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9. (2024·苏州吴江一模)烟煤的热值比木炭的小,这表示 （
A.燃烧烟煤比燃烧木炭放出的热量少
B.燃烧烟煤比燃烧木炭放出的热量多
C.相同质量的烟煤和木炭,完全燃烧时,木炭放出的热量少
D.相同质量的烟煤和木炭,完全燃烧时,木炭放出的热量多
D
）A.燃烧烟煤比燃烧木炭放出的热量少
B.燃烧烟煤比燃烧木炭放出的热量多
C.相同质量的烟煤和木炭,完全燃烧时,木炭放出的热量少
D.相同质量的烟煤和木炭,完全燃烧时,木炭放出的热量多
答案
9.D
解析
【分析】首先明确热值的定义：热值是单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量。题目中烟煤热值比木炭小，说明相同质量的两种燃料完全燃烧时，热值大的燃料放出热量更多。接下来分析选项：A、B未说明燃料质量和是否完全燃烧，无法比较放热；C与热值意义相悖；D符合热值的物理意义。
【解析】热值是单位质量的燃料完全燃烧释放的热量，据此分析各选项：
1. A选项：未说明烟煤和木炭的质量，也未提及是否完全燃烧，无法确定放出热量的多少，错误；
2. B选项：同理，未明确质量和完全燃烧的条件，无法比较放热，错误；
3. C选项：相同质量的烟煤和木炭完全燃烧时，因烟煤热值小，烟煤放热少，木炭放热多，该选项表述错误；
4. D选项：相同质量的烟煤和木炭完全燃烧时，热值大的木炭放出的热量更多，符合热值的意义，正确。
【答案】D
【知识点】热值的概念
【点评】本题考查热值的基本概念，解题关键是准确理解热值的物理意义，比较燃料放热时需控制“质量相同、完全燃烧”的条件，属于基础概念题。
【难度系数】0.6
【解析】热值是单位质量的燃料完全燃烧释放的热量，据此分析各选项：
1. A选项：未说明烟煤和木炭的质量，也未提及是否完全燃烧，无法确定放出热量的多少，错误；
2. B选项：同理，未明确质量和完全燃烧的条件，无法比较放热，错误；
3. C选项：相同质量的烟煤和木炭完全燃烧时，因烟煤热值小，烟煤放热少，木炭放热多，该选项表述错误；
4. D选项：相同质量的烟煤和木炭完全燃烧时，热值大的木炭放出的热量更多，符合热值的意义，正确。
【答案】D
【知识点】热值的概念
【点评】本题考查热值的基本概念，解题关键是准确理解热值的物理意义，比较燃料放热时需控制“质量相同、完全燃烧”的条件，属于基础概念题。
【难度系数】0.6
10. 小明学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小，实验装置如图。
（1）为保证实验结论的可靠以及方便比较，小明在实验中应让
（2）根据表中数据可以判断：酒精的热值$q_{酒精}$
（3）小明进一步开展实验，测出所燃烧酒精的质量$m_{酒精}$、试管中水的质量$m_{水}$，查得水的比热容$c_{水}$，将数据代入公式$m_{酒精} q_{酒精}=c_{水}m_{水}(t-t_{0})$计算得到酒精的热值$q_{酒精}$，所得测量值与实际值相比会
（1）为保证实验结论的可靠以及方便比较，小明在实验中应让
酒精和碎纸片
、两试管中水的质量以及两个试管都保持相同。（2）根据表中数据可以判断：酒精的热值$q_{酒精}$
大于
（大于/小于）碎纸片的热值$q_{纸片}$。（3）小明进一步开展实验，测出所燃烧酒精的质量$m_{酒精}$、试管中水的质量$m_{水}$，查得水的比热容$c_{水}$，将数据代入公式$m_{酒精} q_{酒精}=c_{水}m_{水}(t-t_{0})$计算得到酒精的热值$q_{酒精}$，所得测量值与实际值相比会
偏小
（偏大/偏小），你认为出现这种情况的主要原因是酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收
。答案
10.（1）酒精和碎纸片
（2）大于
（3）偏小 酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收
（2）大于
（3）偏小 酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收
解析
【分析】
本题是探究燃料热值大小的实验，需结合控制变量法和热值的概念解题。（1）探究不同燃料的热值时，需控制相关变量相同，才能通过水升高的温度比较燃料放热多少；（2）相同质量的燃料完全燃烧，放出热量越多，热值越大，可通过水升温情况判断；（3）实验中燃料燃烧的热量会散失，水无法全部吸收，导致测量的热量偏小，影响热值计算结果。
【解析】
（1）根据控制变量法，探究酒精和碎纸片的热值时，应让酒精和碎纸片的质量相同，两试管中水的质量相同，实验装置相同，这样才能保证实验结论可靠，故填酒精和碎纸片；
（2）相同质量的酒精和碎纸片完全燃烧，若酒精使水升高的温度更高，说明酒精放出的热量更多，根据热值定义，酒精的热值大于碎纸片的热值；
（3）实验中，酒精燃烧放出的热量有一部分散失到空气中、被实验装置吸收，水不能全部吸收这些热量，因此计算时用的水吸收的热量小于酒精实际放出的热量，代入公式计算得到的热值会偏小。
【答案】
（1）酒精和碎纸片；（2）大于；（3）偏小；酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收
【知识点】
燃料的热值、控制变量法
【点评】
本题为热值探究基础实验题，重点考查控制变量法的应用和实验误差分析，难度适中，需学生理解实验原理和操作要点。
【难度系数】
0.6
本题是探究燃料热值大小的实验，需结合控制变量法和热值的概念解题。（1）探究不同燃料的热值时，需控制相关变量相同，才能通过水升高的温度比较燃料放热多少；（2）相同质量的燃料完全燃烧，放出热量越多，热值越大，可通过水升温情况判断；（3）实验中燃料燃烧的热量会散失，水无法全部吸收，导致测量的热量偏小，影响热值计算结果。
【解析】
（1）根据控制变量法，探究酒精和碎纸片的热值时，应让酒精和碎纸片的质量相同，两试管中水的质量相同，实验装置相同，这样才能保证实验结论可靠，故填酒精和碎纸片；
（2）相同质量的酒精和碎纸片完全燃烧，若酒精使水升高的温度更高，说明酒精放出的热量更多，根据热值定义，酒精的热值大于碎纸片的热值；
（3）实验中，酒精燃烧放出的热量有一部分散失到空气中、被实验装置吸收，水不能全部吸收这些热量，因此计算时用的水吸收的热量小于酒精实际放出的热量，代入公式计算得到的热值会偏小。
【答案】
（1）酒精和碎纸片；（2）大于；（3）偏小；酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收
【知识点】
燃料的热值、控制变量法
【点评】
本题为热值探究基础实验题，重点考查控制变量法的应用和实验误差分析，难度适中，需学生理解实验原理和操作要点。
【难度系数】
0.6
11. 用天然气灶烧水，若$0.5\ \mathrm{m}^3$天然气完全燃烧放出的热量60%被温度为$20\ °\mathrm{C}$、质量为$100\ \mathrm{kg}$的水吸收。已知$q_{天然气}=7×10^7\ \mathrm{J/m}^3$，$q_{氢气}=1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}$。
（1）求$0.5\ \mathrm{m}^3$天然气完全燃烧放出的热量。
（2）求水的末温。
（3）氢气具有热值大、环保等优点，完全燃烧多少千克氢气能产生和$0.5\ \mathrm{m}^3$天然气相同的热量？
（1）求$0.5\ \mathrm{m}^3$天然气完全燃烧放出的热量。
（2）求水的末温。
（3）氢气具有热值大、环保等优点，完全燃烧多少千克氢气能产生和$0.5\ \mathrm{m}^3$天然气相同的热量？
答案
11.（1）$0.5\ \mathrm{m}^3$ 天然气完全燃烧放出的热量 $Q_{放}=V_{天然气}q_{天然气}=0.5\ \mathrm{m}^3×7×10^7\ \mathrm{J/m}^3=3.5×10^7\ \mathrm{J}$
（2）水吸收的热量 $Q_{吸}=\eta Q_{放}=60\%×3.5×10^7\ \mathrm{J}=2.1×10^7\ \mathrm{J}$，由 $Q_{吸}=cm(t-t_0)$ 可得水的末温 $t=\frac{Q_{吸}}{cm_{水}}+t_0=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}}+20\ ℃=70\ ℃$
（3）由 $Q_{放}=mq$ 可得完全燃烧氢气的质量 $m_{氢气}=\frac{Q_{放}}{q_{氢气}}=\frac{3.5×10^7\ \mathrm{J}}{1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}}=0.25\ \mathrm{kg}$
（2）水吸收的热量 $Q_{吸}=\eta Q_{放}=60\%×3.5×10^7\ \mathrm{J}=2.1×10^7\ \mathrm{J}$，由 $Q_{吸}=cm(t-t_0)$ 可得水的末温 $t=\frac{Q_{吸}}{cm_{水}}+t_0=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}}+20\ ℃=70\ ℃$
（3）由 $Q_{放}=mq$ 可得完全燃烧氢气的质量 $m_{氢气}=\frac{Q_{放}}{q_{氢气}}=\frac{3.5×10^7\ \mathrm{J}}{1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}}=0.25\ \mathrm{kg}$
解析
【分析】本题是热值与热量计算的综合应用题，分三步解答：
1. 第（1）问求天然气完全燃烧放出的热量，利用气体燃料放热公式$Q_{放}=Vq$，代入天然气的体积和热值计算；
2. 第（2）问先根据热效率计算水吸收的热量$Q_{吸}=\eta Q_{放}$，再利用吸热公式$Q_{吸}=cm(t-t_0)$变形求水的末温；
3. 第（3）问要求产生相同热量时氢气的质量，利用固体/液体燃料放热公式$Q_{放}=mq$变形，代入相同的热量和氢气的热值计算。
【解析】（1）$0.5\ \mathrm{m}^3$天然气完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=V_{天然气}q_{天然气}=0.5\ \mathrm{m}^3×7×10^7\ \mathrm{J/m}^3=3.5×10^7\ \mathrm{J}$；
（2）水吸收的热量：
$Q_{吸}=\eta Q_{放}=60\%×3.5×10^7\ \mathrm{J}=2.1×10^7\ \mathrm{J}$，
由$Q_{吸}=cm(t-t_0)$可得水的末温：
$t=\frac{Q_{吸}}{cm_{水}}+t_0=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}}+20\ ℃=70\ ℃$；
（3）完全燃烧氢气产生的热量与天然气相同，即$Q_{放}'=Q_{放}=3.5×10^7\ \mathrm{J}$，
由$Q_{放}'=m_{氢气}q_{氢气}$可得氢气的质量：
$m_{氢气}=\frac{Q_{放}'}{q_{氢气}}=\frac{3.5×10^7\ \mathrm{J}}{1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}}=0.25\ \mathrm{kg}$。
【答案】（1）$3.5×10^7\ \mathrm{J}$；（2）$70\ ℃$；（3）$0.25\ \mathrm{kg}$
【知识点】燃料的热值、热量的计算
【点评】本题考查热值公式与热量公式的应用，属于基础计算题，需熟练掌握公式变形，注意区分气体与固体燃料的放热公式差异，以及热效率的计算逻辑。
【难度系数】0.6
1. 第（1）问求天然气完全燃烧放出的热量，利用气体燃料放热公式$Q_{放}=Vq$，代入天然气的体积和热值计算；
2. 第（2）问先根据热效率计算水吸收的热量$Q_{吸}=\eta Q_{放}$，再利用吸热公式$Q_{吸}=cm(t-t_0)$变形求水的末温；
3. 第（3）问要求产生相同热量时氢气的质量，利用固体/液体燃料放热公式$Q_{放}=mq$变形，代入相同的热量和氢气的热值计算。
【解析】（1）$0.5\ \mathrm{m}^3$天然气完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=V_{天然气}q_{天然气}=0.5\ \mathrm{m}^3×7×10^7\ \mathrm{J/m}^3=3.5×10^7\ \mathrm{J}$；
（2）水吸收的热量：
$Q_{吸}=\eta Q_{放}=60\%×3.5×10^7\ \mathrm{J}=2.1×10^7\ \mathrm{J}$，
由$Q_{吸}=cm(t-t_0)$可得水的末温：
$t=\frac{Q_{吸}}{cm_{水}}+t_0=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}}+20\ ℃=70\ ℃$；
（3）完全燃烧氢气产生的热量与天然气相同，即$Q_{放}'=Q_{放}=3.5×10^7\ \mathrm{J}$，
由$Q_{放}'=m_{氢气}q_{氢气}$可得氢气的质量：
$m_{氢气}=\frac{Q_{放}'}{q_{氢气}}=\frac{3.5×10^7\ \mathrm{J}}{1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}}=0.25\ \mathrm{kg}$。
【答案】（1）$3.5×10^7\ \mathrm{J}$；（2）$70\ ℃$；（3）$0.25\ \mathrm{kg}$
【知识点】燃料的热值、热量的计算
【点评】本题考查热值公式与热量公式的应用，属于基础计算题，需熟练掌握公式变形，注意区分气体与固体燃料的放热公式差异，以及热效率的计算逻辑。
【难度系数】0.6
12. (2025·苏州姑苏模拟)某汽车在水平地面上以25 m/s的速度匀速行驶，行驶600 s汽车发动机产生的牵引力所做的功为$3× 10^7$ J，消耗汽油1 kg。求：(假设汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽油热值取$5× 10^7$ J/kg，g取10 N/kg)
（1）汽车行驶的路程。（2）汽车受到的阻力。（3）汽车发动机的效率。
（1）汽车行驶的路程。（2）汽车受到的阻力。（3）汽车发动机的效率。
答案
12.（1）由 $v=\frac{s}{t}$ 可知，汽车行驶的路程 $s=vt=25\ \mathrm{m/s}×600\ \mathrm{s}=1.5×10^4\ \mathrm{m}$
（2）由 $W=Fs$ 可知，汽车的牵引力 $F=\frac{W}{s}=\frac{3×10^7\ \mathrm{J}}{1.5×10^4\ \mathrm{m}}=2000\ \mathrm{N}$，汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车受到的阻力 $f=F=2000\ \mathrm{N}$
（3）消耗的汽油完全燃烧放出的热量 $Q_{放}=mq=1\ \mathrm{kg}×5×10^7\ \mathrm{J/kg}=5×10^7\ \mathrm{J}$，汽车发动机的效率 $\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{3×10^7\ \mathrm{J}}{5×10^7\ \mathrm{J}}×100\%=60\%$
（2）由 $W=Fs$ 可知，汽车的牵引力 $F=\frac{W}{s}=\frac{3×10^7\ \mathrm{J}}{1.5×10^4\ \mathrm{m}}=2000\ \mathrm{N}$，汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车受到的阻力 $f=F=2000\ \mathrm{N}$
（3）消耗的汽油完全燃烧放出的热量 $Q_{放}=mq=1\ \mathrm{kg}×5×10^7\ \mathrm{J/kg}=5×10^7\ \mathrm{J}$，汽车发动机的效率 $\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{3×10^7\ \mathrm{J}}{5×10^7\ \mathrm{J}}×100\%=60\%$
解析
【分析】
本题分为三个小问，解题思路如下：
1. 求汽车行驶的路程：已知汽车匀速行驶的速度和时间，利用速度公式的变形公式s=vt计算；
2. 求汽车受到的阻力：先通过功的公式W=Fs求出牵引力，再结合汽车匀速行驶时牵引力与阻力是平衡力，二力大小相等，得出阻力；
3. 求发动机的效率：先计算汽油完全燃烧放出的总热量Q放=mq，再根据效率公式η=W/Q放×100%，用牵引力做的功（有用功）除以总热量得到效率。
【解析】
（1）由速度公式v = s/t，变形得汽车行驶的路程：
s = vt = 25 m/s × 600 s = 1.5×10⁴ m；
（2）已知牵引力做功W=3×10⁷ J，由功的公式W=Fs，得汽车的牵引力：
F = W/s = (3×10⁷ J)/(1.5×10⁴ m) = 2000 N；
汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，故阻力：
f = F = 2000 N；
（3）1 kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q放 = mq = 1 kg × 5×10⁷ J/kg = 5×10⁷ J；
汽车发动机的效率：
η = (W/Q放)×100% = (3×10⁷ J / 5×10⁷ J)×100% = 60%。
【答案】
（1）汽车行驶的路程为1.5×10⁴ m；（2）汽车受到的阻力为2000 N；（3）汽车发动机的效率为60%。
【知识点】
速度公式应用、二力平衡条件、热机效率计算
【点评】
本题是力学与热学结合的基础计算题，考查公式应用和二力平衡知识点，步骤清晰，难度适中，适合巩固基础。
【难度系数】
0.6
本题分为三个小问，解题思路如下：
1. 求汽车行驶的路程：已知汽车匀速行驶的速度和时间，利用速度公式的变形公式s=vt计算；
2. 求汽车受到的阻力：先通过功的公式W=Fs求出牵引力，再结合汽车匀速行驶时牵引力与阻力是平衡力，二力大小相等，得出阻力；
3. 求发动机的效率：先计算汽油完全燃烧放出的总热量Q放=mq，再根据效率公式η=W/Q放×100%，用牵引力做的功（有用功）除以总热量得到效率。
【解析】
（1）由速度公式v = s/t，变形得汽车行驶的路程：
s = vt = 25 m/s × 600 s = 1.5×10⁴ m；
（2）已知牵引力做功W=3×10⁷ J，由功的公式W=Fs，得汽车的牵引力：
F = W/s = (3×10⁷ J)/(1.5×10⁴ m) = 2000 N；
汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，故阻力：
f = F = 2000 N；
（3）1 kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q放 = mq = 1 kg × 5×10⁷ J/kg = 5×10⁷ J；
汽车发动机的效率：
η = (W/Q放)×100% = (3×10⁷ J / 5×10⁷ J)×100% = 60%。
【答案】
（1）汽车行驶的路程为1.5×10⁴ m；（2）汽车受到的阻力为2000 N；（3）汽车发动机的效率为60%。
【知识点】
速度公式应用、二力平衡条件、热机效率计算
【点评】
本题是力学与热学结合的基础计算题，考查公式应用和二力平衡知识点，步骤清晰，难度适中，适合巩固基础。
【难度系数】
0.6
