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6.(2025·山东烟台中考)汽油机工作时为燃油汽车提供动力。某台汽油机工作时的能量数据如图所示，图中横线处应填写的内容是①
$1.61×10^5$
、②机械
。若汽油的热值为$4.6×10^7$ J/kg，则该工作过程中消耗的汽油质量为$3.5×10^{-3}$
kg。答案
$1.61×10^5$ 机械 $3.5×10^{-3}$
解析
【分析】
汽油机工作时，燃料完全燃烧释放的总能量分为损失的能量和有用的能量，因此总能量①等于损失能量与有用能量之和；汽油机将内能转化为机械能，所以有用的能量是机械能；最后根据热值公式Q=mq，结合总能量和汽油热值可计算消耗的汽油质量。
【解析】
1. 计算燃料完全燃烧释放的能量①：总能量 = 损失能量 + 有用能量，即① = 1.2×10⁵ J + 4.1×10⁴ J = 1.61×10⁵ J；
2. 确定②：汽油机工作时，有用的能量是机械能，故②为机械；
3. 计算消耗的汽油质量：根据热值公式Q放 = mq，变形得m = Q放/q，代入Q放=1.61×10⁵ J，q=4.6×10⁷ J/kg，得m = (1.61×10⁵ J)÷(4.6×10⁷ J/kg)=3.5×10⁻³ kg。
【答案】
1.61×10⁵；机械；3.5×10⁻³
【知识点】
燃料热值计算、汽油机能量转化、总能量计算
【点评】
本题结合汽油机能量流向图，考查热机的能量组成、能量转化及热值公式的应用，需理解热机能量的分配关系，掌握热值相关计算，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
汽油机工作时，燃料完全燃烧释放的总能量分为损失的能量和有用的能量，因此总能量①等于损失能量与有用能量之和；汽油机将内能转化为机械能，所以有用的能量是机械能；最后根据热值公式Q=mq，结合总能量和汽油热值可计算消耗的汽油质量。
【解析】
1. 计算燃料完全燃烧释放的能量①：总能量 = 损失能量 + 有用能量，即① = 1.2×10⁵ J + 4.1×10⁴ J = 1.61×10⁵ J；
2. 确定②：汽油机工作时，有用的能量是机械能，故②为机械；
3. 计算消耗的汽油质量：根据热值公式Q放 = mq，变形得m = Q放/q，代入Q放=1.61×10⁵ J，q=4.6×10⁷ J/kg，得m = (1.61×10⁵ J)÷(4.6×10⁷ J/kg)=3.5×10⁻³ kg。
【答案】
1.61×10⁵；机械；3.5×10⁻³
【知识点】
燃料热值计算、汽油机能量转化、总能量计算
【点评】
本题结合汽油机能量流向图，考查热机的能量组成、能量转化及热值公式的应用，需理解热机能量的分配关系，掌握热值相关计算，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
7. 酒精是实验室里常用的燃料，酒精的热值$q_{酒精}=3× 10^7\ \mathrm{J/kg}$，现用酒精灯来加热水做沸腾实验，在标准大气压下把质量为0.5 kg、初温为$20\ °\mathrm{C}$的水刚好加热到$100\ °\mathrm{C}$，已知水的比热容$c_{水}=4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg·}°\mathrm{C)}$。
(1)求水吸收的热量。
(2)若酒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，则需要完全燃烧多少克酒精？
(1)求水吸收的热量。
(2)若酒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，则需要完全燃烧多少克酒精？
答案
(1)$1.68×10^5\ \mathrm{J}$
(2)$11.2\ \mathrm{g}$
解析：(1)质量为0.5 kg、初温为20 ℃的水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.5\ \mathrm{kg}×(100\ ℃-20\ ℃)=1.68×10^5\ \mathrm{J}$。
(2)因为酒精完全燃烧放出的热量只有50%被水吸收，由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$可得，$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{1.68×10^5\ \mathrm{J}}{50\%}=3.36×10^5\ \mathrm{J}$,由$Q_{放}=mq$可得产生这些热量需要完全燃烧的酒精的质量$m_{酒精}=\frac{Q_{放}}{q_{酒精}}=\frac{3.36×10^5\ \mathrm{J}}{3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.0112\ \mathrm{kg}=11.2\ \mathrm{g}$。
(2)$11.2\ \mathrm{g}$
解析：(1)质量为0.5 kg、初温为20 ℃的水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.5\ \mathrm{kg}×(100\ ℃-20\ ℃)=1.68×10^5\ \mathrm{J}$。
(2)因为酒精完全燃烧放出的热量只有50%被水吸收，由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$可得，$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{1.68×10^5\ \mathrm{J}}{50\%}=3.36×10^5\ \mathrm{J}$,由$Q_{放}=mq$可得产生这些热量需要完全燃烧的酒精的质量$m_{酒精}=\frac{Q_{放}}{q_{酒精}}=\frac{3.36×10^5\ \mathrm{J}}{3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.0112\ \mathrm{kg}=11.2\ \mathrm{g}$。
解析
【分析】
本题分为两小问，第(1)问需计算水吸收的热量，利用吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$，其中$\Delta t$为水升高的温度，标准大气压下水的沸点为$100°\mathrm{C}$，据此代入数据计算；第(2)问结合热效率公式和热值公式，先由效率求出酒精完全燃烧需放出的热量，再变形热值公式求出酒精质量，最后换算单位为克。
【解析】
(1) 水升高的温度$\Delta t = t - t_0 = 100°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C} = 80°\mathrm{C}$，根据吸热公式：
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 0.5\ \mathrm{kg} × 80°\mathrm{C} = 1.68×10^5\ \mathrm{J}$。
(2) 已知热效率$\eta=50\%$，由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$可得，酒精完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{1.68×10^5\ \mathrm{J}}{50\%}=3.36×10^5\ \mathrm{J}$；
再根据热值公式$Q_{放}=m_{酒精}q_{酒精}$，变形得：
$m_{酒精}=\frac{Q_{放}}{q_{酒精}}=\frac{3.36×10^5\ \mathrm{J}}{3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.0112\ \mathrm{kg}=11.2\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)$1.68×10^5\ \mathrm{J}$；(2)$11.2\ \mathrm{g}$
【知识点】
热量的计算、热值与热效率
【点评】
本题考查热学基础公式的应用，需注意温度变化量的计算和单位换算，属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问，第(1)问需计算水吸收的热量，利用吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$，其中$\Delta t$为水升高的温度，标准大气压下水的沸点为$100°\mathrm{C}$，据此代入数据计算；第(2)问结合热效率公式和热值公式，先由效率求出酒精完全燃烧需放出的热量，再变形热值公式求出酒精质量，最后换算单位为克。
【解析】
(1) 水升高的温度$\Delta t = t - t_0 = 100°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C} = 80°\mathrm{C}$，根据吸热公式：
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 0.5\ \mathrm{kg} × 80°\mathrm{C} = 1.68×10^5\ \mathrm{J}$。
(2) 已知热效率$\eta=50\%$，由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$可得，酒精完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{1.68×10^5\ \mathrm{J}}{50\%}=3.36×10^5\ \mathrm{J}$；
再根据热值公式$Q_{放}=m_{酒精}q_{酒精}$，变形得：
$m_{酒精}=\frac{Q_{放}}{q_{酒精}}=\frac{3.36×10^5\ \mathrm{J}}{3×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.0112\ \mathrm{kg}=11.2\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)$1.68×10^5\ \mathrm{J}$；(2)$11.2\ \mathrm{g}$
【知识点】
热量的计算、热值与热效率
【点评】
本题考查热学基础公式的应用，需注意温度变化量的计算和单位换算，属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
8. 一辆货车在某段平直公路上运动60 s的v-t图像如图所示。假设这段时间内发动机完全燃烧燃油0.2 kg，已知发动机的热机效率η=40%，燃油的热值q=4.5×10⁷ J/kg，则货车在这段时间内运动受到的阻力为
6 000
N。答案
6 000
解析：由题图可知,货车在这段时间内做匀速直线运动,其速度$v=10\ \mathrm{m/s}$,由$v=\frac{s}{t}$可得,这段时间内通过的路程$s=vt=10\ \mathrm{m/s}×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{m}$。完全燃烧0.2 kg燃油放出的热量$Q_{放}=mq=0.2\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=9×10^6\ \mathrm{J}$,由$\eta=\frac{W}{Q_{放}}$可得牵引力所做的功$W=\eta Q_{放}=40\%×9×10^6\ \mathrm{J}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$,由$W=Fs$可得货车受到的牵引力$F=\frac{W}{s}=\frac{3.6×10^6\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{m}}=6\ 000\ \mathrm{N}$。因为货车做匀速直线运动,所以货车在这段时间内运动受到的阻力$F_{阻}=F=6\ 000\ \mathrm{N}$。
解析：由题图可知,货车在这段时间内做匀速直线运动,其速度$v=10\ \mathrm{m/s}$,由$v=\frac{s}{t}$可得,这段时间内通过的路程$s=vt=10\ \mathrm{m/s}×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{m}$。完全燃烧0.2 kg燃油放出的热量$Q_{放}=mq=0.2\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=9×10^6\ \mathrm{J}$,由$\eta=\frac{W}{Q_{放}}$可得牵引力所做的功$W=\eta Q_{放}=40\%×9×10^6\ \mathrm{J}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$,由$W=Fs$可得货车受到的牵引力$F=\frac{W}{s}=\frac{3.6×10^6\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{m}}=6\ 000\ \mathrm{N}$。因为货车做匀速直线运动,所以货车在这段时间内运动受到的阻力$F_{阻}=F=6\ 000\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】首先观察v-t图像，判断货车做匀速直线运动，确定速度和运动时间，计算运动路程；接着利用燃油的质量和热值算出完全燃烧释放的热量，结合热机效率求出牵引力做的功；再通过功的公式算出牵引力大小，最后根据匀速运动时二力平衡，阻力等于牵引力，得到阻力值。
【解析】1. 由v-t图像可知，货车做匀速直线运动，速度$v=10\ \mathrm{m/s}$，运动时间$t=60\ \mathrm{s}$，根据$v=\frac{s}{t}$，可得货车运动的路程$s=vt=10\ \mathrm{m/s}×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{m}$。
2. 完全燃烧$0.2\ \mathrm{kg}$燃油放出的热量：$Q_{放}=mq=0.2\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=9×10^6\ \mathrm{J}$。
3. 已知发动机的热机效率$\eta=40\%$，根据$\eta=\frac{W}{Q_{放}}$，可得牵引力做的功：$W=\eta Q_{放}=40\%×9×10^6\ \mathrm{J}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$。
4. 根据功的公式$W=Fs$，可得货车的牵引力：$F=\frac{W}{s}=\frac{3.6×10^6\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{m}}=6000\ \mathrm{N}$。
5. 货车做匀速直线运动，水平方向牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，因此货车受到的阻力$F_{阻}=F=6000\ \mathrm{N}$。
【答案】6000
【知识点】v-t图像、热机效率、功的计算
【点评】本题综合考查力学与热学知识，需要学生掌握相关物理公式的应用及二力平衡条件，是一道综合性较强的基础题。
【难度系数】0.5
【解析】1. 由v-t图像可知，货车做匀速直线运动，速度$v=10\ \mathrm{m/s}$，运动时间$t=60\ \mathrm{s}$，根据$v=\frac{s}{t}$，可得货车运动的路程$s=vt=10\ \mathrm{m/s}×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{m}$。
2. 完全燃烧$0.2\ \mathrm{kg}$燃油放出的热量：$Q_{放}=mq=0.2\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=9×10^6\ \mathrm{J}$。
3. 已知发动机的热机效率$\eta=40\%$，根据$\eta=\frac{W}{Q_{放}}$，可得牵引力做的功：$W=\eta Q_{放}=40\%×9×10^6\ \mathrm{J}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$。
4. 根据功的公式$W=Fs$，可得货车的牵引力：$F=\frac{W}{s}=\frac{3.6×10^6\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{m}}=6000\ \mathrm{N}$。
5. 货车做匀速直线运动，水平方向牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，因此货车受到的阻力$F_{阻}=F=6000\ \mathrm{N}$。
【答案】6000
【知识点】v-t图像、热机效率、功的计算
【点评】本题综合考查力学与热学知识，需要学生掌握相关物理公式的应用及二力平衡条件，是一道综合性较强的基础题。
【难度系数】0.5
