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9. [广州期中]为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，两种燃料质量相同，燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。下列说法正确的是 （
A.实验中应控制两种燃料燃烧的时间相同
B.燃料燃烧放出热量的多少是通过加热的时间来反映的
C.甲烧杯中水吸收热量与乙烧杯中水吸收热量之比是$4:3$
D.燃料1的热值与燃料2的热值之比是$3:2$
D
）A.实验中应控制两种燃料燃烧的时间相同
B.燃料燃烧放出热量的多少是通过加热的时间来反映的
C.甲烧杯中水吸收热量与乙烧杯中水吸收热量之比是$4:3$
D.燃料1的热值与燃料2的热值之比是$3:2$
答案
9.D 【点拨】实验中是通过比较水升高的温度来比较燃料燃烧放热能力的，应让燃料完全燃烧，而不是控制燃料燃烧时间相同，因为不同燃料的燃烧速度可能不同，控制燃烧时间相同不能保证燃料完全燃烧，也就无法准确比较它们的放热能力，故A错误；根据转换法，燃料燃烧放出热量的多少是通过水升高的温度来反映的，而不是加热时间，故B错误；已知水的质量m相同，根据$Q_\mathrm{吸}=cm\Delta t$，由图丙可知，甲烧杯中水升高的温度 $\Delta t_\mathrm{甲}=80\ °\mathrm{C}-20\ °\mathrm{C}=60\ °\mathrm{C}$，乙烧杯中水升高的温度 $\Delta t_\mathrm{乙}=60\ °\mathrm{C}-20\ °\mathrm{C}=40\ °\mathrm{C}$，则甲烧杯中水吸收热量$Q_\mathrm{甲}=cm\Delta t_\mathrm{甲}$，乙烧杯中水吸收热量 $Q_\mathrm{乙}=cm\Delta t_\mathrm{乙}$，那么$\frac{Q_\mathrm{甲}}{Q_\mathrm{乙}}=\frac{cm\Delta t_\mathrm{甲}}{cm\Delta t_\mathrm{乙}}=\frac{\Delta t_\mathrm{甲}}{\Delta t_\mathrm{乙}}=\frac{60\ °\mathrm{C}}{40\ °\mathrm{C}}=3:2$，故C错误；实验中忽略热量的散失，燃料完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即$Q_\mathrm{放}=Q_\mathrm{吸}$。根据$Q_\mathrm{放}=mq$，两种燃料质量$m'$相同，设燃料1的热值为$q_1$，燃料2的热值为$q_2$，则$Q_{\mathrm{放}1}=m'q_1$，$Q_{\mathrm{放}2}=m'q_2$。因为$Q_{\mathrm{放}1}=Q_\mathrm{甲}$，$Q_{\mathrm{放}2}=Q_\mathrm{乙}$，且$\frac{Q_\mathrm{甲}}{Q_\mathrm{乙}}=3:2$，所以$\frac{Q_{\mathrm{放}1}}{Q_{\mathrm{放}2}}=\frac{m'q_1}{m'q_2}=\frac{q_1}{q_2}=\frac{Q_\mathrm{甲}}{Q_\mathrm{乙}}=3:2$，即燃料1的热值与燃料2的热值之比是3:2，故D正确。故选D。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确实验目的是比较不同燃料的热值，实验采用转换法，通过水升高的温度反映燃料燃烧放出的热量，结合热量公式$Q=cm\Delta t$和热值公式$q=\frac{Q_{放}}{m}$分析各选项：先判断实验控制的变量，再分析热量的反映方式，计算水吸收的热量之比，最后推导热值之比，逐一排除错误选项。
【解析】
1. 分析选项A：实验目的是比较燃料的放热能力，需让燃料完全燃烧，若控制燃烧时间相同，无法保证燃料完全燃烧，不能准确比较放热能力，故A错误。
2. 分析选项B：根据转换法，燃料燃烧放出的热量全部被水吸收（忽略热量散失），因此放出热量的多少是通过水升高的温度来反映，而非加热时间，故B错误。
3. 分析选项C：水的质量$m$、比热容$c$相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，由图丙得：$\Delta t_{甲}=80° C-20° C=60° C$，$\Delta t_{乙}=60° C-20° C=40° C$，则$\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}=\frac{cm\Delta t_{甲}}{cm\Delta t_{乙}}=\frac{\Delta t_{甲}}{\Delta t_{乙}}=\frac{60° C}{40° C}=3:2$，故C错误。
4. 分析选项D：忽略热量散失，燃料完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即$Q_{放}=Q_{吸}$。两种燃料质量相同，根据$Q_{放}=mq$，得$\frac{q_{1}}{q_{2}}=\frac{\frac{Q_{放1}}{m}}{\frac{Q_{放2}}{m}}=\frac{Q_{放1}}{Q_{放2}}=\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}=3:2$，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
燃料的热值、热量的计算、转换法
【点评】
本题考查探究燃料热值的实验，需掌握转换法的应用，理解水吸收热量与燃料放热的关系，结合热量和热值公式进行计算，易错点是混淆热量的反映方式及热量之比的计算。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确实验目的是比较不同燃料的热值，实验采用转换法，通过水升高的温度反映燃料燃烧放出的热量，结合热量公式$Q=cm\Delta t$和热值公式$q=\frac{Q_{放}}{m}$分析各选项：先判断实验控制的变量，再分析热量的反映方式，计算水吸收的热量之比，最后推导热值之比，逐一排除错误选项。
【解析】
1. 分析选项A：实验目的是比较燃料的放热能力，需让燃料完全燃烧，若控制燃烧时间相同，无法保证燃料完全燃烧，不能准确比较放热能力，故A错误。
2. 分析选项B：根据转换法，燃料燃烧放出的热量全部被水吸收（忽略热量散失），因此放出热量的多少是通过水升高的温度来反映，而非加热时间，故B错误。
3. 分析选项C：水的质量$m$、比热容$c$相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，由图丙得：$\Delta t_{甲}=80° C-20° C=60° C$，$\Delta t_{乙}=60° C-20° C=40° C$，则$\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}=\frac{cm\Delta t_{甲}}{cm\Delta t_{乙}}=\frac{\Delta t_{甲}}{\Delta t_{乙}}=\frac{60° C}{40° C}=3:2$，故C错误。
4. 分析选项D：忽略热量散失，燃料完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即$Q_{放}=Q_{吸}$。两种燃料质量相同，根据$Q_{放}=mq$，得$\frac{q_{1}}{q_{2}}=\frac{\frac{Q_{放1}}{m}}{\frac{Q_{放2}}{m}}=\frac{Q_{放1}}{Q_{放2}}=\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}=3:2$，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
燃料的热值、热量的计算、转换法
【点评】
本题考查探究燃料热值的实验，需掌握转换法的应用，理解水吸收热量与燃料放热的关系，结合热量和热值公式进行计算，易错点是混淆热量的反映方式及热量之比的计算。
【难度系数】
0.5
10.[烟台中考] 汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示的是某台汽油机工作时的能量数据，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$4.6× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$，则该工作过程中消耗的汽油质量为0.0035
kg。答案
10.$1.61×10^5$；机械；0.003 5 【点拨】汽油机工作时，首先把燃料中的化学能转化为内能，然后部分内能转化为机械能；由图可知，损失的能量 $Q_\mathrm{损失}=1.2×10^5\ \mathrm{J}$，获得的有用的机械能 $W=4.1×10^4\ \mathrm{J}$，则燃料完全燃烧释放的能量 $Q_\mathrm{放}=Q_\mathrm{损失}+W=1.2×10^5\ \mathrm{J}+4.1×10^4\ \mathrm{J}=1.61×10^5\ \mathrm{J}$，根据$Q_\mathrm{放}=mq$可得，该工作过程中消耗的汽油质量 $m=\frac{Q_\mathrm{放}}{q_\mathrm{汽油}}=\frac{1.61×10^5\ \mathrm{J}}{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.003\ 5\ \mathrm{kg}$。
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确汽油机的能量流向：燃料完全燃烧释放的总能量等于损失的能量与有用能量之和；汽油机工作时将内能转化为机械能，因此有用的能量是机械能；再根据热值公式计算消耗汽油的质量。步骤如下：1. 计算燃料完全燃烧释放的总能量；2. 确定有用能量的形式；3. 利用热值公式计算汽油质量。
【解析】
1. 燃料完全燃烧释放的总能量等于损失能量与有用能量之和，因此①处的能量为：
$Q_{\mathrm{放}} = Q_{\mathrm{损失}} + W_{\mathrm{有用}} = 1.2×10^5\ \mathrm{J} + 4.1×10^4\ \mathrm{J} = 1.61×10^5\ \mathrm{J}$；
2. 汽油机工作时，将内能转化为机械能，因此有用的能量是机械能，故②处填“机械”；
3. 根据热值公式$Q_{\mathrm{放}} = mq$，可得消耗汽油的质量：
$m = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{q_{\mathrm{汽油}}} = \frac{1.61×10^5\ \mathrm{J}}{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}} = 0.0035\ \mathrm{kg}$。
【答案】
$1.61×10^5$；机械；$0.0035$
【知识点】
热机能量转化、热值计算
【点评】
本题考查热机的能量流向和热值的基础计算，属于热学的基础应用题型，需掌握热机工作时的能量转化关系及热值公式的应用。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，需先明确汽油机的能量流向：燃料完全燃烧释放的总能量等于损失的能量与有用能量之和；汽油机工作时将内能转化为机械能，因此有用的能量是机械能；再根据热值公式计算消耗汽油的质量。步骤如下：1. 计算燃料完全燃烧释放的总能量；2. 确定有用能量的形式；3. 利用热值公式计算汽油质量。
【解析】
1. 燃料完全燃烧释放的总能量等于损失能量与有用能量之和，因此①处的能量为：
$Q_{\mathrm{放}} = Q_{\mathrm{损失}} + W_{\mathrm{有用}} = 1.2×10^5\ \mathrm{J} + 4.1×10^4\ \mathrm{J} = 1.61×10^5\ \mathrm{J}$；
2. 汽油机工作时，将内能转化为机械能，因此有用的能量是机械能，故②处填“机械”；
3. 根据热值公式$Q_{\mathrm{放}} = mq$，可得消耗汽油的质量：
$m = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{q_{\mathrm{汽油}}} = \frac{1.61×10^5\ \mathrm{J}}{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}} = 0.0035\ \mathrm{kg}$。
【答案】
$1.61×10^5$；机械；$0.0035$
【知识点】
热机能量转化、热值计算
【点评】
本题考查热机的能量流向和热值的基础计算，属于热学的基础应用题型，需掌握热机工作时的能量转化关系及热值公式的应用。
【难度系数】
0.3
11.(新科技)[商丘期中]如图所示的是我国自主研制的第一代实用型地效飞行器DXF100，地效飞行器是一种可以在水面上滑行和起降的飞行器，在客运、货运、旅游、救护、海上缉私、海洋监测等方面具有广阔的应用前景。地效飞行器在某次执行任务中，以$3.6×10^5$ W的恒定功率飞行0.5 h，消耗了36 kg的燃油。求：地效飞行器在这次执行任务过程中：[燃油的热值为$4.5×10^7$ J/kg]
(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量是多少？
(2)发动机的效率是多少？
(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量是多少？
(2)发动机的效率是多少？
答案
11.【解】(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量 $Q_\mathrm{放}=mq=36\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.62×10^9\ \mathrm{J}$。
(2)由 $P=\frac{W}{t}$ 知，所做的功 $W=Pt=3.6×10^5\ \mathrm{W}×0.5×3\ 600\ \mathrm{s}=6.48×10^8\ \mathrm{J}$，
发动机的效率 $\eta=\frac{W}{Q_\mathrm{放}}×100\%=\frac{6.48×10^8\ \mathrm{J}}{1.62×10^9\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$。
热效率的计算
解析
【分析】
要解决该问题，需明确两个核心公式：①燃油完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，用于计算燃油释放的总热量；②发动机效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$，其中有用功$W$由功率公式$P=\frac{W}{t}$推导得$W=Pt$，需注意时间单位换算。解题时先利用已知的燃油质量和热值计算总放热，再通过功率算出有用功，最后代入效率公式求解。
【解析】
解：(1) 消耗的燃油完全燃烧放出的热量，根据公式$Q_{放}=mq$：
$Q_{放}=mq=36\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.62×10^9\ \mathrm{J}$；
(2) 先计算发动机做的有用功，时间单位换算：$t=0.5\ \mathrm{h}=0.5×3600\ \mathrm{s}=1800\ \mathrm{s}$，由$P=\frac{W}{t}$得：
$W=Pt=3.6×10^5\ \mathrm{W}×1800\ \mathrm{s}=6.48×10^8\ \mathrm{J}$；
发动机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{6.48×10^8\ \mathrm{J}}{1.62×10^9\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$。
【答案】
(1) $1.62×10^9\ \mathrm{J}$；(2) $40\%$
【知识点】
热值计算、热机效率、功与功率的计算
【点评】
本题结合新科技地效飞行器，考察热值、功、热效率的基础公式应用，需注意时间单位换算，是初中物理热学与力学结合的典型基础题，注重公式的灵活运用。
【难度系数】
0.7
要解决该问题，需明确两个核心公式：①燃油完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，用于计算燃油释放的总热量；②发动机效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$，其中有用功$W$由功率公式$P=\frac{W}{t}$推导得$W=Pt$，需注意时间单位换算。解题时先利用已知的燃油质量和热值计算总放热，再通过功率算出有用功，最后代入效率公式求解。
【解析】
解：(1) 消耗的燃油完全燃烧放出的热量，根据公式$Q_{放}=mq$：
$Q_{放}=mq=36\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.62×10^9\ \mathrm{J}$；
(2) 先计算发动机做的有用功，时间单位换算：$t=0.5\ \mathrm{h}=0.5×3600\ \mathrm{s}=1800\ \mathrm{s}$，由$P=\frac{W}{t}$得：
$W=Pt=3.6×10^5\ \mathrm{W}×1800\ \mathrm{s}=6.48×10^8\ \mathrm{J}$；
发动机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{6.48×10^8\ \mathrm{J}}{1.62×10^9\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$。
【答案】
(1) $1.62×10^9\ \mathrm{J}$；(2) $40\%$
【知识点】
热值计算、热机效率、功与功率的计算
【点评】
本题结合新科技地效飞行器，考察热值、功、热效率的基础公式应用，需注意时间单位换算，是初中物理热学与力学结合的典型基础题，注重公式的灵活运用。
【难度系数】
0.7
12. （跨学科实践）周末，小荣同学参与了一次社会实践活动，对一些生活燃料进行了社会调查。她通过查阅资料、访谈当地居民等方式，得到如表的调查结果：
(1)燃料燃烧从能量转化角度来看，是
(2)（开放性设问）根据表格信息，从节能、环保和安全的角度考虑，你会建议使用
(1)燃料燃烧从能量转化角度来看，是
化学
能转化为内
能的过程。如果某用户平均每个月需燃烧燃料获取的能量为$9.46×10^7$ J，若以天然气为燃料，每月至少燃烧2.2
$m^3$的天然气。(2)（开放性设问）根据表格信息，从节能、环保和安全的角度考虑，你会建议使用
天然气
燃料，说明理由：因为天然气无毒、安全、热值高、对环境污染小
。答案
12.(1)化学；内；2.2 (2)天然气；因为天然气无毒、安全、热值高、对环境污染小
解析
【分析】
首先，燃料燃烧时消耗自身储存的化学能，释放热量转化为内能，这是能量转化的基础知识点；计算天然气体积需利用热值公式变形，代入对应数值即可；选择燃料时，需结合表格中热值（节能）、毒性（安全）、环境影响（环保）等信息综合判断。
【解析】
(1) 燃料燃烧过程中，消耗化学能，释放内能，因此能量转化是化学能转化为内能。根据热值公式$Q = Vq$，变形可得需要天然气的体积$V = \frac{Q}{q}$。已知每月所需能量$Q=9.46×10^7$ J，天然气热值$q=4.3×10^7$ J/m³，代入计算得：$V = \frac{9.46×10^7\ \mathrm{J}}{4.3×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=2.2\ \mathrm{m}^3$。
(2) 结合表格信息，天然气热值高（节能）、无毒（安全）、对环境影响小（环保），符合节能、环保、安全的要求，因此建议使用天然气。
【答案】
(1) 化学；内；2.2 (2) 天然气；天然气无毒、安全、热值高、对环境污染小
【知识点】
能量转化、热值计算、燃料的选择
【点评】
本题结合生活实际，考查能量转化、热值的应用及燃料选择，体现物理知识的实用性，需学生从表格提取有效信息并结合知识点分析。
【难度系数】
0.5
首先，燃料燃烧时消耗自身储存的化学能，释放热量转化为内能，这是能量转化的基础知识点；计算天然气体积需利用热值公式变形，代入对应数值即可；选择燃料时，需结合表格中热值（节能）、毒性（安全）、环境影响（环保）等信息综合判断。
【解析】
(1) 燃料燃烧过程中，消耗化学能，释放内能，因此能量转化是化学能转化为内能。根据热值公式$Q = Vq$，变形可得需要天然气的体积$V = \frac{Q}{q}$。已知每月所需能量$Q=9.46×10^7$ J，天然气热值$q=4.3×10^7$ J/m³，代入计算得：$V = \frac{9.46×10^7\ \mathrm{J}}{4.3×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=2.2\ \mathrm{m}^3$。
(2) 结合表格信息，天然气热值高（节能）、无毒（安全）、对环境影响小（环保），符合节能、环保、安全的要求，因此建议使用天然气。
【答案】
(1) 化学；内；2.2 (2) 天然气；天然气无毒、安全、热值高、对环境污染小
【知识点】
能量转化、热值计算、燃料的选择
【点评】
本题结合生活实际，考查能量转化、热值的应用及燃料选择，体现物理知识的实用性，需学生从表格提取有效信息并结合知识点分析。
【难度系数】
0.5
