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7 为了减少焚烧秸秆造成的大气污染，可对秸秆进行回收加工，制成秸秆煤。完全燃烧2 kg秸秆煤可放出
$4.2×10^7$
J的热量；若这些热量完全被水吸收，可使500
kg的水由20℃升高到40℃；若秸秆煤不完全燃烧，则它的热值不变
（选填“变大”“变小”或“不变”）。[$q_{秸秆}=2.1× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$，$c_{水}=4.2× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$]答案
$4.2×10^7$
500
不变
500
不变
解析
【分析】
本题需分三步解答：1. 利用热值公式计算完全燃烧秸秆煤放出的热量；2. 利用热量吸收公式，结合水的温度变化计算水的质量；3. 根据热值的特性判断不完全燃烧时热值的变化。
【解析】
1. 完全燃烧2kg秸秆煤放出的热量：根据热值公式 $ Q_{\mathrm{放}} = mq $，代入数据得 $ Q_{\mathrm{放}} = 2\ \mathrm{kg} × 2.1 × 10^7\ \mathrm{J/kg} = 4.2 × 10^7\ \mathrm{J} $；
2. 水吸收的热量 $ Q_{\mathrm{吸}} = Q_{\mathrm{放}} = 4.2 × 10^7\ \mathrm{J} $，水升高的温度 $ \Delta t = 40°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C} = 20°\mathrm{C} $，根据热量公式 $ Q_{\mathrm{吸}} = cm\Delta t $，变形得水的质量 $ m_{\mathrm{水}} = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}\Delta t} = \frac{4.2 × 10^7\ \mathrm{J}}{4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 20°\mathrm{C}} = 500\ \mathrm{kg} $；
3. 热值是燃料本身的特性，仅与燃料种类有关，与燃烧是否完全无关，因此秸秆煤不完全燃烧时热值不变。
【答案】
$ 4.2×10^7 $；500；不变
【知识点】
热值计算、热量计算、热值的特性
【点评】
本题考查热学基础的热值与热量计算，核心是掌握相关公式和热值的概念，属于基础题，适合巩固热学基础知识。
【难度系数】
0.8
本题需分三步解答：1. 利用热值公式计算完全燃烧秸秆煤放出的热量；2. 利用热量吸收公式，结合水的温度变化计算水的质量；3. 根据热值的特性判断不完全燃烧时热值的变化。
【解析】
1. 完全燃烧2kg秸秆煤放出的热量：根据热值公式 $ Q_{\mathrm{放}} = mq $，代入数据得 $ Q_{\mathrm{放}} = 2\ \mathrm{kg} × 2.1 × 10^7\ \mathrm{J/kg} = 4.2 × 10^7\ \mathrm{J} $；
2. 水吸收的热量 $ Q_{\mathrm{吸}} = Q_{\mathrm{放}} = 4.2 × 10^7\ \mathrm{J} $，水升高的温度 $ \Delta t = 40°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C} = 20°\mathrm{C} $，根据热量公式 $ Q_{\mathrm{吸}} = cm\Delta t $，变形得水的质量 $ m_{\mathrm{水}} = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}\Delta t} = \frac{4.2 × 10^7\ \mathrm{J}}{4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 20°\mathrm{C}} = 500\ \mathrm{kg} $；
3. 热值是燃料本身的特性，仅与燃料种类有关，与燃烧是否完全无关，因此秸秆煤不完全燃烧时热值不变。
【答案】
$ 4.2×10^7 $；500；不变
【知识点】
热值计算、热量计算、热值的特性
【点评】
本题考查热学基础的热值与热量计算，核心是掌握相关公式和热值的概念，属于基础题，适合巩固热学基础知识。
【难度系数】
0.8
8 合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，1kg垃圾能“榨”出0.17kg燃料油，若燃料油的热值为$4.0× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为
$6.8×10^6$
J，燃烧时燃料油的热值不变
（选填“变大”“变小”或“不变”），燃料油的化学能转化为内
能；若这些热量的42%被水吸收，则可以使8.5
kg的水温度从$20°\mathrm{C}$升高到$100°\mathrm{C}$，这是通过热传递
的方式改变了水的内能。[$c_{\mathrm{水}}=4.2× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg}·°\mathrm{C)}$]答案
$6.8×10^6$
不变
内
8.5
热传递
不变
内
8.5
热传递
解析
【分析】
本题需分步骤解决：①根据燃料油的质量和热值，利用公式计算完全燃烧释放的热量；②明确热值是燃料的固有属性，与燃烧情况无关；③判断燃料燃烧时的能量转化形式；④利用热量的吸收效率和水的吸热公式计算水的质量；⑤区分改变内能的两种方式，判断加热水的方式。
【解析】
1. 计算燃料油完全燃烧释放的热量：
根据公式 $ Q_{\mathrm{放}} = mq $，其中燃料油质量 $ m = 0.17\ \mathrm{kg} $，热值 $ q = 4.0×10^7\ \mathrm{J/kg} $，则：
$ Q_{\mathrm{放}} = 0.17\ \mathrm{kg} × 4.0×10^7\ \mathrm{J/kg} = 6.8×10^6\ \mathrm{J} $。
2. 热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否燃烧、质量多少无关，因此燃烧时燃料油的热值不变。
3. 燃料油燃烧时，消耗化学能，产生内能，故化学能转化为内能。
4. 计算水的质量：
水吸收的热量 $ Q_{\mathrm{吸}} = ηQ_{\mathrm{放}} = 42\% × 6.8×10^6\ \mathrm{J} = 2.856×10^6\ \mathrm{J} $；
根据吸热公式 $ Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}Δt $，其中 $ Δt = 100℃ - 20℃ = 80℃ $，$ c_{\mathrm{水}} = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} $，则：
$ m_{\mathrm{水}} = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}Δt} = \frac{2.856×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 80℃} = 8.5\ \mathrm{kg} $。
5. 水吸收热量温度升高，是通过热传递的方式改变了水的内能。
【答案】
$ 6.8×10^6 $；不变；内；8.5；热传递
【知识点】
燃料的热值、热量的计算、内能的改变
【点评】
本题综合考查热值、热量计算、能量转化及内能改变的方式，属于初中物理基础题，需学生熟练掌握相关公式和概念，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题需分步骤解决：①根据燃料油的质量和热值，利用公式计算完全燃烧释放的热量；②明确热值是燃料的固有属性，与燃烧情况无关；③判断燃料燃烧时的能量转化形式；④利用热量的吸收效率和水的吸热公式计算水的质量；⑤区分改变内能的两种方式，判断加热水的方式。
【解析】
1. 计算燃料油完全燃烧释放的热量：
根据公式 $ Q_{\mathrm{放}} = mq $，其中燃料油质量 $ m = 0.17\ \mathrm{kg} $，热值 $ q = 4.0×10^7\ \mathrm{J/kg} $，则：
$ Q_{\mathrm{放}} = 0.17\ \mathrm{kg} × 4.0×10^7\ \mathrm{J/kg} = 6.8×10^6\ \mathrm{J} $。
2. 热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否燃烧、质量多少无关，因此燃烧时燃料油的热值不变。
3. 燃料油燃烧时，消耗化学能，产生内能，故化学能转化为内能。
4. 计算水的质量：
水吸收的热量 $ Q_{\mathrm{吸}} = ηQ_{\mathrm{放}} = 42\% × 6.8×10^6\ \mathrm{J} = 2.856×10^6\ \mathrm{J} $；
根据吸热公式 $ Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}Δt $，其中 $ Δt = 100℃ - 20℃ = 80℃ $，$ c_{\mathrm{水}} = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} $，则：
$ m_{\mathrm{水}} = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}Δt} = \frac{2.856×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 80℃} = 8.5\ \mathrm{kg} $。
5. 水吸收热量温度升高，是通过热传递的方式改变了水的内能。
【答案】
$ 6.8×10^6 $；不变；内；8.5；热传递
【知识点】
燃料的热值、热量的计算、内能的改变
【点评】
本题综合考查热值、热量计算、能量转化及内能改变的方式，属于初中物理基础题，需学生熟练掌握相关公式和概念，难度适中。
【难度系数】
0.7
9 采用煤炉加热，将3 kg的水加热到沸腾，水温升高了$60°C$。已知$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg· °C)$，取$q_{煤}=3×10^{7}J/kg$。
（1）求水吸收的热量。
（2）若煤炉加热水的效率为40%，则需要完全燃烧多少千克的煤？
（1）求水吸收的热量。
（2）若煤炉加热水的效率为40%，则需要完全燃烧多少千克的煤？
答案
(1) $Q_水 = c_水 m \Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 3\ \mathrm{kg} × 60℃ = 7.56×10^5\ \mathrm{J}$。
(2) $mq × 40\% = Q_水$
$m × 3×10^7\ \mathrm{J/kg} × 40\% = 7.56×10^5\ \mathrm{J}$
解得 $m=0.063\ \mathrm{kg}$。
(2) $mq × 40\% = Q_水$
$m × 3×10^7\ \mathrm{J/kg} × 40\% = 7.56×10^5\ \mathrm{J}$
解得 $m=0.063\ \mathrm{kg}$。
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问求水吸收的热量，需运用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，题目已给出水的比热容、质量和升高的温度，直接代入公式计算即可；第二问需结合热效率公式和热值公式，先根据效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$求出煤完全燃烧放出的总热量$Q_{放}$，再利用$Q_{放}=mq$变形得到需要燃烧煤的质量$m$，代入已知量计算即可。
【解析】
（1）根据吸热公式计算水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×3\ \mathrm{kg}×60℃=7.56×10^5\ \mathrm{J}$。
（2）已知煤炉加热效率为40%，根据热效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$，可得煤完全燃烧放出的热量$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}$；又因为$Q_{放}=mq$，联立得：
$mq×40\%=Q_{吸}$
代入数据：$m×3×10^7\ \mathrm{J/kg}×40\%=7.56×10^5\ \mathrm{J}$
解得：$m=0.063\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) $Q_水 = c_水 m \Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 3\ \mathrm{kg} × 60℃ = 7.56×10^5\ \mathrm{J}$。(2) $mq × 40\% = Q_水$，$m × 3×10^7\ \mathrm{J/kg} × 40\% = 7.56×10^5\ \mathrm{J}$，解得 $m=0.063\ \mathrm{kg}$。
【知识点】
热量计算、热值应用、热效率计算
【点评】
本题是热学中基础的热量与效率结合的计算题，主要考查学生对吸热公式、热值公式及热效率公式的掌握和运用，属于常规题型，难度不大，只要牢记相关公式并正确代入数值即可解答。
【难度系数】
0.3
本题分为两小问，第一问求水吸收的热量，需运用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，题目已给出水的比热容、质量和升高的温度，直接代入公式计算即可；第二问需结合热效率公式和热值公式，先根据效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$求出煤完全燃烧放出的总热量$Q_{放}$，再利用$Q_{放}=mq$变形得到需要燃烧煤的质量$m$，代入已知量计算即可。
【解析】
（1）根据吸热公式计算水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×3\ \mathrm{kg}×60℃=7.56×10^5\ \mathrm{J}$。
（2）已知煤炉加热效率为40%，根据热效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$，可得煤完全燃烧放出的热量$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}$；又因为$Q_{放}=mq$，联立得：
$mq×40\%=Q_{吸}$
代入数据：$m×3×10^7\ \mathrm{J/kg}×40\%=7.56×10^5\ \mathrm{J}$
解得：$m=0.063\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) $Q_水 = c_水 m \Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 3\ \mathrm{kg} × 60℃ = 7.56×10^5\ \mathrm{J}$。(2) $mq × 40\% = Q_水$，$m × 3×10^7\ \mathrm{J/kg} × 40\% = 7.56×10^5\ \mathrm{J}$，解得 $m=0.063\ \mathrm{kg}$。
【知识点】
热量计算、热值应用、热效率计算
【点评】
本题是热学中基础的热量与效率结合的计算题，主要考查学生对吸热公式、热值公式及热效率公式的掌握和运用，属于常规题型，难度不大，只要牢记相关公式并正确代入数值即可解答。
【难度系数】
0.3
10 若某汽车发动机的效率为40%，消耗3 kg汽油可使该车在水平路面上匀速行驶40 km。
（1）已知汽油的热值是$4.6×10^7$ J/kg，求3 kg汽油完全燃烧放出的热量。
（2）求汽车发动机做的有用功$W_{有用}$及牵引力F。
（1）已知汽油的热值是$4.6×10^7$ J/kg，求3 kg汽油完全燃烧放出的热量。
（2）求汽车发动机做的有用功$W_{有用}$及牵引力F。
答案
(1) $Q = mq = 3\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 1.38×10^8\ \mathrm{J}$。
(2) 由$W_{有用}=1.38×10^8\ \mathrm{J} × 40\% = 5.52×10^7\ \mathrm{J}$，可得
$F = \frac{W_{有用}}{s} = \frac{5.52×10^7\ \mathrm{J}}{40×10^3\ \mathrm{m}} = 1380\ \mathrm{N}$
(2) 由$W_{有用}=1.38×10^8\ \mathrm{J} × 40\% = 5.52×10^7\ \mathrm{J}$，可得
$F = \frac{W_{有用}}{s} = \frac{5.52×10^7\ \mathrm{J}}{40×10^3\ \mathrm{m}} = 1380\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问求汽油完全燃烧放出的热量，需利用热值公式$Q=mq$直接计算；第二问先根据热机效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{Q}$求出有用功，再结合功的公式$W=Fs$，注意路程单位转换，计算牵引力。
【解析】
(1) 汽油完全燃烧放出的热量：
$Q = mq = 3\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 1.38×10^8\ \mathrm{J}$。
(2) 汽车发动机做的有用功：
$W_{有用}=Q×\eta = 1.38×10^8\ \mathrm{J} × 40\% = 5.52×10^7\ \mathrm{J}$；
行驶路程$s=40\ \mathrm{km}=4×10^4\ \mathrm{m}$，由$W_{有用}=Fs$得牵引力：
$F = \frac{W_{有用}}{s} = \frac{5.52×10^7\ \mathrm{J}}{4×10^4\ \mathrm{m}} = 1380\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) $1.38×10^8\ \mathrm{J}$；(2) $W_{有用}=5.52×10^7\ \mathrm{J}$，$F=1380\ \mathrm{N}$
【知识点】
热值计算、热机效率、功的计算
【点评】
本题是热学与力学结合的基础计算题，核心考查相关公式的应用，解题关键是牢记公式并统一单位，难度适中，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问，第一问求汽油完全燃烧放出的热量，需利用热值公式$Q=mq$直接计算；第二问先根据热机效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{Q}$求出有用功，再结合功的公式$W=Fs$，注意路程单位转换，计算牵引力。
【解析】
(1) 汽油完全燃烧放出的热量：
$Q = mq = 3\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 1.38×10^8\ \mathrm{J}$。
(2) 汽车发动机做的有用功：
$W_{有用}=Q×\eta = 1.38×10^8\ \mathrm{J} × 40\% = 5.52×10^7\ \mathrm{J}$；
行驶路程$s=40\ \mathrm{km}=4×10^4\ \mathrm{m}$，由$W_{有用}=Fs$得牵引力：
$F = \frac{W_{有用}}{s} = \frac{5.52×10^7\ \mathrm{J}}{4×10^4\ \mathrm{m}} = 1380\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) $1.38×10^8\ \mathrm{J}$；(2) $W_{有用}=5.52×10^7\ \mathrm{J}$，$F=1380\ \mathrm{N}$
【知识点】
热值计算、热机效率、功的计算
【点评】
本题是热学与力学结合的基础计算题，核心考查相关公式的应用，解题关键是牢记公式并统一单位，难度适中，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.6
