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12.2　热量与热值
基础提质
1.【跨学科实践·日常生活】(2026广东东莞月考)如图是一种自热火锅,其中配有发热包,将发热包和冷水放到外盒中,会放出大量的热,从而加热上层食物。加热过程中,下列说法正确的是(　　)
A.食物中含有的热量增多　　B.食物的内能通过热传递的方式增加
C.食物放出热量　　D.食物的内能减少
2.【核心素养·物理观念】(2025广东揭阳月考)生活中“热”的含义非常丰富。物理学中,“天气很热”中的“热”是指_______高;“两只手相互摩擦手会发热”的“热”是指_______增加;物体受热,体积膨胀,这个“热”表示_______。
3.在探究“水吸收热量的多少与水的质量和水升高的温度是否有关”的实验中,所用的器材有铁架台、陶土网、酒精灯、火柴、温度计、烧杯和水,实验装置如图所示。所记录的部分实验数据如表所示。
实验次数 水的质量/kg 初温/℃ 末温/℃ 升高的温度/℃ 加热时间/min
1 0.1 20 30 10 2
2 0.2 20 30 10 4
3 0.3 20 30 10 6
4 0.3 20 40 20 12
5 0.3 20 50 30 18
(1)除以上器材外,你认为该实验还需要的测量仪器有_______;
(2)实验中是通过_______来反映水吸收热量的多少的;
(3)第_______次实验是探究水吸收的热量与水的质量是否有关;
(4)分析第3、4、5次实验的数据,可得出结论:______________________________。
4.(2026广东肇庆期中)我国能源具有“富煤、缺油、少气”的特点,现阶段,煤炭在我国一次能源结构中仍处于主要位置,是关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业。下列关于煤的热值的说法正确的是(　　)
A.2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值　　B.煤不完全燃烧时,煤的热值变小
C.炉子里烧掉的煤越多,煤的热值越大　　D.通过粉碎使煤块变成煤粉,煤的热值不变
5.【跨学科实践·社会发展】(2026安徽宿州埇桥月考)太阳能是一种可再生能源,开发太阳能可以降低对煤、石油等有限资源的依赖。现有一块太阳能电池板,半小时内产生电能6.72×10 J,这些能量相当于完全燃烧2.24×10 m 某种燃气放出的热量,则该燃气的热值为_______J/m 。
能力提升
6.【情境素材·中华优秀传统文化】(2026山西太原迎泽月考,★☆☆)“火锅”一词始见于唐代杜佑撰写的《通典》一书中,清代火锅的烹食方法与现今非常相似,且流传范围相比前代更为广泛。下列关于火锅的相关说法正确的是(　　)
A.滚烫的火锅汤含有的热量多　　B.火锅汤随着温度的升高,其内能增加
C.刚出锅的食材“热”得烫嘴,“热”表示的是内能　　D.火锅汤在沸腾过程中吸收热量,温度不变,内能不变
7.【跨学科实践·日常生活】(2026安徽霍邱月考,★★☆)某家庭一个月需要用焦炭50 kg,已知焦炭的热值是3.0×10 J/kg,燃烧效率为40%。现改用热值是7.5×10 J/m 的天然气(忽略热量的损失,假设天然气完全燃烧),若天然气的价格是3元/m ,则此家庭一个月需缴纳的天然气费用是(　　)
A.20元　　B.24元　　C.26元　　D.30元
8.(2026广东东莞期末,★☆☆)发射火箭时,常用液氢作为燃料是因为氢的_______较大。酒精的热值是3×10 J/kg,酒精灯里装有20 g酒精,若完全燃烧掉其中的一半,放出的热量是_______J,剩余部分酒精的热值是_______J/kg。
9.【情境素材·安全与健康】(2026广东韶关月考,★☆☆)食物也是一种“燃料”,其营养成分在人体细胞里与氧结合,提供细胞组织所需的能量,这种过程虽然没有火焰,但_______能同样可以转化为内能。一盒标有“能量:360 kJ/100 mL”的牛奶,其中“能量”的含义跟_______(选填“内能”“热量”或“热值”)相似。100 mL牛奶的能量相当于完全燃烧______g干木柴放出的热量。(干木柴的热值为1.2×10 J/kg)
10.(2025安徽庐江月考,★★☆)太阳能是21世纪重点开发利用的新能源之一。小明家的太阳能热水器中的水平均每小时吸收太阳能9.0×10 J,每天按吸收4 h的太阳能计算。若太阳能热水器中的水每天吸收的太阳能由干木柴来提供,则需要完全燃烧______kg的干木柴。(干木柴的热值为1.2×10 J/kg)
11.【跨学科融合·数学】(2026广东江门期中,★★☆)两种不同材料的燃料,甲的质量为2 kg,乙的质量为1 kg,甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示,则甲燃料的热值_______(选填“大于”“小于”或“等于”)乙燃料的热值,甲燃料的热值为_______J/kg,相同质量的甲、乙燃料完全燃烧,释放的热量之比是_______。
12.【核心素养·科学探究】(2026广东恩平月考,★★☆)小明采用如图所示的装置探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
酒精 25 65
碎纸片 25 44
(1)在安装实验器材时,应先调整固定_______(选填“A”或“B”)的位置;
(2)探究过程中,要控制两套装置中燃料的质量和烧杯中水的_______(选填“初始温度”或“质量”)相等;
(3)实验时,可以通过比较_______(选填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较酒精和碎纸片放出热量的多少;
(4)从表格数据可以发现,质量相等的酒精和碎纸片都充分燃烧后,_______放出的热量多;
(5)实验表明,质量相等的不同燃料,充分燃烧所放出的热量一般是_______(选填“相同”或“不同”)的;
(6)若水的质量和燃料的质量均已知,结合表中水的初温和末温计算出燃料的热值,通过实验算出的热值与实际相比_______(选填“偏大”或“偏小”),理由是____________________________。
参考答案与解析
1. B
解析　热量是过程量,不能用“含有”“具有”进行描述,故A错误;食物吸收热量,内能增加,内能的改变是通过热传递方式实现的,故B正确,C、D错误。
2. 温度;内能;热量
解析　“天气很热”中的“热”是指温度高;“两只手相互摩擦手会发热”中的“热”是指内能增加;物体受热,体积膨胀,是指物体吸收热量,这个“热”表示热量。
误区辨析　“热”有“温度”“内能”“热量”等多种含义,可根据物理量的概念进行分析。内能是指物体内部所有分子动能与分子势能的总和;温度指物体的冷热程度;热量是指物体在热传递过程中,内能改变的多少。
3. (1)天平和秒表　(2)加热时间的长短　(3)1、2、3　(4)当水的质量一定时,水吸收的热量与升高的温度成正比
解析　(1)实验中还需要测量水的质量和加热时间,故还需要的测量仪器有天平和秒表;
(2)由转换法可知,实验中是通过加热时间的长短来反映水吸收热量的多少;
(3)要探究水吸收的热量是否与水的质量有关,应用控制变量法,控制升高的温度相同,改变水的质量,故应选择第1、2、3次实验;
(4)分析第3、4、5次实验的数据,水的质量一定,升高的温度不同,加热时间不同,可以得出结论:当水的质量一定时,水吸收的热量与升高的温度成正比。
4. D
解析　热值是燃料的属性,其大小和燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧等都无关,故选D。
5. 3×10
解析　现有一块太阳能电池板,半小时内产生电能6.72×10 J,这些能量相当于完全燃烧2.24×10 m 某种燃气放出的热量,即Q放=W=6.72×10 J,由Q放=qV可得该燃气的热值q===3×10 J/m 。
6. B
解析　热量是过程量,不能用“含有”“具有”进行表述,故A错误。内能的大小和物体的温度有关,同一物体温度升高时,内能增加。火锅汤温度升高,内能增加,故B正确。刚出锅的食材“热”得烫嘴,“热”表示的是温度,故C错误。火锅汤在沸腾过程中吸收热量,内能增加,但温度保持不变,故D错误。
7. B
解析　50 kg焦炭完全燃烧放出的热量Q放=mq焦炭=50 kg×3.0×10 J/kg=1.5×10 J,由题意可知,该家庭一个月需要的热量Q’=Q放×40%=1.5×10 J×40%=6.0×10 J;产生这些热量需要完全燃烧天然气的体积V===8 m ,则一个月需缴纳的天然气费用为3元/m ×8 m =24元。故选B。
8. 热值;3×10 ;3×10
解析　发射火箭时,常用液氢作为燃料是因为氢的热值较大。完全燃烧酒精的质量m=×20 g=10 g=0.01 kg,这些酒精完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.01 kg×3×10 J/kg=3×10 J;燃料的热值大小与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧情况等无关,所以剩余部分酒精的热值不变,仍为3×10 J/kg。
9. 化学;热值;30
解析　食物提供人体细胞组织所需的能量时,消耗化学能,转化为内能;标有“能量:360 kJ/100 mL”的牛奶表示摄入100 mL该种牛奶可以吸收360 kJ的热量,所以其中“能量”的含义与热值相似;完全燃烧干木柴的质量m干木柴====0.03 kg=30 g。
10. 3
解析　每天吸收的太阳能E=4×9.0×10 J=3.6×10 J;由题意知,干木柴完全燃烧放出的热量Q放=E=3.6×10 J;由Q=mq得,需要完全燃烧干木柴的质量m干木柴===3 kg。
11. 小于;1×10 ;1:3
解析　由图结合Q=mq可知,2×10 J=2 kg×q甲,解得q甲=1×10 J/kg;3×10 J=1 kg×q乙,解得q乙=3×10 J/kg,则q甲=q乙,故甲燃料的热值小于乙燃料的热值;相同质量的甲、乙燃料完全燃烧放出的热量之比Q甲放:Q乙放=m甲q甲:m乙q乙=m甲q乙:m甲q乙=1:3。
12. (1)B　(2)质量　(3)水升高的温度　(4)酒精　(5)不同　(6)偏小;燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收,存在热量散失且燃料也可能不完全燃烧
解析　(1)安装实验器材时,应按照自下而上的顺序,本实验中为了保证用酒精灯的外焰进行加热,所以应先调整固定B的位置。(2)根据控制变量法和转换法的思想,通过比较质量相等的水升高温度的大小来反映不同燃料燃烧放出热量的多少,所以要控制两套装置中燃料的质量和水的质量相等。(3)燃料燃烧放出的热量越多,水吸收的热量越多,在其他因素相同的情况下,水升高的温度就越多,所以可以通过水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出热量的多少。
(4)由表格数据可知,酒精充分燃烧后水升高的温度为65 ℃-25 ℃=40 ℃,碎纸片充分燃烧后水升高的温度为44 ℃-25 ℃=19 ℃,酒精充分燃烧使水升高的温度更多,所以质量相等的酒精和碎纸片都充分燃烧后,酒精放出的热量多。
(5)实验中,相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热,使等质量的水升高的温度不同,说明质量相等的不同燃料,充分燃烧所放出的热量一般是不同的。
(6)由于燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收,存在热量散失且燃料也可能不完全燃烧,由q=可知,通过实验算出的热值与实际相比偏小。

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