12.2 热量与热值 练习题（含解析）

12.2 　热量与热值 　　　　　　　　　　 　　　　 　　　
题组1　热量、温度、内能　　　　　　　
1.“热”字有着多种含义,有时表示热量,有时表示内能,有时表示温度。请说出下列几种现象中,“热”字所表示的含义。
(1)盛夏,我们感到天气很“热”:　　　　。?
(2)摩擦生“热”:　　　　。?
(3)雪熔化成水时要吸“热”:　　　　。?
2.下列关于热量的说法正确的是 (　　)
A.热水比冷水所含热量多
B.一大桶水比一小桶水所含热量多
C.一个物体的内能越大,它具有的热量越多
D.热量是热传递过程中传递能量的多少
3.[2020·安徽] 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 (　　)
A.0 ℃的物体也具有内能
B.只要物体放出热量,温度就一定降低
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
4.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是 (　　)
A.物体的内能越大,放热一定越多
B.晶体熔化时温度不变,其内能一定增加
C.物体的内能增加,一定要吸收热量
D.温度相同的物体,其内能一定相等
题组2　燃料的热值　　　　　　　
5.“长征十一号”运载火箭是由中国航天科技集团公司研制的新型四级全固体运载火箭,最大推力可达1.2×106 N,火箭需选用热值　　　　(选填“大”或“小”)的固体燃料,该火箭发射时固体燃料燃烧,质量不断减少的过程中,燃料的热值　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
6.三口之家单独使用不同燃料的平均月消耗量分别为:干木柴约150 kg,无烟煤约50 kg,煤气约30 kg,天然气约15 kg。这四种燃料中热值最高的是 (　　)
A.干木柴 B.无烟煤
C.天然气 D.煤气
7.由q=Qm,在讨论一种燃料的热值时,下列结论正确的是 (　　)
A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B.热值与燃料的质量成反比
C.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比,与燃料的质量成反比
D.热值与燃料燃烧时放出的热量及燃料的质量无关,是由燃料本身的性质决定的
8.利用如图1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 (　　)
图1
A.酒精和碎纸的质量相同,两个烧杯内水的质量相同
B.酒精和碎纸的质量不同,两个烧杯内水的质量不同
C.酒精和碎纸的质量相同,两个烧杯内水的质量不同
D.酒精和碎纸的质量不同,两个烧杯内水的质量相同
题组3　与热值有关的热量计算　　　　　　　
9.天然气的热值是8×107 J/m3,表示1 m3的天然气　　　　　　放出的热量为8×107 J,如果完全燃烧3 m3的天然气,放出的热量为　　　　J。?
10.[2020·遂宁改编] 2020年6月23日9时43分,我国在四川西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功发射了北斗导航系统最后一颗组网卫星,标志着北斗导航卫星全球组网成功,能够为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航和授时服务。“长征三号乙”运载火箭发动机用的是偏二甲肼作为燃料,其热值是4.25×107 J/kg,若完全燃烧2 t偏二甲肼,共放出　　　J热量;卫星加速上升时,卫星的机械能　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106 J,这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为　　　　J/kg;若将干木柴用掉一半,则干木柴的热值将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
12.下表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg。
干木柴
无烟煤
酒精
煤油
氢
1.2×107
3.4×107
3.0×107
4.6×107
1.4×108
从表中可以看出酒精的热值是3.0×107 J/kg,表示的物理意义是　　　　　　　　　　　　　　。那么完全燃烧10 g的酒精可放出热量　　　　J。放出相同的热量,完全燃烧干木柴与氢的质量之比是　　　　。?
13.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,这种过程没有火焰,但　　　　能同样可以转化为　　　　能,因此人的体温保持在37 ℃左右。一盒标有“能量:?360 kJ/100 mL”的牛奶,其中“能量”的含义跟　　　　(选填“内能”“热量”或“热值”)相似。100 mL牛奶的能量相当于完全燃烧　　　　g干木柴放出的热量。(干木柴的热值为1.2×107 J/kg)?
14.一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶200 km,消耗柴油20 L,若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功,所用柴油的热值为4.3×107 J/kg,密度为0.8×103 kg/m3,则以下说法正确的是 (　　)
①越野车是将机械能转化为内能的机器
②这些柴油完全燃烧放出的热量为6.88×108 J
③越野车消耗的有用热量即有用功为2.29×108 J
④这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1032 N
A.①②③④均正确 B.只有①②③正确
C.只有②③④正确 D.只有②④正确
【能力提升】
15.小明同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值大小关系。
(1)小明是这样设想的:从热值的概念看,燃料的热值=燃料完全燃烧放出的热量燃料的质量。热值的大小可由两个量计算得出,类比物体运动快慢的比较、物体做功快慢的比较,他想比较两种燃料的热值大小需要关注:①燃料完全燃烧放出的热量,热量在初中物理中没有办法直接测量进行比较,可以转换为“比较水吸收的热量”;②在实验中应控制煤油和菜籽油的　　　　相同。?
图2
根据上述实验设计思想,他组装了如图2所示的装置进行实验,这两套装置除灯具中燃料外其余完全相同。
(2)小明记下温度计的示数,点燃灯具开始对水进行加热,当灯具中燃料燃尽时,又记录了温度计的示数。实验记录如下表所示,分析可得:煤油和菜籽油两种燃料,热值较大的是　　　　。?
燃料
加热前水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(3)小明同学还设想:根据水的质量和温度变化计算出水吸收的热量,它等于燃料燃烧放出的热量,再除以燃料的质量就可以准确地计算出两种燃料热值的具体数值。他这种设想不可行的原因是　 (写出一种即可)。　　　　　　　　　　 　　　　 　
答案
1.(1)温度　(2)内能　(3)热量
2.D　[解析] 热量是一个过程量,不能说“含有”热量,只能说“吸收”或“放出”热量,故A、B、C错误。热量总是从高温物体自发传递到低温物体,热量只存在于热传递或热交换过程中,故D正确。
3.A
4.B
5.大　不变
6.C　[解析] 同一个家庭每月需要的能量是相同的,可知四种燃料燃烧放出的热量相同,由题知,m木柴=150 kg,m无烟煤=50 kg,m煤气=30 kg,m天然气=15 kg,根据公式q=Qm可知,在放出的热量相同时,质量越小,燃料的热值越大,所以,天然气的热值最高。
7.D　[解析] 热值的大小等于质量为1 kg的燃料完全燃烧时所放出的热量;热值是燃料本身的一种特性,由燃料本身的性质决定,与燃料的质量、完全燃烧放出的热量多少无关,D正确。
8.A　[解析] 实验时要控制变量,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸,将其放入装置中的燃烧皿内;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度发生变化,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,两个烧杯内水的质量相同。
9.完全燃烧　2.4×108
[解析] 天然气的热值是8×107 J/m3,其物理含义:1 m3的天然气完全燃烧放出的热量为8×107 J;如果完全燃烧3 m3的天然气,放出的热量:Q=qV=8×107 J/m3×3 m3=2.4×108 J。
10.8.5×1010 　增大
[解析] 完全燃烧2 t偏二甲肼所放出的热量:Q放=mq=2×103 kg×4.25×107 J/kg=8.5×1010 J。卫星加速升空过程中,卫星的质量不变,速度增大,动能增大;质量不变,高度增大,重力势能增大,所以卫星的机械能增大。
11.1.2×107　不变　[解析] (1)由Q=qm可得,q=Qm=6.6×106 J0.55kg=1.2×107 J/kg。(2)热值是燃料本身的一种特性,与燃料的质量无关,用掉一半后,干木柴的热值仍为1.2×107 J/kg。
12.1 kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J　
3×105　35∶3
[解析] (1)酒精的热值是3.0×107 J/kg,表示的物理意义是1 kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J。
(2)完全燃烧10 g酒精,放出的热量:
Q=qm=3.0×107 J/kg×0.01 kg=3×105 J。
(3)已知放出相同的热量,由Q=qm得,q木m木=q氢m氢,
即1.2×107 J/kg×m木=1.4×108 J/kg×m氢,解得m木∶m氢=35∶3。
13.化学　内　热值　30
[解析] 食物提供给人体细胞组织所需的能量时发生的是化学变化,消耗了化学能,得到内能,因此人的体温保持在37 ℃左右。
一盒牛奶标有“能量:360 kJ/100 mL”,表示完全吸收100 mL该种牛奶可以获得360 kJ的热量,所以其中“能量”的含义与热值相似。
因为Q=mq,所以完全燃烧干木柴的质量:
m=Qq=360×103 J1.2×107J/kg=0.03 kg=30 g。
14.D　[解析] 越野车是将内能转化为机械能的机器,故①错误;
消耗柴油的体积:V=20 L=20 dm3=20×10-3 m3,
由ρ=mV可得,行驶200 km消耗柴油的质量:
m=ρV=0.8×103 kg/m3×20×10-3 m3=16 kg;
这些柴油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=16 kg×4.3×107 J/kg=6.88×108 J,故②正确;
根据η=W有用W总×100%可得,用来驱动越野车做的有用功:
W有用=ηQ放=30%×Q放=30%×6.88×108 J=2.064×108 J,故③错误;
④由W有用=Fs得,越野车的牵引力:
F=W有用s=2.064×108 J200×103m=1032 N,
又因为越野车在平直路面上匀速行驶,所以越野车受到的阻力:
f=F=1032 N,故④正确。
15.(1)质量　(2)煤油　
(3)燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收
[解析] (1)因燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和质量有关,所以要探究煤油和菜籽油的热值大小关系,必须控制燃料的质量相等。
(2)由表中数据可知,在燃料燃尽后煤油加热的杯中水的温度升高得多,说明这杯水吸收的热量多,即燃烧煤油放出的热量多,所以煤油的热值较大。
(3)由于燃烧放出的热会有一部分散失到空气中,也有一部分被烧杯等实验装置吸收,使Q放大于Q吸,所以利用此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比真实值要小些。