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10. 甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量关系的图像如图所示，下列分析正确的是（
A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B.使用甲燃料的热机做的有用功一定更多
C.完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多
D.使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于100％
C
）A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B.使用甲燃料的热机做的有用功一定更多
C.完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多
D.使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于100％
答案
10.C
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确热值的定义：单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，公式为$ q = \frac{Q}{m} $，因此Q-m图像的斜率表示燃料的热值，斜率越大，热值越大。再逐一分析选项：
1. 分析热值大小：相同质量$ m $时，甲对应的完全燃烧放出的热量$ Q $更大，根据热值公式可知甲的热值大于乙的；
2. 逐一判断选项：A选项违背热值大小关系，B选项热机有用功受热值、燃料质量、热机效率等多个因素影响，C选项符合图像规律，D选项混淆了热值和热机效率的概念，据此判断正确选项。
【解析】
根据热值公式$ q = \frac{Q}{m} $，Q-m图像的斜率表示燃料的热值，斜率越大，热值越大。
选项A：由图像可知，相同质量的甲、乙燃料完全燃烧时，甲放出的热量更多，根据$ q=\frac{Q}{m} $，甲的热值大于乙的，故A错误；
选项B：热机做的有用功与燃料热值、消耗燃料的质量、热机效率都有关，仅根据热值无法判断有用功的多少，故B错误；
选项C：由图像可知，完全燃烧相同质量的甲、乙燃料时，甲对应的放出热量$ Q $更大，故C正确；
选项D：热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，与燃料热值无直接必然联系，且热机效率一定小于100%，但“使用甲燃料的热机效率一定高”的说法错误，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
热值、热机效率
【点评】
本题结合Q-m图像考查热值的概念，需明确图像斜率与热值的对应关系，同时要区分热值和热机效率的概念，避免概念混淆，是初中物理热学的基础题型。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需先明确热值的定义：单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，公式为$ q = \frac{Q}{m} $，因此Q-m图像的斜率表示燃料的热值，斜率越大，热值越大。再逐一分析选项：
1. 分析热值大小：相同质量$ m $时，甲对应的完全燃烧放出的热量$ Q $更大，根据热值公式可知甲的热值大于乙的；
2. 逐一判断选项：A选项违背热值大小关系，B选项热机有用功受热值、燃料质量、热机效率等多个因素影响，C选项符合图像规律，D选项混淆了热值和热机效率的概念，据此判断正确选项。
【解析】
根据热值公式$ q = \frac{Q}{m} $，Q-m图像的斜率表示燃料的热值，斜率越大，热值越大。
选项A：由图像可知，相同质量的甲、乙燃料完全燃烧时，甲放出的热量更多，根据$ q=\frac{Q}{m} $，甲的热值大于乙的，故A错误；
选项B：热机做的有用功与燃料热值、消耗燃料的质量、热机效率都有关，仅根据热值无法判断有用功的多少，故B错误；
选项C：由图像可知，完全燃烧相同质量的甲、乙燃料时，甲对应的放出热量$ Q $更大，故C正确；
选项D：热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，与燃料热值无直接必然联系，且热机效率一定小于100%，但“使用甲燃料的热机效率一定高”的说法错误，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
热值、热机效率
【点评】
本题结合Q-m图像考查热值的概念，需明确图像斜率与热值的对应关系，同时要区分热值和热机效率的概念，避免概念混淆，是初中物理热学的基础题型。
【难度系数】
0.5
11.某汽油机工作时的热量损失情况是:气缸散热损失25%,废气带走35%,机械摩擦损耗10%,则完全燃烧5 g汽油(热值为$4.6×10^7$ J/kg)获得的机械能是
$6.9×10^4$
J.答案
11. $6.9×10^4$
解析
【分析】要计算汽油机获得的机械能，需先求出汽油完全燃烧释放的总热量，再根据热机效率（有用机械能占总热量的比例）计算结果。首先将汽油质量单位换算为千克，利用热值公式算出总热量；再用1减去各项热量损失比例得到热机效率；最后总热量乘以效率即为所求机械能。
【解析】解：汽油的质量$ m = 5g = 0.005kg $，
汽油完全燃烧放出的总热量：$ Q_{放} = mq = 0.005kg × 4.6×10^7 J/kg = 2.3×10^5 J $，
汽油机的效率：$ η = 1 - 25\% - 35\% - 10\% = 30\% = 0.3 $，
获得的机械能：$ W = Q_{放} × η = 2.3×10^5 J × 0.3 = 6.9×10^4 J $。
【答案】$ 6.9×10^4 $
【知识点】燃料的热值、热机的效率
【点评】本题是热学基础题型，考查热值公式与热机效率的综合应用，核心是理解热机效率的含义，计算步骤清晰易掌握。
【难度系数】0.7
【解析】解：汽油的质量$ m = 5g = 0.005kg $，
汽油完全燃烧放出的总热量：$ Q_{放} = mq = 0.005kg × 4.6×10^7 J/kg = 2.3×10^5 J $，
汽油机的效率：$ η = 1 - 25\% - 35\% - 10\% = 30\% = 0.3 $，
获得的机械能：$ W = Q_{放} × η = 2.3×10^5 J × 0.3 = 6.9×10^4 J $。
【答案】$ 6.9×10^4 $
【知识点】燃料的热值、热机的效率
【点评】本题是热学基础题型，考查热值公式与热机效率的综合应用，核心是理解热机效率的含义，计算步骤清晰易掌握。
【难度系数】0.7
12.(中考·镇江)小兵利用图示装置测算酒精的热值.燃烧皿中酒精的质量为12 g,烧杯中水的质量为200 g,初温为23 ℃,点燃酒精,当水温升高到43 ℃时,立即熄灭火焰.该过程水吸收的热量$Q=$
$1.68×10^4$
J.他想利用$Q_{放}=Q$计算酒精的热值,还需进行的实验操作是测出剩余酒精的质量
,他所测算出的热值与真实值相比偏小
.$[c_{水}=4.2×10^{3}\ J/(kg· ℃)]$答案
12. $1.68×10^4$ 测出剩余酒精的质量 小
解析
【分析】
要解决这道题，首先利用水的比热容、质量和温度变化计算水吸收的热量；其次，计算酒精热值时需要知道燃烧掉的酒精质量，因此需测量剩余酒精的质量；最后结合实验中热量散失的情况，分析测算热值的误差。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
水的质量$m_{水}=200\ \mathrm{g}=0.2\ \mathrm{kg}$，温度变化$\Delta t=43°\mathrm{C}-23°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$，根据热量公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，代入数据得：
$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 0.2\ \mathrm{kg} × 20°\mathrm{C}=1.68×10^4\ \mathrm{J}$。
2. 计算酒精的热值需要知道燃烧掉的酒精质量，因此需要测出燃烧后剩余酒精的质量，从而得到燃烧掉的酒精质量$m_{燃}=m_{总}-m_{剩}$。
3. 实验中，酒精燃烧放出的热量会有一部分散失到空气中、被烧杯吸收，并没有全部被水吸收，因此$Q_{放实际}＞Q_{吸}$。若用$Q_{放}=Q_{吸}$计算，会导致$Q_{放}$的测量值偏小，根据$q=\frac{Q_{放}}{m_{燃}}$，测算出的热值与真实值相比偏小。
【答案】
$1.68×10^4$；测出剩余酒精的质量；小
【知识点】
热量计算；燃料的热值；实验误差分析
【点评】
本题结合热值测算实验，考查了热量计算、热值测量方法及实验误差分析，属于中考常见题型，注重基础公式应用与实验原理的理解，能较好地考查学生的综合分析能力。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，首先利用水的比热容、质量和温度变化计算水吸收的热量；其次，计算酒精热值时需要知道燃烧掉的酒精质量，因此需测量剩余酒精的质量；最后结合实验中热量散失的情况，分析测算热值的误差。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
水的质量$m_{水}=200\ \mathrm{g}=0.2\ \mathrm{kg}$，温度变化$\Delta t=43°\mathrm{C}-23°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$，根据热量公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，代入数据得：
$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 0.2\ \mathrm{kg} × 20°\mathrm{C}=1.68×10^4\ \mathrm{J}$。
2. 计算酒精的热值需要知道燃烧掉的酒精质量，因此需要测出燃烧后剩余酒精的质量，从而得到燃烧掉的酒精质量$m_{燃}=m_{总}-m_{剩}$。
3. 实验中，酒精燃烧放出的热量会有一部分散失到空气中、被烧杯吸收，并没有全部被水吸收，因此$Q_{放实际}＞Q_{吸}$。若用$Q_{放}=Q_{吸}$计算，会导致$Q_{放}$的测量值偏小，根据$q=\frac{Q_{放}}{m_{燃}}$，测算出的热值与真实值相比偏小。
【答案】
$1.68×10^4$；测出剩余酒精的质量；小
【知识点】
热量计算；燃料的热值；实验误差分析
【点评】
本题结合热值测算实验，考查了热量计算、热值测量方法及实验误差分析，属于中考常见题型，注重基础公式应用与实验原理的理解，能较好地考查学生的综合分析能力。
【难度系数】
0.6
13. 某氢能源公交车以 10 m/s 的速度在平直公路上匀速行驶，发动机的功率为 200 kW，行驶 700 m 消耗氢燃料 0.2 m³.计算在这个过程中:(氢燃料的热值为 $1.4×10^8$ J/m³)
(1)发动机做了多少机械功.
(2)0.2 m³的氢燃料完全燃烧放出的热量.
(3)这辆公交车发动机的效率.
3 拓展在线 ＞＞＞ 学科素养提升练
(1)发动机做了多少机械功.
(2)0.2 m³的氢燃料完全燃烧放出的热量.
(3)这辆公交车发动机的效率.
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答案
13.(1)公交车以 10 m/s 的速度匀速行驶700 m，
公交车行驶的时间 $t=\frac{s}{v}=\frac{700\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{m/s}}=70\ \mathrm{s}$，
公交车发动机做的机械功 $W_{有}=Pt=200×10^3\ \mathrm{W}×70\ \mathrm{s}=1.4×10^7\ \mathrm{J}$.
(2)$0.2\ \mathrm{m^3}$的氢燃料完全燃烧放出的热量 $Q_{放}=Vq=0.2\ \mathrm{m^3}×1.4×10^8\ \mathrm{J/m^3}=2.8×10^7\ \mathrm{J}$.
(3)这辆公交车发动机的效率 $\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}=\frac{1.4×10^7\ \mathrm{J}}{2.8×10^7\ \mathrm{J}}=0.5=50\%$.
公交车行驶的时间 $t=\frac{s}{v}=\frac{700\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{m/s}}=70\ \mathrm{s}$，
公交车发动机做的机械功 $W_{有}=Pt=200×10^3\ \mathrm{W}×70\ \mathrm{s}=1.4×10^7\ \mathrm{J}$.
(2)$0.2\ \mathrm{m^3}$的氢燃料完全燃烧放出的热量 $Q_{放}=Vq=0.2\ \mathrm{m^3}×1.4×10^8\ \mathrm{J/m^3}=2.8×10^7\ \mathrm{J}$.
(3)这辆公交车发动机的效率 $\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}=\frac{1.4×10^7\ \mathrm{J}}{2.8×10^7\ \mathrm{J}}=0.5=50\%$.
解析
【分析】
要解决本题，需依次运用匀速运动公式、功率公式、燃料放热公式和热机效率公式：
1. 求发动机机械功：已知公交车匀速行驶的速度和路程，先由匀速运动公式算出行驶时间，再根据功率公式计算机械功；
2. 求燃料燃烧放热：直接利用燃料放热公式，代入体积和热值计算；
3. 求发动机效率：效率为有用机械功与燃料完全燃烧放出热量的比值，代入前两问结果计算即可。
【解析】
解：
(1) 公交车匀速行驶的时间：
$t=\frac{s}{v}=\frac{700\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{m/s}}=70\ \mathrm{s}$
发动机做的机械功：
$W_{有}=Pt=200×10^3\ \mathrm{W}×70\ \mathrm{s}=1.4×10^7\ \mathrm{J}$
(2) $0.2\ \mathrm{m^3}$氢燃料完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=Vq=0.2\ \mathrm{m^3}×1.4×10^8\ \mathrm{J/m^3}=2.8×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 发动机的效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}=\frac{1.4×10^7\ \mathrm{J}}{2.8×10^7\ \mathrm{J}}=0.5=50\%$
【答案】
(1) $1.4×10^7\ \mathrm{J}$；(2) $2.8×10^7\ \mathrm{J}$；(3) $50\%$
【知识点】
功率的计算、燃料的热值、热机效率
【点评】
本题是力学与热学结合的基础计算题，考查匀速运动、功率、燃料放热及热机效率的基本公式应用，属于常规题型，注重公式的灵活运用，是热学与力学结合的典型基础题。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需依次运用匀速运动公式、功率公式、燃料放热公式和热机效率公式：
1. 求发动机机械功：已知公交车匀速行驶的速度和路程，先由匀速运动公式算出行驶时间，再根据功率公式计算机械功；
2. 求燃料燃烧放热：直接利用燃料放热公式，代入体积和热值计算；
3. 求发动机效率：效率为有用机械功与燃料完全燃烧放出热量的比值，代入前两问结果计算即可。
【解析】
解：
(1) 公交车匀速行驶的时间：
$t=\frac{s}{v}=\frac{700\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{m/s}}=70\ \mathrm{s}$
发动机做的机械功：
$W_{有}=Pt=200×10^3\ \mathrm{W}×70\ \mathrm{s}=1.4×10^7\ \mathrm{J}$
(2) $0.2\ \mathrm{m^3}$氢燃料完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=Vq=0.2\ \mathrm{m^3}×1.4×10^8\ \mathrm{J/m^3}=2.8×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 发动机的效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}=\frac{1.4×10^7\ \mathrm{J}}{2.8×10^7\ \mathrm{J}}=0.5=50\%$
【答案】
(1) $1.4×10^7\ \mathrm{J}$；(2) $2.8×10^7\ \mathrm{J}$；(3) $50\%$
【知识点】
功率的计算、燃料的热值、热机效率
【点评】
本题是力学与热学结合的基础计算题，考查匀速运动、功率、燃料放热及热机效率的基本公式应用，属于常规题型，注重公式的灵活运用，是热学与力学结合的典型基础题。
【难度系数】
0.6
14.汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比）.某总排量为2.0 L的发动机的空燃比为22:1，混合燃气的密度为1.5 kg/m³，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为
$6×10^3$
J.当发动机曲轴每分钟转速为3 000转时，此时汽车输出的机械功率为90 kW，则该发动机每秒钟做功25
次，此时该发动机的效率是60
%.（汽油的热值为$4.6×10^7$ J/kg）答案
14. $6×10^3$ 25 60
解析
【分析】
要解决本题，需分三步推导：①计算发动机一次做功时燃料燃烧的热量，需先求混合燃气质量，再结合空燃比算出燃油质量，最后用热值公式计算；②求每秒做功次数，需明确四冲程发动机每2转做功1次，将转速换算为每秒转数后计算；③计算发动机效率，需先求每秒的有用功和总热量，再用效率公式求解。
【解析】
1. 计算一次做功燃料燃烧的热量：
总排量$V=2.0\ \mathrm{L}=2.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，混合燃气质量$m=\rho V=1.5\ \mathrm{kg/m}^3 ×2.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=3×10^{-3}\ \mathrm{kg}$。
空燃比为$22:1$，即燃油质量占总质量的$\frac{1}{22+1}=\frac{1}{23}$，故燃油质量$m_{\mathrm{油}}=3×10^{-3}\ \mathrm{kg} ×\frac{1}{23}$。
燃料燃烧产生的热量$Q=m_{\mathrm{油}}q=\frac{3×10^{-3}\ \mathrm{kg} ×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}{23}=6×10^3\ \mathrm{J}$。
2. 计算每秒做功次数：
发动机曲轴转速$n=3000\ \mathrm{转/分钟}=50\ \mathrm{转/秒}$，四冲程发动机每2转做功1次，故每秒做功次数为$\frac{50}{2}=25$次。
3. 计算发动机效率：
每秒有用功$W=Pt=90×10^3\ \mathrm{W}×1\ \mathrm{s}=9×10^4\ \mathrm{J}$；
每秒总热量$Q_{\mathrm{总}}=25×6×10^3\ \mathrm{J}=1.5×10^5\ \mathrm{J}$；
效率$\eta=\frac{W}{Q_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{9×10^4\ \mathrm{J}}{1.5×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=60\%$。
【答案】
$6×10^3$；$25$；$60$
【知识点】
热值计算；热机效率；热机工作原理
【点评】
本题综合考查热值、热机效率及四冲程发动机的核心特点，需掌握单位换算、公式应用，关键是理解空燃比的含义和转速与做功次数的对应关系，步骤清晰但需细心推导。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需分三步推导：①计算发动机一次做功时燃料燃烧的热量，需先求混合燃气质量，再结合空燃比算出燃油质量，最后用热值公式计算；②求每秒做功次数，需明确四冲程发动机每2转做功1次，将转速换算为每秒转数后计算；③计算发动机效率，需先求每秒的有用功和总热量，再用效率公式求解。
【解析】
1. 计算一次做功燃料燃烧的热量：
总排量$V=2.0\ \mathrm{L}=2.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，混合燃气质量$m=\rho V=1.5\ \mathrm{kg/m}^3 ×2.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=3×10^{-3}\ \mathrm{kg}$。
空燃比为$22:1$，即燃油质量占总质量的$\frac{1}{22+1}=\frac{1}{23}$，故燃油质量$m_{\mathrm{油}}=3×10^{-3}\ \mathrm{kg} ×\frac{1}{23}$。
燃料燃烧产生的热量$Q=m_{\mathrm{油}}q=\frac{3×10^{-3}\ \mathrm{kg} ×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}{23}=6×10^3\ \mathrm{J}$。
2. 计算每秒做功次数：
发动机曲轴转速$n=3000\ \mathrm{转/分钟}=50\ \mathrm{转/秒}$，四冲程发动机每2转做功1次，故每秒做功次数为$\frac{50}{2}=25$次。
3. 计算发动机效率：
每秒有用功$W=Pt=90×10^3\ \mathrm{W}×1\ \mathrm{s}=9×10^4\ \mathrm{J}$；
每秒总热量$Q_{\mathrm{总}}=25×6×10^3\ \mathrm{J}=1.5×10^5\ \mathrm{J}$；
效率$\eta=\frac{W}{Q_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{9×10^4\ \mathrm{J}}{1.5×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=60\%$。
【答案】
$6×10^3$；$25$；$60$
【知识点】
热值计算；热机效率；热机工作原理
【点评】
本题综合考查热值、热机效率及四冲程发动机的核心特点，需掌握单位换算、公式应用，关键是理解空燃比的含义和转速与做功次数的对应关系，步骤清晰但需细心推导。
【难度系数】
0.5
