基础题目。
汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为30%，求：
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
（2）做功冲程中，平均压力做多少功？
（3）汽油机在1小时内要消耗多少在汽油？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
【答案】解：（1）由p=可得，燃气对活塞的平均压力：
F=pS=8×105Pa×50×10-4m2=4000N；
（2）做功冲程中，平均压力做的功：
W=Fs=4000N×25×10-2m=1000J；
（3）因飞轮的转速是2000r/min，即飞轮1min转2000r，对外做功1000次，
所以，1小时内汽油机对外做功60×1000=60000次，
汽油机在1小时内做的总功：
W总=60000×1000J=6×107J，
由η=可得，汽油完全燃烧放出的总能量：
Q放===2×108J，
由Q放=mq得，完全燃烧汽油的质量：
m==≈4.35kg．
答：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是4000N；
（2）做功冲程中，平均压力做了1000J的功；
（3）汽油机在1小时内要消耗4.35kg的汽油．
【解析】（1）知道活塞的横截面积和燃气对活塞的平均压强，根据F=pS求出燃气对活塞的平均压力；
（2）根据W=Fs求出平均压力做的功；
（3）飞轮的转速是2000r/min，意思是飞轮1min转2000r，对外做功1000次，据此求出汽油机在1
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