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12 火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料
热值大
的特性。1 kg液态氢完全燃烧释放出的热量为$1.4×10^8$
J；若这些热量有42%被质量为$1.4×10^{3}$ kg的水吸收，则水的温度能够上升10
℃。$[q_{氢}=1.4×10^{8}\ J/kg,c_{水}=4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)]$答案
12. 热值大 $1.4×10^8$ 10
解析
【分析】
首先明确火箭燃料的选择依据，液态氢作为火箭燃料是因为其热值大，相同质量下完全燃烧释放热量多；接着利用燃料完全燃烧放热公式计算1kg液态氢释放的热量；再根据热效率算出被水吸收的热量，最后通过吸热公式求出水升高的温度。
【解析】
1. 火箭选用液态氢作燃料，是因为氢燃料的热值大，相同质量的燃料完全燃烧时，氢释放的热量更多，能为火箭提供足够的能量。
2. 计算1kg液态氢完全燃烧释放的热量：根据公式$Q_{放}=mq$，代入$m=1\ \mathrm{kg}$，$q_{氢}=1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}$，得$Q_{放}=1\ \mathrm{kg}×1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}=1.4×10^8\ \mathrm{J}$。
3. 计算水吸收的热量：已知热量的42%被水吸收，即$Q_{吸}=ηQ_{放}$，代入$η=42\%$，得$Q_{吸}=0.42×1.4×10^8\ \mathrm{J}=5.88×10^7\ \mathrm{J}$。
4. 计算水升高的温度：根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}Δt$，变形得$Δt=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}$，代入$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，$m_{水}=1.4×10^3\ \mathrm{kg}$，得$Δt=\frac{5.88×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1.4×10^3\ \mathrm{kg}}=10℃$。
【答案】
热值大；$1.4×10^8$；10
【知识点】
燃料的热值；热量的计算；热效率应用
【点评】
本题考查热学基础知识点，涉及热值、热量计算及热效率的应用，需牢记相关公式并灵活运用，属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
首先明确火箭燃料的选择依据，液态氢作为火箭燃料是因为其热值大，相同质量下完全燃烧释放热量多；接着利用燃料完全燃烧放热公式计算1kg液态氢释放的热量；再根据热效率算出被水吸收的热量，最后通过吸热公式求出水升高的温度。
【解析】
1. 火箭选用液态氢作燃料，是因为氢燃料的热值大，相同质量的燃料完全燃烧时，氢释放的热量更多，能为火箭提供足够的能量。
2. 计算1kg液态氢完全燃烧释放的热量：根据公式$Q_{放}=mq$，代入$m=1\ \mathrm{kg}$，$q_{氢}=1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}$，得$Q_{放}=1\ \mathrm{kg}×1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}=1.4×10^8\ \mathrm{J}$。
3. 计算水吸收的热量：已知热量的42%被水吸收，即$Q_{吸}=ηQ_{放}$，代入$η=42\%$，得$Q_{吸}=0.42×1.4×10^8\ \mathrm{J}=5.88×10^7\ \mathrm{J}$。
4. 计算水升高的温度：根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}Δt$，变形得$Δt=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}$，代入$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，$m_{水}=1.4×10^3\ \mathrm{kg}$，得$Δt=\frac{5.88×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1.4×10^3\ \mathrm{kg}}=10℃$。
【答案】
热值大；$1.4×10^8$；10
【知识点】
燃料的热值；热量的计算；热效率应用
【点评】
本题考查热学基础知识点，涉及热值、热量计算及热效率的应用，需牢记相关公式并灵活运用，属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
13 为了比较不同燃料的热值，小明设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案。三套实验装置完全相同，燃料的质量、烧杯内液体的初温与质量也都相同。
第13题图
（1）小明应选择
（2）实验中还应控制燃料燃烧的
（3）实验完成后，画出被加热液体的温度随时间变化的关系图像如图丁所示。由此可知，燃料1燃烧2 min放出的热量
（4）忽略热量的散失，由图丁可知，燃料1的热值为燃料2热值的
第13题图（1）小明应选择
甲、乙
两图对应方案进行实验。（2）实验中还应控制燃料燃烧的
质量
（时间/质量）相同。（3）实验完成后，画出被加热液体的温度随时间变化的关系图像如图丁所示。由此可知，燃料1燃烧2 min放出的热量
大于
（大于/等于/小于）燃料2燃烧3 min放出的热量。（4）忽略热量的散失，由图丁可知，燃料1的热值为燃料2热值的
3
倍。答案
13.（1）甲、乙 （2）质量 （3）大于 （4）3
解析
【分析】
要比较不同燃料的热值，需运用控制变量法：需保证被加热液体的种类、质量相同，仅改变燃料种类，通过液体升高的温度间接反映燃料放出热量的多少。因此应选择燃料不同、液体相同的实验装置；实验中需控制燃料质量一致，才能准确比较热值；结合热量公式和热值公式可分析放热多少及热值倍数关系。
【解析】
（1）比较不同燃料的热值，需控制被加热液体相同、燃料种类不同，甲、乙两图中液体均为a，燃料分别为1和2，符合要求，故选择甲、乙两图。
（2）热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，实验中需控制燃料的质量相同，才能通过液体升温情况比较燃料的放热能力，进而比较热值。
（3）由图丁，液体a的质量和比热容相同，根据热量公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，$\Delta t$越大，液体吸收热量越多，对应燃料放出热量越多。燃料1燃烧2min时，液体a升高温度$\Delta t_1=35° C-20° C=15° C$；燃料2燃烧3min时，液体a升高温度$\Delta t_2=25° C-20° C=5° C$，$\Delta t_1＞\Delta t_2$，因此燃料1燃烧2min放出的热量大于燃料2燃烧3min放出的热量。
（4）设相同质量的燃料完全燃烧，液体吸收的热量等于燃料放出的热量，即$Q_{放}=Q_{吸}=cm\Delta t$。热值公式为$q=\frac{Q_{放}}{m_{燃料}}$，因燃料质量相同，故热值与液体升高的温度成正比，因此$\frac{q_1}{q_2}=\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2}=\frac{15° C}{5° C}=3$，即燃料1的热值为燃料2热值的3倍。
【答案】
（1）甲、乙 （2）质量 （3）大于 （4）3
【知识点】
热值、热量计算、控制变量法
【点评】
本题围绕热值实验展开，核心考查控制变量法的应用，需理解“液体升温反映燃料放热”的转换思想，结合热量和热值公式分析问题，是热学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
要比较不同燃料的热值，需运用控制变量法：需保证被加热液体的种类、质量相同，仅改变燃料种类，通过液体升高的温度间接反映燃料放出热量的多少。因此应选择燃料不同、液体相同的实验装置；实验中需控制燃料质量一致，才能准确比较热值；结合热量公式和热值公式可分析放热多少及热值倍数关系。
【解析】
（1）比较不同燃料的热值，需控制被加热液体相同、燃料种类不同，甲、乙两图中液体均为a，燃料分别为1和2，符合要求，故选择甲、乙两图。
（2）热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，实验中需控制燃料的质量相同，才能通过液体升温情况比较燃料的放热能力，进而比较热值。
（3）由图丁，液体a的质量和比热容相同，根据热量公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，$\Delta t$越大，液体吸收热量越多，对应燃料放出热量越多。燃料1燃烧2min时，液体a升高温度$\Delta t_1=35° C-20° C=15° C$；燃料2燃烧3min时，液体a升高温度$\Delta t_2=25° C-20° C=5° C$，$\Delta t_1＞\Delta t_2$，因此燃料1燃烧2min放出的热量大于燃料2燃烧3min放出的热量。
（4）设相同质量的燃料完全燃烧，液体吸收的热量等于燃料放出的热量，即$Q_{放}=Q_{吸}=cm\Delta t$。热值公式为$q=\frac{Q_{放}}{m_{燃料}}$，因燃料质量相同，故热值与液体升高的温度成正比，因此$\frac{q_1}{q_2}=\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2}=\frac{15° C}{5° C}=3$，即燃料1的热值为燃料2热值的3倍。
【答案】
（1）甲、乙 （2）质量 （3）大于 （4）3
【知识点】
热值、热量计算、控制变量法
【点评】
本题围绕热值实验展开，核心考查控制变量法的应用，需理解“液体升温反映燃料放热”的转换思想，结合热量和热值公式分析问题，是热学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
14 [2025 沭阳期中]十五运会“源火”来自中国南海1522米深处的可燃冰，这是全球体育大型赛事历史上首次在深海获取“绿色”火种。1 m³可燃冰分解后可释放出160 m³天然气。[天然气的热值取$4×10^7$ J/m³，水的比热容为$4.2×10^3$ J/(kg·℃)]
（1）求1 m³可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量。
（2）若(1)中天然气完全燃烧放出的热量中有42%被水吸收，可以将多少千克的20 ℃的水在标准大气压下加热至沸腾？
（3）某辆以天然气为燃料的汽车，若发动机的效率是30%，要获得$1.44×10^9$ J的有用功需要完全燃烧多少立方米天然气？
（1）求1 m³可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量。
（2）若(1)中天然气完全燃烧放出的热量中有42%被水吸收，可以将多少千克的20 ℃的水在标准大气压下加热至沸腾？
（3）某辆以天然气为燃料的汽车，若发动机的效率是30%，要获得$1.44×10^9$ J的有用功需要完全燃烧多少立方米天然气？
答案
14.（1）由题可知，1 m³可燃冰分解后可释放出160 m³天然气，则1 m³可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Vq=160\ \mathrm{m}^3×4×10^7\ \mathrm{J/m}^3=6.4×10^9\ \mathrm{J}$
（2）若(1)中天然气完全燃烧放出的热量中有42%被水吸收，则水吸收的热量$Q_{吸}=\eta×Q_{放}=42\%×6.4×10^9\ \mathrm{J}=2.688×10^9\ \mathrm{J}$；标准大气压下水的沸点为$100\ \mathrm{℃}$，水从$20\ \mathrm{℃}$加热至沸腾，温度变化量$\Delta t=100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃}=80\ \mathrm{℃}$，水的质量$m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\ \Delta t}=\frac{2.688×10^9\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80\ \mathrm{℃}}=8\ 000\ \mathrm{kg}$
（3）根据题意可知，需要天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}'=\frac{W}{\eta'}=\frac{1.44×10^9\ \mathrm{J}}{30\%}=4.8×10^9\ \mathrm{J}$，需要完全燃烧天然气的体积$V'=\frac{Q_{放}'}{q}=\frac{4.8×10^9\ \mathrm{J}}{4×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=120\ \mathrm{m}^3$
（2）若(1)中天然气完全燃烧放出的热量中有42%被水吸收，则水吸收的热量$Q_{吸}=\eta×Q_{放}=42\%×6.4×10^9\ \mathrm{J}=2.688×10^9\ \mathrm{J}$；标准大气压下水的沸点为$100\ \mathrm{℃}$，水从$20\ \mathrm{℃}$加热至沸腾，温度变化量$\Delta t=100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃}=80\ \mathrm{℃}$，水的质量$m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\ \Delta t}=\frac{2.688×10^9\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80\ \mathrm{℃}}=8\ 000\ \mathrm{kg}$
（3）根据题意可知，需要天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}'=\frac{W}{\eta'}=\frac{1.44×10^9\ \mathrm{J}}{30\%}=4.8×10^9\ \mathrm{J}$，需要完全燃烧天然气的体积$V'=\frac{Q_{放}'}{q}=\frac{4.8×10^9\ \mathrm{J}}{4×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=120\ \mathrm{m}^3$
解析
【分析】
本题为热学相关的综合计算题，需分三步解决三个小问：第（1）问利用燃料完全燃烧放热公式计算，注意可燃冰释放的天然气体积；第（2）问结合热效率和吸热公式求水的质量，需明确标准大气压下水的沸点；第（3）问通过发动机效率算出总放热，再求天然气体积，核心是公式的灵活运用与物理量的对应。
【解析】
（1）1 m³可燃冰分解后释放160 m³天然气，其完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=Vq=160\ \mathrm{m}^3×4×10^7\ \mathrm{J/m}^3=6.4×10^9\ \mathrm{J}$
（2）水吸收的热量：
$Q_{吸}=\eta×Q_{放}=42\%×6.4×10^9\ \mathrm{J}=2.688×10^9\ \mathrm{J}$
标准大气压下水的沸点为100℃，温度变化量$\Delta t=100℃-20℃=80℃$，由$Q_{吸}=cm\Delta t$得水的质量：
$m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{2.688×10^9\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80\ \mathrm{℃}}=8000\ \mathrm{kg}$
（3）发动机效率为30%，需天然气完全燃烧放出的总热量：
$Q_{放}'=\frac{W}{\eta'}=\frac{1.44×10^9\ \mathrm{J}}{30\%}=4.8×10^9\ \mathrm{J}$
需要完全燃烧天然气的体积：
$V'=\frac{Q_{放}'}{q}=\frac{4.8×10^9\ \mathrm{J}}{4×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=120\ \mathrm{m}^3$
【答案】
（1）$6.4×10^9\ \mathrm{J}$；（2）$8000\ \mathrm{kg}$；（3）$120\ \mathrm{m}^3$
【知识点】
燃料的热值、热量的计算、热效率的应用
【点评】
本题结合实际赛事情境考查热学核心计算，属于初中热学常规综合题，重点考查公式的灵活运用和隐含条件（标准大气压下水的沸点）的挖掘，整体难度适中，需注意物理量的对应关系避免出错。
【难度系数】
0.7
本题为热学相关的综合计算题，需分三步解决三个小问：第（1）问利用燃料完全燃烧放热公式计算，注意可燃冰释放的天然气体积；第（2）问结合热效率和吸热公式求水的质量，需明确标准大气压下水的沸点；第（3）问通过发动机效率算出总放热，再求天然气体积，核心是公式的灵活运用与物理量的对应。
【解析】
（1）1 m³可燃冰分解后释放160 m³天然气，其完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=Vq=160\ \mathrm{m}^3×4×10^7\ \mathrm{J/m}^3=6.4×10^9\ \mathrm{J}$
（2）水吸收的热量：
$Q_{吸}=\eta×Q_{放}=42\%×6.4×10^9\ \mathrm{J}=2.688×10^9\ \mathrm{J}$
标准大气压下水的沸点为100℃，温度变化量$\Delta t=100℃-20℃=80℃$，由$Q_{吸}=cm\Delta t$得水的质量：
$m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{2.688×10^9\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80\ \mathrm{℃}}=8000\ \mathrm{kg}$
（3）发动机效率为30%，需天然气完全燃烧放出的总热量：
$Q_{放}'=\frac{W}{\eta'}=\frac{1.44×10^9\ \mathrm{J}}{30\%}=4.8×10^9\ \mathrm{J}$
需要完全燃烧天然气的体积：
$V'=\frac{Q_{放}'}{q}=\frac{4.8×10^9\ \mathrm{J}}{4×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=120\ \mathrm{m}^3$
【答案】
（1）$6.4×10^9\ \mathrm{J}$；（2）$8000\ \mathrm{kg}$；（3）$120\ \mathrm{m}^3$
【知识点】
燃料的热值、热量的计算、热效率的应用
【点评】
本题结合实际赛事情境考查热学核心计算，属于初中热学常规综合题，重点考查公式的灵活运用和隐含条件（标准大气压下水的沸点）的挖掘，整体难度适中，需注意物理量的对应关系避免出错。
【难度系数】
0.7
