第2节 热量与热值（举一反三讲义）物理沪粤版2024九年级上册

第2节 热量与热值 目录 【学科素养】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：热量 2 知识点2：燃料的热值 4 【方法技巧】 6 方法技巧1 热值 6 【巩固训练】 6 【学科素养】 1．科学观念：理解热量是热传递过程中内能改变的量度，掌握燃料热值的概念及单位，能从能量转化与转移角度分析生活中热量传递和燃料燃烧现象，构建热量、热值与内能变化的物理观念体系； 2．科学思维：通过探究水吸热与温度、质量关系的实验，培养控制变量、数据分析与归纳推理能力；在理解热值概念时，能运用比较、类比等思维方法区分不同燃料的放热特性，提升科学思维的逻辑性和严谨性； 3．科学探究：经历设计实验、操作器材、记录数据、分析结论的完整探究过程，掌握通过加热时间衡量吸热多少的转换法，提升实验设计、观察与问题解决能力，增强科学探究的实践能力和创新意识； 4．科学态度与责任：通过了解燃料燃烧效率和能源工程（如西气东输），认识能源利用现状与节能重要性，培养节约能源、保护环境的社会责任感，激发将物理知识应用于生活实际的意识。 重点： 1．热量概念的理解及热量与内能变化的关系，掌握热量在热传递中的量度作用； 2．燃料热值的概念、单位及计算公式Q=qm或Q =qV，能运用公式进行简单计算； 3．通过实验探究得出物体吸热与质量、温度变化的关系，理解控制变量法在实验中的应用。 难点： 1．热量概念的抽象性理解，区分热量、内能、温度三个易混淆概念，明确热量是过程量，内能是状态量，温度是宏观表现； 2．理解热值是燃料的固有属性，与燃料质量、燃烧情况无关，以及在实际燃料燃烧不完全情况下，对热值概念和热量计算的正确运用； 3．从微观角度解释热量传递和燃料燃烧过程中的能量变化，将宏观现象与微观本质建立联系，深化对物理规律的理解。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：热量 1.热量的概念 在物理学中，把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量。当仅有热传递时，物体吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。热量是过程量。 2.热量的符号和单位 热量通常用符号Q表示。在国际单位制中，热量的单位与内能的单位相同，都是焦（J）。一根火柴完全燃烧放出的热量约为103J。 3.实验：探究物体吸收或放出的热量 如图所示，探究水的吸热与其温度变化、质量的关系 ①质量相同，探究水的吸热与其温度变化的关系 水吸收热量的多少可以根据加热时间的长短来粗略判定。 如图表所示，选取一个温度作为起始温度进行计时，将水每升高相同温度所用的时间记录在表中。 结论：实验中，当水升高的温度相同时，加热的时间基本相等，这表明，当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度成正比。 ②升高的温度相同，探究水的吸热与质量的关系 实验表明：当升高的温度相同时，水吸收的热量跟它的质量成正比。 总结：进一步研究表明，当物体温度升高或者降低时，它吸收或放出的热量与物体质量的大小、温度的变化多少成正比。 拓展：英国物理学家焦耳经过长期的实验研究得出：1kg纯水温度升高1℃时所吸收的热量是4.2×103J；1kg纯水温度降低1℃时所放出的热量也是4.2×103J。 【典例1】热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量；在国际单位制中，热量单位是 ，符号是 。 【变式1】“热”字有着多种含义，在物理学中有时表示温度，有时表示热量，有时表示内能。“物体吸热，温度会升高”中的“热”表示的是 ；“摩擦生热”中的“热”表示的是 ；“天气很热”中的“热”表示的是 。 【变式2】在国际单位制中，热量的单位是（　　） A．牛（N） B．焦耳（J） C．瓦特（W） D．焦耳/千克（J/kg） 【变式3】热量 (1)概念：在 过程中， 的多少叫做热量。 (2)单位： 。 知识点2：燃料的热值 1.燃料的热值 我们知道，煤、石油、天然气等燃料燃烧时，能放出热量。 实验表明，质量相等的不同燃料，在完全燃烧时所放出的热量是不相等的。 在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量的比叫做这种燃料的热值，用符号q表示。 热值是燃料的固有属性，只与燃料的种类有关，与其他因素无关。 2.热值的单位 热值的单位：J/kg 3.热值的物理意义 热值反映燃料的放热能力，在数值上等于单位质量（1kg）燃料完全燃烧放出的热量。 拓展：①对于气体燃料，计算时代入的是气体的体积，将质量换成体积。q = ②完全燃烧在实际中是不可能实现的，所以，燃料燃烧时实际放出的热量往往少于根据热值计算出来的热量。另外，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。 ③改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧，同时尽可能减少各种热量损失，既可节约燃料，又可减少污染，保护环境。 4.热值的公式 q = 这是热值的定义式，q与Q、m无关。 变形公式:Q = qm m = 5.热值的相关计算 ①对于固、液体燃料，计算公式q = Q = qm m = ； ②对于气体燃料，计算公式q = Q = qV V = 注意：在计算时注意使用国际单位，尤其是质量、体积的单位换算。 6.比较不同燃料热值的大小 不同燃料的热值不同，可设计实验进行比较。 如上表，列举了一些常见燃料的热值，热值大则代表这种燃料的放热能力强。热值只与燃料种类有关，是燃料的一种属性。 7.热效率 (1)热效率：有效利用的热量与燃料完全燃烧释放的热量的比值，即η＝Q有用/Q总。 (2)提高热效率的途径：①使燃料充分燃烧，如将煤炭研磨成粉末，吹入炉内燃烧，加大送风量。②尽量减少各种热量的损失。③通过技术革新，改良燃料品种、燃烧方式。 【典例1】（25-26九年级上·河北邯郸·期中）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 【典例2】（25-26九年级上·黑龙江·期中）为了比较煤油和菜籽油这两种燃料的热值，小明采用如图所示的两套完全相同的实验装置进行实验。 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽时的水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)实验时必须控制煤油和菜籽油的 相等。实验中还需要控制被加热的水的质量和初温相同，以便于比较两种燃料燃尽时 ； (2)实验时可以通过观察燃料燃尽时烧杯中水的温度来比较热值，但是小明观察到烧杯中的水沸腾时燃料还没有燃尽，为了解决这个问题，他的做法是 ； (3)问题解决后，小明记录的实验数据如表所示，分析实验数据可得出煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ； (4)实验后小明根据实验数据计算出了水吸收的热量，又计算出了煤油的热值，他的计算结果是不可靠的，理由是 。 【变式1】（25-26九年级上·安徽合肥·期中）我们每天都会产生大量的垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了燃料油，该燃料油的热值为，其物理意义是 【变式2】（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）一辆氢动力试验汽车10min在平直路面上匀速行驶了，消耗了0.15kg的氢气，汽车受到的平均牵引力为（氢热值）。在此过程中，汽车克服阻力做功 J；的氢气完全燃烧放出的热量为 J。 【变式3】为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是。 燃料 加热前水的温度 燃料燃尽时水的温度 燃料的热值 (1)实验中需要控制被加热水的 和初温均相同，还需要的测量工具是 。 (2)本实验中通过观察 来比较燃料燃烧放出热量的多少，这运用了 法。 (3)实验数据如下表。根据数据计算：完全燃烧燃料放出的热量为 ；燃料的热值为 。 【方法技巧】 方法技巧1 热值 热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小，但燃料的热值不会改变。 【巩固训练】 1．热量：物体吸热或放热过程中所传递的能量，叫作 。热量通常用符号 表示，单位是焦耳（J），简称 。 2．热量：物体吸热或放热过程中所传递的 ，叫作热量。热量通常用符号 表示，单位是 （J），简称焦。 3．在探究“物质的吸热情况”的实验过程中，小南和小岗进行了如下研究： (1)在讨论“水的吸热多少与哪些因素有关”时，小南认为水吸收热量的多少与水的质量有关，请根据你的生活经验说出他的猜想依据： ； (2)在“比较水和铁砂吸热性能”实验时，如图： ①请你根据小南的设计思路，设计记录实验证据的表格，画在下面空白处 ； ②请仿照小南的思路，把小岗思路补充完整：取质量相同的水和铁砂，用同一装置加热， ，比较加热时间长短，就能比较它们的吸热性能； ③小南和小岗的思路中，需要的测量工具有温度计、秒表和 ，加热时间长短是为了反映 ； (3)小岗在实验结束后把收集到的数据绘制成图像如图，从图像信息可知 吸热性能更好。 4．（25-26九年级上·云南昆明·期中）火箭用液态氢作燃料，火箭发射时随着燃料的质量减少，燃料的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）；柴油的热值是4.3×107 J/kg，它表示的物理意义是 。 5．（25-26九年级上·广西柳州·期中）薯片属高油高盐食物，可以轻易点燃，如图甲。其燃烧时放出的热量与包装上标注的能量基本一致，图乙是薯片包装上的部分信息，则这种薯片的热值约为 J/kg。 6．为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，泗阳县很多农村地区都使用上了天然气烧水煮饭。已知天然气的热值为，完全燃烧0.1m3天然气可以放出 J的热量，如果天然气没有充分燃烧，天然气的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 7．两种不同材料的燃料，甲的质量为2kg，乙的质量为1kg，甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示，则甲的热值 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙的热值；甲燃料的热值是 J/kg；相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，释放的热量之比是 。 8．（24-25九年级上·重庆九龙坡·期末）2024年10月30日，长征二号F运载火箭搭载神舟十九号载人飞船在酒泉成功发射。火箭用液体氢作为燃料，是因为液体氢的 高，若在某一阶段共消耗1吨的液态氢，这些燃料完全燃烧共释放出 J的热量。 9．火箭采用液氢为燃料，是因为其 大，若火箭发射时携带了3×104kg液氢燃料（q液氢=1.4×108J/kg），这些燃料完全燃烧能释放 J的热量。 10．（24-25九年级上·甘肃酒泉·期末）酒精的热值是3×107J/kg，完全燃烧2kg酒精可获得 J的热量，0.5kg的酒精的热值是 J/kg。 11．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，且两种燃料燃烧时均匀放热。 (1)实验中应控制两种燃料 （选填“燃烧的时间”或“质量”）相同； (2)燃料燃烧完后，小明画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由图丙可知，热值较大的燃料是燃料 （选填“1”或“2”）；假设这一过程燃料都完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为 。 12．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热已知。（注：燃料完全燃烧放热用计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示），自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的 相同、及 相同； (2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。 13．（25-26九年级上·甘肃武威·期中）为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是10g。 (1)实验中应按照 的顺序安装实验器材。 (2)实验中需要控制被加热水的 和初温均相同，还需要的测量工具是 。 (3)本实验中通过观察 来比较燃料燃烧放出热量的多少。 (4)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏 ，出现这种情况的主要原因是 ，燃料在燃烧过程中热值 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 热量与热值 目录 【学科素养】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：热量 2 知识点2：燃料的热值 4 【方法技巧】 6 方法技巧1 热值 6 【巩固训练】 6 【学科素养】 1．科学观念：理解热量是热传递过程中内能改变的量度，掌握燃料热值的概念及单位，能从能量转化与转移角度分析生活中热量传递和燃料燃烧现象，构建热量、热值与内能变化的物理观念体系； 2．科学思维：通过探究水吸热与温度、质量关系的实验，培养控制变量、数据分析与归纳推理能力；在理解热值概念时，能运用比较、类比等思维方法区分不同燃料的放热特性，提升科学思维的逻辑性和严谨性； 3．科学探究：经历设计实验、操作器材、记录数据、分析结论的完整探究过程，掌握通过加热时间衡量吸热多少的转换法，提升实验设计、观察与问题解决能力，增强科学探究的实践能力和创新意识； 4．科学态度与责任：通过了解燃料燃烧效率和能源工程（如西气东输），认识能源利用现状与节能重要性，培养节约能源、保护环境的社会责任感，激发将物理知识应用于生活实际的意识。 重点： 1．热量概念的理解及热量与内能变化的关系，掌握热量在热传递中的量度作用； 2．燃料热值的概念、单位及计算公式Q=qm或Q =qV，能运用公式进行简单计算； 3．通过实验探究得出物体吸热与质量、温度变化的关系，理解控制变量法在实验中的应用。 难点： 1．热量概念的抽象性理解，区分热量、内能、温度三个易混淆概念，明确热量是过程量，内能是状态量，温度是宏观表现； 2．理解热值是燃料的固有属性，与燃料质量、燃烧情况无关，以及在实际燃料燃烧不完全情况下，对热值概念和热量计算的正确运用； 3．从微观角度解释热量传递和燃料燃烧过程中的能量变化，将宏观现象与微观本质建立联系，深化对物理规律的理解。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：热量 1.热量的概念 在物理学中，把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量。当仅有热传递时，物体吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。热量是过程量。 2.热量的符号和单位 热量通常用符号Q表示。在国际单位制中，热量的单位与内能的单位相同，都是焦（J）。一根火柴完全燃烧放出的热量约为103J。 3.实验：探究物体吸收或放出的热量 如图所示，探究水的吸热与其温度变化、质量的关系 ①质量相同，探究水的吸热与其温度变化的关系 水吸收热量的多少可以根据加热时间的长短来粗略判定。 如图表所示，选取一个温度作为起始温度进行计时，将水每升高相同温度所用的时间记录在表中。 结论：实验中，当水升高的温度相同时，加热的时间基本相等，这表明，当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度成正比。 ②升高的温度相同，探究水的吸热与质量的关系 实验表明：当升高的温度相同时，水吸收的热量跟它的质量成正比。 总结：进一步研究表明，当物体温度升高或者降低时，它吸收或放出的热量与物体质量的大小、温度的变化多少成正比。 拓展：英国物理学家焦耳经过长期的实验研究得出：1kg纯水温度升高1℃时所吸收的热量是4.2×103J；1kg纯水温度降低1℃时所放出的热量也是4.2×103J。 【典例1】热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量；在国际单位制中，热量单位是 ，符号是 。 【答案】 焦耳 J 【难度】0.85 【知识点】热量的概念 【详解】[1][2]热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，它是一个过程量，只能说放出或者吸收热量，不能说含有或具有热量，在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J，与功、能的单位相同。 【变式1】“热”字有着多种含义，在物理学中有时表示温度，有时表示热量，有时表示内能。“物体吸热，温度会升高”中的“热”表示的是 ；“摩擦生热”中的“热”表示的是 ；“天气很热”中的“热”表示的是 。 【答案】 热量 内能 温度 【难度】0.85 【知识点】温度、热量与内能的区别与联系、热量的概念 【详解】[1]“物体吸热”中的“热”指物体吸收的热量，属于热传递过程中转移的能量，对应“热量”。 [2]“摩擦生热”是通过做功改变物体内能，此处的“热”指“内能”。 [3]“天气很热”描述环境的冷热程度，表示的是“温度”。 【变式2】在国际单位制中，热量的单位是（　　） A．牛（N） B．焦耳（J） C．瓦特（W） D．焦耳/千克（J/kg） 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】力的概念和单位、功率的定义及意义、热量的概念、热值的概念、单位和物理意义 【详解】A．牛是力的国际单位，故A不符合题意； B．焦耳是能量和功的国际单位，热量是能量的一种形式，因此单位也是焦耳，故B符合题意； C．瓦特是功率的国际单位，故C不符合题意； D．焦耳/千克是热值的单位，故D不符合题意。 故选B。 【变式3】热量 (1)概念：在 过程中， 的多少叫做热量。 (2)单位： 。 【答案】(1) 热传递 传递的内能 (2)焦耳 【难度】0.94 【知识点】热量的概念 【详解】[1][2]在热传递的过程中，传递内能的多少叫热量，热传递过程中，高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。 [3]热量的单位与能量的单位相同，也是焦耳。 知识点2：燃料的热值 1.燃料的热值 我们知道，煤、石油、天然气等燃料燃烧时，能放出热量。 实验表明，质量相等的不同燃料，在完全燃烧时所放出的热量是不相等的。 在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量的比叫做这种燃料的热值，用符号q表示。 热值是燃料的固有属性，只与燃料的种类有关，与其他因素无关。 2.热值的单位 热值的单位：J/kg 3.热值的物理意义 热值反映燃料的放热能力，在数值上等于单位质量（1kg）燃料完全燃烧放出的热量。 拓展：①对于气体燃料，计算时代入的是气体的体积，将质量换成体积。q = ②完全燃烧在实际中是不可能实现的，所以，燃料燃烧时实际放出的热量往往少于根据热值计算出来的热量。另外，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。 ③改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧，同时尽可能减少各种热量损失，既可节约燃料，又可减少污染，保护环境。 4.热值的公式 q = 这是热值的定义式，q与Q、m无关。 变形公式:Q = qm m = 5.热值的相关计算 ①对于固、液体燃料，计算公式q = Q = qm m = ； ②对于气体燃料，计算公式q = Q = qV V = 注意：在计算时注意使用国际单位，尤其是质量、体积的单位换算。 6.比较不同燃料热值的大小 不同燃料的热值不同，可设计实验进行比较。 如上表，列举了一些常见燃料的热值，热值大则代表这种燃料的放热能力强。热值只与燃料种类有关，是燃料的一种属性。 7.热效率 (1)热效率：有效利用的热量与燃料完全燃烧释放的热量的比值，即η＝Q有用/Q总。 (2)提高热效率的途径：①使燃料充分燃烧，如将煤炭研磨成粉末，吹入炉内燃烧，加大送风量。②尽量减少各种热量的损失。③通过技术革新，改良燃料品种、燃烧方式。 【典例1】（25-26九年级上·河北邯郸·期中）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 【答案】D 【难度】0.94 【知识点】热值的概念、单位和物理意义、热值的公式及相关计算、比较不同燃料的热值大小 【详解】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。 【典例2】（25-26九年级上·黑龙江·期中）为了比较煤油和菜籽油这两种燃料的热值，小明采用如图所示的两套完全相同的实验装置进行实验。 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽时的水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)实验时必须控制煤油和菜籽油的 相等。实验中还需要控制被加热的水的质量和初温相同，以便于比较两种燃料燃尽时 ； (2)实验时可以通过观察燃料燃尽时烧杯中水的温度来比较热值，但是小明观察到烧杯中的水沸腾时燃料还没有燃尽，为了解决这个问题，他的做法是 ； (3)问题解决后，小明记录的实验数据如表所示，分析实验数据可得出煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ； (4)实验后小明根据实验数据计算出了水吸收的热量，又计算出了煤油的热值，他的计算结果是不可靠的，理由是 。 【答案】(1) 质量 放出的热量 (2)减小燃料的质量 (3)煤油 (4)见解析 【难度】0.65 【知识点】比较不同燃料的热值大小、控制变量法、转换法 【详解】（1）[1][2]由Q放=qm可知，燃料充分燃烧放出热量的多少与燃料的种类和燃料的质量有关，因此实验时必须控制煤油和菜籽油的质量相同；控制被加热的水的质量和初温均相同，便于通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量。 （2）小明观察到烧杯中的水已经沸腾了，但燃料还没有燃尽，说明燃料燃烧释放的热量较多，为了解决这个问题，可以减小燃料的质量，或增大水的质量。 （3）据表格中数据，相同质量的两种燃料燃烧完后，用煤油加热的水温度升高较大，说明煤油放出的热量较多，即煤油的热值较大。 （4）在实验过程中，燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收，同时水也会向外散热，所以水吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量，不能通过水吸收的热量得出燃料燃烧放出的热量，进而计算燃料的热值。 【变式1】（25-26九年级上·安徽合肥·期中）我们每天都会产生大量的垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了燃料油，该燃料油的热值为，其物理意义是 【答案】1kg燃料油完全燃烧放出的热量是 【难度】0.85 【知识点】热值的概念、单位和物理意义 【详解】燃料油的热值为，其表示的物理意义是：质量为1kg燃料油在完全燃烧时放出的热量是。 【变式2】（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）一辆氢动力试验汽车10min在平直路面上匀速行驶了，消耗了0.15kg的氢气，汽车受到的平均牵引力为（氢热值）。在此过程中，汽车克服阻力做功 J；的氢气完全燃烧放出的热量为 J。 【答案】 【难度】0.65 【知识点】功的计算和估算、热值的公式及相关计算 【解析】【小题1】[1]汽车匀速行驶时受到的牵引力等于阻力，克服阻力做的功为 [2]氢气完全燃烧释放的热量。 【变式3】为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是。 燃料 加热前水的温度 燃料燃尽时水的温度 燃料的热值 (1)实验中需要控制被加热水的 和初温均相同，还需要的测量工具是 。 (2)本实验中通过观察 来比较燃料燃烧放出热量的多少，这运用了 法。 (3)实验数据如下表。根据数据计算：完全燃烧燃料放出的热量为 ；燃料的热值为 。 【答案】(1) 质量 天平 (2) 温度计示数的变化 转换 (3) 【难度】0.65 【知识点】比较不同燃料的热值大小 【详解】（1）[1][2]在探究不同燃料燃烧放热能力的实验中，根据控制变量法，需要控制被加热水的质量和初温均相同，这样才能通过水温度的变化准确比较燃料燃烧放出热量的多少，因为要控制水的质量相同，所以还需要用天平来测量水的质量。 （2）[1][2]燃料燃烧放出的热量无法直接观察和测量，而水吸收热量后温度会升高，通过观察温度计示数的变化就能知道水吸收热量的多少，从而比较出燃料燃烧放出热量的多少，这种将不易测量的量转换为容易测量的量的方法叫做转换法。 （3）[1][2]根据数据计算可知，完全燃烧燃料放出的热量为 不计热量损失，根据可知，水的质量为 即 所以 解得 根据，燃料的热值为 【方法技巧】 方法技巧1 热值 热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小，但燃料的热值不会改变。 【巩固训练】 1．热量：物体吸热或放热过程中所传递的能量，叫作 。热量通常用符号 表示，单位是焦耳（J），简称 。 【答案】 热量 Q 焦 【难度】0.85 【知识点】热量的概念 【详解】[1][2][3]根据热量的定义可知，物体在热传递过程中，吸收或放出能量的多少叫作热量，用符号Q表示。热量的单位为焦耳，简称焦，用符号J表示。 2．热量：物体吸热或放热过程中所传递的 ，叫作热量。热量通常用符号 表示，单位是 （J），简称焦。 【答案】 能量 Q 焦耳 【难度】0.65 【知识点】热量的概念 【详解】[1]热量是指在热传递过程中，物体吸收或放出能量的多少。所以物体吸热或放热过程中所传递的是能量。 [2]在物理学中，热量通常用符号Q表示。 [3]热量的单位是焦耳，符号为J，简称焦。 3．在探究“物质的吸热情况”的实验过程中，小南和小岗进行了如下研究： (1)在讨论“水的吸热多少与哪些因素有关”时，小南认为水吸收热量的多少与水的质量有关，请根据你的生活经验说出他的猜想依据： ； (2)在“比较水和铁砂吸热性能”实验时，如图： ①请你根据小南的设计思路，设计记录实验证据的表格，画在下面空白处 ； ②请仿照小南的思路，把小岗思路补充完整：取质量相同的水和铁砂，用同一装置加热， ，比较加热时间长短，就能比较它们的吸热性能； ③小南和小岗的思路中，需要的测量工具有温度计、秒表和 ，加热时间长短是为了反映 ； (3)小岗在实验结束后把收集到的数据绘制成图像如图，从图像信息可知 吸热性能更好。 【答案】(1) 烧开初温相同的一壶水比半壶水用的时间长 (2) 加热时间/min 0 2 4 6 温度/℃ 水 铁砂 升高相同的温度 天平 水和铁砂吸热的多少 (3)水 【难度】0.65 【知识点】水的比热容特点及应用、不同物质的吸热本领、控制变量法、转换法 【详解】（1）由题可知，小南认为水吸收热量的多少与水的质量有关。据此可以提出猜想：质量越大的一壶水，烧开需要的时间越长，吸收的热量越多。 （2）[1]根据小南的思路，需要记录物质的加热时间，温度，物质种类，故表格设计如下： 加热时间/min 0 2 4 6 温度/℃ 水 铁砂 [2]根据比较物质吸热能力强弱的方法可知，小南的思路是质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比较升高的温度；因此小岗的思路是质量相同的不同物质，升高相同的温度，比较加热时间，即吸收的热量，由题意可知，取质量相同的水和铁砂，用同一装置加热，还缺失怎么比较吸热能力的思路，因此补充为：使它们升高相同的温度，比较加热时间长短。 [3]他们的思路中，都需测量质量，温度以及加热时间，所以测量工具需有温度计、秒表，以及天平（称质量）。 [4]同一装置加热，相同时间内被加热物质吸收的热量相同，因此加热时间长短能反映吸收热量的多少（转换法）。 （3）由图可知，当铁砂和水都从20℃升高到50℃时，水需要的加热时间更长，说明水的吸热能力更强。 4．（25-26九年级上·云南昆明·期中）火箭用液态氢作燃料，火箭发射时随着燃料的质量减少，燃料的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）；柴油的热值是4.3×107 J/kg，它表示的物理意义是 。 【答案】 不变 见解析 【难度】0.94 【知识点】热值的概念、单位和物理意义 【详解】[1]热值是燃料的一种属性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。所以火箭发射时随着燃料的质量减少，燃料的热值不变。 [2]柴油的热值是4.3×107J/kg，它表示的物理意义是：1kg柴油完全燃烧时放出的热量是4.3×107J。 5．（25-26九年级上·广西柳州·期中）薯片属高油高盐食物，可以轻易点燃，如图甲。其燃烧时放出的热量与包装上标注的能量基本一致，图乙是薯片包装上的部分信息，则这种薯片的热值约为 J/kg。 【答案】 【难度】0.65 【知识点】热值的公式及相关计算 【详解】由图乙可知，100g薯片燃烧放出的热量为2144kJ，这种薯片的热值为 6．为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，泗阳县很多农村地区都使用上了天然气烧水煮饭。已知天然气的热值为，完全燃烧0.1m3天然气可以放出 J的热量，如果天然气没有充分燃烧，天然气的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 不变 【难度】0.94 【知识点】热值的概念、单位和物理意义、热值的公式及相关计算 【详解】[1]根据可知，完全燃烧0.1m3天然气放出热量为 [2]热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，因此天然气没有充分燃烧时，天然气的热值不变。 7．两种不同材料的燃料，甲的质量为2kg，乙的质量为1kg，甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示，则甲的热值 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙的热值；甲燃料的热值是 J/kg；相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，释放的热量之比是 。 【答案】 小于 1.5×107 3∶4 【难度】0.65 【知识点】热值的公式及相关计算 【详解】[1][2]甲燃料的热值为 乙燃料的热值为 故甲燃料的热值小于乙燃料的热值。 [3]相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，释放的热量之比 8．（24-25九年级上·重庆九龙坡·期末）2024年10月30日，长征二号F运载火箭搭载神舟十九号载人飞船在酒泉成功发射。火箭用液体氢作为燃料，是因为液体氢的 高，若在某一阶段共消耗1吨的液态氢，这些燃料完全燃烧共释放出 J的热量。 【答案】 热值 1.4×1011 【难度】0.85 【知识点】热值的概念、单位和物理意义、热值的公式及相关计算 【详解】[1]火箭发动机用液体氢作燃料是因为液态氢的热值很大。 [2]完全燃烧1吨的液态氢放出的热量 9．火箭采用液氢为燃料，是因为其 大，若火箭发射时携带了3×104kg液氢燃料（q液氢=1.4×108J/kg），这些燃料完全燃烧能释放 J的热量。 【答案】 热值 4.2×1012 【难度】0.85 【知识点】热值的概念、单位和物理意义、热值的公式及相关计算 【详解】[1] 火箭发射时用液态氢作燃料，是因为液态氢的热值大，与相同质量的其它燃料相比，完全燃烧时，放出的热量更多。 [2]氢完全燃烧放出的热量 10．（24-25九年级上·甘肃酒泉·期末）酒精的热值是3×107J/kg，完全燃烧2kg酒精可获得 J的热量，0.5kg的酒精的热值是 J/kg。 【答案】 6×107 3×107 【难度】0.85 【知识点】热值的概念、单位和物理意义、热值的公式及相关计算 【详解】[1]完全燃烧2kg酒精获得的热量为Q=mq=2kg×3×107J/kg=6×107J [2]热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以0.5kg酒精的热值仍为3×107J/kg。 11．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，且两种燃料燃烧时均匀放热。 (1)实验中应控制两种燃料 （选填“燃烧的时间”或“质量”）相同； (2)燃料燃烧完后，小明画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由图丙可知，热值较大的燃料是燃料 （选填“1”或“2”）；假设这一过程燃料都完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为 。 【答案】(1)质量 (2) 1 3:2 【难度】0.65 【知识点】热值的公式及相关计算、比较不同燃料的热值大小 【详解】（1）探究不同燃料燃烧放热能力的实验中，由控制变量法可知，应控制两种燃料的种类不同，质量相同，所以实验中应控制两种燃料质量相同。 （2）[1]由图丙可知，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了5min，燃料2燃烧了15min，燃料1使水的温度升高更多，说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量，所以燃料1的热值较大。 [2]实验中忽略热量的散失，燃料放出的热量等于水吸收的热量；两杯水的质量、比热容均相同，由可知，二者放出的热量之比 燃料的质量相同，由可知，燃料1与燃料2的热值之比 12．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热已知。（注：燃料完全燃烧放热用计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示），自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的 相同、及 相同； (2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。 【答案】(1) 质量 两个烧杯中水的质量 (2)煤油 【难度】0.65 【知识点】比较不同燃料的热值大小 【详解】（1）[1][2]因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等。 （2）由图表数据可知在相同时间内甲装置杯中的水温度升高的多，说明甲杯中的水吸收的热量较多，则质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧，煤油释放的热量更多，所以煤油的热值较大。 13．（25-26九年级上·甘肃武威·期中）为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是10g。 (1)实验中应按照 的顺序安装实验器材。 (2)实验中需要控制被加热水的 和初温均相同，还需要的测量工具是 。 (3)本实验中通过观察 来比较燃料燃烧放出热量的多少。 (4)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏 ，出现这种情况的主要原因是 ，燃料在燃烧过程中热值 。 【答案】(1)自下而上 (2) 质量 天平 (3)温度计升高的示数 (4) 小 见解析 不变 【难度】0.65 【知识点】热值的概念、单位和物理意义、比较不同燃料的热值大小 【详解】（1）实验时需用酒精灯的外焰加热，使用温度计时，玻璃泡浸没在被测液体中，但是不能接触容器底和侧壁，故组装器材时应按照自下而上的顺序。 （2） [1][2]在探究不同燃料燃烧放热能力的实验中，根据控制变量法，需要控制被加热水的质量和初温均相同，这样才能通过水温度的变化准确比较燃料燃烧放出热量的多少；实验中需要测量水的质量，还需要用到的测量工具是天平。 （3）为了比较不同燃料燃烧时放出热量，要选择不同燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计升高的度数得出液体吸热的多少，间接比较燃料燃烧放出热量的多少，运用了转换法。 （4）[1][2][3]因为加热过程中，存在热量散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，所以测得的热值与实际值相比偏小。热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧情况等无关，所以燃料在燃烧过程中热值不变。 学科网（北京）股份有限公司 $