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/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理
双减作业本12.4机械能与内能的相互转化
（第2课时）
1.知道不同燃料的热值不同，会查热值表。
2.会进行燃料燃烧放热简单计算。
3.吸放热公式的理解和使用。
4.燃料燃烧放热公式的理解和使用。
5.会计算炉灶的效率和发动机的工作效率。
（巩固性作业）
1．2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。长征二号F运载火箭采用液氢作为燃料，主要是因为液氢具有（　　）
A．较大的热值 B．较大的密度
C．较高的比热容 D．较高的燃点
2．如图所示，在电力未广泛普及的年代，人们经常用煤油灯照明。煤油燃烧一段时间后，对于剩余煤油，下列说法正确的是（　　）
A．比热容不变 B．比热容变大
C．热值变小 D．热值变大
3．下列关于热值的说法正确的是（　　）
A．汽油在汽缸中燃烧越充分其热值越大
B．2kg的汽油完全燃烧比1kg的汽油完全燃烧热值大
C．1kg煤燃烧放出J的热量，则煤的热值为J/kg
D．热值是燃料的一种属性，与燃料的质量无关，不同的燃料热值一般不同
4．下列关于燃料的热值说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧越充分，其热值越大
B．燃料的热值越小，其完全燃烧放出的热量越少
C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小
D．焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量
5．如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置，两实验都需要（ ）
A．使用天平和秒表 B．控制被加热液体质量相等
C．控制所用燃料质量相等 D．用加热时间反映吸热多少
6．如图中显示的是天然气热水器的参数，则它的热效率是（　　）
A．75% B．50% C．33.3% D．20%
7．如图甲所示是国产某品牌的油电混合动力汽车，该车的动力主要来源于汽油机，并配备了第二个动力源电池，这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是（ ）
A．给汽车动力电池充电时，动力电池相当于电源
B．如图乙所示是汽油机做功冲程，将机械能转化为内能
C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D．根据图丙中给出的信息知，该小汽车汽油机的效率为30%
8．生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水，这是因为水的 大，相同条件下能带走更多的热量；已知水的比热容为，1kg初温为20℃的水吸收了的热量后，温度升高了 ℃；汽车行驶过程中，油箱中的汽油慢慢变少，剩余汽油的热值将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
9．如图是山东舰的弹射装置，能带动舰载机在两秒内达到起飞速度。汽缸内蒸气体积膨胀对外 ，内能 （选填“增大”“减小”或“不变”），同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。飞机飞行时，燃料燃烧过程中它的热值将 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
10．某同学设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小，如图所示，两个实验装置完全相同。
(1)在组装实验器材时，应 （填“自上而下”或“自下而上”）依次安装。
(2)为保证实验结论的可靠，以及方便比较，在保证燃料的质量相等的前提下，还应保持被加热液体的种类 、质量 （以上两空均填“相同”或“不同”），两个烧杯相同。
(3)实验过程中，应使燃料 （填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后，通过比较 （填“加热时间”或“温度计升高的温度”）来比较燃料燃烧放出的热量，从而比较两种燃料热值的大小。
(4)根据实验中测得的数据，及被加热液体的比热容，算出了燃料的热值，发现结果小于燃料的实际热值，原因是 （写出一条）。
（拓展性作业）
11．一袋饼干的营养成分表上标有“”，该标识含义与以下物理量类似的是（　　）
A．热量 B．热值 C．比热容 D．内能
12．以“冰雪同梦，亚洲同心”为主题的第九届亚冬会于2025年2月7日在哈尔滨举行，冰雪大世界、中央大街等旅游打卡地吸引着各地游客，下列有关现象中错误的是（　　）
A．亚冬会火炬采用了高效燃烧技术，确保了火焰稳定燃烧，并提高了燃料的热值
B．中央大街美味飘香，说明分子在不停地做无规则运动
C．游客搓手取暖是用做功的方法改变内能的
D．南方游客穿着厚衣戴着厚帽，可以减少热传递的能量损失从而达到保暖的目的
13．下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体所含的热量一定多
B．燃料燃烧时，质量减小，热值不变
C．热机消耗的燃料越少，效率就越高
D．物体放出热量，温度一定降低
14．如图是甲、乙两汽油机某段时间内的能量流向图，此过程两者相比，乙汽油机（ ）
A．效率低 B．汽油完全燃烧释放的能量少
C．消耗的汽油质量大 D．汽油的热值大
15．在煤炭市场中，少数不法商贩将煤矸石粉碎后掺入优质煤炭中销售，购买煤炭时可以通过检测煤炭的 来分辨其优劣；优质煤炭用去一半后，剩余部分的检测值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）
16．师傅对汽车进行了能耗测试，让汽车模拟行驶一段距离，消耗汽油4kg，并通过专用设备读取了能量流程图，如图所示。请完成计算：该汽车发动机的效率为 ，4kg汽油完全燃烧放出的热量为 J，测试过程中汽车输出的有用功为 J，油箱中剩余汽油的热值为 J/kg。（已知）
17．小明在课后查阅到一些燃料的热值，将其记录如下：
燃料 酒精 木炭 柴油 氢
热值
(1)查表可知木炭的热值，它表示的物理意义是 ，燃烧一半木炭，剩下的木炭热值为 。
(2)若的木炭不完全燃烧，那么其释放的热量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
(3)若表中提到的四种燃料质量相等，完全燃烧后，放出热量最少的是 。若为卫星运载火箭选择其中一种作为推进燃料，最好的是 。
18．如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。
(1)在组装实验装置时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是 （选填“由下而上”或“由上而下”）；
(2)要比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；下表是比较燃料热值的实验数据：
燃料 加热前的水温/℃ ①________ 燃料的热值J/kg
10g酒精 15 35
10g煤油 15 45
完善表格，表中①应填写的内容是： ，并根据表中数据，估算出煤油的热值是 J/kg；
(3)实验后小明根据实验数据利用公式算出了水吸收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出酒精的热值 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。请说出一个理由 。
19．小明家更换了新的燃气灶，如图所示，该燃气灶宣传能效为一级能效（热效率可以达到62%以上），小明想用烧水来验证商家是否存在虚假宣传。于是他在壶内装入初温为，质量为3kg的水，把水烧开共消耗了的天然气，已知当时气压为标准大气压。[水的比热容为，天然气的热值为]
(1)天然气在燃烧一段时间后，其热值将 ；
(2)该燃气灶的热效率是多少？商家是否存在虚假宣传？（请写出必要的文字说明、表达式及最终结果）
（探究性作业）
20．在探究比热容和热值大小的实验中，如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中两种液体的密度不同（液体AB始终未沸腾）。
(1)实验时组装如图甲、乙、丙所示的装置时，正确的安装顺序是 （选填“自上而下”或“自下而上”），并在烧杯中分别装入 相等的两种液体（选填“质量”或“体积”）；
(2)若要比较不同物质的吸热本领：
①应选择 两图进行实验，该实验是通过比较 来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）；
②根据记录的实验数据，绘制了如图丁所示的温度随时间变化关系的图像，在0~5min内，A吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）B吸收的热量， （选填“A”或“B”）升高的温度更高，则A、B两种液体的比热容之比为 ；
(3)若要比较不同燃料的热值：
①应选择 两图进行实验，为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较 来得出结论（选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）；
②在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测出水的质量和酒精烧尽时水升高的温度，再结合酒精的质量（不考虑酒精的蒸发）这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比 （选填“偏大”或“偏小”）。
21．2024年4月，我国自主研发的两辆以氢作为燃料的卡车（如图），实现了北京到上海，1500公里的长距离运输测试。若一辆卡车在水平路面上匀速行驶1500km，所受的阻力为4900N不变，消耗氢气105kg。已知氢气的热值为，求：
(1)105kg氢气完全燃烧放出的热量；
(2)卡车发动机的效率。
22、科普阅读题:阅读短文，回答问题。
空气储能发电
2024年4月30日，全球最大压缩空气储能项目并网发电，如图所示，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目的工作原理是用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴），该过程中放出的热量储存到集热装置中；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。集热装置是一个个球形的保温储水罐，用来储存热量。
该工程就像一个“超级充电宝”，储存1度电最终能放出0.72度电，每年发电量可达6亿度。
(1)用电低谷时段，将多余的电能通过压缩机把 压缩到地下盐穴中。
(2)该压缩空气储能技术的能量转换效率为 %，每年的发电量相当于完全燃烧 kg的煤。（煤的热值取）
(3)请你展开想象，再提出一种储能方法： 。
答案部分
核心巩固：
1．【答案】A
【解析】火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．【答案】A
【解析】热值、比热容都是物质本身的属性，和物质的多少无关，所以煤油燃烧一段时间后，煤油的比热容和热值均不变，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．【答案】D
【解析】A．热值是燃料的固有属性，与燃烧是否充分无关，汽油燃烧越充分，只是放出的热量越多，但热值不变，故A错误；
B．热值与燃料的质量无关，2kg汽油和1kg汽油的热值是相同的（同种燃料热值相同），故B错误；
C．热值的定义是“完全燃烧”时放出的热量，而选项中“燃烧放出”未明确是“完全燃烧”，因此不能直接得出煤的热值，故C错误；
D．热值是燃料的一种属性，与燃料的质量无关，不同种类的燃料，热值一般不同，D正确。
故选D。
4．【答案】D
【解析】AC．燃料是热值的特性，只和燃料的种类有关系，与是否完全燃烧下放出热量的多少、燃料的质量无关，故AC错误；
B．根据可知，完全燃烧释放的热量由热值和质量共同决定，题中并没有提及燃料的质量是否相同，缺少前提条件，故B错误；
D．已知焦炭的热值，m=1kg，则焦炭完全燃烧放出的热量
故D正确。
故选D。
5．【答案】B
【解析】探究“不同物质吸热升温现象”，需要控制加热液体的质量和初温相同，液体的种类不同，用相同的热源加热，通过加热时间反映吸收热量的多少，所以需要天平和停表；“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，需要控制燃料的质量相同，被加热液体的种类、初温和质量相同，待燃料完全燃烬后，通过温度计示数的变化反映燃料放热能力，所以需要温度计和天平，不需要停表，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．【答案】A
【解析】根据题图可知，热水器释放的热量一部分被水吸收，一部分损失了，根据能量守恒定律可知，热水器释放的热量
故热水器的热效率，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．【答案】D
【解析】A．电池在电路中充电时，相当于用电器，故A错误；
B．汽油机的做功冲程中，燃料燃烧的内能转化为机械能，故B错误；
C．燃料的热值属于燃料的本身属性，与是否完全燃烧无关，故C错误；
D．图中废气、冷却水、摩擦和辐射所消耗能量为70%，则汽油机的效率为30%，故D正确。
故选D 。
8．【答案】比热容 50 不变
【解析】[1]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水冷却发动机，冷却效果好。
[2]水升高的温度
[3]热值是燃料的一种特性，与质量无关，汽车油箱中的汽油减少，剩下的汽油的热值不变。
9．【答案】做功 减小 不变
【解析】[1][2]气缸内蒸气体积膨胀时，对活塞施加了力，推动活塞运动，对活塞做了功，故气缸内蒸气体积膨胀时，会对外做功，将内能转化为机械能，其内能减小，使舰载机获得巨大的牵引力。
[3]热值是燃料的特性，与原料质量、是否完全燃烧等无关，只与燃料的种类有关，故燃料燃烧过程中它的热值不变。
10．【答案】(1)自下而上 (2) 相同 相同 (3)全部燃烧 温度计升高的温度
(4)燃料燃烧放出的热量不可能全部被液体吸收
【解析】（1）因为要用酒精灯外焰加热，所以先放好酒精灯,再固定铁圈高度等，应按自下而上依次安装。
（2）[1][2]为保证实验结论可靠，利用控制变量法，在保证燃料质量相等前提下，被加热液体的种类和质量都应相同，这样才能通过温度计示数变化准确比较燃料燃烧放出热量多少。
（3）[1][2]要比较燃料热值大小，需让燃料全部燃烧，释放出全部热量；通过比较被加热液体温度计升高的温度来比较燃料燃烧放出的热量，温度升高越多说明燃料放出热量越多，进而比较两种燃料热值大小。
（4）根据实验中测得的数据及被加热液体的比热容算出的燃料热值小于燃料的实际热值，原因是燃料燃烧放出的热量不能全部被液体吸收，有热量散失到周围环境中，比如火焰向四周散失热量、容器吸收部分热量等。
素养提升：
11．【答案】B
【解析】A．热量的单位是J，与题干中的“kJ/100g”单位形式不同，故A不符合题意；
B．热值的单位是J/kg，题干中“961kJ/100g”可换算为
单位与热值一致，表示单位质量所包含的能量，故B符合题意；
C．比热容的单位是，与题干单位形式不同，故C不符合题意；
D．内能的单位是J，与题干单位形式不同，故D不符合题意。
故选B。
12．【答案】A
【解析】A．燃料的热值是燃料的一种属性，与燃烧情况无关。亚冬会火炬采用了高效燃烧技术，确保了火焰稳定燃烧，不能改变燃料的热值，故A错误，符合题意；
B．中央大街美味飘香，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确，不符合题意；
C．游客搓手取暖时克服摩擦做功，是用做功的方法改变内能的，故C正确，不符合题意；
D．热传递过程中，热量从高温物体向低温物体传递。南方游客穿着厚衣戴着厚帽，可以减少热传递的能量损失从而达到保暖的目的，故D正确，不符合题意。
故选A。
13．【答案】B
【解析】A．热量是过程量，不能说“含有”，故A错误；
B．热值是燃料的特性，与质量无关，燃料燃烧时，热值不变，故B正确；
C．热机效率取决于有用功与总热量的比值，仅燃料少无法确定效率高低，故C错误；
D．物体放热时温度可能不变（如晶体凝固），故D错误。
故选 B。
14．【答案】B
【解析】AB．热机效率是指有用功占燃料完全燃烧释放能量的百分比。根据能量流向图，甲汽油机燃料完全燃烧释放的热量为
其效率为
乙汽油机燃料完全燃烧释放的热量为
其效率为
比较可知，乙汽油机的效率高，乙汽油机汽油完全燃烧释放的能量少。故A错误，B正确；
C．根据Q=mq，因为两台都是汽油机，所以燃料的热值相同。由可知，，即乙汽油机消耗的汽油质量小，故C错误；
D．热值是燃料本身的固有属性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的多少以及燃烧的程度等无关。因此甲乙汽油机燃烧的汽油热值是相同的，故D错误。
故选B。
15．【答案】热值 不变
【解析】[1][2]热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，所以购买煤炭时可以通过检测煤炭的热值来分辨其优劣；热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，所以优质煤炭用去一半后，剩余部分的检测值将不变。
16．【答案】30%
【解析】[1]根据如图所示汽车能量流程图，该汽车的效率为
[2]4kg汽油完全燃烧放出的热量为
[3]测试过程中汽车输出的有用功为
[4]热值是燃料的自身属性，不随质量的变化而改变，故油箱中剩余汽油的热值为
17．【答案】(1)1kg木炭完全燃烧放出的热量是3.4×107J 3.4×107 (2)小于 (3)酒精 氢
【解析】（1）[1]热值的物理意义是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。所以木炭的热值3.4×107J/kg表示的物理意义是：1kg木炭完全燃烧放出的热量是3.4×107J；
[2]热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。所以燃烧一半木炭，剩下的木炭热值仍为3.4×107J/kg。
（2）热值是指1kg燃料完全燃烧放出的热量，现在木炭是不完全燃烧，所以释放的热量小于
（3）[1][2]根据可知，质量相等时，值越小，放出热量越少，根据表中提到的四种燃料，在质量完全相等的情况下，酒精的热值最小，所以酒精放出热量最少，卫星运载火箭如果选择推进燃料，须是热值较大的物质，表中物质中氢是最好的燃料。
18．【答案】(1)由下而上 (2) 甲、乙 加热后的水温/℃ (3)偏小 水吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量
【解析】（1）实验中为了确保使用酒精灯的外延加热，应自下而上组装实器材。
（2）[1]比较不同燃料的热值，需控制被加热液体相同，改变燃料（甲、乙燃料不同，液体均为水），故应选择甲、乙两图。
[2]实验需要通过水温变化反映燃料放热多少，表中①应填写加热后的水温/℃。
[3]由酒精数据可得，水吸收的热量
酒精放热
煤油加热后水温升高
是酒精升温（20℃）的1.5倍，故煤油放热为酒精的1.5倍。，燃料的质量相同，煤油的热值为酒精的热值的1.5倍，煤油热值
（3）[1][2]燃料燃烧时，部分热量会散失到空气、容器等，水吸收的热量小于燃料完全燃烧的热量，用 计算出的热值会偏小。
19．【答案】(1)不变 (2)72%，不存在虚假宣传
【解析】（1）热值是燃料的一种属性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、燃烧情况等无关。因此，天然气在燃烧一段时间后，其热值将保持不变。
（2）水吸收的热量为
天然气完全燃烧放出的热量为
该燃气灶的热效率为
因为计算出的热效率72%大于商家宣传的62%，所以商家不存在虚假宣传。
自我超越：
20．【答案】(1) 自下而上 质量 (2)甲丙 加热时间 等于 A
(3)甲乙 温度计示数的变化量 偏小
【解析】（1）[1]由于要用外焰加热，同时温度计的玻璃泡在完全浸没的同时不碰到杯底或杯壁，要自下而上安装实验装置。
[2]根据控制变量法，实验中要在烧杯中分别装入质量相等的两种液体。
（2）[1]若要比较不同物质的吸热本领，应用相同的热源加热等质量的不同液体，所以应选择甲丙两图进行实验。
[2]实验中用相同的热源加热，相同时间内两种液体吸热相同，根据转换法，可以用加热时间来间接反映液体吸收热量的多少。
[3][4]实验中用相同的热源加热，相同时间内两种液体吸热相同。在0~5min内，A吸收的热量等于B吸收的热量，由图丁可知，A升高的温度更高，所以A的吸热能力弱。
[5]由图丁可知，升高相同的温度，A、B液体加热时间之比为，则吸热之比为，根据，质量相同时，比热容和吸收热量成正比，所以A、B两种液体的比热容之比为。
（3）[1]若要比较不同燃料的热值，应控制燃料的种类不同而烧杯内液体种类要相同，所以应选择甲乙两图进行实验。
[2]为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较温度计示数的变化量来得出结论，比较温度计示数的变化量越大，说明对应燃料放出的热量越多，则对应燃料热值越大。
[3]因为存在热损失，酒精燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，即水吸收的热量少于酒精燃烧放出的热量，用水吸收的热量代替酒精燃烧放出的热量进行计算，会导致测得的热值偏小。
21．【答案】(1) (2)50%
【解析】（1）氢气完全燃烧放出的热量
（2）因为卡车在水平路面上匀速行驶，所以卡车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即
卡车行驶的距离
卡车牵引力做的功
卡车发动机的效率
22．【答案】(1)空气 (2) 72 (3)抽水蓄能
【解析】（1）由文中“用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中”可知，此空填“空气”。
（2）[1]储存1度电时，储存的总电能
最终放出0.72度电时，释放出的电能
该压缩空气储能技术的能量转换效率
[2]每年发电量为6亿度时的总电能
每年的发电量相当于完全燃烧煤的质量
（3）常见的储能方法还有抽水蓄能，即在用电低谷时，利用多余电能将水从低处抽到高处，储存重力势能；用电高峰时，水从高处流下推动水轮机发电。
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