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17. (2025江苏无锡中考)取5.6 g酒精和5.6 g花生米,点燃后分别对80 g的水加热,直至充分燃烧.数据记录在表中,可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量
不相等
(选填“相等”或“不相等”),所测的花生米的热值为$1.8×10^6$
J/kg,酒精和花生米中,酒精
的热值大.[$c_{水}=4.2×10^{3} J/(kg·℃)$,不计热量损失]答案
17. 不相等 $1.8×10^6$ 酒精 【解析】相同质量的酒精和花生米完全燃烧放热,由表格数据可知,酒精完全燃烧放出的热量可以将水的温度升高70 ℃-22 ℃=48 ℃,花生米完全燃烧放出的热量可以将水的温度升高52 ℃-22 ℃=30 ℃,由$Q_{放}=Q_{吸}=cmΔt$可知,酒精燃烧放出的热量比花生米燃烧放出热量多,再由$Q_{放}=mq$知,酒精的热值更大;80 g的水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}Δt=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80×10^{-3}\ \mathrm{kg}×(52\ ℃-22\ ℃)=1.008×10^4\ \mathrm{J}$,由题意知,5.6 g花生米完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=1.008×10^4\ \mathrm{J}$,由$Q_{放}=mq$知,花生米的热值$q=\frac{Q_{放}}{m}=\frac{1.008×10^4\ \mathrm{J}}{5.6×10^{-3}\ \mathrm{kg}}=1.8×10^6\ \mathrm{J/kg}$.
解析
【分析】
要解决这道题，首先明确：不计热量损失时，燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量；相同质量的燃料完全燃烧，水升高的温度越高，说明燃料放出的热量越多，结合热值公式可计算热值并比较大小。
【解析】
1. 判断放热是否相等：相同质量的酒精和花生米充分燃烧，酒精使水温升高$\Delta t_{酒精}=70℃-22℃=48℃$，花生米使水温升高$\Delta t_{花生}=52℃-22℃=30℃$。水的质量相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，$\Delta t$不同则水吸收的热量不同，不计热量损失时，燃料放出的热量等于水吸收的热量，因此两者放出的热量不相等。
2. 计算花生米的热值：水的质量$m_{水}=80g=0.08kg$，花生米燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即$Q_{放}=Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t_{花生}=4.2×10^3 J/(kg·℃)×0.08kg×30℃=1.008×10^4 J$；花生米质量$m=5.6g=0.0056kg$，根据热值公式$q=\frac{Q_{放}}{m}$，得花生米的热值$q=\frac{1.008×10^4 J}{0.0056kg}=1.8×10^6 J/kg$。
3. 比较热值：相同质量的酒精燃烧使水升高的温度更高，说明酒精放出的热量更多，因此酒精的热值更大。
【答案】
不相等；$1.8×10^6$；酒精
【知识点】
热值、热量计算
【点评】
本题通过实验间接测量燃料热值，结合热量公式和热值公式进行计算，是热值相关的基础应用题型，需掌握热量与热值的计算逻辑。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，首先明确：不计热量损失时，燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量；相同质量的燃料完全燃烧，水升高的温度越高，说明燃料放出的热量越多，结合热值公式可计算热值并比较大小。
【解析】
1. 判断放热是否相等：相同质量的酒精和花生米充分燃烧，酒精使水温升高$\Delta t_{酒精}=70℃-22℃=48℃$，花生米使水温升高$\Delta t_{花生}=52℃-22℃=30℃$。水的质量相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，$\Delta t$不同则水吸收的热量不同，不计热量损失时，燃料放出的热量等于水吸收的热量，因此两者放出的热量不相等。
2. 计算花生米的热值：水的质量$m_{水}=80g=0.08kg$，花生米燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即$Q_{放}=Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t_{花生}=4.2×10^3 J/(kg·℃)×0.08kg×30℃=1.008×10^4 J$；花生米质量$m=5.6g=0.0056kg$，根据热值公式$q=\frac{Q_{放}}{m}$，得花生米的热值$q=\frac{1.008×10^4 J}{0.0056kg}=1.8×10^6 J/kg$。
3. 比较热值：相同质量的酒精燃烧使水升高的温度更高，说明酒精放出的热量更多，因此酒精的热值更大。
【答案】
不相等；$1.8×10^6$；酒精
【知识点】
热值、热量计算
【点评】
本题通过实验间接测量燃料热值，结合热量公式和热值公式进行计算，是热值相关的基础应用题型，需掌握热量与热值的计算逻辑。
【难度系数】
0.6
18. 万唯原创混合动力汽车具有节能、低排放等优点,采用传统的热机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力.小明家购买了一辆混合动力汽车.他结合所学知识进行了以下专题研究.
(1)供能方式调研
查阅资料可知,该汽车在蓄电池电量充足且低速行驶时,由蓄电池提供动力,将
(2)发动机效率测算
若汽车在高速上使用汽油机提供动力,匀速直线行驶了20 km,共消耗汽油3 kg.在此期间该车蓄电池储存的电能增加了$1.44× 10^{7}\ \mathrm{J}$,已知匀速行驶过程中汽车受到的阻力为2 000 N,该汽车汽油机的效率约为多少?(百分号前保留一位小数,汽油的热值约为$4.6× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$)
(3)蓄电池续航能力研究
若该汽车使用蓄电池提供动力,蓄电池充满电时储存的电能为$1.152× 10^{7}\ \mathrm{J}$,该电动机的效率为90%,那么该蓄电池可支持该汽车匀速行驶多远?(该车受到的阻力仍为2 000 N)
(1)供能方式调研
查阅资料可知,该汽车在蓄电池电量充足且低速行驶时,由蓄电池提供动力,将
化学
能转化为电能,再将电能转化为机械能;当蓄电池电量不足或需要高速行驶时,汽车可切换至汽油机驱动,同时给蓄电池充电,充电时遵循
(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律.(2)发动机效率测算
若汽车在高速上使用汽油机提供动力,匀速直线行驶了20 km,共消耗汽油3 kg.在此期间该车蓄电池储存的电能增加了$1.44× 10^{7}\ \mathrm{J}$,已知匀速行驶过程中汽车受到的阻力为2 000 N,该汽车汽油机的效率约为多少?(百分号前保留一位小数,汽油的热值约为$4.6× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$)
(3)蓄电池续航能力研究
若该汽车使用蓄电池提供动力,蓄电池充满电时储存的电能为$1.152× 10^{7}\ \mathrm{J}$,该电动机的效率为90%,那么该蓄电池可支持该汽车匀速行驶多远?(该车受到的阻力仍为2 000 N)
答案
18. (1)化学 遵循
解:(2)因为该车匀速直线行驶,所以牵引力与阻力是一对平衡力,故$F=f=2\ 000\ \mathrm{N}$
牵引力做的功
$W=Fs=2\ 000\ \mathrm{N}×20×10^3\ \mathrm{m}=4×10^7\ \mathrm{J}$
消耗汽油3 kg放出的总热量
$Q_{放}=mq=3\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.38×10^8\ \mathrm{J}$
汽油机的效率为有用功与总热量之比,有用功包括牵引力做功和储存的电能,储存的电能增加了$1.44×10^7\ \mathrm{J}$,该汽车汽油机的效率$\eta =\frac{W_{有用}}{Q_{放}}=\frac{W+W_{电}}{Q_{放}}=\frac{4×10^7\ \mathrm{J}+1.44×10^7\ \mathrm{J}}{1.38×10^8\ \mathrm{J}}≈0.394=39.4\%$
(3)由题意可知,该蓄电池可为电动机提供的电能$Q_{电}=1.152×10^7\ \mathrm{J}$
又因为该电动机的效率为90%,则此时牵引力做功为
$W'=Q_{电}\eta'=1.152×10^7\ \mathrm{J}×90\%=1.036\ 8×10^7\ \mathrm{J}$
而该车受到阻力仍为2 000 N,故牵引力$F=f=2\ 000\ \mathrm{N}$,则该汽车可行驶的距离
$s'=\frac{W'}{F}=\frac{1.036\ 8×10^7\ \mathrm{J}}{2\ 000\ \mathrm{N}}=5\ 184\ \mathrm{m}$
解:(2)因为该车匀速直线行驶,所以牵引力与阻力是一对平衡力,故$F=f=2\ 000\ \mathrm{N}$
牵引力做的功
$W=Fs=2\ 000\ \mathrm{N}×20×10^3\ \mathrm{m}=4×10^7\ \mathrm{J}$
消耗汽油3 kg放出的总热量
$Q_{放}=mq=3\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.38×10^8\ \mathrm{J}$
汽油机的效率为有用功与总热量之比,有用功包括牵引力做功和储存的电能,储存的电能增加了$1.44×10^7\ \mathrm{J}$,该汽车汽油机的效率$\eta =\frac{W_{有用}}{Q_{放}}=\frac{W+W_{电}}{Q_{放}}=\frac{4×10^7\ \mathrm{J}+1.44×10^7\ \mathrm{J}}{1.38×10^8\ \mathrm{J}}≈0.394=39.4\%$
(3)由题意可知,该蓄电池可为电动机提供的电能$Q_{电}=1.152×10^7\ \mathrm{J}$
又因为该电动机的效率为90%,则此时牵引力做功为
$W'=Q_{电}\eta'=1.152×10^7\ \mathrm{J}×90\%=1.036\ 8×10^7\ \mathrm{J}$
而该车受到阻力仍为2 000 N,故牵引力$F=f=2\ 000\ \mathrm{N}$,则该汽车可行驶的距离
$s'=\frac{W'}{F}=\frac{1.036\ 8×10^7\ \mathrm{J}}{2\ 000\ \mathrm{N}}=5\ 184\ \mathrm{m}$
解析
【分析】
本题围绕混合动力汽车的能量转化、热机效率及功的计算展开，解题思路如下：
(1) 蓄电池供电时，内部储存的化学能转化为电能；能量守恒定律是普遍适用的规律，任何能量转化过程都遵循该定律。
(2) 计算汽油机效率时，需先确定有用功（汽车行驶的牵引力做功+蓄电池增加的电能），总功为汽油完全燃烧释放的热量，再根据效率公式求解。
(3) 电动机效率是转化为机械能的电能占总电能的比例，先算出电动机输出的机械能，结合匀速行驶时牵引力等于阻力，利用功的公式计算行驶距离。
【解析】
(1) 蓄电池供电时，将内部的化学能转化为电能；能量守恒定律适用于所有能量转化过程，因此充电时遵循能量守恒定律。
(2) 汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，故$F=f=2000\ \mathrm{N}$；
牵引力做的功：$W=Fs=2000\ \mathrm{N}×20×10^3\ \mathrm{m}=4×10^7\ \mathrm{J}$；
3kg汽油完全燃烧放出的总热量：$Q_{放}=mq=3\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.38×10^8\ \mathrm{J}$；
汽油机的有用功为牵引力做功与蓄电池增加的电能之和：$W_{有用}=W+W_{电}=4×10^7\ \mathrm{J}+1.44×10^7\ \mathrm{J}=5.44×10^7\ \mathrm{J}$；
汽油机效率：$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{5.44×10^7\ \mathrm{J}}{1.38×10^8\ \mathrm{J}}×100\%≈39.4\%$。
(3) 蓄电池储存的总电能为$W_{电总}=1.152×10^7\ \mathrm{J}$，电动机效率为90%，则电动机输出的机械能（即牵引力做的功）：$W'=W_{电总}×\eta'=1.152×10^7\ \mathrm{J}×90\%=1.0368×10^7\ \mathrm{J}$；
汽车匀速行驶时牵引力$F=f=2000\ \mathrm{N}$，由$W=Fs$得行驶距离：$s'=\frac{W'}{F}=\frac{1.0368×10^7\ \mathrm{J}}{2000\ \mathrm{N}}=5184\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 化学；遵循 (2) 39.4% (3) 5184 m
【知识点】
能量转化、热机效率、功的计算
【点评】
本题结合实际的混合动力汽车场景，考查能量转化规律、热机效率及功的相关计算，需明确各过程中能量的流向，匀速运动时牵引力与阻力平衡是解题关键，整体难度适中，注重基础公式的应用。
【难度系数】
0.6
本题围绕混合动力汽车的能量转化、热机效率及功的计算展开，解题思路如下：
(1) 蓄电池供电时，内部储存的化学能转化为电能；能量守恒定律是普遍适用的规律，任何能量转化过程都遵循该定律。
(2) 计算汽油机效率时，需先确定有用功（汽车行驶的牵引力做功+蓄电池增加的电能），总功为汽油完全燃烧释放的热量，再根据效率公式求解。
(3) 电动机效率是转化为机械能的电能占总电能的比例，先算出电动机输出的机械能，结合匀速行驶时牵引力等于阻力，利用功的公式计算行驶距离。
【解析】
(1) 蓄电池供电时，将内部的化学能转化为电能；能量守恒定律适用于所有能量转化过程，因此充电时遵循能量守恒定律。
(2) 汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，故$F=f=2000\ \mathrm{N}$；
牵引力做的功：$W=Fs=2000\ \mathrm{N}×20×10^3\ \mathrm{m}=4×10^7\ \mathrm{J}$；
3kg汽油完全燃烧放出的总热量：$Q_{放}=mq=3\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.38×10^8\ \mathrm{J}$；
汽油机的有用功为牵引力做功与蓄电池增加的电能之和：$W_{有用}=W+W_{电}=4×10^7\ \mathrm{J}+1.44×10^7\ \mathrm{J}=5.44×10^7\ \mathrm{J}$；
汽油机效率：$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{5.44×10^7\ \mathrm{J}}{1.38×10^8\ \mathrm{J}}×100\%≈39.4\%$。
(3) 蓄电池储存的总电能为$W_{电总}=1.152×10^7\ \mathrm{J}$，电动机效率为90%，则电动机输出的机械能（即牵引力做的功）：$W'=W_{电总}×\eta'=1.152×10^7\ \mathrm{J}×90\%=1.0368×10^7\ \mathrm{J}$；
汽车匀速行驶时牵引力$F=f=2000\ \mathrm{N}$，由$W=Fs$得行驶距离：$s'=\frac{W'}{F}=\frac{1.0368×10^7\ \mathrm{J}}{2000\ \mathrm{N}}=5184\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 化学；遵循 (2) 39.4% (3) 5184 m
【知识点】
能量转化、热机效率、功的计算
【点评】
本题结合实际的混合动力汽车场景，考查能量转化规律、热机效率及功的相关计算，需明确各过程中能量的流向，匀速运动时牵引力与阻力平衡是解题关键，整体难度适中，注重基础公式的应用。
【难度系数】
0.6
