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7.悦悦是一名跑步健将，参加一次长跑身体消耗的能量约为$8.8×10^{6}J$，这些能量相当于完全燃烧
0.22
$m^{3}$的天然气；若这些天然气完全燃烧放出的热量有42%被水吸收，则在标准大气压下这些热量可将10kg、初温为$20°C$的水温度升高80
$°C$。$[q_{天然气}=4×10^{7}J/m^{3},c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg·°C)]$答案
7. 0.22 80
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问利用天然气完全燃烧放热公式计算体积，第二问结合热效率和水的吸热公式计算温度变化，需注意标准大气压下水的沸点限制。
【解析】
1. 计算天然气的体积：
已知天然气完全燃烧放出的热量等于消耗的能量，即$Q_{放}=8.8×10^6J$，天然气热值$q_{天然气}=4×10^7J/m^3$，根据公式$Q_{放}=Vq$，可得：
$V=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{8.8×10^6J}{4×10^7J/m^3}=0.22m^3$。
2. 计算水升高的温度：
被水吸收的热量$Q_{吸}=ηQ_{放}=42\%×8.8×10^6J=3.696×10^6J$，根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}mΔt$，理论温度变化：
$Δt=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m}=\frac{3.696×10^6J}{4.2×10^3J/(kg·°C)×10kg}=88°C$。
标准大气压下水的沸点为$100°C$，初温为$20°C$，实际可升高的温度为$100°C-20°C=80°C$（避免超过沸点）。
【答案】
0.22；80
【知识点】
热值计算、热量的计算
【点评】
本题考查热值与热量的综合计算，关键是掌握相关公式，需注意标准大气压下水的沸点限制，避免忽略实际物理条件出错。
【难度系数】
0.5
本题分为两小问，第一问利用天然气完全燃烧放热公式计算体积，第二问结合热效率和水的吸热公式计算温度变化，需注意标准大气压下水的沸点限制。
【解析】
1. 计算天然气的体积：
已知天然气完全燃烧放出的热量等于消耗的能量，即$Q_{放}=8.8×10^6J$，天然气热值$q_{天然气}=4×10^7J/m^3$，根据公式$Q_{放}=Vq$，可得：
$V=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{8.8×10^6J}{4×10^7J/m^3}=0.22m^3$。
2. 计算水升高的温度：
被水吸收的热量$Q_{吸}=ηQ_{放}=42\%×8.8×10^6J=3.696×10^6J$，根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}mΔt$，理论温度变化：
$Δt=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m}=\frac{3.696×10^6J}{4.2×10^3J/(kg·°C)×10kg}=88°C$。
标准大气压下水的沸点为$100°C$，初温为$20°C$，实际可升高的温度为$100°C-20°C=80°C$（避免超过沸点）。
【答案】
0.22；80
【知识点】
热值计算、热量的计算
【点评】
本题考查热值与热量的综合计算，关键是掌握相关公式，需注意标准大气压下水的沸点限制，避免忽略实际物理条件出错。
【难度系数】
0.5
8.(2025·苏州工业园区校级二模)涡轮喷气发动机的基本结构如图所示.工作时,空气通过进气口进入压气机被压缩,再进入燃烧室与燃料混合后燃烧,产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出,从而获得动力.下列有关说法正确的是 (
A.高温高压燃气推动涡轮转动的过程,相当于内燃机的压缩冲程
B.燃料燃烧放出的热量越多,燃料的热值就越大
C.燃料燃烧越充分,喷气发动机的效率就越高
D.燃气从尾喷管喷出获得动力的过程,其内能增大
C
)A.高温高压燃气推动涡轮转动的过程,相当于内燃机的压缩冲程
B.燃料燃烧放出的热量越多,燃料的热值就越大
C.燃料燃烧越充分,喷气发动机的效率就越高
D.燃气从尾喷管喷出获得动力的过程,其内能增大
答案
8. C
解析
【分析】
本题结合涡轮喷气发动机的工作原理，考查热学相关知识点，需逐一分析各选项：先明确热值、热机效率的概念，理解内能变化与做功的关系，以及内燃机冲程的能量转化，再判断每个选项的正误。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：高温高压燃气推动涡轮转动时，将内能转化为机械能；而内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程才是内能转化为机械能，因此该过程相当于内燃机的做功冲程，而非压缩冲程，A错误。
2. 选项B：热值是燃料的固有特性，仅与燃料的种类有关，与燃料燃烧放出热量的多少无关，B错误。
3. 选项C：喷气发动机的效率是有用功能量与燃料完全燃烧释放总能量的比值，燃料燃烧越充分，能量损失越少，有效利用的能量占比越高，发动机效率越高，C正确。
4. 选项D：燃气从尾喷管喷出时对外做功，自身内能转化为机械能，因此内能减小，D错误。
【答案】
C
【知识点】
热值、热机效率、内能改变
【点评】
本题结合实际发动机工作场景，考查热学基础概念的理解，需准确区分易混淆的知识点，难度适中，属于中等难度题。
【难度系数】
0.6
本题结合涡轮喷气发动机的工作原理，考查热学相关知识点，需逐一分析各选项：先明确热值、热机效率的概念，理解内能变化与做功的关系，以及内燃机冲程的能量转化，再判断每个选项的正误。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：高温高压燃气推动涡轮转动时，将内能转化为机械能；而内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程才是内能转化为机械能，因此该过程相当于内燃机的做功冲程，而非压缩冲程，A错误。
2. 选项B：热值是燃料的固有特性，仅与燃料的种类有关，与燃料燃烧放出热量的多少无关，B错误。
3. 选项C：喷气发动机的效率是有用功能量与燃料完全燃烧释放总能量的比值，燃料燃烧越充分，能量损失越少，有效利用的能量占比越高，发动机效率越高，C正确。
4. 选项D：燃气从尾喷管喷出时对外做功，自身内能转化为机械能，因此内能减小，D错误。
【答案】
C
【知识点】
热值、热机效率、内能改变
【点评】
本题结合实际发动机工作场景，考查热学基础概念的理解，需准确区分易混淆的知识点，难度适中，属于中等难度题。
【难度系数】
0.6
9.(2025·宿迁宿豫区三模)如图所示，甲、乙、丙装置完全相同，燃料的质量、液体的质量和初温都相等，当燃料燃尽时(烧杯内的液体均未沸腾且不计热损失)，温度计的示数$T_甲＞T_乙＞T_丙$，下列说法正确的是（
A.选择甲、乙，可以根据温度计示数的变化来比较液体吸热的多少
B.选择甲、丙，利用秒表，通过吸热时间反映燃料热值的大小
C.燃料1的热值$q_1$与燃料2的热值$q_2$相比，$q_1＜q_2$
D.选择甲、乙研究不同物质吸热升温现象时，燃料的质量可以不相等
A
）A.选择甲、乙，可以根据温度计示数的变化来比较液体吸热的多少
B.选择甲、丙，利用秒表，通过吸热时间反映燃料热值的大小
C.燃料1的热值$q_1$与燃料2的热值$q_2$相比，$q_1＜q_2$
D.选择甲、乙研究不同物质吸热升温现象时，燃料的质量可以不相等
答案
9. A
解析
【分析】
要解答本题，需结合控制变量法，明确甲、乙、丙装置的实验目的：甲、乙装置中液体相同、燃料不同，用于比较不同燃料的热值；甲、丙装置中燃料相同、液体不同，用于比较不同物质的吸热能力（比热容）。逐一分析各选项：
选项A：甲、乙中液体a的质量和比热容相同，根据公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，温度计示数变化（$\Delta t$）可反映液体吸热的多少（$c$、$m$固定时，$\Delta t$越大，$Q_{吸}$越大），该选项逻辑成立。
选项B：甲、丙中燃料相同，热值一致，无法通过该组实验比较燃料热值，该选项错误。
选项C：甲中$T_甲＞T_乙$，液体a的$m$、$c$相同，由$Q_{吸}=cm\Delta t$可知，甲中液体吸热更多，即燃料1放出的热量更多；燃料质量相同，故$q_1＞q_2$，该选项错误。
选项D：研究不同物质吸热升温（比热容实验）时，需控制燃料完全相同，保证相同时间放热相同，因此燃料质量必须相等，该选项错误。
【解析】
本题考查热值与比热容的实验探究，核心是控制变量法的应用：
1. 分析选项A：甲、乙装置中，液体均为a，质量$m$、比热容$c$相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，温度计示数变化（$\Delta t$）与液体吸收的热量成正比，因此可通过温度计示数变化比较液体吸热的多少，A正确。
2. 分析选项B：甲、丙装置中燃料相同，热值相同，无法比较燃料热值；该组实验目的是比较不同液体的吸热能力，B错误。
3. 分析选项C：甲中$T_甲＞T_乙$，液体a的$m$、$c$相同，由$Q_{吸}=cm\Delta t$得，甲中液体吸热更多，说明燃料1放出的热量更多；燃料质量相同，故$q_1=\frac{Q}{m}$，因此$q_1＞q_2$，C错误。
4. 分析选项D：研究不同物质吸热升温（比热容实验）时，需控制燃料相同，保证相同时间内放出的热量相同，因此燃料质量必须相等，D错误。
【答案】
A
【知识点】
热值、比热容、控制变量法
【点评】
本题结合热值和比热容实验，重点考查控制变量法的应用，需明确不同实验的变量控制要求，区分“比较燃料热值”和“比较物质吸热能力”的实验装置差异，易错点是混淆两组实验的控制条件。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需结合控制变量法，明确甲、乙、丙装置的实验目的：甲、乙装置中液体相同、燃料不同，用于比较不同燃料的热值；甲、丙装置中燃料相同、液体不同，用于比较不同物质的吸热能力（比热容）。逐一分析各选项：
选项A：甲、乙中液体a的质量和比热容相同，根据公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，温度计示数变化（$\Delta t$）可反映液体吸热的多少（$c$、$m$固定时，$\Delta t$越大，$Q_{吸}$越大），该选项逻辑成立。
选项B：甲、丙中燃料相同，热值一致，无法通过该组实验比较燃料热值，该选项错误。
选项C：甲中$T_甲＞T_乙$，液体a的$m$、$c$相同，由$Q_{吸}=cm\Delta t$可知，甲中液体吸热更多，即燃料1放出的热量更多；燃料质量相同，故$q_1＞q_2$，该选项错误。
选项D：研究不同物质吸热升温（比热容实验）时，需控制燃料完全相同，保证相同时间放热相同，因此燃料质量必须相等，该选项错误。
【解析】
本题考查热值与比热容的实验探究，核心是控制变量法的应用：
1. 分析选项A：甲、乙装置中，液体均为a，质量$m$、比热容$c$相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，温度计示数变化（$\Delta t$）与液体吸收的热量成正比，因此可通过温度计示数变化比较液体吸热的多少，A正确。
2. 分析选项B：甲、丙装置中燃料相同，热值相同，无法比较燃料热值；该组实验目的是比较不同液体的吸热能力，B错误。
3. 分析选项C：甲中$T_甲＞T_乙$，液体a的$m$、$c$相同，由$Q_{吸}=cm\Delta t$得，甲中液体吸热更多，说明燃料1放出的热量更多；燃料质量相同，故$q_1=\frac{Q}{m}$，因此$q_1＞q_2$，C错误。
4. 分析选项D：研究不同物质吸热升温（比热容实验）时，需控制燃料相同，保证相同时间内放出的热量相同，因此燃料质量必须相等，D错误。
【答案】
A
【知识点】
热值、比热容、控制变量法
【点评】
本题结合热值和比热容实验，重点考查控制变量法的应用，需明确不同实验的变量控制要求，区分“比较燃料热值”和“比较物质吸热能力”的实验装置差异，易错点是混淆两组实验的控制条件。
【难度系数】
0.5
10.(2025·启东期末)某品牌汽车进行油耗测试时,沿水平路面匀速直线行驶2000m,若发动机提供的牵引力为$1.26×10^3$N,消耗柴油0.2kg.已知$c_{水}=4.2×10^3$J/(kg·℃),$q_{柴油}=4.2×10^7$J/kg.求：
(1)0.2kg的柴油完全燃烧释放的热量.
(2)此过程汽车发动机的效率.
(3)若0.2kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收,可将多少千克水从20℃加热到70℃？
(1)0.2kg的柴油完全燃烧释放的热量.
(2)此过程汽车发动机的效率.
(3)若0.2kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收,可将多少千克水从20℃加热到70℃？
答案
10.解:(1)0.2kg的柴油完全燃烧释放的热量
$Q_{放}=mq_{柴油}=0.2kg×4.2×10^7J/kg=8.4×10^6J$,
(2)发动机提供的牵引力$F=1.26×10^3N$,汽车匀速直线行驶的距离$s=2000m$,则牵引力做的有用功
$W=Fs=1.26×10^3N×2000m=2.52×10^6J$,
此过程汽车发动机的效率
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{2.52×10^6J}{8.4×10^6J}×100\%=30\%$.
(3)若0.2kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收,则
水吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=8.4×10^6J$,
由$Q_{吸}=cmΔt$可得,水的质量$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}Δt}=\frac{8.4×10^6J}{4.2×10^3J/(kg·℃)×(70℃-20℃)}=40kg$.
$Q_{放}=mq_{柴油}=0.2kg×4.2×10^7J/kg=8.4×10^6J$,
(2)发动机提供的牵引力$F=1.26×10^3N$,汽车匀速直线行驶的距离$s=2000m$,则牵引力做的有用功
$W=Fs=1.26×10^3N×2000m=2.52×10^6J$,
此过程汽车发动机的效率
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{2.52×10^6J}{8.4×10^6J}×100\%=30\%$.
(3)若0.2kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收,则
水吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=8.4×10^6J$,
由$Q_{吸}=cmΔt$可得,水的质量$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}Δt}=\frac{8.4×10^6J}{4.2×10^3J/(kg·℃)×(70℃-20℃)}=40kg$.
解析
【分析】
本题是力学与热学结合的基础计算题，解题思路如下：
1. 第(1)问：求柴油完全燃烧释放的热量，直接用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，代入柴油质量和热值计算；
2. 第(2)问：发动机效率是有用功与总热量的比值，有用功为牵引力做的功，用$W=Fs$计算，再根据效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$代入数值求解；
3. 第(3)问：柴油放热全部被水吸收，即$Q_{吸}=Q_{放}$，利用热量公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，变形后求水的质量（$\Delta t$为水升高的温度）。
【解析】
解：(1) 0.2kg柴油完全燃烧释放的热量：
$Q_{放}=mq_{柴油}=0.2kg×4.2×10^7J/kg=8.4×10^6J$；
(2) 汽车匀速行驶时，牵引力做的有用功：
$W=Fs=1.26×10^3N×2000m=2.52×10^6J$；
发动机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{2.52×10^6J}{8.4×10^6J}×100\%=30\%$；
(3) 由题意知，水吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=8.4×10^6J$，
水升高的温度$\Delta t=70℃-20℃=50℃$，
根据$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，可得水的质量：
$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{8.4×10^6J}{4.2×10^3J/(kg·℃)×50℃}=40kg$；
【答案】
(1) $8.4×10^6J$；
(2) $30\%$；
(3) $40kg$；
【知识点】
燃料的热值应用、热机效率计算、热量的计算；
【点评】
本题是基础综合计算题，考查核心公式的应用，步骤清晰，注重对基础知识点的掌握，适合期末复习巩固。
【难度系数】
0.7
本题是力学与热学结合的基础计算题，解题思路如下：
1. 第(1)问：求柴油完全燃烧释放的热量，直接用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，代入柴油质量和热值计算；
2. 第(2)问：发动机效率是有用功与总热量的比值，有用功为牵引力做的功，用$W=Fs$计算，再根据效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$代入数值求解；
3. 第(3)问：柴油放热全部被水吸收，即$Q_{吸}=Q_{放}$，利用热量公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，变形后求水的质量（$\Delta t$为水升高的温度）。
【解析】
解：(1) 0.2kg柴油完全燃烧释放的热量：
$Q_{放}=mq_{柴油}=0.2kg×4.2×10^7J/kg=8.4×10^6J$；
(2) 汽车匀速行驶时，牵引力做的有用功：
$W=Fs=1.26×10^3N×2000m=2.52×10^6J$；
发动机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{2.52×10^6J}{8.4×10^6J}×100\%=30\%$；
(3) 由题意知，水吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=8.4×10^6J$，
水升高的温度$\Delta t=70℃-20℃=50℃$，
根据$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，可得水的质量：
$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{8.4×10^6J}{4.2×10^3J/(kg·℃)×50℃}=40kg$；
【答案】
(1) $8.4×10^6J$；
(2) $30\%$；
(3) $40kg$；
【知识点】
燃料的热值应用、热机效率计算、热量的计算；
【点评】
本题是基础综合计算题，考查核心公式的应用，步骤清晰，注重对基础知识点的掌握，适合期末复习巩固。
【难度系数】
0.7
