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第2课时　燃料的热值
基础提质
1.【情境素材·科技成就】(2025江苏连云港中考)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有(　　)
A. 较大的热值　　B. 较低的沸点　　C. 较大的比热容　　D. 较高的凝固点
2.【核心素养·物理观念】(2024江苏连云港中考)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，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3.0×10 J/kg，完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×10 J的热量
3.(2026江苏徐州期中)质量为10 kg，初温为20 ℃的水吸收了1.26×10 J热量，则：
(1) 水的温度升高了多少摄氏度？
(2) 若这些热量由焦炭来提供，至少需要完全燃烧多少千克的焦炭？[不考虑热损失，水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)，焦炭的热值为3.0×10 J/kg]
能力提升
4.【核心素养·物理观念】(2026北京朝阳月考)关于热机效率，下列说法中正确的是(　　)
A. 热机做的有用功多，效率一定高
B. 通过不断的结构优化，热机的效率可以达到100%
C. 汽油机做的有用功一样多时所耗费的(同种)燃料少，效率一定高
D. 效率高的热机，功率也大
5.【核心素养·科学态度与责任】(2026四川遂宁月考)小郡在加油站看到普通汽车只需加92号汽油，而涡轮增压的汽车需要加95号汽油，通过查资料得知，汽油标号不同是因为汽油中的异辛烷(化合物)含量不同：汽油标号越高，辛烷值越高，越不容易在压缩冲程中爆燃。涡轮增压的汽车利用发动机排出的废气驱动涡轮旋转，将空气压缩后压入汽缸，使汽油获得更多氧气，燃烧更充分。下列说法正确的是(　　)
A. 95号汽油和92号汽油的热值一定相同
B. 汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能
C. 涡轮增压技术使汽油燃烧更充分，从而能提高汽油的热值
D. 高温尾气带走的能量较多，将这部分能量利用起来可以提高能量利用率
6.(2024湖南常德期末)如图所示为热机的能量流向图，下列说法正确的是(　　)
A. 使燃料燃烧更加充分，可以增大燃料的热值
B. 图中(1)处应该是燃料燃烧后产生的内能
C. 该热机效率不可能达到100%，但一般在80%以上
D. 增加热机工作的时间，热机效率并不会增加
素养提优
7.(2026江苏南通月考，★★☆)某型号四冲程汽油机，曲轴的转速是2 500 r/min，每个冲程活塞移动距离为0.23 m，活塞受到的摩擦力为20 N。汽油机工作1 min，消耗汽油10 g，燃气对活塞的推力F做功2.3×10 J，则汽油机一共完成了_________个冲程，燃料燃烧产生的内能推动活塞做功的效率为________，推力F为_____N，因为克服摩擦做功要消耗汽油为________g。(汽油的热值为4.6×10 J/kg，假设汽油完全燃烧)
8.(2026江苏沛县五中期中，★★☆)小明用相同的酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据绘制温度-时间的图像如图所示。由图可知，甲物质的比热容______(选填“>”“<”或“=”)乙物质的比热容；通过查询得知乙物质的比热容为1.5×10 J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×10 J/kg，若酒精完全燃烧且放出的热量全部被乙物质吸收，则燃烧0.5 g的酒精能使_____kg的乙物质温度升高10 ℃。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.【跨学科实践·社会发展】(2024江苏常州中考，★★☆)中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值。①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”；②在空烧杯内加入1 kg水，测得水的初温为31 ℃，点燃“燃料灯”开始加热；③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30 g。已知实验时气压为1个标准大气压，c水=4.2×10 J/(kg·℃)，用该装置加热水的效率为42%。求：
(1) 此过程中，烧杯内水吸收的热量；
(2) 该液态燃料的热值。
10.【核心素养·科学探究】(2026江苏邳州期中)如图所示，甲、乙、丙三图中的实验装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内液体的初温和质量也相同。
(1) 比较不同物质的吸热能力，可以选择________两个装置；
(2) 实验后根据数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像(图丁)，可知_________(选填“a”或“b”)的吸热能力强；
(3) 要比较燃料1和燃料2的热值大小，应使燃料_______燃烧，然后通过观察____________________来比较两种燃料的热值大小；
(4) 晶体熔化时需要吸收热量。资料显示：单位质量的物质，从固态开始熔化到完全变为液态需要的热量，叫作该物质的熔解热。已知质量为10 kg的冰由-5 ℃全部熔化成0 ℃的水所需吸收的热量是3.455×10 J，冰的比热容是2.1×10 J/(kg·℃)，求该冰的熔解热为多少J/kg。
参考答案与解析
1. A　解析:液态氢热值大，等质量燃料完全燃烧放出热量多，故采用液态氢作燃料，选A。
2. D　解析:热值是燃料的特性，大小只与燃料种类有关，与燃烧程度、质量无关，故A、C错误；由Q放=mq知，等质量燃料热值越小完全燃烧放出热量越少，B错误；焦炭热值3.0×10 J/kg，完全燃烧1 kg放出3.0×10 J热量，D正确。
3. 解：
(1)水升高的温度Δt====30 ℃。
(2)不计热损失，Q放=Q吸=1.26×10 J，焦炭的质量m===0.042 kg。
4. C　解析:热机效率η=×100%，有用功多但不知燃料放热多少，无法判断效率，A错误；热机总有能量损失，效率总小于100%，B错误；有用功相同时，耗费同种燃料越少，燃料完全燃烧放出热量越少，则效率越高，C正确；功率表示做功快慢，效率表示燃料利用率高，二者无直接关系，D错误。
5. D　解析:95号与92号汽油异辛烷含量不同，热值不一定相同，A错误；汽油机做功冲程是内能转化为机械能，B错误；热值只与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，C错误；利用高温尾气能量可以提高能量利用率，D正确。
6. D　解析:热值是燃料本身的特性，与是否充分燃烧无关，A错误；图中(1)处应为燃料储存的化学能，B错误；热机效率一般在35%左右，C错误；热机效率是能量利用率的比值，与工作时间的长短无关，D正确。
7. 5 000；50%；800；0.5
解析:汽油机每分钟工作循环数为=1 250，总冲程数为1 250×4=5 000；10 g汽油完全燃烧放热Q放=mq=10×10 kg×4.6×10 J/kg=4.6×10 J，推动活塞做功的效率η=×100%=×100%=50%；1 min燃气对活塞做功1 250次，每次W1===184 J，由W=Fs知推力F===800 N；一个冲程克服摩擦做功W2=fs=20 N×0.23 m=4.6 J，1 min克服摩擦做功W′=5 000×4.6 J=2.3×10 J，则克服摩擦消耗汽油质量m′===5×10 kg=0.5 g。
8. <；1；不变
解析:相同酒精灯相同时间放热相同，由图像知甲升温比乙快，由Q=cmΔt知甲比热容小于乙。0.5 g酒精完全燃烧放热Q放=m酒精q酒精=0.5×10 kg×3.0×10 J/kg=1.5×10 J，全部被乙吸收则Q吸=1.5×10 J，由Q吸=c乙m乙Δt得m乙====1 kg；热值是燃料特性，不随质量改变而改变，故剩余酒精热值不变。
9. 解：
(1)水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×10 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-31 ℃)=2.898×10 J。
(2)燃料完全燃烧放出热量Q放===6.9×10 J；该液态燃料的热值q液===2.3×10 J/kg。
10. 解：
(1)比较不同物质吸热能力，需控制热源相同、被加热物质质量和初温相同而种类不同，故选甲、丙两个装置。
(2)质量相同的不同物质，升高相同温度时加热时间长的物质吸热能力强；由图丁知升高相同温度时b加热时间更长，故b吸热能力强。
(3)比较燃料1和燃料2的热值大小，应使燃料完全燃烧，通过观察温度计示数的变化来比较两种燃料放出热量的多少，温度升高越多、放出热量越多、热值越大。
(4)质量为10 kg的冰从-5 ℃升高到0 ℃吸收的热量Q1=c冰mΔt=2.1×10 J/(kg·℃)×10 kg×[0 ℃-(-5 ℃)]=1.05×10 J；设冰的熔解热为λ，质量为10 kg的冰由-5 ℃全部熔化成0 ℃的水需吸收热量Q=Q1+λm=3.455×10 J，则3.455×10 J=1.05×10 J+λ×10 kg，解得λ=3.35×10 J/kg。

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