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1. 关于燃料及其热值,下列说法中正确的是
（
A.没有燃烧的燃料,热值等于零
B.燃料完全燃烧时,它的热值最大
C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D.燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
（
C
）A.没有燃烧的燃料,热值等于零
B.燃料完全燃烧时,它的热值最大
C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D.燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
答案
1. C 解析:热值是燃料本身的性质,与燃烧状态和质量无关,故C正确.
解析
【分析】
这是一道热值相关的概念辨析题，解题的核心思路是先牢牢抓住热值的本质属性：热值是燃料本身固有的特性，仅由燃料的种类决定，和燃料是否燃烧、燃烧是否充分、质量大小、燃烧温度等外部条件都没有关联。接下来我们逐个对照选项逐一排查，先排除错误理解热值属性的A、B选项，再排除混淆燃料放热影响因素的D选项，就能得到正确答案。
【解析】
我们对每个选项逐一分析判断：
1. 选项A：热值是燃料的固有属性，和燃料有没有发生燃烧无关，未燃烧的燃料热值也不为零，A说法错误。
2. 选项B：同一种燃料的热值是固定值，不会随着燃料完全燃烧就变大，热值和燃烧的充分程度没有关系，B说法错误。
3. 选项C：燃料的热值只由燃料的种类决定，和燃料的质量大小、实际燃烧状态都无关，该说法正确。
4. 选项D：燃料燃烧放出的热量满足公式Q=mq，放热多少和燃料的热值、燃料质量、燃烧是否完全有关，和燃烧时的温度没有直接关联，D说法错误。
综上，正确选项为C。
【答案】
C
【知识点】
热值的特性；燃料放热计算
【点评】
本题属于热学基础概念题，易错点是初学者容易误认为热值和燃烧的剧烈程度、燃烧状态有关，解题时要明确热值是燃料自身的固有属性，是定义层面的特性值，和实际燃烧过程的各类外部条件无关，同时要区分开热值和实际燃烧释放热量的不同影响因素。
【难度系数】
0.9
这是一道热值相关的概念辨析题，解题的核心思路是先牢牢抓住热值的本质属性：热值是燃料本身固有的特性，仅由燃料的种类决定，和燃料是否燃烧、燃烧是否充分、质量大小、燃烧温度等外部条件都没有关联。接下来我们逐个对照选项逐一排查，先排除错误理解热值属性的A、B选项，再排除混淆燃料放热影响因素的D选项，就能得到正确答案。
【解析】
我们对每个选项逐一分析判断：
1. 选项A：热值是燃料的固有属性，和燃料有没有发生燃烧无关，未燃烧的燃料热值也不为零，A说法错误。
2. 选项B：同一种燃料的热值是固定值，不会随着燃料完全燃烧就变大，热值和燃烧的充分程度没有关系，B说法错误。
3. 选项C：燃料的热值只由燃料的种类决定，和燃料的质量大小、实际燃烧状态都无关，该说法正确。
4. 选项D：燃料燃烧放出的热量满足公式Q=mq，放热多少和燃料的热值、燃料质量、燃烧是否完全有关，和燃烧时的温度没有直接关联，D说法错误。
综上，正确选项为C。
【答案】
C
【知识点】
热值的特性；燃料放热计算
【点评】
本题属于热学基础概念题，易错点是初学者容易误认为热值和燃烧的剧烈程度、燃烧状态有关，解题时要明确热值是燃料自身的固有属性，是定义层面的特性值，和实际燃烧过程的各类外部条件无关，同时要区分开热值和实际燃烧释放热量的不同影响因素。
【难度系数】
0.9
2. 下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是
(
A.$\begin{array}{c}1\ 000\ \mathrm{J}\\ \mathrm{内能}\end{array}$ $\xrightarrow{\mathrm{输入}}$ 热机 $\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 600 J 机械能；$\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 600 J 内能
B.$\begin{array}{c}1\ 000\ \mathrm{J}\\ \mathrm{电能}\end{array}$ $\xrightarrow{\mathrm{输入}}$ 热机 $\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 300 J 机械能；$\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 700 J 内能
C.$\begin{array}{c}1\ 000\ \mathrm{J}\\ \mathrm{内能}\end{array}$ $\xrightarrow{\mathrm{输入}}$ 热机 $\xrightarrow{\mathrm{输出}}$ 1 000 J 机械能
D.$\begin{array}{c}1\ 000\ \mathrm{J}\\ \mathrm{内能}\end{array}$ $\xrightarrow{\mathrm{输入}}$ 热机 $\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 300 J 机械能；$\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 700 J 内能
(
D
)A.$\begin{array}{c}1\ 000\ \mathrm{J}\\ \mathrm{内能}\end{array}$ $\xrightarrow{\mathrm{输入}}$ 热机 $\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 600 J 机械能；$\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 600 J 内能
B.$\begin{array}{c}1\ 000\ \mathrm{J}\\ \mathrm{电能}\end{array}$ $\xrightarrow{\mathrm{输入}}$ 热机 $\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 300 J 机械能；$\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 700 J 内能
C.$\begin{array}{c}1\ 000\ \mathrm{J}\\ \mathrm{内能}\end{array}$ $\xrightarrow{\mathrm{输入}}$ 热机 $\xrightarrow{\mathrm{输出}}$ 1 000 J 机械能
D.$\begin{array}{c}1\ 000\ \mathrm{J}\\ \mathrm{内能}\end{array}$ $\xrightarrow{\mathrm{输入}}$ 热机 $\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 300 J 机械能；$\xrightarrow[\mathrm{输出}]{\mathrm{输出}}$ 700 J 内能
答案
2. D 解析:热机燃烧燃料放出的能量,有部分转化为提供热机动力的机械能,还有部分能量散失了.而汽油机的效率一般为20%~30%,则机械能约为$W_{机械能}=ηW=30\% ×1000J=300J$,散失的内能$W_{内能}=W-W_{机械能}=1000J-300J=700J$,故D符合题意.
解析
【分析】
我们可以分三步来思考这道题：第一步先明确热机的基本定义，热机的作用是将内能转化为机械能，因此输入热机的能量必须是内能，就能先排除输入电能的错误选项。第二步结合能量守恒定律，输入热机的总能量一定等于所有输出能量的总和，总输出能量不可能大于输入能量，据此排除违背能量守恒的选项。第三步结合实际热机的工作特点，热机工作时必然存在散热、废气带走能量、摩擦损耗等能量损失，热机效率不可能达到100%，且汽车汽油机的实际效率仅为20%~30%，据此筛选出符合实际的正确选项。
【解析】
解：
1. 排除选项B：热机是将内能转化为机械能的装置，输入热机的能量应为内能，B选项输入的是电能，不符合热机的能量流向特点，错误。
2. 排除选项A：根据能量守恒定律，输入热机的总能量等于所有输出能量之和，A选项输入总内能为1000J，输出总能量为600J+600J=1200J，总输出大于总输入，违背能量守恒定律，错误。
3. 排除选项C：热机工作过程中不可避免存在能量损耗，热机效率不可能达到100%，C选项输入1000J内能全部转化为机械能，效率为100%，不可能实现，错误。
4. 验证选项D：汽车用汽油机的实际效率通常为20%~30%，当输入总内能为1000J时，可输出的有用机械能约为200J~300J，剩余700J~800J的能量以内能形式散失，D选项输出300J机械能、700J内能，总输出等于输入的1000J，既符合能量守恒，也符合实际热机的效率范围，正确。
【答案】
D
【知识点】
热机能量转化，能量守恒定律，热机效率
【点评】
本题围绕热机的能量流向展开考察，需要同时结合热机的定义、能量守恒规律、实际热机效率范围三个维度判断选项，易错点是容易忽略能量守恒直接判断效率，或是混淆热机的输入能量类型，属于热机基础概念的综合应用题。
【难度系数】
0.8
我们可以分三步来思考这道题：第一步先明确热机的基本定义，热机的作用是将内能转化为机械能，因此输入热机的能量必须是内能，就能先排除输入电能的错误选项。第二步结合能量守恒定律，输入热机的总能量一定等于所有输出能量的总和，总输出能量不可能大于输入能量，据此排除违背能量守恒的选项。第三步结合实际热机的工作特点，热机工作时必然存在散热、废气带走能量、摩擦损耗等能量损失，热机效率不可能达到100%，且汽车汽油机的实际效率仅为20%~30%，据此筛选出符合实际的正确选项。
【解析】
解：
1. 排除选项B：热机是将内能转化为机械能的装置，输入热机的能量应为内能，B选项输入的是电能，不符合热机的能量流向特点，错误。
2. 排除选项A：根据能量守恒定律，输入热机的总能量等于所有输出能量之和，A选项输入总内能为1000J，输出总能量为600J+600J=1200J，总输出大于总输入，违背能量守恒定律，错误。
3. 排除选项C：热机工作过程中不可避免存在能量损耗，热机效率不可能达到100%，C选项输入1000J内能全部转化为机械能，效率为100%，不可能实现，错误。
4. 验证选项D：汽车用汽油机的实际效率通常为20%~30%，当输入总内能为1000J时，可输出的有用机械能约为200J~300J，剩余700J~800J的能量以内能形式散失，D选项输出300J机械能、700J内能，总输出等于输入的1000J，既符合能量守恒，也符合实际热机的效率范围，正确。
【答案】
D
【知识点】
热机能量转化，能量守恒定律，热机效率
【点评】
本题围绕热机的能量流向展开考察，需要同时结合热机的定义、能量守恒规律、实际热机效率范围三个维度判断选项，易错点是容易忽略能量守恒直接判断效率，或是混淆热机的输入能量类型，属于热机基础概念的综合应用题。
【难度系数】
0.8
3. 核心素养 物理观念 如图所示,用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热,两图装置均相同.燃料的质量用$m$表示,燃料充分燃尽时水升高的温度用$\Delta t$表示(水未沸腾)
(
A.若$m$相同,$\Delta t$越小,燃料的热值越大
B.若$\Delta t$相同,$m$越大,燃料的热值越大
C.若$\frac{m}{\Delta t}$的值越大,燃料的热值越大
D.若$\frac{\Delta t}{m}$的值越大,燃料的热值越大
(
D
)A.若$m$相同,$\Delta t$越小,燃料的热值越大
B.若$\Delta t$相同,$m$越大,燃料的热值越大
C.若$\frac{m}{\Delta t}$的值越大,燃料的热值越大
D.若$\frac{\Delta t}{m}$的值越大,燃料的热值越大
答案
3. D 解析:本题考查比较不同燃料热值的实验.两杯水吸收的热量$Q_{吸}=cm_{水}Δt$,燃料放出的热量$Q_{放}=mq$,假设装置热效率为$η$,即$Q_{吸}=ηQ_{放}$,则燃料热值为:$q=\frac {cm_{水}Δt}{ηm}$,由题意可知,$c$、$m_{水}$、$η$均是不变量,故若$\frac {Δt}{m}$的值越大,燃料的热值越大,D选项符合题意.
解析
【分析】
这是一道比较不同燃料热值的实验类题目，解题思路如下：第一步先理清实验中的能量传递逻辑：燃料燃烧释放热量，其中一部分热量被水吸收，使水的温度升高；第二步分别写出水吸热的计算公式、燃料完全燃烧放热的计算公式，结合装置热效率的关联关系，推导出燃料热值的表达式；第三步结合题目给出的条件，明确哪些物理量是固定不变的，进而得到热值和燃料质量m、水升温Δt的比例关系，最后逐个验证选项即可得到正确结论。
【解析】
1. 水吸收热量的计算公式为：$Q_{吸}=c m_{水} \Delta t$，其中$c$为水的比热容，$m_{水}$为水的质量，$\Delta t$为水升高的温度。
2. 燃料完全燃烧释放热量的计算公式为：$Q_{放}=m q$，其中$m$为燃料的质量，$q$为燃料的热值。
3. 实验中燃料释放的热量无法全部被水吸收，设装置的热效率为$\eta$，则水吸收的热量和燃料总放热量满足关系：$Q_{吸}=\eta Q_{放}$。
4. 将两个热量公式代入上述关系，整理变形得到热值的推导式：
$$c m_{水} \Delta t = \eta · m q$ $$q=\frac{c m_{水} \Delta t}{\eta m}$
5. 本题中两套实验装置完全相同，水的质量、初温也完全一致，因此$c$、$m_{水}$、$\eta$均为不变的常量，热值$q$的大小和$\frac{\Delta t}{m}$成正比。
6. 逐一判断选项：
A选项：若$m$相同，$\Delta t$越小，由推导式可得热值$q$越小，A错误；
B选项：若$\Delta t$相同，$m$越大，由推导式可得热值$q$越小，B错误；
C选项：若$\frac{m}{\Delta t}$的值越大，对应$\frac{\Delta t}{m}$的值越小，热值$q$越小，C错误；
D选项：若$\frac{\Delta t}{m}$的值越大，由推导式可得热值$q$越大，D正确。
【答案】D
【知识点】
吸热公式，燃料热值，热效率
【点评】
本题没有直接考察热值的概念记忆，而是结合实验场景考察变量推导能力，需要学生理清能量传递的逻辑，通过公式推导得到物理量的比例关系，避免凭直觉判断对错，是热值探究实验的典型考法，能很好锻炼学生的物理推导思维。
【难度系数】
0.6
这是一道比较不同燃料热值的实验类题目，解题思路如下：第一步先理清实验中的能量传递逻辑：燃料燃烧释放热量，其中一部分热量被水吸收，使水的温度升高；第二步分别写出水吸热的计算公式、燃料完全燃烧放热的计算公式，结合装置热效率的关联关系，推导出燃料热值的表达式；第三步结合题目给出的条件，明确哪些物理量是固定不变的，进而得到热值和燃料质量m、水升温Δt的比例关系，最后逐个验证选项即可得到正确结论。
【解析】
1. 水吸收热量的计算公式为：$Q_{吸}=c m_{水} \Delta t$，其中$c$为水的比热容，$m_{水}$为水的质量，$\Delta t$为水升高的温度。
2. 燃料完全燃烧释放热量的计算公式为：$Q_{放}=m q$，其中$m$为燃料的质量，$q$为燃料的热值。
3. 实验中燃料释放的热量无法全部被水吸收，设装置的热效率为$\eta$，则水吸收的热量和燃料总放热量满足关系：$Q_{吸}=\eta Q_{放}$。
4. 将两个热量公式代入上述关系，整理变形得到热值的推导式：
$$c m_{水} \Delta t = \eta · m q$ $$q=\frac{c m_{水} \Delta t}{\eta m}$
5. 本题中两套实验装置完全相同，水的质量、初温也完全一致，因此$c$、$m_{水}$、$\eta$均为不变的常量，热值$q$的大小和$\frac{\Delta t}{m}$成正比。
6. 逐一判断选项：
A选项：若$m$相同，$\Delta t$越小，由推导式可得热值$q$越小，A错误；
B选项：若$\Delta t$相同，$m$越大，由推导式可得热值$q$越小，B错误；
C选项：若$\frac{m}{\Delta t}$的值越大，对应$\frac{\Delta t}{m}$的值越小，热值$q$越小，C错误；
D选项：若$\frac{\Delta t}{m}$的值越大，由推导式可得热值$q$越大，D正确。
【答案】D
【知识点】
吸热公式，燃料热值，热效率
【点评】
本题没有直接考察热值的概念记忆，而是结合实验场景考察变量推导能力，需要学生理清能量传递的逻辑，通过公式推导得到物理量的比例关系，避免凭直觉判断对错，是热值探究实验的典型考法，能很好锻炼学生的物理推导思维。
【难度系数】
0.6
4. 如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图像,从图中可看出A燃料的热值
小于
（填“大于”“小于”或“等于”）B燃料的热值,若质量100 g的B燃料完全燃烧释放的热量为$4.6×10^6$ J,则B燃料的热值是$4.6×10^{7}$
J/kg.答案
4. 小于 $4.6×10^{7}$ 解析:由图可知,当二者质量相等时,$B$燃料燃烧时放出的热量多,根据热值的定义可以知道,$B$燃料的热值大.$B$燃料的热值为$q=\frac {Q}{m}=\frac {4.6×10^{6}J}{100g}=\frac {4.6×10^{6}J}{0.1kg}=4.6×10^{7}J/kg.$
解析
【分析】
首先回忆热值的定义：单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，计算公式为$q=\frac{Q}{m}$。解题时首先使用控制变量法，在图像上取质量m相同的位置，对比A、B对应的完全燃烧释放的热量Q的大小：相同质量下B的放热更多，代入公式就能判断A、B热值的大小关系。第二空计算B的热值时，先把已知的质量单位从克换算为千克，再代入热值公式直接计算即可。
【解析】
1. 比较A、B燃料的热值大小：
根据热值的计算公式$q=\frac{Q}{m}$，取A、B质量相等的情况，从图像中可以观察到，相同质量下B燃料完全燃烧释放的热量$Q_B＞Q_A$，代入公式可得$q_B＞q_A$，因此A燃料的热值小于B燃料的热值。
2. 计算B燃料的热值：
已知B燃料的质量$m=100\ \mathrm{g}=0.1\ \mathrm{kg}$，完全燃烧释放的热量$Q=4.6×10^6\ \mathrm{J}$，将数值代入热值公式：
$q=\frac{Q}{m}=\frac{4.6×10^6\ \mathrm{J}}{0.1\ \mathrm{kg}}=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}$
【答案】
小于；$4.6×10^7$
【知识点】
燃料的热值；热值计算
【点评】
本题结合Q-m图像考察热值的基础概念与计算，核心是利用控制变量法从图像中提取信息判断热值大小，计算过程中需要注意质量的单位换算，属于热学的基础常规题型，侧重对基础概念的理解应用。
【难度系数】
0.8
首先回忆热值的定义：单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，计算公式为$q=\frac{Q}{m}$。解题时首先使用控制变量法，在图像上取质量m相同的位置，对比A、B对应的完全燃烧释放的热量Q的大小：相同质量下B的放热更多，代入公式就能判断A、B热值的大小关系。第二空计算B的热值时，先把已知的质量单位从克换算为千克，再代入热值公式直接计算即可。
【解析】
1. 比较A、B燃料的热值大小：
根据热值的计算公式$q=\frac{Q}{m}$，取A、B质量相等的情况，从图像中可以观察到，相同质量下B燃料完全燃烧释放的热量$Q_B＞Q_A$，代入公式可得$q_B＞q_A$，因此A燃料的热值小于B燃料的热值。
2. 计算B燃料的热值：
已知B燃料的质量$m=100\ \mathrm{g}=0.1\ \mathrm{kg}$，完全燃烧释放的热量$Q=4.6×10^6\ \mathrm{J}$，将数值代入热值公式：
$q=\frac{Q}{m}=\frac{4.6×10^6\ \mathrm{J}}{0.1\ \mathrm{kg}}=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}$
【答案】
小于；$4.6×10^7$
【知识点】
燃料的热值；热值计算
【点评】
本题结合Q-m图像考察热值的基础概念与计算，核心是利用控制变量法从图像中提取信息判断热值大小，计算过程中需要注意质量的单位换算，属于热学的基础常规题型，侧重对基础概念的理解应用。
【难度系数】
0.8
5. (2025·西宁中考)小宁家自来水温度为20 ℃,他把燃气热水器的温度设定为40 ℃,洗澡时用了20 kg的热水.这些水吸收的热量是
$1.68×10^{6}$
J;若加热效率为84%,则需要完全燃烧 0.05
m³的天然气.[$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,$q_{天然气}=4.0×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{m}^3$]答案
5. $1.68×10^{6}$ 0.05 解析:这些水吸收的热量为$Q_{吸}=c_{水}mΔt=4.2×10^{3}J/(kg· ^{\circ }C)×20kg×(40^{\circ }C-20^{\circ }C)=1.68×10^{6}J$;天然气完全燃烧放出的热量为$Q_{放}=\frac {Q_{吸}}{η}=\frac {1.68×10^{6}J}{84\% }=2×10^{6}J$,则需要天然气的体积为$V=\frac {Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac {2×10^{6}J}{4.0×10^{7}J/m^{3}}=0.05m^{3}.$
解析
【分析】
这道题是热学基础综合计算题，我们可以分两步梳理思路：第一步先求水吸收的热量，已知水的比热容、质量、初温和末温，直接套用物体吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$，其中$\Delta t$是水升高的温度，等于末温减去初温，代入对应数值就能算出结果。第二步结合加热效率求天然气的体积，加热效率$\eta$的物理意义是水吸收的热量占天然气完全燃烧释放总热量的比例，先通过$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$变形求出天然气需要放出的总热量$Q_{放}$，再利用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=q_{天然气}V$，变形得到$V=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}$，代入热值数值就能算出所需天然气的体积。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
已知水的比热容$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$，质量$m=20\ \mathrm{kg}$，温度变化量$\Delta t = 40°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$，代入吸热公式得：
$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· ^{\circ }C)×20\ \mathrm{kg}×20°\mathrm{C}=1.68×10^{6}\ \mathrm{J}$
2. 计算天然气完全燃烧需要放出的热量：
已知加热效率$\eta=84\%$，由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$变形得：
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{1.68×10^{6}\ \mathrm{J}}{84\%}=2×10^{6}\ \mathrm{J}$
3. 计算需要完全燃烧的天然气体积：
已知天然气热值$q_{天然气}=4.0×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{m}^3$，由$Q_{放}=qV$变形得：
$V=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{2×10^{6}\ \mathrm{J}}{4.0×10^{7}\ \mathrm{J/m}^3}=0.05\ \mathrm{m}^3$
【答案】
$1.68×10^{6}$；$0.05$
【知识点】
比热容吸热计算；热效率应用；燃料热值计算
【点评】
本题是中考热学板块的经典基础计算题，考点直接对应课本核心公式，没有设置复杂陷阱，只要理清水吸收的热量、加热效率、燃料完全燃烧放热三者的逻辑关系，准确代入对应数值计算即可得到正确结果，属于必须掌握的得分题型。
【难度系数】
0.8
这道题是热学基础综合计算题，我们可以分两步梳理思路：第一步先求水吸收的热量，已知水的比热容、质量、初温和末温，直接套用物体吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$，其中$\Delta t$是水升高的温度，等于末温减去初温，代入对应数值就能算出结果。第二步结合加热效率求天然气的体积，加热效率$\eta$的物理意义是水吸收的热量占天然气完全燃烧释放总热量的比例，先通过$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$变形求出天然气需要放出的总热量$Q_{放}$，再利用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=q_{天然气}V$，变形得到$V=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}$，代入热值数值就能算出所需天然气的体积。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
已知水的比热容$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$，质量$m=20\ \mathrm{kg}$，温度变化量$\Delta t = 40°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$，代入吸热公式得：
$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· ^{\circ }C)×20\ \mathrm{kg}×20°\mathrm{C}=1.68×10^{6}\ \mathrm{J}$
2. 计算天然气完全燃烧需要放出的热量：
已知加热效率$\eta=84\%$，由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$变形得：
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{1.68×10^{6}\ \mathrm{J}}{84\%}=2×10^{6}\ \mathrm{J}$
3. 计算需要完全燃烧的天然气体积：
已知天然气热值$q_{天然气}=4.0×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{m}^3$，由$Q_{放}=qV$变形得：
$V=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{2×10^{6}\ \mathrm{J}}{4.0×10^{7}\ \mathrm{J/m}^3}=0.05\ \mathrm{m}^3$
【答案】
$1.68×10^{6}$；$0.05$
【知识点】
比热容吸热计算；热效率应用；燃料热值计算
【点评】
本题是中考热学板块的经典基础计算题，考点直接对应课本核心公式，没有设置复杂陷阱，只要理清水吸收的热量、加热效率、燃料完全燃烧放热三者的逻辑关系，准确代入对应数值计算即可得到正确结果，属于必须掌握的得分题型。
【难度系数】
0.8
6. (2024·宿迁中考)如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02 kg氢气，2 h能匀速骑行50 km，氢能自行车与骑行者总质量为84 kg，骑行时受到的阻力为总重的0.05倍，氢气热值为$1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg}$.氢气完全燃烧产生的热量是
$2.8×10^{6}$
J，氢气的利用效率是75%
.(g取10 N/kg)答案
6. $2.8×10^{6}$ 75% 解析:氢气完全燃烧产生的热量是$Q_{放}=m_{氢}q=0.02kg×1.4×10^{8}J/kg=2.8×10^{6}J$;骑行时受到的阻力为$f=0.05G=0.05m_{车}g=0.05×84kg×10N/kg=42N$,自行车匀速行驶,受到的牵引力与阻力平衡,所以$F=f=42N$,做的功为$W=Fs=42N×50000m=2.1×10^{6}J$,氢气的利用效率是$η=\frac {W}{Q_{放}}×100\% =\frac {2.1×10^{6}J}{2.8×10^{6}J}×100\% =75\% .$
解析
【分析】
这道题分两步逐步求解即可：第一步先求氢气完全燃烧释放的总热量，直接套用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，代入已知的氢气质量和氢气热值就能算出第一空的结果。第二步求氢气的利用效率，首先明确氢能的利用效率是自行车骑行时牵引力做的有用功和氢气完全燃烧总放热的比值：先算出人和车的总重力，根据题意阻力是总重的0.05倍算出阻力，由于自行车匀速直线骑行，二力平衡可得牵引力大小等于阻力，再用$W=Fs$算出牵引力做的有用功，最后代入效率公式就能算出利用效率。
【解析】
1. 计算氢气完全燃烧产生的热量：
已知氢气质量$m_{氢}=0.02\ \mathrm{kg}$，氢气热值$q=1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg}$，根据燃料完全燃烧放热公式：
$Q_{放} = m_{氢} q = 0.02\ \mathrm{kg} × 1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg} = 2.8×10^{6}\ \mathrm{J}$
2. 计算骑行过程中牵引力做的有用功：
首先计算自行车和骑行者的总重力：
$G = mg = 84\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 840\ \mathrm{N}$
由题意可知骑行时受到的阻力：
$f = 0.05G = 0.05 × 840\ \mathrm{N} = 42\ \mathrm{N}$
自行车匀速骑行时，水平方向牵引力和阻力是一对平衡力，因此牵引力$F = f = 42\ \mathrm{N}$，骑行路程$s=50\ \mathrm{km}=5×10^{4}\ \mathrm{m}$，牵引力做的有用功：
$W = Fs = 42\ \mathrm{N} × 5×10^{4}\ \mathrm{m} = 2.1×10^{6}\ \mathrm{J}$
3. 计算氢气的利用效率：
$\eta = \frac{W}{Q_{放}} × 100\% = \frac{2.1×10^{6}\ \mathrm{J}}{2.8×10^{6}\ \mathrm{J}} × 100\% = 75\%$
【答案】
$2.8×10^{6}$；$75\%$
【知识点】
燃料放热计算，二力平衡，能量利用效率
【点评】
本题是力学和热学结合的基础综合计算题，考点覆盖了多个基础公式，解题核心是明确该场景下的有用功是牵引力克服骑行阻力做的功，理清各物理量的对应关系，注意路程的单位换算，代入对应公式即可顺利求解。
【难度系数】
0.7
这道题分两步逐步求解即可：第一步先求氢气完全燃烧释放的总热量，直接套用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，代入已知的氢气质量和氢气热值就能算出第一空的结果。第二步求氢气的利用效率，首先明确氢能的利用效率是自行车骑行时牵引力做的有用功和氢气完全燃烧总放热的比值：先算出人和车的总重力，根据题意阻力是总重的0.05倍算出阻力，由于自行车匀速直线骑行，二力平衡可得牵引力大小等于阻力，再用$W=Fs$算出牵引力做的有用功，最后代入效率公式就能算出利用效率。
【解析】
1. 计算氢气完全燃烧产生的热量：
已知氢气质量$m_{氢}=0.02\ \mathrm{kg}$，氢气热值$q=1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg}$，根据燃料完全燃烧放热公式：
$Q_{放} = m_{氢} q = 0.02\ \mathrm{kg} × 1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg} = 2.8×10^{6}\ \mathrm{J}$
2. 计算骑行过程中牵引力做的有用功：
首先计算自行车和骑行者的总重力：
$G = mg = 84\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 840\ \mathrm{N}$
由题意可知骑行时受到的阻力：
$f = 0.05G = 0.05 × 840\ \mathrm{N} = 42\ \mathrm{N}$
自行车匀速骑行时，水平方向牵引力和阻力是一对平衡力，因此牵引力$F = f = 42\ \mathrm{N}$，骑行路程$s=50\ \mathrm{km}=5×10^{4}\ \mathrm{m}$，牵引力做的有用功：
$W = Fs = 42\ \mathrm{N} × 5×10^{4}\ \mathrm{m} = 2.1×10^{6}\ \mathrm{J}$
3. 计算氢气的利用效率：
$\eta = \frac{W}{Q_{放}} × 100\% = \frac{2.1×10^{6}\ \mathrm{J}}{2.8×10^{6}\ \mathrm{J}} × 100\% = 75\%$
【答案】
$2.8×10^{6}$；$75\%$
【知识点】
燃料放热计算，二力平衡，能量利用效率
【点评】
本题是力学和热学结合的基础综合计算题，考点覆盖了多个基础公式，解题核心是明确该场景下的有用功是牵引力克服骑行阻力做的功，理清各物理量的对应关系，注意路程的单位换算，代入对应公式即可顺利求解。
【难度系数】
0.7
7. 如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和输出机械能的二维柱状图.根据图中的信息,下列选项正确的是 (
A.丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低
B.三部汽油机中,乙的效率最高
C.在消耗燃料质量相同时,乙输出机械能比甲少
D.在输出的机械能相同时,乙比丙消耗更多燃料
B
)A.丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低
B.三部汽油机中,乙的效率最高
C.在消耗燃料质量相同时,乙输出机械能比甲少
D.在输出的机械能相同时,乙比丙消耗更多燃料
答案
7. B 解析:AB.假设纵坐标轴的单位长度为1.由公式$η=\frac {W}{Q_{放}}×100\% $可得,甲的效率$η_{甲}=\frac {W_{甲}}{Q_{甲}}×100\% =\frac {2}{8}×100\% =25\% $,乙的效率$η_{乙}=\frac {W_{乙}}{Q_{乙}}×100\% =\frac {2}{4}×100\% =50\% $,丙的效率$η_{丙}=\frac {W_{丙}}{Q_{丙}}×100\% =\frac {1}{4}×100\% =25\% .$可见,三部汽油机中,乙的效率最高,甲、丙的效率相同,故A错误,B正确;C.根据前面的分析可知,在燃料完全燃烧释放出的内能相同时,乙输出的机械能多,故C错误;D.由图可知,在输出的机械能相同时,乙消耗的燃料最少,故D错误.故选B.
解析
【分析】
这道题的核心是热机效率的概念，热机效率是汽油机输出的有用机械能和燃料完全燃烧释放的总内能的比值，不能仅凭输出机械能的多少、或者燃料释放总内能的多少直接判断效率高低。我们可以先给纵轴的能量刻度设定单位值，量化出甲、乙、丙三台汽油机的总释放内能和输出机械能，分别计算出三者的效率，再逐一比对每个选项的描述是否正确，就能得到答案。
【解析】
解：假设纵坐标轴的单位长度代表的能量为1，从图中读取对应数据：
1. 甲汽油机：燃料完全燃烧释放的总内能$Q_甲=8$，输出的机械能$W_甲=2$
甲的热机效率：$\eta_甲 = \frac{W_甲}{Q_甲} × 100\% = \frac{2}{8} × 100\% =25\%$
2. 乙汽油机：燃料完全燃烧释放的总内能$Q_乙=4$，输出的机械能$W_乙=2$
乙的热机效率：$\eta_乙 = \frac{W_乙}{Q_乙} × 100\% = \frac{2}{4} × 100\% =50\%$
3. 丙汽油机：燃料完全燃烧释放的总内能$Q_丙=4$，输出的机械能$W_丙=1$
丙的热机效率：$\eta_丙 = \frac{W_丙}{Q_丙} × 100\% = \frac{1}{4} × 100\% =25\%$
逐一分析选项：
选项A：丙输出的机械能小于甲，但二者效率均为25%，效率相等，A错误。
选项B：三台汽油机的效率分别为25%、50%、25%，乙的效率最高，B正确。
选项C：消耗燃料质量相同时，燃料完全燃烧释放的总内能相等，乙的效率高于甲，因此乙输出的机械能比甲多，C错误。
选项D：乙的效率远高于丙，若输出的机械能相同，乙需要的燃料完全燃烧释放的总内能更小，即乙消耗的燃料比丙更少，D错误。
综上，答案选B。
【答案】B
【知识点】热机效率计算，能量转化
【点评】本题的易错点是容易忽略热机效率是比值的属性，仅通过单一的输出机械能大小或者总放热大小判断效率高低，通过柱状图直观呈现两个相关物理量，能帮助学生加深对热机效率物理意义的理解，明确效率反映的是能量的利用比例，不是能量的绝对大小。
【难度系数】0.7
这道题的核心是热机效率的概念，热机效率是汽油机输出的有用机械能和燃料完全燃烧释放的总内能的比值，不能仅凭输出机械能的多少、或者燃料释放总内能的多少直接判断效率高低。我们可以先给纵轴的能量刻度设定单位值，量化出甲、乙、丙三台汽油机的总释放内能和输出机械能，分别计算出三者的效率，再逐一比对每个选项的描述是否正确，就能得到答案。
【解析】
解：假设纵坐标轴的单位长度代表的能量为1，从图中读取对应数据：
1. 甲汽油机：燃料完全燃烧释放的总内能$Q_甲=8$，输出的机械能$W_甲=2$
甲的热机效率：$\eta_甲 = \frac{W_甲}{Q_甲} × 100\% = \frac{2}{8} × 100\% =25\%$
2. 乙汽油机：燃料完全燃烧释放的总内能$Q_乙=4$，输出的机械能$W_乙=2$
乙的热机效率：$\eta_乙 = \frac{W_乙}{Q_乙} × 100\% = \frac{2}{4} × 100\% =50\%$
3. 丙汽油机：燃料完全燃烧释放的总内能$Q_丙=4$，输出的机械能$W_丙=1$
丙的热机效率：$\eta_丙 = \frac{W_丙}{Q_丙} × 100\% = \frac{1}{4} × 100\% =25\%$
逐一分析选项：
选项A：丙输出的机械能小于甲，但二者效率均为25%，效率相等，A错误。
选项B：三台汽油机的效率分别为25%、50%、25%，乙的效率最高，B正确。
选项C：消耗燃料质量相同时，燃料完全燃烧释放的总内能相等，乙的效率高于甲，因此乙输出的机械能比甲多，C错误。
选项D：乙的效率远高于丙，若输出的机械能相同，乙需要的燃料完全燃烧释放的总内能更小，即乙消耗的燃料比丙更少，D错误。
综上，答案选B。
【答案】B
【知识点】热机效率计算，能量转化
【点评】本题的易错点是容易忽略热机效率是比值的属性，仅通过单一的输出机械能大小或者总放热大小判断效率高低，通过柱状图直观呈现两个相关物理量，能帮助学生加深对热机效率物理意义的理解，明确效率反映的是能量的利用比例，不是能量的绝对大小。
【难度系数】0.7
