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8.图6是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（
A.燃料燃烧时将内能转化为化学能
B.燃料箱中的燃料减少，燃料的热值不变
C.燃烧放出的热量越多，燃料的热值越大
D.火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B
）A.燃料燃烧时将内能转化为化学能
B.燃料箱中的燃料减少，燃料的热值不变
C.燃烧放出的热量越多，燃料的热值越大
D.火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
答案
B
解析
【分析】
本题考查燃料的热值及能量转化的相关知识，需逐一分析每个选项：
1. 分析选项A：燃料燃烧是化学反应，将自身的化学能转化为内能，而非内能转化为化学能，故A错误；
2. 分析选项B：热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积等无关，因此燃料箱中燃料减少时，燃料的热值不变，故B正确；
3. 分析选项C：热值是单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，与燃料燃烧放出的总热量多少无关，故C错误；
4. 分析选项D：火箭前进时，燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为火箭的机械能，同时存在能量的散失，并非全部转化为机械能，故D错误。
【解析】
逐一判断各选项：
A选项：燃料燃烧过程是化学能转化为内能，A错误；
B选项：热值是燃料的特性，仅由燃料种类决定，与燃料质量无关，所以燃料减少时热值不变，B正确；
C选项：热值与燃料燃烧放出的总热量无关，C错误；
D选项：燃料的化学能转化为内能，内能部分转化为火箭的机械能，存在能量损耗，并非全部转化，D错误。
【答案】
B
【知识点】
燃料的热值、能量的转化
【点评】
本题围绕火箭发动机的能量转化和燃料热值的概念设置选项，需准确掌握热值的特性及能量转化的方向，属于基础概念考查题，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查燃料的热值及能量转化的相关知识，需逐一分析每个选项：
1. 分析选项A：燃料燃烧是化学反应，将自身的化学能转化为内能，而非内能转化为化学能，故A错误；
2. 分析选项B：热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积等无关，因此燃料箱中燃料减少时，燃料的热值不变，故B正确；
3. 分析选项C：热值是单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，与燃料燃烧放出的总热量多少无关，故C错误；
4. 分析选项D：火箭前进时，燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为火箭的机械能，同时存在能量的散失，并非全部转化为机械能，故D错误。
【解析】
逐一判断各选项：
A选项：燃料燃烧过程是化学能转化为内能，A错误；
B选项：热值是燃料的特性，仅由燃料种类决定，与燃料质量无关，所以燃料减少时热值不变，B正确；
C选项：热值与燃料燃烧放出的总热量无关，C错误；
D选项：燃料的化学能转化为内能，内能部分转化为火箭的机械能，存在能量损耗，并非全部转化，D错误。
【答案】
B
【知识点】
燃料的热值、能量的转化
【点评】
本题围绕火箭发动机的能量转化和燃料热值的概念设置选项，需准确掌握热值的特性及能量转化的方向，属于基础概念考查题，难度适中。
【难度系数】
0.5
9.下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法正确的是(
A.一个煤块用去一半后，热值减小
B.热机所用燃料热值越大，效率越高
C.汽油的热值大于柴油的热值，所以汽油燃烧放出的热量多
D.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率不一定越高
D
)A.一个煤块用去一半后，热值减小
B.热机所用燃料热值越大，效率越高
C.汽油的热值大于柴油的热值，所以汽油燃烧放出的热量多
D.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率不一定越高
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需明确燃料热值、热机效率的定义及影响因素，逐个分析选项：热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关；热机效率是有用功与燃料完全燃烧释放热量的比值，与热值大小无直接关联；燃料燃烧放热由热值和质量共同决定，据此判断各选项说法是否正确。
【解析】
A选项：热值是燃料的特性，只由燃料种类决定，与质量无关，煤块用去一半后热值不变，A错误；
B选项：热机效率是有用功与燃料完全燃烧释放能量的比值，和燃料热值大小无关，热值大若能量利用率低，效率也不高，B错误；
C选项：燃料燃烧放热Q=mq，放出热量多少由热值和质量共同决定，汽油热值大但质量小的话，放出热量不一定多，C错误；
D选项：热机效率取决于有用功占比，燃料化学能转化的内能多不代表有用功占比高，效率不一定越高，D正确。
【答案】
D
【知识点】
燃料的热值、热机效率
【点评】
本题考查热值和热机效率的基础概念，需准确区分物理量的定义及影响因素，易错点为混淆热值特性、热机效率与热值的关系，属于概念辨析类基础题。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确燃料热值、热机效率的定义及影响因素，逐个分析选项：热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关；热机效率是有用功与燃料完全燃烧释放热量的比值，与热值大小无直接关联；燃料燃烧放热由热值和质量共同决定，据此判断各选项说法是否正确。
【解析】
A选项：热值是燃料的特性，只由燃料种类决定，与质量无关，煤块用去一半后热值不变，A错误；
B选项：热机效率是有用功与燃料完全燃烧释放能量的比值，和燃料热值大小无关，热值大若能量利用率低，效率也不高，B错误；
C选项：燃料燃烧放热Q=mq，放出热量多少由热值和质量共同决定，汽油热值大但质量小的话，放出热量不一定多，C错误；
D选项：热机效率取决于有用功占比，燃料化学能转化的内能多不代表有用功占比高，效率不一定越高，D正确。
【答案】
D
【知识点】
燃料的热值、热机效率
【点评】
本题考查热值和热机效率的基础概念，需准确区分物理量的定义及影响因素，易错点为混淆热值特性、热机效率与热值的关系，属于概念辨析类基础题。
【难度系数】
0.5
10.某同学用天然气灶将体积为5 L、初温为20 ℃的水烧开，从天然气表可知用了0.06 m³天然气，天然气的热值为$4×10^7$ J/m³，水的比热容为$4.2×10^3$ J/(kg·℃)，当地大气压为标准大气压。求：
(1)水吸收的热量；
(2)天然气完全燃烧放出的热量；
(3)天然气灶的效率。
(1)水吸收的热量；
(2)天然气完全燃烧放出的热量；
(3)天然气灶的效率。
答案
解:(1)$m_水=\rho V=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×5×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=5\ \mathrm{kg}$，$Q_吸=cm_水(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×5\ \mathrm{kg}×(100\ ℃-20\ ℃)=1.68×10^6\ \mathrm{J}$。
(2)天然气完全燃烧放出的热量$Q_放=qV=4×10^7\ \mathrm{J/m^3}×0.06\ \mathrm{m^3}=2.4×10^6\ \mathrm{J}$。
(3)天然气灶的效率$\eta=\frac{Q_吸}{Q_放}×100\%=\frac{1.68×10^6\ \mathrm{J}}{2.4×10^6\ \mathrm{J}}×100\%=70\%$。
(2)天然气完全燃烧放出的热量$Q_放=qV=4×10^7\ \mathrm{J/m^3}×0.06\ \mathrm{m^3}=2.4×10^6\ \mathrm{J}$。
(3)天然气灶的效率$\eta=\frac{Q_吸}{Q_放}×100\%=\frac{1.68×10^6\ \mathrm{J}}{2.4×10^6\ \mathrm{J}}×100\%=70\%$。
解析
【分析】
本题为热学综合计算题，分三步逐步求解：①先根据水的体积和密度计算水的质量，为后续计算水吸收的热量做准备；②利用水的比热容、质量及温度变化（标准大气压下水的沸点为100℃，确定温度差），通过吸热公式计算水吸收的热量；③利用天然气的热值和消耗的天然气体积，通过热值公式计算天然气完全燃烧放出的热量；最后根据热效率公式，用吸收的热量与放出的热量的比值计算天然气灶的效率。
【解析】
解：(1) 先计算水的质量：
水的体积 $ V = 5\ \mathrm{L} = 5 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3 $，根据密度公式 $ m = \rho V $，得
$ m_{\mathrm{水}} = \rho V = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 5 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 5\ \mathrm{kg} $。
标准大气压下水的沸点为 $ 100°\mathrm{C} $，水吸收的热量：
$ Q_{\mathrm{吸}} = c m_{\mathrm{水}} (t - t_0) = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 5\ \mathrm{kg} × (100°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C}) = 1.68 × 10^6\ \mathrm{J} $。
(2) 天然气完全燃烧放出的热量，根据热值公式 $ Q_{\mathrm{放}} = qV $，得：
$ Q_{\mathrm{放}} = qV = 4 × 10^7\ \mathrm{J/m}^3 × 0.06\ \mathrm{m}^3 = 2.4 × 10^6\ \mathrm{J} $。
(3) 天然气灶的效率，根据热效率公式 $ \eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% $，得：
$ \eta = \frac{1.68 × 10^6\ \mathrm{J}}{2.4 × 10^6\ \mathrm{J}} × 100\% = 70\% $。
【答案】
(1) 水吸收的热量为 $ 1.68 × 10^6\ \mathrm{J} $；
(2) 天然气完全燃烧放出的热量为 $ 2.4 × 10^6\ \mathrm{J} $；
(3) 天然气灶的效率为 $ 70\% $。
【知识点】
热量计算、热值、热效率
【点评】
本题是热学基础计算题，考查热学核心公式的应用，需注意标准大气压下水的沸点为 $ 100°\mathrm{C} $，以及体积单位（L与 $ \mathrm{m}^3 $）的换算，属于对基础知识点的常规考查，难度较低。
【难度系数】
0.8
本题为热学综合计算题，分三步逐步求解：①先根据水的体积和密度计算水的质量，为后续计算水吸收的热量做准备；②利用水的比热容、质量及温度变化（标准大气压下水的沸点为100℃，确定温度差），通过吸热公式计算水吸收的热量；③利用天然气的热值和消耗的天然气体积，通过热值公式计算天然气完全燃烧放出的热量；最后根据热效率公式，用吸收的热量与放出的热量的比值计算天然气灶的效率。
【解析】
解：(1) 先计算水的质量：
水的体积 $ V = 5\ \mathrm{L} = 5 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3 $，根据密度公式 $ m = \rho V $，得
$ m_{\mathrm{水}} = \rho V = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 5 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 5\ \mathrm{kg} $。
标准大气压下水的沸点为 $ 100°\mathrm{C} $，水吸收的热量：
$ Q_{\mathrm{吸}} = c m_{\mathrm{水}} (t - t_0) = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 5\ \mathrm{kg} × (100°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C}) = 1.68 × 10^6\ \mathrm{J} $。
(2) 天然气完全燃烧放出的热量，根据热值公式 $ Q_{\mathrm{放}} = qV $，得：
$ Q_{\mathrm{放}} = qV = 4 × 10^7\ \mathrm{J/m}^3 × 0.06\ \mathrm{m}^3 = 2.4 × 10^6\ \mathrm{J} $。
(3) 天然气灶的效率，根据热效率公式 $ \eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% $，得：
$ \eta = \frac{1.68 × 10^6\ \mathrm{J}}{2.4 × 10^6\ \mathrm{J}} × 100\% = 70\% $。
【答案】
(1) 水吸收的热量为 $ 1.68 × 10^6\ \mathrm{J} $；
(2) 天然气完全燃烧放出的热量为 $ 2.4 × 10^6\ \mathrm{J} $；
(3) 天然气灶的效率为 $ 70\% $。
【知识点】
热量计算、热值、热效率
【点评】
本题是热学基础计算题，考查热学核心公式的应用，需注意标准大气压下水的沸点为 $ 100°\mathrm{C} $，以及体积单位（L与 $ \mathrm{m}^3 $）的换算，属于对基础知识点的常规考查，难度较低。
【难度系数】
0.8
11. 提升题▶某同学所在的物理兴趣小组用煤炉给10 kg的水加热，同时绘制了如图7所示的加热过程中水温随时间变化的曲线，在6 min内共完全燃烧了0.6 kg煤。已知水的比热容为$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，煤的热值为$3×10^7\ \mathrm{J/kg}$。
(1)这些煤完全燃烧产生的热量是多少？
(2)假如单位时间内燃烧煤的质量相同，则在图7所示的三个时段中，
(3)第(2)小题中所填时段的热效率为多少？
(1)这些煤完全燃烧产生的热量是多少？
(2)假如单位时间内燃烧煤的质量相同，则在图7所示的三个时段中，
0～2 min
（选填“0～2 min”“2～4 min”或“4～6 min”）内的热效率最高。(3)第(2)小题中所填时段的热效率为多少？
答案
(1)煤完全燃烧产生的热量$Q_放=mq=0.6\ \mathrm{kg}×3×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.8×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)0～2 min
(3)在0～2 min内，煤完全燃烧产生的热量$Q_{放1}=\frac{1}{3}Q_放=\frac{1}{3}×1.8×10^7\ \mathrm{J}=6×10^6\ \mathrm{J}$，在0～2 min内水吸收的热量$Q_{吸1}=c_水m_水(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×10\ \mathrm{kg}×(50\ ℃-20\ ℃)=1.26×10^6\ \mathrm{J}$，在0～2 min内煤炉烧水时的热效率$\eta=\frac{Q_{吸1}}{Q_{放1}}×100\%=\frac{1.26×10^6\ \mathrm{J}}{6×10^6\ \mathrm{J}}×100\%=21\%$。
解析
【分析】
本题考查热值、热量及热效率的综合应用，解题思路如下：
1. 第(1)问：利用燃料完全燃烧放热公式$Q_放=mq$，代入煤的质量和热值直接计算总放热；
2. 第(2)问：热效率$\eta=\frac{Q_吸}{Q_放}$，单位时间燃烧煤质量相同，三个时段均为2min，故各时段燃烧煤的质量相同，对应的$Q_放$相同；水吸收的热量$Q_吸=cm\Delta t$，水的质量和比热容不变，$\Delta t$越大则$Q_吸$越多，效率越高；观察图像可知0～2min水温升高最多，故该时段效率最高；
3. 第(3)问：先计算0～2min内煤燃烧的放热（总放热的$\frac{1}{3}$，因6min燃烧0.6kg，2min为$\frac{1}{3}$），再计算该时段水吸收的热量，最后根据效率公式计算热效率。
【解析】
解：
(1) 煤完全燃烧产生的热量：
$Q_放 = mq = 0.6\ \mathrm{kg}×3×10^7\ \mathrm{J/kg} = 1.8×10^7\ \mathrm{J}$；
(2) 热效率$\eta=\frac{Q_吸}{Q_放}$，单位时间燃烧煤质量相同，三个时段均为2min，故各时段燃烧煤的质量相同，$Q_放$相同；水的质量$m_水=10\ \mathrm{kg}$，比热容$c_水=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，$Q_吸=c_水m_水\Delta t$，$\Delta t$越大则$Q_吸$越大，效率越高；由图像知：0～2min$\Delta t=50℃-20℃=30℃$，2～4min$\Delta t=70℃-50℃=20℃$，4～6min$\Delta t=80℃-70℃=10℃$，故0～2min$\Delta t$最大，效率最高；
(3) 0～2min内煤燃烧的放热：
$Q_{放1} = \frac{1}{3}Q_放 = \frac{1}{3}×1.8×10^7\ \mathrm{J} = 6×10^6\ \mathrm{J}$；
0～2min内水吸收的热量：
$Q_{吸1} = c_水m_水(t-t_0) = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×10\ \mathrm{kg}×(50℃-20℃) = 1.26×10^6\ \mathrm{J}$；
热效率：
$\eta=\frac{Q_{吸1}}{Q_{放1}}×100\%=\frac{1.26×10^6\ \mathrm{J}}{6×10^6\ \mathrm{J}}×100\%=21\%$；
【答案】
(1)$1.8×10^7\ \mathrm{J}$；(2)0～2 min；(3)$21\%$
【知识点】
热值计算、热效率、热量计算
【点评】
本题结合温度随时间变化的图像，考查热值、热量及热效率的综合应用，关键是理解单位时间燃烧煤质量相同，各时段放热相同，通过温度变化判断吸热多少，进而比较效率，计算时需注意公式的正确应用和单位统一，属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.4
本题考查热值、热量及热效率的综合应用，解题思路如下：
1. 第(1)问：利用燃料完全燃烧放热公式$Q_放=mq$，代入煤的质量和热值直接计算总放热；
2. 第(2)问：热效率$\eta=\frac{Q_吸}{Q_放}$，单位时间燃烧煤质量相同，三个时段均为2min，故各时段燃烧煤的质量相同，对应的$Q_放$相同；水吸收的热量$Q_吸=cm\Delta t$，水的质量和比热容不变，$\Delta t$越大则$Q_吸$越多，效率越高；观察图像可知0～2min水温升高最多，故该时段效率最高；
3. 第(3)问：先计算0～2min内煤燃烧的放热（总放热的$\frac{1}{3}$，因6min燃烧0.6kg，2min为$\frac{1}{3}$），再计算该时段水吸收的热量，最后根据效率公式计算热效率。
【解析】
解：
(1) 煤完全燃烧产生的热量：
$Q_放 = mq = 0.6\ \mathrm{kg}×3×10^7\ \mathrm{J/kg} = 1.8×10^7\ \mathrm{J}$；
(2) 热效率$\eta=\frac{Q_吸}{Q_放}$，单位时间燃烧煤质量相同，三个时段均为2min，故各时段燃烧煤的质量相同，$Q_放$相同；水的质量$m_水=10\ \mathrm{kg}$，比热容$c_水=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，$Q_吸=c_水m_水\Delta t$，$\Delta t$越大则$Q_吸$越大，效率越高；由图像知：0～2min$\Delta t=50℃-20℃=30℃$，2～4min$\Delta t=70℃-50℃=20℃$，4～6min$\Delta t=80℃-70℃=10℃$，故0～2min$\Delta t$最大，效率最高；
(3) 0～2min内煤燃烧的放热：
$Q_{放1} = \frac{1}{3}Q_放 = \frac{1}{3}×1.8×10^7\ \mathrm{J} = 6×10^6\ \mathrm{J}$；
0～2min内水吸收的热量：
$Q_{吸1} = c_水m_水(t-t_0) = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×10\ \mathrm{kg}×(50℃-20℃) = 1.26×10^6\ \mathrm{J}$；
热效率：
$\eta=\frac{Q_{吸1}}{Q_{放1}}×100\%=\frac{1.26×10^6\ \mathrm{J}}{6×10^6\ \mathrm{J}}×100\%=21\%$；
【答案】
(1)$1.8×10^7\ \mathrm{J}$；(2)0～2 min；(3)$21\%$
【知识点】
热值计算、热效率、热量计算
【点评】
本题结合温度随时间变化的图像，考查热值、热量及热效率的综合应用，关键是理解单位时间燃烧煤质量相同，各时段放热相同，通过温度变化判断吸热多少，进而比较效率，计算时需注意公式的正确应用和单位统一，属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.4
