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1. 汽油的热值为$4.6×10^{7}\ \mathrm{J/kg}$，现有汽油2 kg，使其中一半完全燃烧，剩余汽油的热值是$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{J/kg}$，物理意义是________。
答案
1. $4.6×10^7$ 1 kg汽油完全燃烧放出的热量是$4.6×10^7\ \mathrm{J}$
解析
【分析】首先明确热值是燃料的固有特性，仅由燃料种类决定，与燃料的质量、是否完全燃烧无关；再根据热值的物理意义（单位质量燃料完全燃烧放出的热量）进行作答。
【解析】热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，和燃料的质量、燃烧程度均无关，因此2kg汽油燃烧一半后，剩余汽油的热值不变，仍为$4.6×10^7 J/kg$；热值的物理意义是1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，故该汽油热值的物理意义是1kg汽油完全燃烧放出的热量为$4.6×10^7 J$。
【答案$】4.6×10^7$；1 kg汽油完全燃烧放出的热量是$4.6×10^7 J$
【知识点】热值的概念；燃料的特性
【点评】本题考查热值的基础概念，核心是理解热值是燃料的固有属性，不随质量、燃烧状态改变，属于识记类基础题目，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，和燃料的质量、燃烧程度均无关，因此2kg汽油燃烧一半后，剩余汽油的热值不变，仍为$4.6×10^7 J/kg$；热值的物理意义是1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，故该汽油热值的物理意义是1kg汽油完全燃烧放出的热量为$4.6×10^7 J$。
【答案$】4.6×10^7$；1 kg汽油完全燃烧放出的热量是$4.6×10^7 J$
【知识点】热值的概念；燃料的特性
【点评】本题考查热值的基础概念，核心是理解热值是燃料的固有属性，不随质量、燃烧状态改变，属于识记类基础题目，难度较低。
【难度系数】0.8
2. 150 g 的木炭完全燃烧可以放出 $5.1× 10^{6}\ \mathrm{J}$ 的热量,则木炭的热值为 ______ $\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{J/kg}$。
答案
2. $3.4×10^7$
解析
【分析】首先明确热值的定义：单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，计算公式为$ q = \frac{Q_{放}}{m} $。解题时需先将质量单位从克换算为千克（匹配热值的单位要求），再代入公式计算即可。
【解析】解：已知木炭质量$ m = 150\ \mathrm{g} = 0.15\ \mathrm{kg} $，完全燃烧放出的热量$ Q_{放} = 5.1×10^6\ \mathrm{J} $。根据热值公式$ q = \frac{Q_{放}}{m} $，代入数据计算：$ q = \frac{5.1×10^6\ \mathrm{J}}{0.15\ \mathrm{kg}} = 3.4×10^7\ \mathrm{J/kg} $。
【答案】$ 3.4×10^7 $
【知识点】热值的计算、燃料的热值
【点评】本题是热值计算的基础题，重点考察单位换算和热值公式的应用，属于对基础知识点的直接考查，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】解：已知木炭质量$ m = 150\ \mathrm{g} = 0.15\ \mathrm{kg} $，完全燃烧放出的热量$ Q_{放} = 5.1×10^6\ \mathrm{J} $。根据热值公式$ q = \frac{Q_{放}}{m} $，代入数据计算：$ q = \frac{5.1×10^6\ \mathrm{J}}{0.15\ \mathrm{kg}} = 3.4×10^7\ \mathrm{J/kg} $。
【答案】$ 3.4×10^7 $
【知识点】热值的计算、燃料的热值
【点评】本题是热值计算的基础题，重点考察单位换算和热值公式的应用，属于对基础知识点的直接考查，难度较低。
【难度系数】0.8
3.液态氢作为运载火箭的燃料,除了可以保护环境,还因液态氢具有 (
A.较大的热值
B.较多的热量
C.较大的内能
D.较大的比热容
A
)A.较大的热值
B.较多的热量
C.较大的内能
D.较大的比热容
答案
3. A
解析
【分析】
要解决这道题，需明确运载火箭选择燃料的核心要求：相同质量下能释放更多能量，同时要区分热值、热量、内能、比热容的物理概念。首先回忆各概念定义：热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的特性；热量是过程量，描述热传递中转移的能量；内能是物体内部的总能量；比热容是物质吸放热的能力。火箭燃料需满足“相同质量释放大量能量”，对应热值大，据此逐一排除错误选项。
【解析】
运载火箭的燃料需要在质量较小的情况下释放大量能量，以提升运载效率。
选项A：热值是单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，液态氢具有较大的热值，相同质量的液态氢完全燃烧能放出更多热量，符合火箭燃料的要求，该选项正确。
选项B：热量是过程量，只能描述“吸收或放出热量”，不能说燃料“具有较多的热量”，概念错误，排除。
选项C：内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，内能大小与质量、温度等多种因素有关，不是选择火箭燃料的主要依据，排除。
选项D：比热容是反映物质吸、放热能力的物理量，与燃料燃烧释放能量的多少无关，排除。
【答案】
A
【知识点】
燃料的热值、比热容、内能的概念
【点评】
本题考查热学基础概念的应用，重点区分热值、热量、内能、比热容的物理意义，明确火箭燃料选择的核心依据是热值大。题目干扰项（如选项B）易混淆概念，需学生准确掌握各物理量定义，属于中等偏易的基础题。
【难度系数】
0.4
要解决这道题，需明确运载火箭选择燃料的核心要求：相同质量下能释放更多能量，同时要区分热值、热量、内能、比热容的物理概念。首先回忆各概念定义：热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的特性；热量是过程量，描述热传递中转移的能量；内能是物体内部的总能量；比热容是物质吸放热的能力。火箭燃料需满足“相同质量释放大量能量”，对应热值大，据此逐一排除错误选项。
【解析】
运载火箭的燃料需要在质量较小的情况下释放大量能量，以提升运载效率。
选项A：热值是单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，液态氢具有较大的热值，相同质量的液态氢完全燃烧能放出更多热量，符合火箭燃料的要求，该选项正确。
选项B：热量是过程量，只能描述“吸收或放出热量”，不能说燃料“具有较多的热量”，概念错误，排除。
选项C：内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，内能大小与质量、温度等多种因素有关，不是选择火箭燃料的主要依据，排除。
选项D：比热容是反映物质吸、放热能力的物理量，与燃料燃烧释放能量的多少无关，排除。
【答案】
A
【知识点】
燃料的热值、比热容、内能的概念
【点评】
本题考查热学基础概念的应用，重点区分热值、热量、内能、比热容的物理意义，明确火箭燃料选择的核心依据是热值大。题目干扰项（如选项B）易混淆概念，需学生准确掌握各物理量定义，属于中等偏易的基础题。
【难度系数】
0.4
4. 下列关于热机效率的说法,正确的是
(
A.使用热值大的燃料可以提高热机
效率
B.减少各种热损失可以提高热机效率
C.燃烧更多的燃料可以提高热机效率
D.采用适当方法,热机效率可以等于或
大于1
(
B
)A.使用热值大的燃料可以提高热机
效率
B.减少各种热损失可以提高热机效率
C.燃烧更多的燃料可以提高热机效率
D.采用适当方法,热机效率可以等于或
大于1
答案
4. B
解析
【分析】
要解决这道题，首先需明确热机效率的定义：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比（公式为η=W有用/Q放）。接下来逐一分析选项：A选项中，热值是燃料的固有特性，与热机效率无关；B选项减少热损失，可降低能量浪费，在有用功不变时，能提高热机效率；C选项燃烧更多燃料，总能量增加但有用功未同步提升，效率不一定提高；D选项热机工作时总有能量损失，效率永远小于1，不可能等于或大于1。
【解析】
热机效率η=W有用/Q放，其中W有用是热机做的有用功，Q放是燃料完全燃烧放出的总能量。
选项A：热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，属于燃料的特性，与热机效率（有用功和总能量的比值）无关，错误；
选项B：减少各种热损失，即降低总能量中浪费的部分，在有用功不变时，有效利用的能量占比提升，可提高热机效率，正确；
选项C：燃烧更多燃料会使Q放增大，若W有用未同步增加，热机效率可能降低，错误；
选项D：热机工作时必然存在能量损失（如散热、机械摩擦等），效率永远小于1，不可能等于或大于1，错误。
【答案】
B
【知识点】
热机效率
【点评】
本题考查热机效率的核心概念，需区分热值与热机效率的不同，明确热机效率的取值范围及影响因素，属于基础概念题，易混淆热值和效率的关系，需准确理解定义。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，首先需明确热机效率的定义：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比（公式为η=W有用/Q放）。接下来逐一分析选项：A选项中，热值是燃料的固有特性，与热机效率无关；B选项减少热损失，可降低能量浪费，在有用功不变时，能提高热机效率；C选项燃烧更多燃料，总能量增加但有用功未同步提升，效率不一定提高；D选项热机工作时总有能量损失，效率永远小于1，不可能等于或大于1。
【解析】
热机效率η=W有用/Q放，其中W有用是热机做的有用功，Q放是燃料完全燃烧放出的总能量。
选项A：热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，属于燃料的特性，与热机效率（有用功和总能量的比值）无关，错误；
选项B：减少各种热损失，即降低总能量中浪费的部分，在有用功不变时，有效利用的能量占比提升，可提高热机效率，正确；
选项C：燃烧更多燃料会使Q放增大，若W有用未同步增加，热机效率可能降低，错误；
选项D：热机工作时必然存在能量损失（如散热、机械摩擦等），效率永远小于1，不可能等于或大于1，错误。
【答案】
B
【知识点】
热机效率
【点评】
本题考查热机效率的核心概念，需区分热值与热机效率的不同，明确热机效率的取值范围及影响因素，属于基础概念题，易混淆热值和效率的关系，需准确理解定义。
【难度系数】
0.6
5.涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的大功率航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。下列关于该发动机工作过程中的说法正确的是 (
A.压气机压缩空气,空气的内能减小
B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值减小
C.使燃烧室中燃料燃烧更充分,可以提高发动机的效率
D.高温高压气体推动涡轮转动,类似于做功冲程,将机械能转化为内能
C
)A.压气机压缩空气,空气的内能减小
B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值减小
C.使燃烧室中燃料燃烧更充分,可以提高发动机的效率
D.高温高压气体推动涡轮转动,类似于做功冲程,将机械能转化为内能
答案
5. C
解析
【分析】
本题考查热机相关的基础知识点，需逐一分析每个选项对应的物理概念：首先明确压气机压缩空气的内能变化、热值的特性、热机效率的影响因素、能量转化的方向，再判断各选项正误。
【解析】
我们对各选项逐一分析：
1. 选项A：压气机压缩空气时，对空气做功，根据做功改变内能的规律，对物体做功，物体内能增大，因此空气的内能是增大的，而非减小，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，与燃料是否和空气混合无关，因此燃料的热值不变，B错误。
3. 选项C：热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。使燃烧室中燃料燃烧更充分，能让燃料释放的能量更多被有效利用，从而提高发动机的效率，C正确。
4. 选项D：高温高压气体推动涡轮转动，是将气体的内能转化为涡轮的机械能；而选项中描述为“将机械能转化为内能”，能量转化方向错误，D错误。
【答案】
C
【知识点】
热机效率、内能的改变、热值
【点评】
本题结合航空发动机的实际工作过程，考查热机相关的基础概念，需要学生准确掌握各物理量的定义和能量转化规律，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
本题考查热机相关的基础知识点，需逐一分析每个选项对应的物理概念：首先明确压气机压缩空气的内能变化、热值的特性、热机效率的影响因素、能量转化的方向，再判断各选项正误。
【解析】
我们对各选项逐一分析：
1. 选项A：压气机压缩空气时，对空气做功，根据做功改变内能的规律，对物体做功，物体内能增大，因此空气的内能是增大的，而非减小，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，与燃料是否和空气混合无关，因此燃料的热值不变，B错误。
3. 选项C：热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。使燃烧室中燃料燃烧更充分，能让燃料释放的能量更多被有效利用，从而提高发动机的效率，C正确。
4. 选项D：高温高压气体推动涡轮转动，是将气体的内能转化为涡轮的机械能；而选项中描述为“将机械能转化为内能”，能量转化方向错误，D错误。
【答案】
C
【知识点】
热机效率、内能的改变、热值
【点评】
本题结合航空发动机的实际工作过程，考查热机相关的基础概念，需要学生准确掌握各物理量的定义和能量转化规律，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
6. 如图11C-2所示,轻巧便携的卡式炉已成为户外餐桌上的神器,卡式炉又叫便携式丁烷气炉,某种气瓶装有250 g液化丁烷气,若该液化丁烷气的热值约为$4.8×10^{7}\ \mathrm{J/kg}$。水的比热容为$4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。求:
(1)这瓶丁烷气完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量有35%被水吸收,可以把初温为$20\ \mathrm{℃}$、质量为多少的水烧开?(标准大气压下)
图11C-2
(1)这瓶丁烷气完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量有35%被水吸收,可以把初温为$20\ \mathrm{℃}$、质量为多少的水烧开?(标准大气压下)
图11C-2
答案
6. (1)丁烷的质量$m_{气}=250\ \mathrm{g}=0.25\ \mathrm{kg}$,完全燃烧放出的热量$Q_{放}=m_{气}q=0.25\ \mathrm{kg}×4.8×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.2×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)水吸收的热量$Q_{吸}=35\%×Q_{放}=35\%×1.2×10^7\ \mathrm{J}=4.2×10^6\ \mathrm{J}$,标准大气压下水的沸点为$100\ \mathrm{℃}$,即水的末温为$100\ \mathrm{℃}$,由$Q_{吸}=cm(t-t_0)$得水的质量
$m=\frac{Q_{吸}}{c(t-t_0)}=\frac{4.2×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×(100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃})}=12.5\ \mathrm{kg}$。
(2)水吸收的热量$Q_{吸}=35\%×Q_{放}=35\%×1.2×10^7\ \mathrm{J}=4.2×10^6\ \mathrm{J}$,标准大气压下水的沸点为$100\ \mathrm{℃}$,即水的末温为$100\ \mathrm{℃}$,由$Q_{吸}=cm(t-t_0)$得水的质量
$m=\frac{Q_{吸}}{c(t-t_0)}=\frac{4.2×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×(100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃})}=12.5\ \mathrm{kg}$。
解析
【分析】
要解决这道题，需分两步计算：
1. 第一问求丁烷完全燃烧放出的热量，需先将丁烷质量单位换算为kg，再利用热值公式$Q_{放}=mq$计算；
2. 第二问先根据热效率算出被水吸收的热量，再利用热量公式$Q_{吸}=cm(t-t_0)$，结合标准大气压下水的沸点（100℃），求出水的质量。解题时要注意单位统一和隐含条件（标准大气压下水的沸点）。
【解析】
(1) 先将丁烷气的质量单位换算：$m_{气}=250\ \mathrm{g}=0.25\ \mathrm{kg}$。
根据热值公式，丁烷完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=m_{气}q=0.25\ \mathrm{kg}×4.8×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.2×10^7\ \mathrm{J}$。
(2) 水吸收的热量：
$Q_{吸}=35\%×Q_{放}=35\%×1.2×10^7\ \mathrm{J}=4.2×10^6\ \mathrm{J}$。
标准大气压下，水的沸点为$100\ \mathrm{℃}$，即水的末温$t=100\ \mathrm{℃}$，初温$t_0=20\ \mathrm{℃}$，温度差$\Delta t=t-t_0=100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃}=80\ \mathrm{℃}$。
由热量公式$Q_{吸}=cm(t-t_0)$，变形得水的质量：
$m=\frac{Q_{吸}}{c(t-t_0)}=\frac{4.2×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80\ \mathrm{℃}}=12.5\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) $1.2×10^7\ \mathrm{J}$；(2) $12.5\ \mathrm{kg}$
【知识点】
热值计算、热量计算、热效率应用
【点评】
本题是热值与热量计算的基础应用题，需掌握单位换算、热值公式和吸热公式，同时注意标准大气压下水的沸点这一隐含条件，整体难度不大，适合巩固基础。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需分两步计算：
1. 第一问求丁烷完全燃烧放出的热量，需先将丁烷质量单位换算为kg，再利用热值公式$Q_{放}=mq$计算；
2. 第二问先根据热效率算出被水吸收的热量，再利用热量公式$Q_{吸}=cm(t-t_0)$，结合标准大气压下水的沸点（100℃），求出水的质量。解题时要注意单位统一和隐含条件（标准大气压下水的沸点）。
【解析】
(1) 先将丁烷气的质量单位换算：$m_{气}=250\ \mathrm{g}=0.25\ \mathrm{kg}$。
根据热值公式，丁烷完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=m_{气}q=0.25\ \mathrm{kg}×4.8×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.2×10^7\ \mathrm{J}$。
(2) 水吸收的热量：
$Q_{吸}=35\%×Q_{放}=35\%×1.2×10^7\ \mathrm{J}=4.2×10^6\ \mathrm{J}$。
标准大气压下，水的沸点为$100\ \mathrm{℃}$，即水的末温$t=100\ \mathrm{℃}$，初温$t_0=20\ \mathrm{℃}$，温度差$\Delta t=t-t_0=100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃}=80\ \mathrm{℃}$。
由热量公式$Q_{吸}=cm(t-t_0)$，变形得水的质量：
$m=\frac{Q_{吸}}{c(t-t_0)}=\frac{4.2×10^6\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80\ \mathrm{℃}}=12.5\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) $1.2×10^7\ \mathrm{J}$；(2) $12.5\ \mathrm{kg}$
【知识点】
热值计算、热量计算、热效率应用
【点评】
本题是热值与热量计算的基础应用题，需掌握单位换算、热值公式和吸热公式，同时注意标准大气压下水的沸点这一隐含条件，整体难度不大，适合巩固基础。
【难度系数】
0.6
