还剩23页未读，
继续阅读
所属成套资源：九年级物理全一册同步课时讲义（人教版）
成套系列资料，整套一键下载
14.2热机的效率(含答案详解)九年级物理全一册同步课时讲义（人教版）
展开
人教版九年级物理同步教辅之知・讲・练
第十三章 《内能的利用》知・讲・练
14.2《热机的效率》课时知・讲・练
【知识点梳理】
1.燃料的种类有固体、 气体、液体。
2.热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
3.热值的公式是 q=Q/m或q=Q/V、单位是J/kg或 J/m3 。
4.热值的影响因素：燃料的种类，与燃料的质量、物态等都无关。
5.汽油的热值是4.6×107 J/Kg，其物理意义是:1Kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107 J.
6.热机的效率:用来做有用功的那部分能量(W有)，与燃料完全燃烧放出的能量(Q)之比.( )
7.在内燃机中，燃料释放的能量流向：有用机械能、摩擦消耗、废气带走、散热损失，带走能量最多的是 废气带走的热量。
8.热电站和火电站相比能大大提高燃料的利用率利原因是用蒸汽轮机排除的废气来供热。
【典型例题选讲】
【例题一】下列说法正确的是（ ）
A．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
B．尽量增大热机的功率，可以提高热机的效率
C．燃料燃烧放出的热量越多，它的热值就越大
D．热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧后放出的热量
【答案】D
【解析】
A．以天然气为燃料，仍有热量散失，仍需克服摩擦做功，因此汽车发动机的效率始终不能达到100%，故A错误；
B．功率反映热机做功的快慢程度，而热机效率反映有用功在燃料完全燃烧放出的热量中所占的比例大小，它们是两个不同的物理量，没有直接的关系，故B错误；
C．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧情况以及放出热量的多少无关，故C错误；
D．热值是一定质量的燃料完全燃烧放出的热量与其质量的比值，在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧后放出的热量，故D正确。
【例题二】某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在ls内，汽油机完成了________个工作循环，对外做功________次。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，其效率为30%，对外做功________J。（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】 15 15 6.9×106
【解析】
[1][2]汽油机每个工作循环包括四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，则在ls内转了30r，汽油机完成了15个工作循环，对外做功15次。
[3]燃料燃烧产生的热量为
对外做的有用功为
【例题三】小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图甲、乙所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下：
燃料
加热前水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
20
48
花生油
20
38
（1）小明组装如图甲乙所示的两套装置时，正确的顺序是_______（选填“自上而下”或“自下而上”）；
（2）为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的_______相同；
（3）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是_______；
（4）小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值，除了图中的器材外，还需增加的实验仪器是：_______，利用此实验方法计算出的热值将比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”），原因是：_______。
【答案】 由下而上 质量 煤油 天平 偏小 燃料不能完全燃烧（或热量有散失）
【解析】
（1）[1]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材。
（2）[2]为了保证实验的可靠性，被加热物质的质量、初温相同，需要控制煤油和花生油的质量相同。
（3）[3]分析表格数据可知，燃料燃尽后甲杯中水的温度升高的多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。
（4）[4]要计算出煤油和花生油的热值，需要燃烧相同质量的煤油和花生油，需要用天平来测量。
[5][6]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收热量，使Q放>Q吸，所以依此计算出煤油和花生油的热值比实际要偏小些。
【例题四】燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02kg天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气的热值为8.4×l07J/kg，求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水时的效率。
【答案】（1）6.72×105J；（2）1.68×106J；（3）40%
【解析】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100-20)℃=6.72×105J
（2）天然气完全燃烧放出的热量
Q放=m气q=0.02kg×8.4×107J/kg=1.68×106J
（3）燃气灶烧水时的效率
答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量为1.68×106J；
（3）燃气灶烧水时的效率为40%。
【例题五】一辆汽车的牵引力为500N，以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了9.2×104m，消耗了汽油4kg。求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）4kg汽油完全燃烧放出的热量（q汽油=4.6×107J/kg）；
（3）该汽车发动机的效率；
（4）若其他条件不变，如果能把汽车发动机的效率提高到30%，汽车在该路段节约的汽油质量约是多少（结果保留1位小数）。
【答案】（1）4.6×107J；（2）1.84×108J；（3）25%；（4）0.7kg
【解析】
、解：（1）汽车牵引力做的功
（2）汽油完全燃烧放出的热量是
（3）该汽车发动机的效率
（4）已知汽车所做的功相同，把汽车发动机的效率提高到30%时，汽油燃烧放出的热量为
需要的汽油质量为
节约的汽油质量为
答：（1）汽车牵引力做的功；
（2）4kg汽油完全燃烧放出的热量；
（3）该汽车发动机的效率；
（4）汽车在该路段节约的汽油质量约是。
【学科核心素养训练】
一、单选题
1．在“比较燃料热值大小”的实验中，不需要控制相同或相等的因素是（ ）
A．两种燃料的质量 B．两只装水的烧杯 C．烧杯中水的质量 D．各自加热的时间
2．太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭，成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”。火箭加速升空时，下列说法中不正确的是（ ）
A．内能转化为机械能 B．火箭运动状态保持不变
C．火箭的动能增大，机械能增大 D．以液态氢作为燃料是因为它的热值较大
3．下列关于热机效率的说法中正确的是（ ）
A．蒸汽机的效率比内燃机高
B．热机的功率越大，它的效率也一定越高
C．用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率
D．用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率
4．下列说法正确的是（ ）
A．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100% B．尽量增大热机的功率，可以提高热机的效率
C．燃料燃烧放出的热量越多，它的热值就越大 D．热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧后放出的热量
5．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率 B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高
C．1kg汽油在汽缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值 D．火箭升空时燃料燃烧放出的热量全部转化为机械能
6．6月13日清晨6时30分，湖北十堰市张湾区艳湖社区艳湖集贸市场发生燃气爆炸事故，此次事故初步分析因管道天然气泄漏引发。用燃气灶烧水时，小明进行了如下思考，其中正确的是（ ）
A．燃气燃烧越充分，其热值越大 B．加热过程中水的比热容逐渐变大
C．壶内水温升高，内能增大 D．水沸腾时吸收热量，温度不断升高
7．随着电池技术的发展和环保意识的增强，长安汽车公司或许将旗下多款车型全面搭载48V轻混系统（汽车启动及低速时采用48V电力驱动，在高速时转化为传统燃油提供动力）。对于长安汽车，下列说法正确的是（ ）
A．该车的电池在充电时将化学能转化为电能 B．燃油发动机目前的效率可达90％以上
C．48V轻混汽车使用时对环境没有任何影响 D．在做功同样多的情况下，热机效率越高，消耗的燃油越少
8．关于比热容和热值，下列说法中正确的是（ ）
A．沿海地区昼夜温差较小，主要是因为海水的比热容较大 B．比热容是物质的自身性质之一，只与物质的种类有关
C．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 D．容易燃烧的燃料热值一定大
9．甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（ ）
A．甲热机消耗的燃料多 B．甲热机比乙热机做功少
C．做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的多 D．甲热机的功率比乙热机的小
10．甲、乙两台内燃机，甲的效率为35%，乙的效率为25%，这两个数据表示（ ）
A．内燃机甲做的功比内燃机乙做得多
B．内燃机甲的功率比内燃机乙的功率大
C．在相同时间内内燃机甲燃烧的燃油比内燃机乙多
D．在消耗相同的燃油时，内燃机甲做的有用功比内燃机乙做的有用功多
11．下列说法最接近实际的是（ ）
A．家庭空调的额定电功率约20W B．汽车中热机的效率可达100%
C．实际功率为1瓦的灯工作1小时，消耗电能是1度 D．一本《科学》课本从课桌掉到地面，重力做功约为2焦
12．对于上升的热气球，下列说法正确的是（ ）
A．热气球的升空原理和民航飞机的起飞原理相同 B．热气球匀速上升时，机械能一定不变
C．热气球上升过程中，受到的大气压强不变 D．热气球燃料减少后，燃料的热值不变
13．有一种低熔点的金属，放在手中就可熔化。小新同学利用如图甲的实验装置来探究“该金属熔化时温度的变化规律”。烧杯中装有冰水混合物，试管中装有该固体金属，他完成实验并绘制了时间与温度图象如图乙。从第3min开始，单位时间内金属吸收的热量相等，金属的质量为100g，固态时的比热容为0.37×103J/(kg×℃)。下列分析正确的是（ ）
A． 该金属的沸点一定为98℃ B．3-4min该金属吸收的热量为1.11×103J
C．该金属固态的比热容大于液态的比热容 D．如果酒精完全燃烧，本实验装置的加热效率可以达到100%
14．生活中很多现象与物理知识息息相关，下列说法中正确的是（ ）
A．冰是一种晶体，它在熔化过程中内能不变
B．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
C．比热容是物质自身的特性，与质量、吸收或放出的热量均无关
D．柴油机的效率比汽油机高，是因为柴油的热值比汽油大
15．下列说法中正确的是（ ）
A．敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤的热值
B．炎热的夏天，往室内地面上洒水降温利用了水的比热容大的特点
C．当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少
D．家庭电路中，正常使用的用电器越多，总电阻越大
16．2021年10月16日，“长征二号F遥十三”运载火箭托举“神舟十三号”载人飞船升空，开始了我国迄今为止时间最长的载人飞行。下列说法正确的是（ ）
A．火箭可选用液态氢作为燃料，是因为氢的比热容较大 B．加速上升的过程中，飞船的动能增大，重力势能也增大
C．太空中的温度很低，飞船的内能可能为零 D．燃料燃烧放出的热量全部用来做功
17．五菱宏光汽车的新发动机系统，其效率提升到39%。效率的提升意味着（ ）
A．汽车消耗的燃油更少 B．汽车行驶的时间更长
C．相同时间内，汽车做的功更多 D．消耗同样多的燃油，汽车获得的有用功更多
18．小李同学周末在家用天然气烧水时，结合自己学到的物理知识进行了如下总结分析，下列说法正确的是（ ）
A．天然气燃烧越充分，其热值越大 B．加热过程中水含有的热量在变大
C．壶内水温度升高的过程中内能增大 D．水在升温的过程中密度和比热容都在变化
19．关于温度、内能、热量、热值和比热容，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体含有的热量多 B．某种燃料完全燃烧时热值会变大
C．内能大的物体其温度一定高 D．比热容大的物质吸热或放热的本领强
20．下列比热容、热值的相关说法，正确的是（ ）
A．水的比热容大，吸收相同的热量，水升高的温度一定比其他物质小
B．比热容是物质本身的性质，与物质的质量、温度和状态都无关
C．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg的汽油燃烧时放出的热量为4.6×107J
D．火箭发射时最理想的燃料之一是液态氢，原因是氢的热值大
二、填空题
21．月月参加了一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧____________m3的天然气，若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，这些热量可将1标准大气压下__________kg、温度为20℃的水烧开。（q天然气=4×107J/m3）
22．天然气的热值为，的天然气完全燃烧放出的热量是_________J；用天然气热水器将质量为50kg，温度为20°C的水加热到60°C，完全燃烧了的天然气。水吸收的热量是_________J，热水器的效率是_________。（已知
23．某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在ls内，汽油机完成了________个工作循环，对外做功________次。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，其效率为30%，对外做功________J。（q汽油=4.6×107J/kg）
24．一台四冲程柴油机，飞轮转速为2400r/min，若气缸在做功冲程中，每次做功400J，那么这台柴油机的功率是____W，若柴油机的效率为40%，每分钟消耗柴油的质量为______kg（柴油的热值为4.0×107J/kg）。
25．炉子的效率是指_______________的热量与燃料____放出的热量之比．加大___面积,减少烟气带走的___,都可以提高燃料的利用率和炉子的效率．
26．（1）如图甲所示在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成小叶轮．加热试管使水沸腾，产生的水蒸气驱动叶轮转动．写出上述实验的能量转化过程________．
（2）将汽车发动机的能量流向制成图，请根据图乙中给出的信息，计算该汽油机的效率为________，用这台汽油机工作时，完全燃烧2kg的汽油可输出有用功________J．请你写出一条提高汽油机效率的措施________（q汽油=4.6×107J/kg）
27．随着人们物质生活水平逐步提高，家里使用的燃料发生了革命性的变化，天然气已逐步取代煤走进家庭．天然气与煤相比，热学方面突出的优点是________________；环保方面突出的优点是________________．若要将2.5kg、初温为20℃的水加热到80℃，至少需要燃烧____________kg的天然气．[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值是3.4×107 J/kg，天然气的热值是5.0×107J/ kg．]
28．物体的内能与物体质量、温度、形态______（选填“有”或“无”）关，与物体运动速度及位置高度无关。改变物体内能的方法有做功和热传递。它们在改变物体内能上是______的；提高燃料利用率的途径：一是让燃料尽可能地完全燃烧；二是要减少热量______。
29．我国新一代大推力运载火箭选用液态氢做燃料，这主要利用了液态氢________的特点，和其它燃料相比，充分燃烧相同质量的燃料，液体氢燃烧后能将更多的_____能转化为火箭的机械能，使火箭飞的更高、更快。
30．我们会看到汽车行驶过程中冒“黑烟”，其原因是_____ ，发动机的散热器常用水做冷却剂是因为水的_____大．
31．热机对环境的污染，主要是______污染和______污染．
三、实验题
32．为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。
（1）组装实验装置时，应该由________往________组装（前两空均选填“上”或“下”），用石棉网垫在烧杯下加热的目的是________；
（2）实验中应该控制烧杯内水的_______、质量相同，还应控制燃料的________相同，燃料燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。燃料1燃烧5min放出的热量________（选填“大于”“小于”或“等于”）燃料2燃烧15min放出的热量；
（3）假设燃料完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为________。
33．小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图甲、乙所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下：
燃料
加热前水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
20
48
花生油
20
38
（1）小明组装如图甲乙所示的两套装置时，正确的顺序是_______（选填“自上而下”或“自下而上”）；
（2）为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的_______相同；
（3）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是_______；
（4）小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值，除了图中的器材外，还需增加的实验仪器是：_______，利用此实验方法计算出的热值将比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”），原因是：_______。
34．小桂利用如图甲所示装置做“比较a、b两种不同液体的吸热能力”的实验。
（1）本实验要使两种液体的______（选填“质量”或“体积”）相同；
（2）实验时使用相同的酒精灯给物体加热，可以用______（选填“温度的高低”、“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来表示液体吸收热量的多少；
（3）图乙是小桂根据收集到的实验数据绘制的图像，由图像可知，吸收相同热量，______升温更高，______更适合做汽车发动机的冷却液（均选填“a”或“b”）；
（4）小桂查出液体a的比热容，并测得10g酒精完全燃烧使50g液体a的温度升高了20℃，根据以上数据算出酒精的热值，算出的热值与标准值相比是______（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）的。
35．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内的液体质量和初始温度也都相同，当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均为沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T甲、T乙和T丙，且有。
（1）比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验，液体a的比热容ca与液体b的比热容cb相比，有ca______cb（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（2）比较不同物质的热值，应选择______两图进行实验，燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，有q1______q2（选填“＞”、“＝”或“＜”）；（3）若在燃料燃烧完前，甲图中的液体a已处于沸腾状态，且燃料燃烧完时温度计读数仍然为，液体b没有沸腾，则ca______cb（选填“＞”、“＝”、“＜”或“无法判断”）。
36．小王和小明利用如图两套装置探究①“不同物质吸热升温的现象”以及②“不同燃料充分燃烧放热的现象”，液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。
（1）两个实验中都要控制______（填“燃料、杯中液体”）质量相等；
（2）在探究“不同物质吸热升温的特点”时，物质吸热的多少是通过______来反映的；在探究“燃料燃烧放出的热量”，燃烧放热多少是通过______来反映的（填写序号）；
A．温度计上升的示数 B．加热时间
（3）假设在两个探究中根据所测数据都画出了如图图像（不计热量的损失），则根据图像可计算出，探究①“不同物质吸热升温的现象”中，图像一和图像二表示两种物质的比热容之比为______；②“不同燃料充分燃烧放热的现象”中，图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为______。
37．小侨要探究“不同物质吸热升温的现象”，同时又想要探究“不同燃料完全燃烧的放热能力”，他设计了如图所示的两组实验装置：（甲图中两酒精灯完全相同；乙图中酒精和碎纸片的质量相同，烧杯中水的质量、初温也相同）
质量/g
升温10℃所需时间/s
沙子
100
60
水
100
252
（1）你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用______（选填“甲”或“乙”）图器材；
（2）进行甲图实验时，要控制水和沙子的初温和______相同；
（3）除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是______；
（4）甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较______ 来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在表一中，分析实验数据可知______（选填“沙子”或“水”）的吸热能力强；
（5）下列示例中与比热容无关的是______（填字母）；
A．城市建造人工湖来改善气候 B．空调房间里放盐水可以增加湿度 C．用冷水冷却发动机
（6）乙组实验中，通过______来反映燃料放出热量的多少。
38．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。（燃料1是酒精，燃料2是碎纸片）
（1）在组装实验装置时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是_______（选填“由下而上”或“由上而下”）；
（2）要比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验；下表是比较燃料热值的实验数据：
燃料
加热前的水温/℃
①_______
燃料的热值J/kg
10g酒精
15
35
2.4×106
10g碎纸片
15
25
完善表格，表中①应填写的内容是：_______，并根据表中数据，估算出碎纸片的热值是_______J/kg；
（3）实验后小明根据实验数据利用公式Q吸=cm∆t算出了水吸收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出酒精的热值_______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。请说出一个理由_______；
（4）要比较不同物质的比热容，应选择_______两图进行实验，说说你比较比热容的方法：_______。
39．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图1所示，不考虑热损失。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
34
42
50
58
66
乙的温度/℃
10
22
34
46
58
（1）实验中应量取质量______（相等/不相等）的甲、乙两种液体，分别倒入相同的两烧杯中。实验时加热相同的时间，通过比较______来判断吸热能力的强弱；
（2）通过实验，记录数据如表格所示，从开始加热2min甲、乙两种液体吸收热量的______（大于/小于/等于）；
（3）分析实验数据可知 ______（甲/乙）物质的吸热能力强；
（4）若继续探究“比较不同燃料热值”的实验：
①将两酒精灯分别换成相同的两个燃烧皿，并在其中分别放入10g酒精和10g碎纸片，烧杯中更换成初温、质量都相同的水，并通过燃料燃尽后______（选填“加热的时间的长短”或“温度计升高的温度”）来反映实验中酒精和碎纸片放热的多少；
②小明选用了燃料a和燃料b进行实验．当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了如图2所示的图像，则可初步判断燃料______（选填“a”或“b”）的热值大。
40．如图所示，为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同．当燃料燃尽时，立即读取相应温度计的读数，分别为t甲、t乙、t丙，且有t甲>t乙>t丙。
（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的_______必须相同；
（2）比较a、b两种液体的比热容，应选择_______两图进行实验，实验中物质吸热的多少是通过_______来反映的（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）。液体a的比热容c1与液体b的比热容c2相比，c1_______c2（选填“>”、“”、“<”）；
（3）比较1、2两种燃料的热值，应选择_______两图进行实验，燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，q1_______q2（选填“>”、“”、“<”）。
四、计算题
41．天然气具有价格实惠、污染少、热值高等优点。小东用天然气灶将一锅体积为2L、温度为20℃的水加热到80℃，用时约为6min。已知：水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气的热值为3.5×107J/m3。求：
（1）在这个过程中水吸收的热量；
（2）若这个过程中天然气完全燃烧放出的热量80%被水吸收，则需要多少m3的天然气?
42．随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭，下表为小军家小汽车的相关数据：
总质量：1600kg
额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：
水箱容量：5L
（1）当水箱装满水，水温升高20℃时，需要吸收的热量为多少？（）
（2）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为多少？
（3）假如该车在水平路面上以46kW的功率匀速行驶10min，消耗汽油1.5 kg，则小汽车发动机的效率为多少？（）
43．近年来，蕲春县引入的氢燃料新能源公交车投放使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世界最理想的能源[c水＝4.2×103/(kg•℃)；q氢＝1.4×108J/kg]，求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，初温为15℃的水吸收，求水温升高到多少摄氏度？
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有70%被公交车用来做功，则这些热量能让公交车行驶多长时间？
44．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质。现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。某四缸四冲程发动机，其相关数据如下表所示：
1min 内完成的工作循环总次数
2000 次
92 号汽油
汽缸内汽油和空气的混合密度
1.25kg/m3
排气量
2.0L
热值
4.6×107J/kg
发动机最大输出功率
69kW
空燃比
14：1
（1）汽车的发动机工作时温度很高，由其外层的水套给其降温，水套里有防冻液 4 升，当防冻液温度从汽车启动时的 20℃升高 50℃时吸收的热量是多少？
（2）全球汽车保有量在迅速增长，截止 2011 年，全球汽车处于使用状态数量已破 10 亿辆。每辆汽车每年耗油 1.8t，汽车内燃机的效率平均取值 29%。如果能把内燃机效率提高 1%，全球每年可以节约多少燃油？
（3）汽车排气量是指发动机汽缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大。空燃比是指汽缸内空气和燃料的质量比。当汽车以 100km/h 的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，根据表中的数据可求得此时汽车发动机的效率为多少？
45．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
46．如表是同悦小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J，当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时
车型
同悦
排气量
1.6L
最大功率
90kW
空燃比
14∶1
汽油的热值
4.6×107J/kg
(1)1min内做的有用功。
(2)做功一次消耗汽油的质量。
(3)发动机的效率。
47．汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气体，这就是空燃比（可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比）。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。根据发动机的类型等因素，每种发动机的空燃比一般不同。某气缸总排量为2.0L的4缸发动机所需的空燃比14：1（气缸排量指气缸工作容积之和），混合燃气的密度为1.35kg/m3，当发动机曲轴每分钟转速为2400转，输出功率为65kW：
(1)每分钟汽油机做的有用功；
(2)1min内，汽油完全燃烧放出的热量（汽油的热值为4.6×107J/kg）；
(3)汽油机的效率（结果精确到0.1%）
参考答案：
1．D
【详解】
ABC．为了比较热值大小要用不同的燃料，燃料的质量相同，加热同一种液体，让液体和烧杯的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，故ABC不符合题意；
D．记录燃料完全燃烧后液体的温度，不需要控制各自的加热时间，故D符合题意。
2．B
【详解】
A．火箭点火发射，燃气的内能转化为火箭升空的机械能，故A正确，不符合题意；
B．火箭加速升空，速度大小改变，运动状态改变，故B错误，符合题意；
C．火箭加速升空，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，故机械能增大，故C正确，不符合题意；
D．火箭空间有限，选择热值大的燃料，相同体积能释放更多热量，液态氢热值较大，适合做火箭燃料，故D正确，不符合题意。
3．D
【详解】
A．在热机中，蒸汽机的效率最低，故A错误；
B．热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，故B错误；
CD．根据热机效率的定义，热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率，故C错误，D正确。
4．D
【详解】
A．以天然气为燃料，仍有热量散失，仍需克服摩擦做功，因此汽车发动机的效率始终不能达到100%，故A错误；
B．功率反映热机做功的快慢程度，而热机效率反映有用功在燃料完全燃烧放出的热量中所占的比例大小，它们是两个不同的物理量，没有直接的关系，故B错误；
C．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧情况以及放出热量的多少无关，故C错误；
D．热值是一定质量的燃料完全燃烧放出的热量与其质量的比值，在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧后放出的热量，故D正确。
5．A
【详解】
A．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确；
B．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃料的热值无关，故B错误；
C．1kg汽油完全燃烧放出的热量叫做汽油的热值，热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关，故C错误；
D．火箭升空时燃料燃烧放出的热量一部分转化为机械能，一部分转化为其他形式的能量，故D错误。
6．C
【详解】
A．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与质量多少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系，故A错误；
B．比热容是物质本身的一种属性，与温度无关，故B错误；
C．水的温度升高，分子运动加剧，内能增大，故C正确；
D．水沸腾过程中吸收热量，内能变大，但温度保持不变，故D错误。
7．D
【详解】
A．该车的电池在充电时消耗电能，将电能转化为化学能，故A错误；
B．汽油机的效率为，柴油机的效率为，故B错误；
C．48V轻混汽车在高速时转化为传统燃油提供动力，燃烧燃油，也有污染，故C错误；
D．热机效率是指有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值。热机效率高，是指消耗相同质量的燃料，做的有用功越多，或做一样的有用功，消耗的燃料质量小，故D正确。
8．A
【详解】
A．沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故A正确；
B．比热容是物质的自身性质之一，除了与物质的种类有关，还和物质的状态有关，例如冰和水的比热容不同，故B错误；
CD．燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况、放出的热量、是否容易燃烧等无关，故CD错误。
9．C
【详解】
A．甲热机消耗的燃料多说明做的总功多，但不知道有用功的大小关系，所以不能确定效率高低，故A不符合题意；
B．效率高说明有用功占总功的比值大，不能说明做功的多少，故B不符合题意；
C．做相同的有用功时，甲损失的能量比乙损失的多，说明甲消耗的油多，甲的效率低，故C符合题意；
D．效率高说明有用功占总功的比值大，功率大表示做功的快，效率与功率没有联系，故D不符合题意。
10．D
【详解】
AB．做功多少和功率的大小以及热机的效率没有关系，故AB不符合题意；
C．甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率说明做相同的有用功，甲消耗的汽油少，故C不符合题意；
D．热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，甲内燃机的效率高于乙内燃机的效率，说明消耗相同的燃油，甲内燃机做的有用功多，故D符合题意。
故选D。
11．D
【详解】
A．家庭空调的额定功率约为1500瓦左右，故A不符合题意；
B．热机工作过程中总会有能量损失，故任何热机的效率不可能达到100%，故B不符合题意；
C．实际功率为1瓦的灯工作1小时，消耗电能是
消耗的电能为0.001度电，故C不符合题意；
D．一本《科学》课本质量约为0.2kg，从桌面掉落到地上，掉落高度约为1m，重力做功为
故D符合题意。
12．D
【详解】
A．热气球是利用浮力升空的，飞机起飞利用了流体压强与流速的关系，二者的原理不相同，故A错误；
B．热气球在匀速上升过程中气球的质量不变，速度不变，动能不变；而高度变大，势能变大，所以机械能变大，故B错误；
C．大气压随高度的升高而减小，热气球上升过程中，受到的大气压强变小，故C错误；
D．热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量、体积无关，所以燃料减少后，燃料的热值不变，故D正确。
13．B
【详解】
A．影响物质沸点高低的因素有上方气压的大小，该金属在实验条件下沸点为98℃，当改变上方气压大小时沸点会发生变化，故A错误；
B．该金属的比热容为c=0.37×103J/(kg×℃)，由图可知3~4min时金属的初温度为0，末温度为30℃，金属的质量为
m=100g=0.1kg
可知金属吸收的热量为
Q=cm(t-t0)=0.37´103J/(kg×℃)´0.1kg´(30℃-0℃)=1.11×103J
故B正确；
C．由乙图可知3~4min时金属为固态，6~12min时金属为液态，可知经过相同的时间吸收相同的热量时液态金属温度升高的慢，固态金属温度升高的快，由Q=cm∆t可知，吸收热量一定时温度的变化量越大则比热容越小，即金属处于液态时比热容较大，该金属固态的比热容小于液态的比热容，故C错误；
D．任何装置的加热效率都不可能达到100%，酒精完全燃烧时放出的热量有部分被空气或烧杯吸收，加热效率仍低于100%，故D错误。
14．C
【详解】
A．晶体熔化时，吸收热量，内能增加，但温度不变，冰是一种晶体，它在熔化过程中内能是增加的，故A错误；
B．热传递过程传递的是热量，而不是温度，故B错误；
C．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量、吸收或放出的热量均无关，故C正确；
D．热机的效率是指有用能量跟燃料完全燃烧放出的热量之比，与燃料的热值无关，故D错误。
15．C
【详解】
A．1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量叫热值；燃料确定了，热值就确定了，与燃烧程度无关，故A错误；
B．往室内地面上洒水降温，是利用水蒸发吸收热量，故B错误；
C．当仅有热传递时，热量从高温物体传递到低温物体，低温物体吸收热量，内能增加，高温物体放出热量，内能减小，故C正确；
D．家庭电路中，正常使用的用电器越多，总功率越大，总电流越大，根据可知，电源电压不变，故总电阻变小，故D错误。
16．B
【详解】
A．火箭的发动机选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量，故A错误；
B．加速上升阶段，飞船质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大，故B正确；
C．由于一切物体在任何情况下都有内能，太空中的温度很低，飞船的内能也不可能为零，故C错误；
D．燃料完全燃烧放出的热量在对外做功的时候总是会有热量的损失，不可能全部用来做功，故D错误。
17．D
【详解】
热机的效率是指用来做有用功的部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以效率提升意味着，消耗同样多的燃油，汽车获得的有用功更多，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
18．C
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧得是否充分等因素无关，故A错误；
B．热量是过程量，不能说含有热量，故B错误；
C．内能与物体的温度、质量和状态有关，壶内水温度升高的过程中，质量和状态不变，内能增大，故C正确；
D．比热容是物质的一种性质，只与物质的种类和状态有关，水在升温的过程中比热容不变，质量不变，体积发生变化，由可知密度发生变化，故D错误。
19．D
【详解】
A．热量是在热传递过程中传递内能的多少，是过程量，不能说物体含热量，故A错误；
B．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，故B错误；
C．内能大小与物体的质量、温度、状态等都有关系，因此内能大的物体温度不一定高，故C错误；
D．比热容表示的是单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量，比热容是物质本身的一种特性，比热容大的物质吸热或放热的本领强，故D正确。
20．D
【详解】
A．由于不知道水和其他物质的质量大小关系，水和其他物质吸收相同的热量，由
可知，无法判定温度变化的大小，故A错误；
B．比热容是物质本身的一种特性，跟物质的质量、温度无关，与状态有关，故B错误；
C．汽油的热值是4.6×107J/kg表示1kg的汽油完全燃烧放出热量为4.6×107J，故C错误；
D．火箭在发射时选用液态氢做燃料，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。
21． 0.21 12.5
【详解】
[1]由题可知，天然气完全燃烧放出的热量等于身体消耗的能量，需要天然气的体积
[2]水吸收的热量
Q吸=ηQ放=50%×8.4×106J＝4.2×106J
水的质量
22． 3.5×107 8.4×106
60%
【详解】
[1]天然气完全燃烧放出的热量
Q=qV=3.5×107J/m3×1m3=3.5×107J
[2][3]由题意及比热容公式可得
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J
此时消耗的总热量为
Q总=3.5×107J/m3×0.4m3=1.4×107J
由效率公式可得
23． 15 15 6.9×106
【详解】
[1][2]汽油机每个工作循环包括四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，则在ls内转了30r，汽油机完成了15个工作循环，对外做功15次。
[3]燃料燃烧产生的热量为
对外做的有用功为
24． 8000 0.03
【详解】
[1]四冲程柴油机，转2转做功1次，则柴油机1min做的功为
这台柴油机的功率为
[2]若柴油机的效率为40%，燃料燃烧释放的热量为
每分钟消耗柴油的质量为
25． 有效利用 完全燃烧 受热 热量
【详解】
炉子的效率是指有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比．
加大炉子的受热面积,减少烟气带走的热量，即利用的能量增加，浪费的能量减少，所以可以提高燃料的利用率和炉子的效率．
26． 30% 2.76×107 让汽油燃烧更充分
【详解】
(1)燃料燃烧的过程是化学能转化为内能,内能转移给水(即水吸收热量)；水沸腾时产生水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气的温度会降低，内能会减少，而转动又使叶轮具有了动能；故水蒸气驱动叶轮转动，是水蒸气的内能转化为叶轮的机械能．
(2)由发动机的能量流向图可知,该汽油机的效率为(即输出有用功在燃料完全放出热量中的百分比):
η＝100%−33%−30%−7%＝30%；
完全燃烧2千克的汽油放出的热量：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
则可输出的有用功：W有用＝ηQ放＝30%×9.2×107J＝2.76×107J；
根据图示的能量流向图可知，要提高汽油机效率，可让汽油燃烧更充分、减少尾气带走的热量、减少热量散失、减小摩擦做功．
【点睛】
（1）能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体．燃料具有的一般是化学能，物体温度升高增加的是内能，物体因运动而具有的能称为动能，即机械能；
（2）根据热机效率的概念，计算出输出有用功在燃料完全放出热量中的百分比便可知汽油机的效率；
根据Q＝mq计算出完全燃烧2千克的汽油放出的热，然后计算出输出的功；
根据热能的损失来判断提高机械效率的措施．
27． 热值大 污染小 1.26×10-2 ．
【详解】
燃烧过程是将燃料的化学能转化为火的内能的过程，天然气与煤相比，天然气的热值较大，排出的污染气体较少、污染较小；将2.5kg、初温为20℃的水加热到80℃水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0 ）=4.2×103 J/（kg•℃）×2.5kg×（80℃-20℃）=6.3×105 J，由题知，Q吸=Q放=m天然气 q，需要天然气的体积：m天然气=Q放/q=6.3×105J/5.0×107J/kg=0.0126kg=1.26×10-2kg．
28． 有 等效 损耗
【详解】
[1]物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫内能，物体的内能与物体质量、温度、形态有关，与物体运动速度及位置高度无关。
[2]做功以能量转化的方式改变物体的内能，热传递用能量转移的方式改变物体的内能，它们在改变物体内能上是等效的。
[3]提高燃料利用率的方法有让燃料尽可能地完全燃烧和要减少热量损耗。
29． 热值大 内
【详解】
[1][2]用液态氢做燃料是因为其热值大，完全燃烧时能提供较多的热量，可以将更多的内能转化为机械能，获得更大的推力。
30． 燃料不完全燃烧 比热容
【分析】
根据热机效率的计算公式进行分析汽车行驶过程中冒“黑烟”现象以及效率高低问题；
作为冷却剂的物质，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度小．
【详解】
[1]当汽油在发动机内燃烧不充分时，会冒“黑烟”；
[2]因为水这种物质的比热容较大，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度相对较小，常用来作为冷却剂使用．
31． 大气 噪声
【详解】
热机工作时排出的废气会造成大气污染，产生的噪音会产生噪声污染．
【点睛】
热机的对环境的影响包括两个方面，废气中主要包含二氧化碳、二氧化硫，会造成温室效应和酸雨；热机工作时会产生噪音．
32． 下 上 使烧杯底部受热均匀 初温 质量 大于 4∶3
【详解】
（1）[1][2]实验室需要用火焰的外焰加热，首先要确定下面的铁架台的位置，所以装置的安装顺序是由下往上。
[3]实验时需要液体受热均匀，石棉网的作用是使烧杯底部受热均匀。
（2）[4][5]燃料完全燃烧放出的热量与燃料种类和燃料的质量有关，根据控制变量法可知，为比较不同燃料燃烧放热的能力，应控制燃料的质量相同，同时应该控制烧杯内液体的质量和初温相同，则燃料燃烧相同时间，根据液体温度的变化可以判断燃料的放热能力。
[6]由图丙可知，燃料1燃烧5min使相同质量的水温度升高了80℃，燃料2燃烧15min使相同质量的水温度升高了60°C，燃料1燃烧后使水的温度升高的多，所以燃料1燃烧放热多，即燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。
（3）[7]实验中忽略热量的散失，两烧杯中水的质量相同，则由公式Q=cm∆t可得，二者放出的热量之比为
由公式Q=qm可得，燃料1与燃料2的热值之比为
33． 由下而上 质量 煤油 天平 偏小 燃料不能完全燃烧（或热量有散失）
【详解】
（1）[1]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材。
（2）[2]为了保证实验的可靠性，被加热物质的质量、初温相同，需要控制煤油和花生油的质量相同。
（3）[3]分析表格数据可知，燃料燃尽后甲杯中水的温度升高的多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。
（4）[4]要计算出煤油和花生油的热值，需要燃烧相同质量的煤油和花生油，需要用天平来测量。
[5][6]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收热量，使Q放>Q吸，所以依此计算出煤油和花生油的热值比实际要偏小些。
34． 质量 加热时间的长短 b a 偏小
【详解】
（1）[1]要比较不同物质的吸热能力，应控制无关变量，故实验中要保证两种液体的质量相同。
（2）[2]实验时使用相同的酒精灯给物体加热，相同时间内酒精灯释放的热量相等，不同液体吸收的热量也相等，故可以用加热时间的长短来表示液体吸收热量的多少。
（3）[3][4]由图乙可知，加热相同时间时，即吸收相同热量时，b液体温度变化量更大，升温更高；由Q=cmΔt可知，质量相同的两种液体，吸收相同的热量，a液体的温度变化量更小，即a液体的吸热能力更强，故a液体更适合做汽车发动机的冷却液。
（4）[5]因酒精燃烧放出的热量并没有全部被液体吸收，所以算出的热值比标准值偏小。
35． 甲、丙 < 甲、乙 > <
【详解】
（1）[1]要比较不同物质的比热容，应使不同物质在相同时间内吸收的热量相同，故应使用相同的燃料，则应选择甲、丙两图进行实验。
[2]由题意可知，图甲中液体a和图丙中液体b吸收相同的热量后，液体a的温度变化量大于液体b的温度变化量，故由Q=cmΔt可知，液体a的比热容小于液体b的比热容，即ca
[4]由题意可知，图甲中液体a吸收的热量大于图乙中液体a吸收的热量，故可知相同质量的燃料1完全燃烧释放的热量大于燃料2完全燃烧释放的热量，故由Q=qm可知，燃料1的热值大于燃料2的热值，即q1>q2。
（3）[5]由图中可知，图甲中燃料1完全燃烧释放的热量等于图丙中燃料1完全燃烧释放的热量，且由题意可知，燃料完全燃烧后，液体a已经沸腾，而此时液体b未沸腾，且液体a的温度变化量大于液体b的温度变化量，故由Q=cmΔt可知，液体a的比热容小于液体b的比热容，即ca
【详解】
（1）[1]在探究不同物质吸热升温现象的实验中，除了物质的种类不同外，其它因素都应保持一样，所以应让杯中的液体质量相等；在探究不同燃料充分燃烧放热现象的实验中，除了燃料的种类不同外，其它因素都应一致，所以杯中液体的质量应相等。所以两个实验都控制杯中液体的质量相等。
（2）[2]在探究不同物质吸热升温特点时，应让相同的热源给不同种类的质量相同的液体加热，则在相同时间内热源放出的热量相同，液体吸收的热量也相同，不同时间内吸收的热量不同，所以物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
[3]在探究燃料燃烧放出的热量的实验中，应让质量相同的不同种燃料给质量相同的同种液体加热，则液体吸收的热量不同，温度计的示数也不同，所以燃烧放热的多少是通过温度计上升的示数来反映的，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
（3）[4]由图像知，两种液体的温度都升到40℃即升高相同的温度10℃时，图像一的物质用时10min，图像二的物质用时40min，那么升高相同的温度，图像二的物质吸收的热量是图像一物质吸收热量的4倍。据Q吸=cm(t-t0)知，在质量相同、升高温度相同时，比热容与吸收的热量成正比，所以c1:c2=Q吸1:Q吸2=1︰4
[5]由图像知，完全燃烧质量相同的不同种燃料给相同的液体加热时，图像一、二中的液体升高的温度分别为
，
即在这个过程中，图像一液体吸收的热量是图像二液体吸收的热量的2倍，而燃料燃烧放出的热量全部被液体吸收，所以图像一中燃料完全燃烧放出的热量是图像二中燃烧完全燃烧放出热量的2倍。据Q放=mq知，完全燃烧相同质量的燃料时，热值与放出的热量成正比，所以
q1:q2=Q放1:Q放2=2︰1
37． 乙 质量 受热均匀 加热时间 水 B 升高的温度
【详解】
(1)[1]研究不同燃料燃烧放热能力应选用不同的燃料，因此选乙组器材。
(2)[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故要控制水和沙子的初温和质量相同。
(3)[3]除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是使物质受热均匀。
(4)[4]根据比较吸热能力的第一种方法，甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较加热时间来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在下表中，分析实验数据可知，升高相同温度，水加热时间长，故水的吸热能力强；
(5)[5]A．城市建造人工湖来改善气候，因水的比热容大，当环境温度发生改变时，水的温度变化不明显，从而调节周围环境的温度，与比热容有关。故A不符合题意；
B．空调房间里放盐水可以增加湿度，是通过蒸发增加湿度的，与比热容无关。故B符合题意；
C．用冷水冷却发动机，因水的比热容大，降低相同的温度吸收的热量多，与比热容有关。故C不符合题意。
故选B。
(6)[6]乙组实验中，通过水升高的温度来反映应燃料放出热量的多少。
38． 由下而上 甲乙 燃料燃尽后的水温 1.2×106 偏小 有热损失 甲丙 加热相同时间，比较升高的温度或升高相同温度，比较加热时间
【解析】
【详解】
（1）[1]图中，先安装燃具，再安装铁圈，可保证铁圈上的容器在燃具的外焰上加热，将温度计挂在横杆上再固定，可避免温度计的玻璃泡碰到容器底或壁，所以应向下而上进行安装。
（2）[2]要比较不同燃料的热值，除了燃料的种类不同外，其它因素都相同，所以应选择甲、乙两图进行实验。
[3]在实验中，通过燃料燃烧前及完全燃烧后水的温度变化来确定燃料燃烧放出热量的多少，所以在表格中应记录燃料燃烧前或完全燃烧后水的温度，所以表格中尚需记录数据是燃料完全燃烧后的水温。
[4]由表格数据知，10kg的酒精放出的热量完全被水吸收，所以有
mq=c水m水(t-t0)
即
0.01kg×2.4×106J/kg=c水m水×(35-15)℃
10g碎纸片完全燃烧放出的热量与水吸收的热量相同，且两次加热的水的质量相同，所以
0.01kg×q纸=c水m水×(25-15)℃
解以上两式得，碎纸片的热值
q纸=1.2×106J/kg
（3）[5][6]在计算热值时，认为燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量，但实际上，燃料燃烧放出的热量有损失，并没有完全被水吸收，则水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量，而其它量为准确值，据Q放=mq知，求得的热值偏小。
（4）[7][8]要比较不同物质的比热容，应用燃烧相同的燃料给初温及质量相同的不同种类的物质加热相同的时间，比较物质升高的温度。所以应选择甲、丙进行实验。
39． 相等 液体升高的温度（或温度计示数的变化） 等于 甲 温度计升高的温度 b
【详解】
（1）[1]根据比较吸热能力的方法一，要控制质量相等的不同物质，吸收相同热量，比较升高的温度；方法二，要控制质量相等的不同物质，升高相同温度，比较加热时间的长短。由题意知该实验中应量取质量相等的甲、乙两种液体，分别倒入相同的两烧杯中。
[2]实验时加热相同的时间，根据转换法，吸收的热量相同，根据比较吸热能力的第1种方法，通过比较液体升高的温度（或温度计示数的变化）来判断吸热能力的强弱。
（2）[3]根据转换法，从开始加热2min，加热时间相同，机甲、乙两种液体吸收热量的 等于。
（3）[4]由表中数据知，加热相同的时间，甲升温小，根据 分析实验数据可知甲物质的吸热能力强。
（4）①[5]该实验中，需要加热质量相同、初温相同的水；当燃料完全燃烧完成后，
通过水升高的温度来比较两种燃料的热值。
②[6]由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，水吸收的热量多，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，由公式可知，b的热值大。
40． 质量 甲、丙 加热时间 < 甲、乙 >
【详解】
（1）[1]由甲、丙两图可知，燃料种类相同，所以由甲、丙两图的实验可比较a、b两种液体的比热容，应控制两种液体的种类不同而质量相同，所以，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同。
（2）[2]为了比较两种液体的比热容，需要采用相同的热源进行加热不同液体，所以要使燃料种类相同而液体种类不同，应选择甲、丙两图进行实验。
[3]实验中，吸收热量的多少不便测量，所以采用相同热源进行加热，相同时间内热源放出的热量相等，被两种液体吸收，所以，用加热时间的长短来反映吸收热量的多少。
[4]甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同，则燃料完全燃烧释放的热量相等，所以两种液体吸收的热量也相等，由以上分析知，两种液体的质量和初温相等，燃料燃尽时的温度为t甲>t丙，根据 可知液体a的比热容较小，即
（3）[5]为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同和初始温度相同，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。
[6]由题意得，甲、乙两实验烧杯中同种液体的初温和质量相等，末温，则升高的温度
由热量公式可知，液体吸收的热量
燃料完全燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量
由于甲、乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由可知热值
41．（1）5.04×105J；（2）0.018m3
【详解】
（1）水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
水吸收的热量
（2）由可得，天然气完全燃烧放出的热量
由得需要天然气的体积
答：（1）水吸收的热量为5.04×105J。
（2）需要0.018m3的天然气。
42．（1）4.2×105J；（2）2×105pa；（3）40%
【详解】
（1）5L水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×5.0×10-3m3=5kg
水吸收的热量
（2）车对地面的压力
F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×104N
车对地面的压强
（3）汽油释放的热量
Q =qm=4.6×107J/kg×1.5kg=6.9×107J
汽车做的功
W有用=Pt=46000W×600s=2.76×107J
发动机效率
答：（1）水吸收的热量为4.2×105J；
（2）车静止在水平地面上时，对地面的压强为2×105pa；
（3）小汽车发动机的效率为40%。
43．（1）4.2×107J；（2）65℃；（3）210s
【详解】
解：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
Q放＝q氢m＝1.4×108J/kg×0.3kg＝4.2×107J
（2）由题知水吸收的热量为
Q吸＝Q放＝4.2×107J
由Q吸＝c水m水Δt可知水升高的温度为
因此水温升高到的温度为
t末＝t0+Δt＝15℃+50℃＝65℃
（3）由可知公交车做的功为
W＝Q放η＝4.2×107J×70%＝2.94×107J
已知公交车的功率为
P＝140kW＝1.4×105W
由可知公交车行驶的时间为
答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J；
（2）水温升高到65℃；
（3）这些热量能让公交车行驶210s。
44．（1）8.4×105J；（2）6×107t；（3）27%
【详解】
解：（1）防冻液的质量
m=ρV=1×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
防冻液温度从汽车启动时的20℃升高50℃时吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×50℃=8.4×105J
（2）内燃机效率提高1%，所以
η2=η1+1%=29%+1%=30%
因为W有用=ηqm，因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车
η1qm1=η2qm2
m2=
每辆汽车每年节约燃油
所以全球可以节约的燃油
Δm总=nΔm=1.0×109×0.06t=6×107t
（3）汽车以100km/h速度匀速运动时，1min中内做的有用功
W=Pt=69000W×60s=4.14×106J
做一次功燃气的质量
m燃气=ρ气V=1.25kg/m3×2.0×10-3m3=2.5×10-3kg
因为空燃比是14∶1，所以做一次功消耗的汽油质量
m汽油=2.5×10-3kg×=×10-3kg
1min内汽油燃烧释放的热量
Q=m汽油q=×10-3kg×4.6×107J/kg×2000≈1.53×107J
此时汽车发动机的效率
答：（1）当防冻液温度从汽车启动时的 20℃升高 50℃时吸收的热量是8.4×105J；
（2）如果能把内燃机效率提高 1%，全球每年可以节约6×107t燃油；
（3）此时汽车发动机的效率为27%。
45．(1)1350J；(2)20250W；(3)88g
【详解】
解：(1)由题可知
p=9.0×105Pa，S=30cm2=3×10-2m2
燃气对活塞的平均压力为
F=pS=9.0×105Pa×3×10-3m2=2.7×103N
活塞在气缸中移动的距离
s=50cm=0.5m
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W=Fs=2.7×103N×0.5m=1350J
(2)飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，燃气对活塞做的总功为
W总=W×900=1350J×900=1.215×106J
而
t=1min=60s
汽油机的功率为
(3)由可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量
由Q放=mq可得，一分钟消耗汽油的质量
答：(1)汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功为1350J；
(2)汽油机的平均功率为20250W；
(3)若此汽油机的效率为30%，一分钟耗油量为88g。
【点睛】
46．(1)5.4×106J；(2)1.44×10-4kg；(3)27%
【详解】
解：(1)1min内做的有用功
W=Pt=9×104W×60s=5.4×106J
(2)燃气的质量
m=ρV=1.35kg/m3×1.6×10-3m3=2.16×10-3kg
因为空燃比是14∶1，所以燃油的质量是整个质量的，做一次功消耗的汽油质量为
2.16×10-3kg×115=1.44×10-4kg
(3)1min内汽油燃烧释放的热量
Q=mq=1.44×10-4kg×4.6×107J/kg×3000=1.9872×107J
发动机的效率
答：(1)1min内做的有用功为5.4×106J；
(2)做功一次消耗汽油的质量是1.44×10-4kg；
(3)发动机的效率是27%。
47．(1)(2)(3)
【详解】
(1) 汽油机做的有用功
(2) 四缸汽油发动机曲轴每转2转各个气缸均做功1次、故1min内气缸做功的次数
1min内汽油机燃烧汽油的质量为
汽油完全燃烧放出的热量
(3) 汽油机的效率
答：(1)每分钟汽油机做的有用功。
(2)1min内，汽油完全燃烧放出的热量。
(3)汽油机的效率。
第十三章 《内能的利用》知・讲・练
14.2《热机的效率》课时知・讲・练
【知识点梳理】
1.燃料的种类有固体、 气体、液体。
2.热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
3.热值的公式是 q=Q/m或q=Q/V、单位是J/kg或 J/m3 。
4.热值的影响因素：燃料的种类，与燃料的质量、物态等都无关。
5.汽油的热值是4.6×107 J/Kg，其物理意义是:1Kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107 J.
6.热机的效率:用来做有用功的那部分能量(W有)，与燃料完全燃烧放出的能量(Q)之比.( )
7.在内燃机中，燃料释放的能量流向：有用机械能、摩擦消耗、废气带走、散热损失，带走能量最多的是 废气带走的热量。
8.热电站和火电站相比能大大提高燃料的利用率利原因是用蒸汽轮机排除的废气来供热。
【典型例题选讲】
【例题一】下列说法正确的是（ ）
A．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
B．尽量增大热机的功率，可以提高热机的效率
C．燃料燃烧放出的热量越多，它的热值就越大
D．热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧后放出的热量
【答案】D
【解析】
A．以天然气为燃料，仍有热量散失，仍需克服摩擦做功，因此汽车发动机的效率始终不能达到100%，故A错误；
B．功率反映热机做功的快慢程度，而热机效率反映有用功在燃料完全燃烧放出的热量中所占的比例大小，它们是两个不同的物理量，没有直接的关系，故B错误；
C．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧情况以及放出热量的多少无关，故C错误；
D．热值是一定质量的燃料完全燃烧放出的热量与其质量的比值，在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧后放出的热量，故D正确。
【例题二】某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在ls内，汽油机完成了________个工作循环，对外做功________次。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，其效率为30%，对外做功________J。（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】 15 15 6.9×106
【解析】
[1][2]汽油机每个工作循环包括四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，则在ls内转了30r，汽油机完成了15个工作循环，对外做功15次。
[3]燃料燃烧产生的热量为
对外做的有用功为
【例题三】小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图甲、乙所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下：
燃料
加热前水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
20
48
花生油
20
38
（1）小明组装如图甲乙所示的两套装置时，正确的顺序是_______（选填“自上而下”或“自下而上”）；
（2）为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的_______相同；
（3）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是_______；
（4）小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值，除了图中的器材外，还需增加的实验仪器是：_______，利用此实验方法计算出的热值将比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”），原因是：_______。
【答案】 由下而上 质量 煤油 天平 偏小 燃料不能完全燃烧（或热量有散失）
【解析】
（1）[1]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材。
（2）[2]为了保证实验的可靠性，被加热物质的质量、初温相同，需要控制煤油和花生油的质量相同。
（3）[3]分析表格数据可知，燃料燃尽后甲杯中水的温度升高的多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。
（4）[4]要计算出煤油和花生油的热值，需要燃烧相同质量的煤油和花生油，需要用天平来测量。
[5][6]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收热量，使Q放>Q吸，所以依此计算出煤油和花生油的热值比实际要偏小些。
【例题四】燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02kg天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气的热值为8.4×l07J/kg，求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水时的效率。
【答案】（1）6.72×105J；（2）1.68×106J；（3）40%
【解析】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100-20)℃=6.72×105J
（2）天然气完全燃烧放出的热量
Q放=m气q=0.02kg×8.4×107J/kg=1.68×106J
（3）燃气灶烧水时的效率
答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量为1.68×106J；
（3）燃气灶烧水时的效率为40%。
【例题五】一辆汽车的牵引力为500N，以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了9.2×104m，消耗了汽油4kg。求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）4kg汽油完全燃烧放出的热量（q汽油=4.6×107J/kg）；
（3）该汽车发动机的效率；
（4）若其他条件不变，如果能把汽车发动机的效率提高到30%，汽车在该路段节约的汽油质量约是多少（结果保留1位小数）。
【答案】（1）4.6×107J；（2）1.84×108J；（3）25%；（4）0.7kg
【解析】
、解：（1）汽车牵引力做的功
（2）汽油完全燃烧放出的热量是
（3）该汽车发动机的效率
（4）已知汽车所做的功相同，把汽车发动机的效率提高到30%时，汽油燃烧放出的热量为
需要的汽油质量为
节约的汽油质量为
答：（1）汽车牵引力做的功；
（2）4kg汽油完全燃烧放出的热量；
（3）该汽车发动机的效率；
（4）汽车在该路段节约的汽油质量约是。
【学科核心素养训练】
一、单选题
1．在“比较燃料热值大小”的实验中，不需要控制相同或相等的因素是（ ）
A．两种燃料的质量 B．两只装水的烧杯 C．烧杯中水的质量 D．各自加热的时间
2．太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭，成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”。火箭加速升空时，下列说法中不正确的是（ ）
A．内能转化为机械能 B．火箭运动状态保持不变
C．火箭的动能增大，机械能增大 D．以液态氢作为燃料是因为它的热值较大
3．下列关于热机效率的说法中正确的是（ ）
A．蒸汽机的效率比内燃机高
B．热机的功率越大，它的效率也一定越高
C．用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率
D．用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率
4．下列说法正确的是（ ）
A．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100% B．尽量增大热机的功率，可以提高热机的效率
C．燃料燃烧放出的热量越多，它的热值就越大 D．热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧后放出的热量
5．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率 B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高
C．1kg汽油在汽缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值 D．火箭升空时燃料燃烧放出的热量全部转化为机械能
6．6月13日清晨6时30分，湖北十堰市张湾区艳湖社区艳湖集贸市场发生燃气爆炸事故，此次事故初步分析因管道天然气泄漏引发。用燃气灶烧水时，小明进行了如下思考，其中正确的是（ ）
A．燃气燃烧越充分，其热值越大 B．加热过程中水的比热容逐渐变大
C．壶内水温升高，内能增大 D．水沸腾时吸收热量，温度不断升高
7．随着电池技术的发展和环保意识的增强，长安汽车公司或许将旗下多款车型全面搭载48V轻混系统（汽车启动及低速时采用48V电力驱动，在高速时转化为传统燃油提供动力）。对于长安汽车，下列说法正确的是（ ）
A．该车的电池在充电时将化学能转化为电能 B．燃油发动机目前的效率可达90％以上
C．48V轻混汽车使用时对环境没有任何影响 D．在做功同样多的情况下，热机效率越高，消耗的燃油越少
8．关于比热容和热值，下列说法中正确的是（ ）
A．沿海地区昼夜温差较小，主要是因为海水的比热容较大 B．比热容是物质的自身性质之一，只与物质的种类有关
C．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 D．容易燃烧的燃料热值一定大
9．甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（ ）
A．甲热机消耗的燃料多 B．甲热机比乙热机做功少
C．做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的多 D．甲热机的功率比乙热机的小
10．甲、乙两台内燃机，甲的效率为35%，乙的效率为25%，这两个数据表示（ ）
A．内燃机甲做的功比内燃机乙做得多
B．内燃机甲的功率比内燃机乙的功率大
C．在相同时间内内燃机甲燃烧的燃油比内燃机乙多
D．在消耗相同的燃油时，内燃机甲做的有用功比内燃机乙做的有用功多
11．下列说法最接近实际的是（ ）
A．家庭空调的额定电功率约20W B．汽车中热机的效率可达100%
C．实际功率为1瓦的灯工作1小时，消耗电能是1度 D．一本《科学》课本从课桌掉到地面，重力做功约为2焦
12．对于上升的热气球，下列说法正确的是（ ）
A．热气球的升空原理和民航飞机的起飞原理相同 B．热气球匀速上升时，机械能一定不变
C．热气球上升过程中，受到的大气压强不变 D．热气球燃料减少后，燃料的热值不变
13．有一种低熔点的金属，放在手中就可熔化。小新同学利用如图甲的实验装置来探究“该金属熔化时温度的变化规律”。烧杯中装有冰水混合物，试管中装有该固体金属，他完成实验并绘制了时间与温度图象如图乙。从第3min开始，单位时间内金属吸收的热量相等，金属的质量为100g，固态时的比热容为0.37×103J/(kg×℃)。下列分析正确的是（ ）
A． 该金属的沸点一定为98℃ B．3-4min该金属吸收的热量为1.11×103J
C．该金属固态的比热容大于液态的比热容 D．如果酒精完全燃烧，本实验装置的加热效率可以达到100%
14．生活中很多现象与物理知识息息相关，下列说法中正确的是（ ）
A．冰是一种晶体，它在熔化过程中内能不变
B．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
C．比热容是物质自身的特性，与质量、吸收或放出的热量均无关
D．柴油机的效率比汽油机高，是因为柴油的热值比汽油大
15．下列说法中正确的是（ ）
A．敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤的热值
B．炎热的夏天，往室内地面上洒水降温利用了水的比热容大的特点
C．当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少
D．家庭电路中，正常使用的用电器越多，总电阻越大
16．2021年10月16日，“长征二号F遥十三”运载火箭托举“神舟十三号”载人飞船升空，开始了我国迄今为止时间最长的载人飞行。下列说法正确的是（ ）
A．火箭可选用液态氢作为燃料，是因为氢的比热容较大 B．加速上升的过程中，飞船的动能增大，重力势能也增大
C．太空中的温度很低，飞船的内能可能为零 D．燃料燃烧放出的热量全部用来做功
17．五菱宏光汽车的新发动机系统，其效率提升到39%。效率的提升意味着（ ）
A．汽车消耗的燃油更少 B．汽车行驶的时间更长
C．相同时间内，汽车做的功更多 D．消耗同样多的燃油，汽车获得的有用功更多
18．小李同学周末在家用天然气烧水时，结合自己学到的物理知识进行了如下总结分析，下列说法正确的是（ ）
A．天然气燃烧越充分，其热值越大 B．加热过程中水含有的热量在变大
C．壶内水温度升高的过程中内能增大 D．水在升温的过程中密度和比热容都在变化
19．关于温度、内能、热量、热值和比热容，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体含有的热量多 B．某种燃料完全燃烧时热值会变大
C．内能大的物体其温度一定高 D．比热容大的物质吸热或放热的本领强
20．下列比热容、热值的相关说法，正确的是（ ）
A．水的比热容大，吸收相同的热量，水升高的温度一定比其他物质小
B．比热容是物质本身的性质，与物质的质量、温度和状态都无关
C．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg的汽油燃烧时放出的热量为4.6×107J
D．火箭发射时最理想的燃料之一是液态氢，原因是氢的热值大
二、填空题
21．月月参加了一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧____________m3的天然气，若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，这些热量可将1标准大气压下__________kg、温度为20℃的水烧开。（q天然气=4×107J/m3）
22．天然气的热值为，的天然气完全燃烧放出的热量是_________J；用天然气热水器将质量为50kg，温度为20°C的水加热到60°C，完全燃烧了的天然气。水吸收的热量是_________J，热水器的效率是_________。（已知
23．某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在ls内，汽油机完成了________个工作循环，对外做功________次。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，其效率为30%，对外做功________J。（q汽油=4.6×107J/kg）
24．一台四冲程柴油机，飞轮转速为2400r/min，若气缸在做功冲程中，每次做功400J，那么这台柴油机的功率是____W，若柴油机的效率为40%，每分钟消耗柴油的质量为______kg（柴油的热值为4.0×107J/kg）。
25．炉子的效率是指_______________的热量与燃料____放出的热量之比．加大___面积,减少烟气带走的___,都可以提高燃料的利用率和炉子的效率．
26．（1）如图甲所示在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成小叶轮．加热试管使水沸腾，产生的水蒸气驱动叶轮转动．写出上述实验的能量转化过程________．
（2）将汽车发动机的能量流向制成图，请根据图乙中给出的信息，计算该汽油机的效率为________，用这台汽油机工作时，完全燃烧2kg的汽油可输出有用功________J．请你写出一条提高汽油机效率的措施________（q汽油=4.6×107J/kg）
27．随着人们物质生活水平逐步提高，家里使用的燃料发生了革命性的变化，天然气已逐步取代煤走进家庭．天然气与煤相比，热学方面突出的优点是________________；环保方面突出的优点是________________．若要将2.5kg、初温为20℃的水加热到80℃，至少需要燃烧____________kg的天然气．[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值是3.4×107 J/kg，天然气的热值是5.0×107J/ kg．]
28．物体的内能与物体质量、温度、形态______（选填“有”或“无”）关，与物体运动速度及位置高度无关。改变物体内能的方法有做功和热传递。它们在改变物体内能上是______的；提高燃料利用率的途径：一是让燃料尽可能地完全燃烧；二是要减少热量______。
29．我国新一代大推力运载火箭选用液态氢做燃料，这主要利用了液态氢________的特点，和其它燃料相比，充分燃烧相同质量的燃料，液体氢燃烧后能将更多的_____能转化为火箭的机械能，使火箭飞的更高、更快。
30．我们会看到汽车行驶过程中冒“黑烟”，其原因是_____ ，发动机的散热器常用水做冷却剂是因为水的_____大．
31．热机对环境的污染，主要是______污染和______污染．
三、实验题
32．为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。
（1）组装实验装置时，应该由________往________组装（前两空均选填“上”或“下”），用石棉网垫在烧杯下加热的目的是________；
（2）实验中应该控制烧杯内水的_______、质量相同，还应控制燃料的________相同，燃料燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。燃料1燃烧5min放出的热量________（选填“大于”“小于”或“等于”）燃料2燃烧15min放出的热量；
（3）假设燃料完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为________。
33．小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图甲、乙所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下：
燃料
加热前水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
20
48
花生油
20
38
（1）小明组装如图甲乙所示的两套装置时，正确的顺序是_______（选填“自上而下”或“自下而上”）；
（2）为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的_______相同；
（3）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是_______；
（4）小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值，除了图中的器材外，还需增加的实验仪器是：_______，利用此实验方法计算出的热值将比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”），原因是：_______。
34．小桂利用如图甲所示装置做“比较a、b两种不同液体的吸热能力”的实验。
（1）本实验要使两种液体的______（选填“质量”或“体积”）相同；
（2）实验时使用相同的酒精灯给物体加热，可以用______（选填“温度的高低”、“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来表示液体吸收热量的多少；
（3）图乙是小桂根据收集到的实验数据绘制的图像，由图像可知，吸收相同热量，______升温更高，______更适合做汽车发动机的冷却液（均选填“a”或“b”）；
（4）小桂查出液体a的比热容，并测得10g酒精完全燃烧使50g液体a的温度升高了20℃，根据以上数据算出酒精的热值，算出的热值与标准值相比是______（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）的。
35．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内的液体质量和初始温度也都相同，当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均为沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T甲、T乙和T丙，且有。
（1）比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验，液体a的比热容ca与液体b的比热容cb相比，有ca______cb（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（2）比较不同物质的热值，应选择______两图进行实验，燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，有q1______q2（选填“＞”、“＝”或“＜”）；（3）若在燃料燃烧完前，甲图中的液体a已处于沸腾状态，且燃料燃烧完时温度计读数仍然为，液体b没有沸腾，则ca______cb（选填“＞”、“＝”、“＜”或“无法判断”）。
36．小王和小明利用如图两套装置探究①“不同物质吸热升温的现象”以及②“不同燃料充分燃烧放热的现象”，液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。
（1）两个实验中都要控制______（填“燃料、杯中液体”）质量相等；
（2）在探究“不同物质吸热升温的特点”时，物质吸热的多少是通过______来反映的；在探究“燃料燃烧放出的热量”，燃烧放热多少是通过______来反映的（填写序号）；
A．温度计上升的示数 B．加热时间
（3）假设在两个探究中根据所测数据都画出了如图图像（不计热量的损失），则根据图像可计算出，探究①“不同物质吸热升温的现象”中，图像一和图像二表示两种物质的比热容之比为______；②“不同燃料充分燃烧放热的现象”中，图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为______。
37．小侨要探究“不同物质吸热升温的现象”，同时又想要探究“不同燃料完全燃烧的放热能力”，他设计了如图所示的两组实验装置：（甲图中两酒精灯完全相同；乙图中酒精和碎纸片的质量相同，烧杯中水的质量、初温也相同）
质量/g
升温10℃所需时间/s
沙子
100
60
水
100
252
（1）你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用______（选填“甲”或“乙”）图器材；
（2）进行甲图实验时，要控制水和沙子的初温和______相同；
（3）除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是______；
（4）甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较______ 来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在表一中，分析实验数据可知______（选填“沙子”或“水”）的吸热能力强；
（5）下列示例中与比热容无关的是______（填字母）；
A．城市建造人工湖来改善气候 B．空调房间里放盐水可以增加湿度 C．用冷水冷却发动机
（6）乙组实验中，通过______来反映燃料放出热量的多少。
38．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。（燃料1是酒精，燃料2是碎纸片）
（1）在组装实验装置时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是_______（选填“由下而上”或“由上而下”）；
（2）要比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验；下表是比较燃料热值的实验数据：
燃料
加热前的水温/℃
①_______
燃料的热值J/kg
10g酒精
15
35
2.4×106
10g碎纸片
15
25
完善表格，表中①应填写的内容是：_______，并根据表中数据，估算出碎纸片的热值是_______J/kg；
（3）实验后小明根据实验数据利用公式Q吸=cm∆t算出了水吸收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出酒精的热值_______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。请说出一个理由_______；
（4）要比较不同物质的比热容，应选择_______两图进行实验，说说你比较比热容的方法：_______。
39．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图1所示，不考虑热损失。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
34
42
50
58
66
乙的温度/℃
10
22
34
46
58
（1）实验中应量取质量______（相等/不相等）的甲、乙两种液体，分别倒入相同的两烧杯中。实验时加热相同的时间，通过比较______来判断吸热能力的强弱；
（2）通过实验，记录数据如表格所示，从开始加热2min甲、乙两种液体吸收热量的______（大于/小于/等于）；
（3）分析实验数据可知 ______（甲/乙）物质的吸热能力强；
（4）若继续探究“比较不同燃料热值”的实验：
①将两酒精灯分别换成相同的两个燃烧皿，并在其中分别放入10g酒精和10g碎纸片，烧杯中更换成初温、质量都相同的水，并通过燃料燃尽后______（选填“加热的时间的长短”或“温度计升高的温度”）来反映实验中酒精和碎纸片放热的多少；
②小明选用了燃料a和燃料b进行实验．当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了如图2所示的图像，则可初步判断燃料______（选填“a”或“b”）的热值大。
40．如图所示，为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同．当燃料燃尽时，立即读取相应温度计的读数，分别为t甲、t乙、t丙，且有t甲>t乙>t丙。
（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的_______必须相同；
（2）比较a、b两种液体的比热容，应选择_______两图进行实验，实验中物质吸热的多少是通过_______来反映的（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）。液体a的比热容c1与液体b的比热容c2相比，c1_______c2（选填“>”、“”、“<”）；
（3）比较1、2两种燃料的热值，应选择_______两图进行实验，燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，q1_______q2（选填“>”、“”、“<”）。
四、计算题
41．天然气具有价格实惠、污染少、热值高等优点。小东用天然气灶将一锅体积为2L、温度为20℃的水加热到80℃，用时约为6min。已知：水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气的热值为3.5×107J/m3。求：
（1）在这个过程中水吸收的热量；
（2）若这个过程中天然气完全燃烧放出的热量80%被水吸收，则需要多少m3的天然气?
42．随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭，下表为小军家小汽车的相关数据：
总质量：1600kg
额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：
水箱容量：5L
（1）当水箱装满水，水温升高20℃时，需要吸收的热量为多少？（）
（2）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为多少？
（3）假如该车在水平路面上以46kW的功率匀速行驶10min，消耗汽油1.5 kg，则小汽车发动机的效率为多少？（）
43．近年来，蕲春县引入的氢燃料新能源公交车投放使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世界最理想的能源[c水＝4.2×103/(kg•℃)；q氢＝1.4×108J/kg]，求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，初温为15℃的水吸收，求水温升高到多少摄氏度？
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有70%被公交车用来做功，则这些热量能让公交车行驶多长时间？
44．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质。现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。某四缸四冲程发动机，其相关数据如下表所示：
1min 内完成的工作循环总次数
2000 次
92 号汽油
汽缸内汽油和空气的混合密度
1.25kg/m3
排气量
2.0L
热值
4.6×107J/kg
发动机最大输出功率
69kW
空燃比
14：1
（1）汽车的发动机工作时温度很高，由其外层的水套给其降温，水套里有防冻液 4 升，当防冻液温度从汽车启动时的 20℃升高 50℃时吸收的热量是多少？
（2）全球汽车保有量在迅速增长，截止 2011 年，全球汽车处于使用状态数量已破 10 亿辆。每辆汽车每年耗油 1.8t，汽车内燃机的效率平均取值 29%。如果能把内燃机效率提高 1%，全球每年可以节约多少燃油？
（3）汽车排气量是指发动机汽缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大。空燃比是指汽缸内空气和燃料的质量比。当汽车以 100km/h 的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，根据表中的数据可求得此时汽车发动机的效率为多少？
45．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
46．如表是同悦小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J，当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时
车型
同悦
排气量
1.6L
最大功率
90kW
空燃比
14∶1
汽油的热值
4.6×107J/kg
(1)1min内做的有用功。
(2)做功一次消耗汽油的质量。
(3)发动机的效率。
47．汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气体，这就是空燃比（可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比）。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。根据发动机的类型等因素，每种发动机的空燃比一般不同。某气缸总排量为2.0L的4缸发动机所需的空燃比14：1（气缸排量指气缸工作容积之和），混合燃气的密度为1.35kg/m3，当发动机曲轴每分钟转速为2400转，输出功率为65kW：
(1)每分钟汽油机做的有用功；
(2)1min内，汽油完全燃烧放出的热量（汽油的热值为4.6×107J/kg）；
(3)汽油机的效率（结果精确到0.1%）
参考答案：
1．D
【详解】
ABC．为了比较热值大小要用不同的燃料，燃料的质量相同，加热同一种液体，让液体和烧杯的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，故ABC不符合题意；
D．记录燃料完全燃烧后液体的温度，不需要控制各自的加热时间，故D符合题意。
2．B
【详解】
A．火箭点火发射，燃气的内能转化为火箭升空的机械能，故A正确，不符合题意；
B．火箭加速升空，速度大小改变，运动状态改变，故B错误，符合题意；
C．火箭加速升空，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，故机械能增大，故C正确，不符合题意；
D．火箭空间有限，选择热值大的燃料，相同体积能释放更多热量，液态氢热值较大，适合做火箭燃料，故D正确，不符合题意。
3．D
【详解】
A．在热机中，蒸汽机的效率最低，故A错误；
B．热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，故B错误；
CD．根据热机效率的定义，热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率，故C错误，D正确。
4．D
【详解】
A．以天然气为燃料，仍有热量散失，仍需克服摩擦做功，因此汽车发动机的效率始终不能达到100%，故A错误；
B．功率反映热机做功的快慢程度，而热机效率反映有用功在燃料完全燃烧放出的热量中所占的比例大小，它们是两个不同的物理量，没有直接的关系，故B错误；
C．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧情况以及放出热量的多少无关，故C错误；
D．热值是一定质量的燃料完全燃烧放出的热量与其质量的比值，在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧后放出的热量，故D正确。
5．A
【详解】
A．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确；
B．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃料的热值无关，故B错误；
C．1kg汽油完全燃烧放出的热量叫做汽油的热值，热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关，故C错误；
D．火箭升空时燃料燃烧放出的热量一部分转化为机械能，一部分转化为其他形式的能量，故D错误。
6．C
【详解】
A．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与质量多少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系，故A错误；
B．比热容是物质本身的一种属性，与温度无关，故B错误；
C．水的温度升高，分子运动加剧，内能增大，故C正确；
D．水沸腾过程中吸收热量，内能变大，但温度保持不变，故D错误。
7．D
【详解】
A．该车的电池在充电时消耗电能，将电能转化为化学能，故A错误；
B．汽油机的效率为，柴油机的效率为，故B错误；
C．48V轻混汽车在高速时转化为传统燃油提供动力，燃烧燃油，也有污染，故C错误；
D．热机效率是指有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值。热机效率高，是指消耗相同质量的燃料，做的有用功越多，或做一样的有用功，消耗的燃料质量小，故D正确。
8．A
【详解】
A．沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故A正确；
B．比热容是物质的自身性质之一，除了与物质的种类有关，还和物质的状态有关，例如冰和水的比热容不同，故B错误；
CD．燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况、放出的热量、是否容易燃烧等无关，故CD错误。
9．C
【详解】
A．甲热机消耗的燃料多说明做的总功多，但不知道有用功的大小关系，所以不能确定效率高低，故A不符合题意；
B．效率高说明有用功占总功的比值大，不能说明做功的多少，故B不符合题意；
C．做相同的有用功时，甲损失的能量比乙损失的多，说明甲消耗的油多，甲的效率低，故C符合题意；
D．效率高说明有用功占总功的比值大，功率大表示做功的快，效率与功率没有联系，故D不符合题意。
10．D
【详解】
AB．做功多少和功率的大小以及热机的效率没有关系，故AB不符合题意；
C．甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率说明做相同的有用功，甲消耗的汽油少，故C不符合题意；
D．热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，甲内燃机的效率高于乙内燃机的效率，说明消耗相同的燃油，甲内燃机做的有用功多，故D符合题意。
故选D。
11．D
【详解】
A．家庭空调的额定功率约为1500瓦左右，故A不符合题意；
B．热机工作过程中总会有能量损失，故任何热机的效率不可能达到100%，故B不符合题意；
C．实际功率为1瓦的灯工作1小时，消耗电能是
消耗的电能为0.001度电，故C不符合题意；
D．一本《科学》课本质量约为0.2kg，从桌面掉落到地上，掉落高度约为1m，重力做功为
故D符合题意。
12．D
【详解】
A．热气球是利用浮力升空的，飞机起飞利用了流体压强与流速的关系，二者的原理不相同，故A错误；
B．热气球在匀速上升过程中气球的质量不变，速度不变，动能不变；而高度变大，势能变大，所以机械能变大，故B错误；
C．大气压随高度的升高而减小，热气球上升过程中，受到的大气压强变小，故C错误；
D．热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量、体积无关，所以燃料减少后，燃料的热值不变，故D正确。
13．B
【详解】
A．影响物质沸点高低的因素有上方气压的大小，该金属在实验条件下沸点为98℃，当改变上方气压大小时沸点会发生变化，故A错误；
B．该金属的比热容为c=0.37×103J/(kg×℃)，由图可知3~4min时金属的初温度为0，末温度为30℃，金属的质量为
m=100g=0.1kg
可知金属吸收的热量为
Q=cm(t-t0)=0.37´103J/(kg×℃)´0.1kg´(30℃-0℃)=1.11×103J
故B正确；
C．由乙图可知3~4min时金属为固态，6~12min时金属为液态，可知经过相同的时间吸收相同的热量时液态金属温度升高的慢，固态金属温度升高的快，由Q=cm∆t可知，吸收热量一定时温度的变化量越大则比热容越小，即金属处于液态时比热容较大，该金属固态的比热容小于液态的比热容，故C错误；
D．任何装置的加热效率都不可能达到100%，酒精完全燃烧时放出的热量有部分被空气或烧杯吸收，加热效率仍低于100%，故D错误。
14．C
【详解】
A．晶体熔化时，吸收热量，内能增加，但温度不变，冰是一种晶体，它在熔化过程中内能是增加的，故A错误；
B．热传递过程传递的是热量，而不是温度，故B错误；
C．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量、吸收或放出的热量均无关，故C正确；
D．热机的效率是指有用能量跟燃料完全燃烧放出的热量之比，与燃料的热值无关，故D错误。
15．C
【详解】
A．1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量叫热值；燃料确定了，热值就确定了，与燃烧程度无关，故A错误；
B．往室内地面上洒水降温，是利用水蒸发吸收热量，故B错误；
C．当仅有热传递时，热量从高温物体传递到低温物体，低温物体吸收热量，内能增加，高温物体放出热量，内能减小，故C正确；
D．家庭电路中，正常使用的用电器越多，总功率越大，总电流越大，根据可知，电源电压不变，故总电阻变小，故D错误。
16．B
【详解】
A．火箭的发动机选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量，故A错误；
B．加速上升阶段，飞船质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大，故B正确；
C．由于一切物体在任何情况下都有内能，太空中的温度很低，飞船的内能也不可能为零，故C错误；
D．燃料完全燃烧放出的热量在对外做功的时候总是会有热量的损失，不可能全部用来做功，故D错误。
17．D
【详解】
热机的效率是指用来做有用功的部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以效率提升意味着，消耗同样多的燃油，汽车获得的有用功更多，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
18．C
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧得是否充分等因素无关，故A错误；
B．热量是过程量，不能说含有热量，故B错误；
C．内能与物体的温度、质量和状态有关，壶内水温度升高的过程中，质量和状态不变，内能增大，故C正确；
D．比热容是物质的一种性质，只与物质的种类和状态有关，水在升温的过程中比热容不变，质量不变，体积发生变化，由可知密度发生变化，故D错误。
19．D
【详解】
A．热量是在热传递过程中传递内能的多少，是过程量，不能说物体含热量，故A错误；
B．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，故B错误；
C．内能大小与物体的质量、温度、状态等都有关系，因此内能大的物体温度不一定高，故C错误；
D．比热容表示的是单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量，比热容是物质本身的一种特性，比热容大的物质吸热或放热的本领强，故D正确。
20．D
【详解】
A．由于不知道水和其他物质的质量大小关系，水和其他物质吸收相同的热量，由
可知，无法判定温度变化的大小，故A错误；
B．比热容是物质本身的一种特性，跟物质的质量、温度无关，与状态有关，故B错误；
C．汽油的热值是4.6×107J/kg表示1kg的汽油完全燃烧放出热量为4.6×107J，故C错误；
D．火箭在发射时选用液态氢做燃料，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。
21． 0.21 12.5
【详解】
[1]由题可知，天然气完全燃烧放出的热量等于身体消耗的能量，需要天然气的体积
[2]水吸收的热量
Q吸=ηQ放=50%×8.4×106J＝4.2×106J
水的质量
22． 3.5×107 8.4×106
60%
【详解】
[1]天然气完全燃烧放出的热量
Q=qV=3.5×107J/m3×1m3=3.5×107J
[2][3]由题意及比热容公式可得
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J
此时消耗的总热量为
Q总=3.5×107J/m3×0.4m3=1.4×107J
由效率公式可得
23． 15 15 6.9×106
【详解】
[1][2]汽油机每个工作循环包括四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，则在ls内转了30r，汽油机完成了15个工作循环，对外做功15次。
[3]燃料燃烧产生的热量为
对外做的有用功为
24． 8000 0.03
【详解】
[1]四冲程柴油机，转2转做功1次，则柴油机1min做的功为
这台柴油机的功率为
[2]若柴油机的效率为40%，燃料燃烧释放的热量为
每分钟消耗柴油的质量为
25． 有效利用 完全燃烧 受热 热量
【详解】
炉子的效率是指有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比．
加大炉子的受热面积,减少烟气带走的热量，即利用的能量增加，浪费的能量减少，所以可以提高燃料的利用率和炉子的效率．
26． 30% 2.76×107 让汽油燃烧更充分
【详解】
(1)燃料燃烧的过程是化学能转化为内能,内能转移给水(即水吸收热量)；水沸腾时产生水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气的温度会降低，内能会减少，而转动又使叶轮具有了动能；故水蒸气驱动叶轮转动，是水蒸气的内能转化为叶轮的机械能．
(2)由发动机的能量流向图可知,该汽油机的效率为(即输出有用功在燃料完全放出热量中的百分比):
η＝100%−33%−30%−7%＝30%；
完全燃烧2千克的汽油放出的热量：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
则可输出的有用功：W有用＝ηQ放＝30%×9.2×107J＝2.76×107J；
根据图示的能量流向图可知，要提高汽油机效率，可让汽油燃烧更充分、减少尾气带走的热量、减少热量散失、减小摩擦做功．
【点睛】
（1）能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体．燃料具有的一般是化学能，物体温度升高增加的是内能，物体因运动而具有的能称为动能，即机械能；
（2）根据热机效率的概念，计算出输出有用功在燃料完全放出热量中的百分比便可知汽油机的效率；
根据Q＝mq计算出完全燃烧2千克的汽油放出的热，然后计算出输出的功；
根据热能的损失来判断提高机械效率的措施．
27． 热值大 污染小 1.26×10-2 ．
【详解】
燃烧过程是将燃料的化学能转化为火的内能的过程，天然气与煤相比，天然气的热值较大，排出的污染气体较少、污染较小；将2.5kg、初温为20℃的水加热到80℃水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0 ）=4.2×103 J/（kg•℃）×2.5kg×（80℃-20℃）=6.3×105 J，由题知，Q吸=Q放=m天然气 q，需要天然气的体积：m天然气=Q放/q=6.3×105J/5.0×107J/kg=0.0126kg=1.26×10-2kg．
28． 有 等效 损耗
【详解】
[1]物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫内能，物体的内能与物体质量、温度、形态有关，与物体运动速度及位置高度无关。
[2]做功以能量转化的方式改变物体的内能，热传递用能量转移的方式改变物体的内能，它们在改变物体内能上是等效的。
[3]提高燃料利用率的方法有让燃料尽可能地完全燃烧和要减少热量损耗。
29． 热值大 内
【详解】
[1][2]用液态氢做燃料是因为其热值大，完全燃烧时能提供较多的热量，可以将更多的内能转化为机械能，获得更大的推力。
30． 燃料不完全燃烧 比热容
【分析】
根据热机效率的计算公式进行分析汽车行驶过程中冒“黑烟”现象以及效率高低问题；
作为冷却剂的物质，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度小．
【详解】
[1]当汽油在发动机内燃烧不充分时，会冒“黑烟”；
[2]因为水这种物质的比热容较大，在吸收相同的热量时，相同质量升高的温度相对较小，常用来作为冷却剂使用．
31． 大气 噪声
【详解】
热机工作时排出的废气会造成大气污染，产生的噪音会产生噪声污染．
【点睛】
热机的对环境的影响包括两个方面，废气中主要包含二氧化碳、二氧化硫，会造成温室效应和酸雨；热机工作时会产生噪音．
32． 下 上 使烧杯底部受热均匀 初温 质量 大于 4∶3
【详解】
（1）[1][2]实验室需要用火焰的外焰加热，首先要确定下面的铁架台的位置，所以装置的安装顺序是由下往上。
[3]实验时需要液体受热均匀，石棉网的作用是使烧杯底部受热均匀。
（2）[4][5]燃料完全燃烧放出的热量与燃料种类和燃料的质量有关，根据控制变量法可知，为比较不同燃料燃烧放热的能力，应控制燃料的质量相同，同时应该控制烧杯内液体的质量和初温相同，则燃料燃烧相同时间，根据液体温度的变化可以判断燃料的放热能力。
[6]由图丙可知，燃料1燃烧5min使相同质量的水温度升高了80℃，燃料2燃烧15min使相同质量的水温度升高了60°C，燃料1燃烧后使水的温度升高的多，所以燃料1燃烧放热多，即燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。
（3）[7]实验中忽略热量的散失，两烧杯中水的质量相同，则由公式Q=cm∆t可得，二者放出的热量之比为
由公式Q=qm可得，燃料1与燃料2的热值之比为
33． 由下而上 质量 煤油 天平 偏小 燃料不能完全燃烧（或热量有散失）
【详解】
（1）[1]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材。
（2）[2]为了保证实验的可靠性，被加热物质的质量、初温相同，需要控制煤油和花生油的质量相同。
（3）[3]分析表格数据可知，燃料燃尽后甲杯中水的温度升高的多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。
（4）[4]要计算出煤油和花生油的热值，需要燃烧相同质量的煤油和花生油，需要用天平来测量。
[5][6]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收热量，使Q放>Q吸，所以依此计算出煤油和花生油的热值比实际要偏小些。
34． 质量 加热时间的长短 b a 偏小
【详解】
（1）[1]要比较不同物质的吸热能力，应控制无关变量，故实验中要保证两种液体的质量相同。
（2）[2]实验时使用相同的酒精灯给物体加热，相同时间内酒精灯释放的热量相等，不同液体吸收的热量也相等，故可以用加热时间的长短来表示液体吸收热量的多少。
（3）[3][4]由图乙可知，加热相同时间时，即吸收相同热量时，b液体温度变化量更大，升温更高；由Q=cmΔt可知，质量相同的两种液体，吸收相同的热量，a液体的温度变化量更小，即a液体的吸热能力更强，故a液体更适合做汽车发动机的冷却液。
（4）[5]因酒精燃烧放出的热量并没有全部被液体吸收，所以算出的热值比标准值偏小。
35． 甲、丙 < 甲、乙 > <
【详解】
（1）[1]要比较不同物质的比热容，应使不同物质在相同时间内吸收的热量相同，故应使用相同的燃料，则应选择甲、丙两图进行实验。
[2]由题意可知，图甲中液体a和图丙中液体b吸收相同的热量后，液体a的温度变化量大于液体b的温度变化量，故由Q=cmΔt可知，液体a的比热容小于液体b的比热容，即ca
[4]由题意可知，图甲中液体a吸收的热量大于图乙中液体a吸收的热量，故可知相同质量的燃料1完全燃烧释放的热量大于燃料2完全燃烧释放的热量，故由Q=qm可知，燃料1的热值大于燃料2的热值，即q1>q2。
（3）[5]由图中可知，图甲中燃料1完全燃烧释放的热量等于图丙中燃料1完全燃烧释放的热量，且由题意可知，燃料完全燃烧后，液体a已经沸腾，而此时液体b未沸腾，且液体a的温度变化量大于液体b的温度变化量，故由Q=cmΔt可知，液体a的比热容小于液体b的比热容，即ca
【详解】
（1）[1]在探究不同物质吸热升温现象的实验中，除了物质的种类不同外，其它因素都应保持一样，所以应让杯中的液体质量相等；在探究不同燃料充分燃烧放热现象的实验中，除了燃料的种类不同外，其它因素都应一致，所以杯中液体的质量应相等。所以两个实验都控制杯中液体的质量相等。
（2）[2]在探究不同物质吸热升温特点时，应让相同的热源给不同种类的质量相同的液体加热，则在相同时间内热源放出的热量相同，液体吸收的热量也相同，不同时间内吸收的热量不同，所以物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
[3]在探究燃料燃烧放出的热量的实验中，应让质量相同的不同种燃料给质量相同的同种液体加热，则液体吸收的热量不同，温度计的示数也不同，所以燃烧放热的多少是通过温度计上升的示数来反映的，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
（3）[4]由图像知，两种液体的温度都升到40℃即升高相同的温度10℃时，图像一的物质用时10min，图像二的物质用时40min，那么升高相同的温度，图像二的物质吸收的热量是图像一物质吸收热量的4倍。据Q吸=cm(t-t0)知，在质量相同、升高温度相同时，比热容与吸收的热量成正比，所以c1:c2=Q吸1:Q吸2=1︰4
[5]由图像知，完全燃烧质量相同的不同种燃料给相同的液体加热时，图像一、二中的液体升高的温度分别为
，
即在这个过程中，图像一液体吸收的热量是图像二液体吸收的热量的2倍，而燃料燃烧放出的热量全部被液体吸收，所以图像一中燃料完全燃烧放出的热量是图像二中燃烧完全燃烧放出热量的2倍。据Q放=mq知，完全燃烧相同质量的燃料时，热值与放出的热量成正比，所以
q1:q2=Q放1:Q放2=2︰1
37． 乙 质量 受热均匀 加热时间 水 B 升高的温度
【详解】
(1)[1]研究不同燃料燃烧放热能力应选用不同的燃料，因此选乙组器材。
(2)[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故要控制水和沙子的初温和质量相同。
(3)[3]除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是使物质受热均匀。
(4)[4]根据比较吸热能力的第一种方法，甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较加热时间来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在下表中，分析实验数据可知，升高相同温度，水加热时间长，故水的吸热能力强；
(5)[5]A．城市建造人工湖来改善气候，因水的比热容大，当环境温度发生改变时，水的温度变化不明显，从而调节周围环境的温度，与比热容有关。故A不符合题意；
B．空调房间里放盐水可以增加湿度，是通过蒸发增加湿度的，与比热容无关。故B符合题意；
C．用冷水冷却发动机，因水的比热容大，降低相同的温度吸收的热量多，与比热容有关。故C不符合题意。
故选B。
(6)[6]乙组实验中，通过水升高的温度来反映应燃料放出热量的多少。
38． 由下而上 甲乙 燃料燃尽后的水温 1.2×106 偏小 有热损失 甲丙 加热相同时间，比较升高的温度或升高相同温度，比较加热时间
【解析】
【详解】
（1）[1]图中，先安装燃具，再安装铁圈，可保证铁圈上的容器在燃具的外焰上加热，将温度计挂在横杆上再固定，可避免温度计的玻璃泡碰到容器底或壁，所以应向下而上进行安装。
（2）[2]要比较不同燃料的热值，除了燃料的种类不同外，其它因素都相同，所以应选择甲、乙两图进行实验。
[3]在实验中，通过燃料燃烧前及完全燃烧后水的温度变化来确定燃料燃烧放出热量的多少，所以在表格中应记录燃料燃烧前或完全燃烧后水的温度，所以表格中尚需记录数据是燃料完全燃烧后的水温。
[4]由表格数据知，10kg的酒精放出的热量完全被水吸收，所以有
mq=c水m水(t-t0)
即
0.01kg×2.4×106J/kg=c水m水×(35-15)℃
10g碎纸片完全燃烧放出的热量与水吸收的热量相同，且两次加热的水的质量相同，所以
0.01kg×q纸=c水m水×(25-15)℃
解以上两式得，碎纸片的热值
q纸=1.2×106J/kg
（3）[5][6]在计算热值时，认为燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量，但实际上，燃料燃烧放出的热量有损失，并没有完全被水吸收，则水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量，而其它量为准确值，据Q放=mq知，求得的热值偏小。
（4）[7][8]要比较不同物质的比热容，应用燃烧相同的燃料给初温及质量相同的不同种类的物质加热相同的时间，比较物质升高的温度。所以应选择甲、丙进行实验。
39． 相等 液体升高的温度（或温度计示数的变化） 等于 甲 温度计升高的温度 b
【详解】
（1）[1]根据比较吸热能力的方法一，要控制质量相等的不同物质，吸收相同热量，比较升高的温度；方法二，要控制质量相等的不同物质，升高相同温度，比较加热时间的长短。由题意知该实验中应量取质量相等的甲、乙两种液体，分别倒入相同的两烧杯中。
[2]实验时加热相同的时间，根据转换法，吸收的热量相同，根据比较吸热能力的第1种方法，通过比较液体升高的温度（或温度计示数的变化）来判断吸热能力的强弱。
（2）[3]根据转换法，从开始加热2min，加热时间相同，机甲、乙两种液体吸收热量的 等于。
（3）[4]由表中数据知，加热相同的时间，甲升温小，根据 分析实验数据可知甲物质的吸热能力强。
（4）①[5]该实验中，需要加热质量相同、初温相同的水；当燃料完全燃烧完成后，
通过水升高的温度来比较两种燃料的热值。
②[6]由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，水吸收的热量多，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，由公式可知，b的热值大。
40． 质量 甲、丙 加热时间 < 甲、乙 >
【详解】
（1）[1]由甲、丙两图可知，燃料种类相同，所以由甲、丙两图的实验可比较a、b两种液体的比热容，应控制两种液体的种类不同而质量相同，所以，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同。
（2）[2]为了比较两种液体的比热容，需要采用相同的热源进行加热不同液体，所以要使燃料种类相同而液体种类不同，应选择甲、丙两图进行实验。
[3]实验中，吸收热量的多少不便测量，所以采用相同热源进行加热，相同时间内热源放出的热量相等，被两种液体吸收，所以，用加热时间的长短来反映吸收热量的多少。
[4]甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同，则燃料完全燃烧释放的热量相等，所以两种液体吸收的热量也相等，由以上分析知，两种液体的质量和初温相等，燃料燃尽时的温度为t甲>t丙，根据 可知液体a的比热容较小，即
（3）[5]为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同和初始温度相同，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。
[6]由题意得，甲、乙两实验烧杯中同种液体的初温和质量相等，末温，则升高的温度
由热量公式可知，液体吸收的热量
燃料完全燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量
由于甲、乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由可知热值
41．（1）5.04×105J；（2）0.018m3
【详解】
（1）水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
水吸收的热量
（2）由可得，天然气完全燃烧放出的热量
由得需要天然气的体积
答：（1）水吸收的热量为5.04×105J。
（2）需要0.018m3的天然气。
42．（1）4.2×105J；（2）2×105pa；（3）40%
【详解】
（1）5L水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×5.0×10-3m3=5kg
水吸收的热量
（2）车对地面的压力
F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×104N
车对地面的压强
（3）汽油释放的热量
Q =qm=4.6×107J/kg×1.5kg=6.9×107J
汽车做的功
W有用=Pt=46000W×600s=2.76×107J
发动机效率
答：（1）水吸收的热量为4.2×105J；
（2）车静止在水平地面上时，对地面的压强为2×105pa；
（3）小汽车发动机的效率为40%。
43．（1）4.2×107J；（2）65℃；（3）210s
【详解】
解：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
Q放＝q氢m＝1.4×108J/kg×0.3kg＝4.2×107J
（2）由题知水吸收的热量为
Q吸＝Q放＝4.2×107J
由Q吸＝c水m水Δt可知水升高的温度为
因此水温升高到的温度为
t末＝t0+Δt＝15℃+50℃＝65℃
（3）由可知公交车做的功为
W＝Q放η＝4.2×107J×70%＝2.94×107J
已知公交车的功率为
P＝140kW＝1.4×105W
由可知公交车行驶的时间为
答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J；
（2）水温升高到65℃；
（3）这些热量能让公交车行驶210s。
44．（1）8.4×105J；（2）6×107t；（3）27%
【详解】
解：（1）防冻液的质量
m=ρV=1×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
防冻液温度从汽车启动时的20℃升高50℃时吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×50℃=8.4×105J
（2）内燃机效率提高1%，所以
η2=η1+1%=29%+1%=30%
因为W有用=ηqm，因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车
η1qm1=η2qm2
m2=
每辆汽车每年节约燃油
所以全球可以节约的燃油
Δm总=nΔm=1.0×109×0.06t=6×107t
（3）汽车以100km/h速度匀速运动时，1min中内做的有用功
W=Pt=69000W×60s=4.14×106J
做一次功燃气的质量
m燃气=ρ气V=1.25kg/m3×2.0×10-3m3=2.5×10-3kg
因为空燃比是14∶1，所以做一次功消耗的汽油质量
m汽油=2.5×10-3kg×=×10-3kg
1min内汽油燃烧释放的热量
Q=m汽油q=×10-3kg×4.6×107J/kg×2000≈1.53×107J
此时汽车发动机的效率
答：（1）当防冻液温度从汽车启动时的 20℃升高 50℃时吸收的热量是8.4×105J；
（2）如果能把内燃机效率提高 1%，全球每年可以节约6×107t燃油；
（3）此时汽车发动机的效率为27%。
45．(1)1350J；(2)20250W；(3)88g
【详解】
解：(1)由题可知
p=9.0×105Pa，S=30cm2=3×10-2m2
燃气对活塞的平均压力为
F=pS=9.0×105Pa×3×10-3m2=2.7×103N
活塞在气缸中移动的距离
s=50cm=0.5m
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W=Fs=2.7×103N×0.5m=1350J
(2)飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，燃气对活塞做的总功为
W总=W×900=1350J×900=1.215×106J
而
t=1min=60s
汽油机的功率为
(3)由可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量
由Q放=mq可得，一分钟消耗汽油的质量
答：(1)汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功为1350J；
(2)汽油机的平均功率为20250W；
(3)若此汽油机的效率为30%，一分钟耗油量为88g。
【点睛】
46．(1)5.4×106J；(2)1.44×10-4kg；(3)27%
【详解】
解：(1)1min内做的有用功
W=Pt=9×104W×60s=5.4×106J
(2)燃气的质量
m=ρV=1.35kg/m3×1.6×10-3m3=2.16×10-3kg
因为空燃比是14∶1，所以燃油的质量是整个质量的，做一次功消耗的汽油质量为
2.16×10-3kg×115=1.44×10-4kg
(3)1min内汽油燃烧释放的热量
Q=mq=1.44×10-4kg×4.6×107J/kg×3000=1.9872×107J
发动机的效率
答：(1)1min内做的有用功为5.4×106J；
(2)做功一次消耗汽油的质量是1.44×10-4kg；
(3)发动机的效率是27%。
47．(1)(2)(3)
【详解】
(1) 汽油机做的有用功
(2) 四缸汽油发动机曲轴每转2转各个气缸均做功1次、故1min内气缸做功的次数
1min内汽油机燃烧汽油的质量为
汽油完全燃烧放出的热量
(3) 汽油机的效率
答：(1)每分钟汽油机做的有用功。
(2)1min内，汽油完全燃烧放出的热量。
(3)汽油机的效率。
相关资料
更多
