12.2 热量与热值(高效培优·讲义)物理新教材沪粤版九年级上册
2026-08-04
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 12.2 热量与热值 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.22 MB |
| 发布时间 | 2026-08-04 |
| 更新时间 | 2026-08-05 |
| 作者 | xkw_064953832 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-08-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59075409.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦初中物理“热量与热值”核心知识点,先通过定义、单位及与内能关系建立热量概念,再用对比表格辨析温度、内能、热量的区别与联系,接着通过实验探究物体吸热与质量、升高温度的关系,最后阐述燃料热值的定义、单位、公式及燃烧效率。
资料亮点在于以对比表格和记忆口诀强化物理观念,实验探究环节突出控制变量法与转换法培养科学思维,真题演练与课后三阶练习助力科学探究能力提升。课中辅助教师高效授课,课后帮助学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
12.2 热量与热值
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 热量
考点02 探究物体吸收或放出的热量
考点03 燃料的热值
03 避坑指南·解题通法
角度01 温度、内能、热量概念辨析
角度02 燃料热值计算题
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.理解热量的物理定义,分清热量、温度、内能三者概念的区别与内在联系,牢记热量属于过程量,规范物理语言表述。
2.掌握探究水吸收热量与质量、升高温度关系的实验,理解转换法、控制变量法在实验中的应用,熟记实验操作要点与实验结论。
3.认识燃料燃烧过程中的能量转化,理解热值的定义、物理意义,区分固体液体燃料与气体燃料热值的单位与计算公式。
4.了解燃料燃烧效率偏低的原因,掌握提高燃料利用率、减少能量损耗的可行措施。
1.能够辨析各类生活情境,准确区分温度、内能、热量的规范描述,规避常见概念表述错误。
2.能独立分析吸热探究实验,识别实验控制变量,依据实验现象推导实验结论。
3.熟练运用燃料完全燃烧放热公式进行规范计算,区分两类燃料的计算公式适用场景。
4.结合生活炉灶、锅炉等实例,分析燃料能量损耗路径,提出改善燃烧效率的方案。
考点01 热量
1. 定义: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。热量通常用符号 Q 表示。
2. 单位:国际单位制中,热量的单位是焦耳,简称焦,符号 J。
3. 热量与内能的关系:物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少;物体吸收或放出的热量越多,物体内能的改变量越大。
【深化点拨】
1.热量的理解
热量是典型的过程量,只存在于热传递的过程当中。我们只能描述物体 “吸收热量” 或者 “放出热量”,不能表述物体 “具有热量”“含有热量”。
2.温度、内能、热量的对比
温度
内能
热量
概念
宏观上表示物体的冷热程度;微观上反映分子无规则运动的剧烈程度
物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和
在热传递过程中,转移的内能的多少
性质
状态量
对应“某一时刻”或“某一状态”
状态量
对应“某一时刻”或“某一状态”
过程量,对应“某一过程”,只有在热传递发生时才有意义
表述
只能说“升高”或“降低”
只能说“具有”、“增加”或“减少”
只能说“吸收”或“放出”
决定
因素
与分子热运动的剧烈程度有关
(所有分子热运动平均动能)
与质量、温度、状态、体积等因素有关
(一切物体在任何温度下都有内能)
与热传递过程中转移的内能多少有关,与物体本身是否有温度高低无直接数量关系
特点
一切物体都有温度(0K即-273.15℃时停止运动,但无法达到)。
一切物体都有内能(分子永不停息做无规则运动)。
不能说物体“具有”或“含有”热量(只能说吸收或放出)。
单位
摄氏度(℃)或开尔文(K)。
焦耳(J)。
焦耳(J)。
3.三者逻辑关系
传递的是“热量”,改变的是“内能”,体现的是“温度”。
做功和热传递可以改变物体的内能(这是改变内能的两种方式)。
内能改变不一定导致温度改变(例如:晶体熔化时吸热,内能增加,但温度不变;水沸腾时吸热,内能增加,但温度不变)。
温度改变通常意味着内能改变(但温度降低不等于内能一定减少,要看是否放热或对外做功)。
📌 一句话记忆口诀:
温度高不高(状态),内能有没有(状态),热量传多少(过程)。
升温吸热或做功,融沸过程温不涨;
热量不能含与有,吸收放出才开口。
1.物理学中,“热”通常具有三种含义:温度高、热量和内能。请说明下列描述中“热”所表示的含义。
(1)天气很热: 。
(2)热传递: 。
(3)晶体熔化吸热: 。
(4)摩擦生热: 。
2.(2026九上·游仙期末)关于温度、内能、热量,下列说法中正确的是( )
A.物体的内能增大,温度一定升高
B.热传递过程中是将温度从高温物体传递到低温物体
C.外界对物体做功时,物体的内能不一定增大
D.物体的温度越高,所含的热量越多
3.(2026九上·镇原县期末)冬至是我国二十四节气之一,冬至吃饺子是民间的传统习俗。煮饺子时,饺子在升温过程中( )
A.吸收热量、内能减小 B.吸收热量、内能增大
C.放出热量、内能减小 D.放出热量、内能增大
考点02 探究物体吸收或放出的热量
【实验名称】探究水的吸热与其温度变化、质量的关系
【实验器材】铁架台一个,酒精灯一盏,温度计一支,量筒一个,相同的烧杯几个,钟表一只
【实验方法】
(1)转换法:利用加热时间的长短,间接反映物体吸收热量的多少;实验前提:相同酒精灯单位时间内提供的热量相等。
(2)控制变量法
①探究水的吸热与升高温度的关系:控制水的质量保持不变,观察水升高不同温度对应的加热时间。
②探究水的吸热与质量的关系:控制水升高的温度保持不变,观察不同质量的水对应的加热时间。
【实验结论】
1. 当质量一定时,水吸收的热量与升高的温度成正比;
2. 当升高的温度相同时,水吸收的热量跟它的质量成正比。
【深化点拨】
1. 这两个实验可以同时进行,既比较两个烧杯中水升高相同温度所需的加热时间,又可以比较某一个烧杯中水升高不同的温度所需要的时间。
2. 实验中水吸收的热量是一个不可测量的物理量,所以采用转换法,用加热时间的长短来表示水吸收热量的多少。
1. 热量是指在 过程中传递的热的多少,其单位是 。同一物质的质量越大、温度升得越高,它吸收的热量就越 (选填“多”或“少”)。
2. 【实验背景】
某兴趣小组的同学想探究“水吸收的热量与哪些因素有关”。他们提出了两个猜想:
猜想一:水吸收的热量可能与水的质量有关。
猜想二:水吸收的热量可能与水升高的温度有关。
为了验证猜想,他们利用相同的加热装置(酒精灯)、烧杯、温度计等器材进行了如下实验。
【实验过程与数据】
(1) 实验方法:
由于水吸收热量的多少无法直接测量,实验中通过比较______来反映水吸收热量的多少。这种研究物理问题的方法叫作______法。同时,在探究过程中,每次只改变一个因素,保持其他因素不变,这种方法叫作______法。
(2) 探究猜想一(质量的影响):
同学们选取了50g和100g两杯水,用相同的酒精灯加热,使它们都从20℃升高到40℃。记录的数据如下表:
水的质量
升高的温度
加热时间
50 g
20 ℃
4 min
100 g
20 ℃
8 min
分析上表数据可知:当水升高的温度相同时,水的质量越大,加热时间越______(选填“长”或“短”),说明水吸收的热量越______。由此得出结论:当升高的温度相同时,水吸收的热量跟它的质量成______比。
(3) 探究猜想二(升温的影响):
接着,同学们选取了100g的水,从20℃开始加热,每隔一段时间记录一次温度,并计算出水每升高5℃所需的时间。记录的数据如下表:
升高的温度
5 ℃
10 ℃
15 ℃
20 ℃
加热时间
2min
4min
6min
8min
分析上表数据可知:对于同一种物质(水),当质量一定时,水升高的温度变为原来的2倍,所需的加热时间也变为原来的2倍。由此得出结论:当质量一定时,水吸收的热量与升高的温度成______比。
(4) 综合评估:
如果在探究猜想二时,小明错误地取了50g和100g两杯水进行对比,他______(选填“能”或“不能”)得出正确的结论,原因是______。
考点03 燃料的热值
1. 燃料
(1) 固体燃料:木柴、煤;
(2) 液体燃料:汽油、酒精;
(3) 气体燃料:煤气、天然气。
(4) 燃料燃烧能量转化:燃料燃烧时,燃料内部储存的化学能转化为内能。
2. 热值
(1) 定义:把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量(或体积)之比,叫做这种燃料的热值。符号 q。
(2) 单位:固体、液体燃料:J/kg;气体燃料:J/m³。
(3) 物理意义:热值是单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出热量的多少,反映燃料燃烧放热本领的强弱。
(4) 特点:热值是燃料自身的一种特性,只与燃料种类有关,与燃料质量、体积、是否完全燃烧均无关。
(5) 放热计算公式
①固体、液体燃料完全燃烧:Q=mq
②气体燃料完全燃烧:Q=Vq
3. 燃烧效率
燃煤锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做锅炉的热效率。
效率较低的主要原因:①燃料不能完全燃烧;②燃烧释放的热量一部分被容器吸收,一部分散失到空气中,无法被有效利用。
提高燃料利用率措施:①改善燃烧条件,供给充足空气,让燃料充分燃烧;②减少设备散热,集中供热,降低各类热量损失。
【深化点拨】
1.大量实验表明:
(1)同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比 。
(2)相同质量的不同燃料,在完全燃烧时放出的热量并不相等。
2.公式计算得出的是燃料完全燃烧释放的热量;完全燃烧—— 就是燃料全部烧尽的意思,即燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。现实环境中燃料很难实现完全燃烧,同时大量热量会向环境散失,实际被有效利用的热量小于理论计算数值。
1.(2026九下·鄱阳月考)天然气本身无色无味,为了安全起见,添加了加臭剂,便于泄漏时被及时察觉。天然气泄漏时能闻到臭味是因为分子在不停地做 运动,泄漏过程中,天然气的热值 (选填“会”或“不会”)改变。
2.2024年10月30日4时27分,神舟十九号载人飞船搭载三名航天员,由长征二号遥十九火箭从我国酒泉卫星发射中心发射升空,约10分钟后,神舟十九号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。如图所示。发射火箭时通常采用液氢作为燃料,原因是其热值很大,约为,这个热值的物理意义是 。
3.(2026·雷州模拟)液态甲烷作为“朱雀三号”运载火箭的燃料是因为具有较大的( )
A.密度 B.内能 C.比热容 D.热值
4.(2026·深圳模拟)如图,氢能应急电源车配备了额定输出功率为300kW氢能发电机,为赛事开幕式及核心负荷提供低碳、可靠的电力保障。下列说法正确的是( )
A.使用氢作为燃料,是因为氢含有的热量多
B.氢能发电机工作时将氢的化学能转化为电能
C.氢能发电机工作时,氢的热值不断变小
D.氢能应急发电车的转化效率可达100%
5.(2026·娄底模拟)汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据,图中燃料完全燃烧释放的能量为 J。若汽油的热值为,则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。
1. 物体吸收热量,内能一定增大;物体内能增大,温度不一定升高,例如晶体熔化持续吸热,温度保持不变。
2. 物体温度升高,内能一定增大;物体内能增大,不一定是吸收热量,外界对物体做功同样可以增大内能。
3. 热传递的方向只由物体温度高低决定,热量自发从高温物体转移到低温物体,和物体内能大小没有关系。
高频易错警示
误区 1:温度越高的物体,含有的热量越多。
纠正:热量属于过程量,不能使用 “含有” 描述。
误区 2:燃料燃烧越充分,燃料的热值越大。
纠正:热值是燃料固有特性,只由燃料种类决定,充分燃烧只能释放更多热量,不会改变热值大小。
误区 3:质量相同的不同燃料,完全燃烧放出热量一定相等。
纠正:不同燃料热值不同,相同质量完全燃烧释放热量不相等。
角度01 温度、内能、热量概念辨析
1. 生活中常提到“热”字,但其含义各不相同,有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义:
(1)“壶中的水被烧热了”,其中的“热”是指 。
(2)“物体吸热升温”,其中的“热”是指 。
(3)“摩擦生热”,其中的“热”是指 。
(4)“今天的天气很热”,其中的“热”是指 。
2. (2026·襄州模拟)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块没有内能
B.物体温度越高,含有的热量越多
C.做功和热传递都能改变物体的内能
D.物体内能增大,温度一定升高
3. (2026·连州模拟)如图是一道招牌客家菜酿豆腐,也称“让豆腐”,下列说法正确的是( )
A.滚烫的豆腐含有的热量多
B.随着豆腐的温度降低,其内能减小
C.当豆腐完全冷却后,其内能为零
D.刚出锅的让豆腐“热”得烫嘴,其中的“热”表示的是内能
角度02 燃料热值计算题
1. 用燃气灶给一定质量的水加热,完全燃烧体积为V的燃气(燃气的热值为q),水吸收的热量为Q,则此燃烧过程中燃气放出的热量为 ,该燃气灶的热效率为 ×100%(本小题用题中字母表示)
2. (2026·开平模拟)2026年5月2日,三峡集团牵头研发建设的全球单机容量最大16兆瓦漂浮式海上风电平台——“三峡领航号”在广东阳江海域完成安装,标志着我国在深远海漂浮式风电技术领域取得重大突破。风能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,若一台风机每小时发电量为,这些能量相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量。焦炭的热值为。
3. 下图是一辆消防车,它在某次赶赴火场执行任务时,共消耗了 1.5 kg 柴油。已知柴油的热值为 4.3×107 J/kg,则完全燃烧 1.5 kg 的柴油可以获得 J 的热量。若该消防车的柴油机的效率为 40%,则消耗 1.5 kg 柴油,要损失 J 的热量,可做有用功 J。
1. (2026·武威)张雪机车创造了中国摩托车制造商在WSBK 赛事中的历史性突破。该机车大量使用密度较小的碳纤维材料,有助于 (选填“增大”或“减小”)机车惯性;比赛过程中,油箱内的汽油用去一半,剩余汽油的热值将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
2. (2025·哈尔滨)长征系列运载火箭把神舟二十号载人飞船送入太空,与天宫空间站成功对接后,神舟二十号载人飞船相对于空间站是 (选填“运动”或“静止”)的;火箭应选用热值较 (选填“大”或“小”)的燃料。
3. (2025·湖南) 2025年2月11日,长征八号甲运载火箭成功发射,如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料,这主要是因为液氢的 大,它燃烧过程中将 能转化为内能。
4. (2026·安徽中考)某燃气热水器工作时,相关参数如图所示。据图可知,该热水器以此状态工作时,每小时消耗天然气1.0m3,若天然气完全燃烧,热水器以此状态工作0.1h,所消耗的天然气释放的热量是 J。(天然气的热值q取 )
5. (2025·泰安)科学处理垃圾可以实现综合热利用,如果科学处理1t垃圾能产生 的电能,这些电能相当于完全燃烧 kg干木柴放出的热量。干木柴的热值取
6. (2026·云南)2026年 4月,随着云南大理德安、龙街等光伏场站并网发电,中国首个全国产控制系统水光互补项目——小湾水光互补项目正式投运,标志着中国在大型清洁能源基地核心装备自主可控领域取得重大突破。
该项目光伏装机和水电装机总容量达 543万千瓦。白天光伏场站利用强光发电,小湾水库可借助大库容的特点蓄水;在夜间和阴天光伏弱时,小湾水库用水发电进行增发补位。发出的绿电通过汇集站集中在一起“打捆”送出,实现了“水光协同、储送一体”。该模式可有效破解光伏大规模并网带来的波动性难题,确保电力安全稳定供应。
小湾水光互补项目是国家“西电东送”骨干电源,全容量投产后年发电量可达200亿千瓦时,可满足约700万户家庭的全年用电需求,每年减排二氧化碳约1600万吨,为经济社会高质量发展提供清洁能源保障。
(1)小湾水光互补项目的运行模式可有效破解 难题。
(2)太阳能和水能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。小湾水库在蓄水的过程中,水位升高使水的机械能 (选填“增大”或“减小”)。
(3) 200亿千瓦时( 的电能相当于 kg的干木柴完全燃烧放出的热量。
7. (2026·遂宁)被誉为“中国世纪的工艺百科全书”天工开物记载了我国古代生产技术成就。如:
碎煤有两种,用以炊烹,用以冶煅;
取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气;
榨汁入缸,看水花为火色。其花煎至细嫩,如煮羹沸;
下列对相关记载分析正确的是( )
A.“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小
B.“透出香气”是因为分子在运动
C.“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能
D.“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热,温度升高
8. (2025·淄博)花馍是一种传统美食,以下有关用燃气灶蒸花馍的说法正确的是( )
A.燃气燃烧时,化学能转化为内能
B.燃气燃烧越充分,其热值就越大
C.花馍的内能是通过做功的方式增大的
D.刚出锅的花馍温度高,含有的热量多
9. (2026·内蒙古)搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机,于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料,是因为液氢的( )
A.沸点高 B.热值大 C.比热容大 D.凝固点高
【答案】B
【解析】A、沸点高只影响物质汽化难易,和燃料放热多少无关,故A错误;
B、液氢热值大,相同质量的液氢完全燃烧能放出更多热量,满足“质量更小、放热更多”的需求,故B正确;
C、比热容反映物质吸放热升温能力,与燃料燃烧放热无关,故C错误;
D、凝固点高只影响液态燃料低温凝固特性,不影响燃烧放热量,故D错误。
10. (2026·凉山) AI数据中心内的CPU、内存、硬盘等大量服务器组件,运行时会消耗巨额电能,同时产生大量热量。某数据中心采用“液冷散热”方案,把数据中心密封后浸没于深海,利用海水实现降温,主要是利用海水具有较大的( )
A.密度 B.热值 C.电阻 D.比热容
11. (2026·河北)轮渡刚驶离码头,船长发现焦急赶来的老人,立即返航接老人。假设这位老人的质量为60kg,站立时与水平地面的接触面积为0.04m2,登上轮渡后,轮渡的总质量为150t。已知柴油的热值为4.3×107J/kg,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求老人站立时对水平地面的压强。
(2)求轮渡排开水的体积。
(3)轮渡在接老人的过程中,若发动机做了2.58×107J的功,则这些功相当于完全燃烧多少千克柴油放出的热量?
⚡基础速刷
1. (2026九下·泸县月考)关于内能,下列说法正确的是( )
A.物体运动得越快,内能就越大
B.铁块的温度升高,内能变大
C.物体被举得越高,内能越大
D.南极的冰山温度很低,没有内能
2. (2026·贵州模拟)端午节吃粽子是中华民族的一项传统习俗.刚出锅的粽子很烫,“烫”是形容粽子的( )
A.质量大 B.内能大 C.温度高 D.比热容大
3. (2026九下·长沙月考)寒假期间,学校开展了“探寻文化根脉,定格春节记忆”活动,同学们分享了如图所示的照片,下列相关说法正确的是( ).
A.图甲中,刚出锅的汤圆很烫,是因为汤圆含有的热量非常高
B.图乙中,冷却后的红糖糍粑,其内能为零
C.图丙中,摩擦可点燃“擦炮”,是通过做功的方式,使其内能增大
D.图丁中,制作“糖画”过程中,糖先熔化后凝华
4. (2026九下·长沙月考)春节是中国传统节日,为了庆祝春节,每家每户都会做各种美食,如图所示,美食烹饪的过程中,蕴含了很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.红烧狮子头是通过做功的方式使其内能增加
B.清蒸鲈鱼时,鱼的温度越高其含有的热量越多
C.炖排骨时,在水沸腾时冒的“白气”是水蒸气
D.口水鸡制作时,将佐料淋在鸡块上,过一会儿入味了,说明分子在不停地做无规则运动
5. 生活中我们常常提到“热”,但从物理学的角度看,其含义各不相同。例如:①天气炎热、②摩擦生热、③铁锅传热,其中表示热量的是 ,表示温度的是 ,表示内能的是 (均选填序号)
6. 泡在热水中的脚温度升高,内能 ,这是利用 的方式改变了物体的内能。烧水时使用天然气作为燃料,是因为天然气具有较大的 。
7. 载人飞船随火箭发射升空时,以 为参照物,载人飞船是运动的;升空过程,载人飞船的重力势能 (选填“变大”、“变小”或“不变”);火箭常用氢作为燃料,是因为氢的 (选填“热值”或“密度”)大。
8. 2024年10月30日.搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射取得圆满成功。火箭从地面向上发射过程中,其外壳与大气摩擦后,温度升高,内能 (选填“增大”或“减小"),这是通过 的方式来改变火箭内能的;运载火箭选用液态氢做燃料,主要是因为液态氢具有较大的 。
9. (2026·斗门模拟)家用瓶装液化石油气是采用 (选填“降低温度”或“压缩体积”)方法使其液化;一瓶10kg的液化石油气,若完全燃烧一半后能放出热量 J;若剩余的一半液化石油气不完全燃烧,则放出的热量与前一半完全燃烧相比将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(液化石油气的热值为)
10. 艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,能够达到防病治病的目的。一根质量为 50 g 的艾条,完全燃烧能放出 9×105 J 的热量,则该艾条的热值为 J/kg。某次使用后艾条剩下半根,则这半根艾条的热值为 J/kg。
11. 如图所示是我国新发明的一种被称为挂在墙上的“油田”-“碲化镉薄膜发电玻璃”。可在太阳光下获得电能,这种玻璃单片面积可达1.9m2,每平方米的发电玻璃每年可发电150kW·h。已知
(1)该玻璃获得电能时发生的能量转换是太阳能转化为 能;
(2)如果用火力发电,每块玻璃一年的发电量相当于完全燃烧 kg煤炭放出的热量。
12. (2026·揭阳模拟)如图所示,是一款最新无人驾驶汽车图片。汽车自动驾驶时通过雷达传感器、激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以 90km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了12km时,消耗汽油1.8kg,假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,已知汽油热值为 4.5×107J/kg。求这段运动过程中:
(1)汽油完全燃烧放出的热量?
(2)该汽车发动机做的有用功?
(3)该汽车发动机的输出功率?
13. (2026九下·深圳月考)如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中,该船的总质量为。已知g=10N/kg,,。求该船:
(1)受到的总重力;
(2)静止时排开海水的体积;
(3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。
🚀能力跃升
1. 火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 能,再转化为火箭的机械能,火箭发动机在没有空气的环境中 (选填“能”、“不能”)正常工作。
2. 如图所示的是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机。飞机使用4台相同的发动机,每台发动机的输出功率可达,效率可达60%。一台发动机1h做功为 ,飞机飞行1s消耗燃油为 (,保留两位小数)。
3、 (2026九下·揭东月考)如图是火箭发动机工作示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧,产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧时化学能转化为内能
B.燃料箱燃料减少,燃料热值减小
C.燃烧放出热量越多,燃料热值越大
D.火箭前进时,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
4. 近几十年内,我国家用燃料由柴草发展至煤炭,再发展至天然气。下列关于天然气热值的说法中,正确的是( )
A.1 m3天然气燃烧放出了 3×107 J 的热量,则其热值为 3×107 J/m3
B .天然气燃烧不完全时,其热值变小
B.天然气的热值比柴草的大,燃烧时放出的热量一定比柴草的多
C.10 m3天然气的热值等于 1 m3 天然气的热值
5.(2026·凭祥模拟)2026年2月11日,长征十号运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验成功实施。如图是火箭点火起飞和成功分离逃逸时的情景,忽略燃料消耗对质量的影响,下列说法正确的是( )
A.火箭点火时,底座的温度升高,含有的热量增大
B.长征十号点火起飞加速上升时,飞船的动能增大,重力势能增大
C.飞船与箭体安全分离后,火箭推力对飞船做了功
D.火箭的外壳材料常选用密度较大、比较坚硬的合金钢制成
6. 某小组设计了一个实验来比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”。他们的实验装置如图所示,实验中收集和记录的数据如下表所示。
燃烧前水的温度
燃烧后水的温度
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)实验中,为了可以比较两种燃料的热值大小,除需要装置相同,甲、乙两杯水的初温和质量相同之外,还应保持相同的物理量是 ;
(2)实验前,实验装置要按照 (“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行组装。燃料燃烧过程中化学能转化为 。本实验是用 (选填“水温升高的多少”或“加热时间的长短”)来表示煤油和菜籽油放出热量的多少;
(3)根据实验中收集的数据,可以看出煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
7.为比较酒精和汽油热值的大小,制定了以下实验方案:
⑴取质量 (选“相同”或“不相同”)的酒精和汽油作燃料,制成酒精灯和汽油灯;
⑵两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热;
⑶通过观察水温的变化,由此判断两种燃料热值的大小:
请根据上面的设计方案回答:
①如图中温度计的读数是 ℃。当两灯的燃料_(选填“燃烧相同时间”或“完全燃烧完后”),甲装置中温度计读数是80℃,而乙装置的读数是90℃。由此判断 的热值比较大;
②根据公式计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算出汽油的热值,发现结果与资料中给出的汽油热值相比 (选填:“偏大”或“偏小”)了,结合装置图,分析原因可能是(写一条): 。
8. (2026九上·环江期末)如图所示为某款氢燃料新能源公交车。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源。氢的热值为,求:
(1)质量为2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)如果2kg氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功,产生的牵引力为8000N,这些热量能让该公交车匀速行驶多长的路程?
(3)公交车正以速度v匀速行驶,输出功率恒为P,热机的效率为,氢燃料的热值为q,则质量为m的氢燃料能使车行驶的路程s是多少?忽略燃料用尽后车由于惯性而滑行的路程。(用本小题中的字母推导s的表达式)
🌟思维挑战
1. (2026·长沙模拟)2025年 5月 29日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将天问二号探测器发射升空。下列说法正确的是
A.火箭主要用液氢作燃料,是因为氢的热值低
B.点火发射过程中,机械能转化为内能
C.天问二号加速升空过程中,它的质量变大
D.天问二号加速升空过程中,它的重力势能和动能均变大
2. (2026·东莞模拟)如图所示,如图中阴影部分的面积与对应文字所描述的物理量不相符的是( )
A. B.
C. D.
3. 木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了下表的数据:
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是 的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越 ;
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料, 和 的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为 ,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量。
4.为比较酒精和煤油这两种燃料的热值大小关系,小明采用了如图所示的装置进行实验:他将一定质量的酒精和煤油分别加入两灯中点燃它们,分别将装有质量相等的水的两个相同烧杯加热,直至酒精和煤油燃烧完。小明设计了一张记录数据的表格,并记录了数据:
燃料
加热前的水温/℃
加热后的水温/℃
10g酒精
20
43
10g煤油
20
50
(1)分析表中数据可知,煤油和酒精两种燃料中,热值较大的是 ;
(2)燃料燃烧放出的热量通过 比较;
(3)实验后小明根据实验数据计算出了水吸收的热量Q与酒精的质量,得出酒精的热值,得出的酒精热值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
5. 在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中:
(1)由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关,因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 相等;实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同,以便于根据 确定水吸收热量的多少;
(2)如图是小明安装好的实验装置,其中存在的错误是 ;
(3)小华纠正了小明的错误,又组装了一套相同的实验装置,备好秒表,在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片,读出水的初温后,进行如下操作:
①先点燃酒精,再点燃碎纸片;
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,读取温度计的示数;
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束,分别读取温度计的示数;
小红认为上述操作中,操作 是错误的,小明根据正确操作获得的数据,算出了燃料的热值,发现结果小于该燃料的实际热值,原因是 。
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12.2 热量与热值
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 热量
考点02 探究物体吸收或放出的热量
考点03 燃料的热值
03 避坑指南·解题通法
角度01 温度、内能、热量概念辨析
角度02 燃料热值计算题
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.理解热量的物理定义,分清热量、温度、内能三者概念的区别与内在联系,牢记热量属于过程量,规范物理语言表述。
2.掌握探究水吸收热量与质量、升高温度关系的实验,理解转换法、控制变量法在实验中的应用,熟记实验操作要点与实验结论。
3.认识燃料燃烧过程中的能量转化,理解热值的定义、物理意义,区分固体液体燃料与气体燃料热值的单位与计算公式。
4.了解燃料燃烧效率偏低的原因,掌握提高燃料利用率、减少能量损耗的可行措施。
1.能够辨析各类生活情境,准确区分温度、内能、热量的规范描述,规避常见概念表述错误。
2.能独立分析吸热探究实验,识别实验控制变量,依据实验现象推导实验结论。
3.熟练运用燃料完全燃烧放热公式进行规范计算,区分两类燃料的计算公式适用场景。
4.结合生活炉灶、锅炉等实例,分析燃料能量损耗路径,提出改善燃烧效率的方案。
考点01 热量
1. 定义: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。热量通常用符号 Q 表示。
2. 单位:国际单位制中,热量的单位是焦耳,简称焦,符号 J。
3. 热量与内能的关系:物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少;物体吸收或放出的热量越多,物体内能的改变量越大。
【深化点拨】
1.热量的理解
热量是典型的过程量,只存在于热传递的过程当中。我们只能描述物体 “吸收热量” 或者 “放出热量”,不能表述物体 “具有热量”“含有热量”。
2.温度、内能、热量的对比
温度
内能
热量
概念
宏观上表示物体的冷热程度;微观上反映分子无规则运动的剧烈程度
物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和
在热传递过程中,转移的内能的多少
性质
状态量
对应“某一时刻”或“某一状态”
状态量
对应“某一时刻”或“某一状态”
过程量,对应“某一过程”,只有在热传递发生时才有意义
表述
只能说“升高”或“降低”
只能说“具有”、“增加”或“减少”
只能说“吸收”或“放出”
决定
因素
与分子热运动的剧烈程度有关
(所有分子热运动平均动能)
与质量、温度、状态、体积等因素有关
(一切物体在任何温度下都有内能)
与热传递过程中转移的内能多少有关,与物体本身是否有温度高低无直接数量关系
特点
一切物体都有温度(0K即-273.15℃时停止运动,但无法达到)。
一切物体都有内能(分子永不停息做无规则运动)。
不能说物体“具有”或“含有”热量(只能说吸收或放出)。
单位
摄氏度(℃)或开尔文(K)。
焦耳(J)。
焦耳(J)。
3.三者逻辑关系
传递的是“热量”,改变的是“内能”,体现的是“温度”。
做功和热传递可以改变物体的内能(这是改变内能的两种方式)。
内能改变不一定导致温度改变(例如:晶体熔化时吸热,内能增加,但温度不变;水沸腾时吸热,内能增加,但温度不变)。
温度改变通常意味着内能改变(但温度降低不等于内能一定减少,要看是否放热或对外做功)。
📌 一句话记忆口诀:
温度高不高(状态),内能有没有(状态),热量传多少(过程)。
升温吸热或做功,融沸过程温不涨;
热量不能含与有,吸收放出才开口。
1.物理学中,“热”通常具有三种含义:温度高、热量和内能。请说明下列描述中“热”所表示的含义。
(1)天气很热: 。
(2)热传递: 。
(3)晶体熔化吸热: 。
(4)摩擦生热: 。
【答案】(1)温度高(2)热量(3)热量(4)内能
【解析】(1) 天气很热描述的是环境的冷热程度,而温度是表示物体冷热程度的物理量,因此此处“热”表示温度。
(2) 热传递是指热量从高温物体转移到低温物体的过程,传递的是热量,因此此处“热”表示热量。
(3) 晶体熔化时需要从外界吸收能量,这个吸收的能量是热量,因此此处“热”表示热量。
(4) 摩擦生热是通过做功将机械能转化为物体的内能,使物体的内能增加,因此此处“热”表示内能。
2.(2026九上·游仙期末)关于温度、内能、热量,下列说法中正确的是( )
A.物体的内能增大,温度一定升高
B.热传递过程中是将温度从高温物体传递到低温物体
C.外界对物体做功时,物体的内能不一定增大
D.物体的温度越高,所含的热量越多
【答案】C
【解析】A.晶体熔化时,吸收热量,内能增大,但温度保持不变。故A错误;
B.热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体,而不是传递温度,故B错误;
C.外界对物体做功,可以增加物体的内能,但如果物体同时向外界放热,内能可能不变或减小,故C正确;
D. 物体的温度越高,所含的内能越多,而不是热量越多,故D错误。
3.(2026九上·镇原县期末)冬至是我国二十四节气之一,冬至吃饺子是民间的传统习俗。煮饺子时,饺子在升温过程中( )
A.吸收热量、内能减小 B.吸收热量、内能增大
C.放出热量、内能减小 D.放出热量、内能增大
【答案】B
【解析】煮饺子时, 饺子在升温过程中,饺子不断吸收热量,它的内能增大,故B符合题意,ACD不符合题意。
考点02 探究物体吸收或放出的热量
【实验名称】探究水的吸热与其温度变化、质量的关系
【实验器材】铁架台一个,酒精灯一盏,温度计一支,量筒一个,相同的烧杯几个,钟表一只
【实验方法】
(1)转换法:利用加热时间的长短,间接反映物体吸收热量的多少;实验前提:相同酒精灯单位时间内提供的热量相等。
(2)控制变量法
①探究水的吸热与升高温度的关系:控制水的质量保持不变,观察水升高不同温度对应的加热时间。
②探究水的吸热与质量的关系:控制水升高的温度保持不变,观察不同质量的水对应的加热时间。
【实验结论】
1. 当质量一定时,水吸收的热量与升高的温度成正比;
2. 当升高的温度相同时,水吸收的热量跟它的质量成正比。
【深化点拨】
1. 这两个实验可以同时进行,既比较两个烧杯中水升高相同温度所需的加热时间,又可以比较某一个烧杯中水升高不同的温度所需要的时间。
2. 实验中水吸收的热量是一个不可测量的物理量,所以采用转换法,用加热时间的长短来表示水吸收热量的多少。
1.热量是指在 过程中传递的热的多少,其单位是 。同一物质的质量越大、温度升得越高,它吸收的热量就越 (选填“多”或“少”)。
【答案】热传递;焦耳;多
【解析】热量的定义是在热传递过程中传递的能量多少,它是一个过程量,不能说物体“含有”或“具有”多少热量。在国际单位制中,热量的单位是焦耳(J),和功、能量的单位一致。根据吸热公式Q吸=cmt,对于同一物质(比热容c相同),质量m越大、温度升高t越多,吸收的热量Q吸就越多。
2..【实验背景】
某兴趣小组的同学想探究“水吸收的热量与哪些因素有关”。他们提出了两个猜想:
猜想一:水吸收的热量可能与水的质量有关。
猜想二:水吸收的热量可能与水升高的温度有关。
为了验证猜想,他们利用相同的加热装置(酒精灯)、烧杯、温度计等器材进行了如下实验。
【实验过程与数据】
(1) 实验方法:
由于水吸收热量的多少无法直接测量,实验中通过比较______来反映水吸收热量的多少。这种研究物理问题的方法叫作______法。同时,在探究过程中,每次只改变一个因素,保持其他因素不变,这种方法叫作______法。
(2) 探究猜想一(质量的影响):
同学们选取了50g和100g两杯水,用相同的酒精灯加热,使它们都从20℃升高到40℃。记录的数据如下表:
水的质量
升高的温度
加热时间
50 g
20 ℃
4 min
100 g
20 ℃
8 min
分析上表数据可知:当水升高的温度相同时,水的质量越大,加热时间越______(选填“长”或“短”),说明水吸收的热量越______。由此得出结论:当升高的温度相同时,水吸收的热量跟它的质量成______比。
(3) 探究猜想二(升温的影响):
接着,同学们选取了100g的水,从20℃开始加热,每隔一段时间记录一次温度,并计算出水每升高5℃所需的时间。记录的数据如下表:
升高的温度
5 ℃
10 ℃
15 ℃
20 ℃
加热时间
2min
4min
6min
8min
分析上表数据可知:对于同一种物质(水),当质量一定时,水升高的温度变为原来的2倍,所需的加热时间也变为原来的2倍。由此得出结论:当质量一定时,水吸收的热量与升高的温度成______比。
(4) 综合评估:
如果在探究猜想二时,小明错误地取了50g和100g两杯水进行对比,他______(选填“能”或“不能”)得出正确的结论,原因是______。
【答案】(1) 加热时间长短;转换;控制变量;(2) 长;多;正;(3) 正;(4) 不能;没有控制水的质量相同
【解析】本实验探究水吸收热量的影响因素,采用转换法与控制变量法开展探究,相同酒精灯单位时间放热相同,因此无法直接测量的吸热多少可通过加热时间长短间接体现;探究单一变量时需保持其他条件不变,该思路为控制变量法。分析质量影响的实验数据,升高温度相同时,水的质量越大,所需加热时间更长,吸收热量更多,说明吸热多少与质量成正比;分析升温影响的数据,质量不变时,升高温度扩大几倍,加热时间同步扩大几倍,证明吸热多少与升高温度成正比。若探究升温的影响时同时改变水的质量,实验存在质量、升温两个变量,违背控制变量的实验要求,无法得出准确结论。
考点03 燃料的热值
1. 燃料
(1) 固体燃料:木柴、煤;
(2) 液体燃料:汽油、酒精;
(3) 气体燃料:煤气、天然气。
(4) 燃料燃烧能量转化:燃料燃烧时,燃料内部储存的化学能转化为内能。
2. 热值
(1) 定义:把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量(或体积)之比,叫做这种燃料的热值。符号 q。
(2) 单位:固体、液体燃料:J/kg;气体燃料:J/m³。
(3) 物理意义:热值是单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出热量的多少,反映燃料燃烧放热本领的强弱。
(4) 特点:热值是燃料自身的一种特性,只与燃料种类有关,与燃料质量、体积、是否完全燃烧均无关。
(5) 放热计算公式
①固体、液体燃料完全燃烧:Q=mq
②气体燃料完全燃烧:Q=Vq
3. 燃烧效率
燃煤锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做锅炉的热效率。
效率较低的主要原因:①燃料不能完全燃烧;②燃烧释放的热量一部分被容器吸收,一部分散失到空气中,无法被有效利用。
提高燃料利用率措施:①改善燃烧条件,供给充足空气,让燃料充分燃烧;②减少设备散热,集中供热,降低各类热量损失。
【深化点拨】
1.大量实验表明:
(1)同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比 。
(2)相同质量的不同燃料,在完全燃烧时放出的热量并不相等。
2.公式计算得出的是燃料完全燃烧释放的热量;完全燃烧—— 就是燃料全部烧尽的意思,即燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。现实环境中燃料很难实现完全燃烧,同时大量热量会向环境散失,实际被有效利用的热量小于理论计算数值。
1.(2026九下·鄱阳月考)天然气本身无色无味,为了安全起见,添加了加臭剂,便于泄漏时被及时察觉。天然气泄漏时能闻到臭味是因为分子在不停地做 运动,泄漏过程中,天然气的热值 (选填“会”或“不会”)改变。
【答案】无规则;不会
【解析】天然气泄漏能闻到臭味是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动;热值是燃料本身的特性,只与燃料种类有关,泄漏时天然气种类不变,热值不会改变。
2.2024年10月30日4时27分,神舟十九号载人飞船搭载三名航天员,由长征二号遥十九火箭从我国酒泉卫星发射中心发射升空,约10分钟后,神舟十九号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。如图所示。发射火箭时通常采用液氢作为燃料,原因是其热值很大,约为,这个热值的物理意义是 。
【答案】1千克氢完全燃烧放出的热量为1.2×108J。
【解析】 发射火箭时通常采用液氢作为燃料,原因是其热值很大,约为1.2×108J/kg,这个热值的物理意义是1千克氢完全燃烧放出的热量为1.2×108J。
3.(2026·雷州模拟)液态甲烷作为“朱雀三号”运载火箭的燃料是因为具有较大的( )
A.密度 B.内能 C.比热容 D.热值
【答案】D
【解析】A、密度是单位体积物质的质量,与燃料释放能量多少无关,故 A 错误;
B、内能与物质的质量、温度等有关,不能作为选择火箭燃料的依据,故 B 错误;
C、比热容反映物质吸放热能力,和燃料燃烧释放能量无关,故 C 错误;
D、液态甲烷热值较大,完全燃烧相同质量时可以释放更多热量,适合作为火箭燃料,故 D 正确。
4.(2026·深圳模拟)如图,氢能应急电源车配备了额定输出功率为300kW氢能发电机,为赛事开幕式及核心负荷提供低碳、可靠的电力保障。下列说法正确的是( )
A.使用氢作为燃料,是因为氢含有的热量多
B.氢能发电机工作时将氢的化学能转化为电能
C.氢能发电机工作时,氢的热值不断变小
D.氢能应急发电车的转化效率可达100%
【答案】B
【解析】A、使用氢作为燃料,是因为氢的热值大,而不是含有的热量多,“热量” 是过程量,不能说物质 “含有热量”,故 A 错误;
B、氢能发电机工作时,氢气燃烧将化学能转化为内能,再通过发电机转化为电能,整体过程是将氢的化学能转化为电能,故 B 正确;
C、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、燃烧情况无关,因此氢的热值不会变小,故 C 错误;
D、任何能量转化过程都存在能量损失,转化效率不可能达到 100%,故 D 错误。
5.(2026·娄底模拟)汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据,图中燃料完全燃烧释放的能量为 J。若汽油的热值为,则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。
【答案】;
【解析】从能量流向图中可得,该过程损失的能量,转化得到的有用机械能为。燃料完全燃烧放出的总能量等于损失能量与有用能量之和,因此:
根据热值公式变形可得消耗汽油的质量:
1. 物体吸收热量,内能一定增大;物体内能增大,温度不一定升高,例如晶体熔化持续吸热,温度保持不变。
2. 物体温度升高,内能一定增大;物体内能增大,不一定是吸收热量,外界对物体做功同样可以增大内能。
3. 热传递的方向只由物体温度高低决定,热量自发从高温物体转移到低温物体,和物体内能大小没有关系。
高频易错警示
误区 1:温度越高的物体,含有的热量越多。
纠正:热量属于过程量,不能使用 “含有” 描述。
误区 2:燃料燃烧越充分,燃料的热值越大。
纠正:热值是燃料固有特性,只由燃料种类决定,充分燃烧只能释放更多热量,不会改变热值大小。
误区 3:质量相同的不同燃料,完全燃烧放出热量一定相等。
纠正:不同燃料热值不同,相同质量完全燃烧释放热量不相等。
角度01 温度、内能、热量概念辨析
1.生活中常提到“热”字,但其含义各不相同,有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义:
(1)“壶中的水被烧热了”,其中的“热”是指 。
(2)“物体吸热升温”,其中的“热”是指 。
(3)“摩擦生热”,其中的“热”是指 。
(4)“今天的天气很热”,其中的“热”是指 。
【答案】(1)温度(2)热量(3)内能(4)温度
【解析】(1)“壶中的水被烧热了”:这里的“热”描述的是水的冷热程度,指的是温度。
(2)“物体吸热升温”:这里的“热”是指在热传递过程中,物体吸收的能量,指的是热量。
(3)“摩擦生热”:这里是通过做功的方式,将机械能转化为物体内部的能量,指的是内能。
(4)“今天的天气很热”:这里的“热”描述的是空气的冷热程度,指的是温度。
2.(2026·襄州模拟)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块没有内能
B.物体温度越高,含有的热量越多
C.做功和热传递都能改变物体的内能
D.物体内能增大,温度一定升高
【答案】C
【解析】A、一切物体在任何温度下都具有内能,0℃的冰块也有内能,故 A 错误;
B、热量是过程量,只能用 “吸收” 或 “放出” 描述,不能说物体 “含有” 热量,故 B 错误;
C、改变物体内能的两种方式分别是做功和热传递,故 C 正确;
D、物体内能增大,温度不一定升高,例如晶体熔化时吸热,内能增大但温度保持不变,故 D 错误。
3.(2026·连州模拟)如图是一道招牌客家菜酿豆腐,也称“让豆腐”,下列说法正确的是( )
A.滚烫的豆腐含有的热量多
B.随着豆腐的温度降低,其内能减小
C.当豆腐完全冷却后,其内能为零
D.刚出锅的让豆腐“热”得烫嘴,其中的“热”表示的是内能
【答案】B
【解析】A:热量是过程量,只能说物体吸收或放出热量,不能说物体“含有”热量,故A错误;
B:对于同一个物体,质量不变的情况下,内能会随着温度降低而减小,所以温度降低的豆腐内能减小,故B正确;
C:一切物体不管温度高低,在任何情况下都具有内能,因此豆腐冷却后仍然有内能,内能不会为零,故C错误;
D:“热得烫嘴”中的“热”,描述的是豆腐的温度很高,这里指的是温度,不是内能,故D错误。
角度02 燃料热值计算题
1.用燃气灶给一定质量的水加热,完全燃烧体积为V的燃气(燃气的热值为q),水吸收的热量为Q,则此燃烧过程中燃气放出的热量为 ,该燃气灶的热效率为 ×100%(本小题用题中字母表示)
【答案】Vq;
【解析】根据消耗的天然气的体积,计算燃气放出的热量Q放=Vq;由于水吸收的热量为Q,则燃气灶的热效率为。故第1空填:Vq;第2空填:。
2.(2026·开平模拟)2026年5月2日,三峡集团牵头研发建设的全球单机容量最大16兆瓦漂浮式海上风电平台——“三峡领航号”在广东阳江海域完成安装,标志着我国在深远海漂浮式风电技术领域取得重大突破。风能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,若一台风机每小时发电量为,这些能量相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量。焦炭的热值为。
【答案】可再生;1920
【解析】可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源,具有取之不尽,用之不竭的特点。风能是由空气流动所产生的能量,在自然界中能够持续获得,所以风能属于可再生能源。风机发电量等于焦炭完全燃烧放出的热量,即完全燃烧的焦炭质量。
3.下图是一辆消防车,它在某次赶赴火场执行任务时,共消耗了 1.5 kg 柴油。已知柴油的热值为 4.3×107 J/kg,则完全燃烧 1.5 kg 的柴油可以获得 J 的热量。若该消防车的柴油机的效率为 40%,则消耗 1.5 kg 柴油,要损失 J 的热量,可做有用功 J。
【答案】6.45×107;3.87×107;2.58×107
【解析】(1)根据题意可知, 完全燃烧 1.5 kg 的柴油可以获得热量:Q=qm= 4.3×107J/kg×1.5kg=6.45×107J;
(2)根据题意可知,柴油机做的有用功:W=ηQ=40%×6.45×107J=2.58×107J;
则柴油机损失的热量为:Q损=Q-W=6.45×107J-2.58×107J=3.87×107J。
1.(2026·武威)张雪机车创造了中国摩托车制造商在WSBK 赛事中的历史性突破。该机车大量使用密度较小的碳纤维材料,有助于 (选填“增大”或“减小”)机车惯性;比赛过程中,油箱内的汽油用去一半,剩余汽油的热值将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】减小;不变
【解析】碳纤维材料密度较小,同等体积下可以减小机车整体质量,惯性大小由物体质量决定,机车质量减小后惯性随之减小。
热值属于燃料自身的固有特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、剩余多少没有关系,汽油消耗一半后剩余汽油的热值保持不变。
2.(2025·哈尔滨)长征系列运载火箭把神舟二十号载人飞船送入太空,与天宫空间站成功对接后,神舟二十号载人飞船相对于空间站是 (选填“运动”或“静止”)的;火箭应选用热值较 (选填“大”或“小”)的燃料。
【答案】静止;大
【解析】神舟二十号载人飞船与天宫空间站成功对接后 ,二者运动状态相同,所以二者相对静止,火箭燃料需要热值的大,在单位质量燃烧时产生的热量大。
3.(2025·湖南) 2025年2月11日,长征八号甲运载火箭成功发射,如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料,这主要是因为液氢的 大,它燃烧过程中将 能转化为内能。
【答案】热值;化学
【解析】该火箭的芯二级以液氢为燃料,这主要是因为液氢的热值大,完全燃烧相同质量的液氢时,可以释放出更多的热量。它燃烧过程中将化学能转化为内能。
4.(2026·安徽中考)某燃气热水器工作时,相关参数如图所示。据图可知,该热水器以此状态工作时,每小时消耗天然气1.0m3,若天然气完全燃烧,热水器以此状态工作0.1h,所消耗的天然气释放的热量是 J。(天然气的热值q取 )
【答案】4×106
【解析】先算出0.1h消耗天然气体积,代入公式,。 【分析】燃料完全燃烧释放热量的计算采用,V为燃烧燃料的体积,q为燃料热值。
5.(2025·泰安)科学处理垃圾可以实现综合热利用,如果科学处理1t垃圾能产生 的电能,这些电能相当于完全燃烧 kg干木柴放出的热量。干木柴的热值取
【答案】180
【解析】根据热值公式计算 产生 的能量,需要干柴质量为。
6.(2026·云南)2026年 4月,随着云南大理德安、龙街等光伏场站并网发电,中国首个全国产控制系统水光互补项目——小湾水光互补项目正式投运,标志着中国在大型清洁能源基地核心装备自主可控领域取得重大突破。
该项目光伏装机和水电装机总容量达 543万千瓦。白天光伏场站利用强光发电,小湾水库可借助大库容的特点蓄水;在夜间和阴天光伏弱时,小湾水库用水发电进行增发补位。发出的绿电通过汇集站集中在一起“打捆”送出,实现了“水光协同、储送一体”。该模式可有效破解光伏大规模并网带来的波动性难题,确保电力安全稳定供应。
小湾水光互补项目是国家“西电东送”骨干电源,全容量投产后年发电量可达200亿千瓦时,可满足约700万户家庭的全年用电需求,每年减排二氧化碳约1600万吨,为经济社会高质量发展提供清洁能源保障。
(1)小湾水光互补项目的运行模式可有效破解 难题。
(2)太阳能和水能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。小湾水库在蓄水的过程中,水位升高使水的机械能 (选填“增大”或“减小”)。
(3) 200亿千瓦时( 的电能相当于 kg的干木柴完全燃烧放出的热量。
【答案】(1)光伏大规模并网带来的波动性(2)可再生;增大(3)
【解析】(1)从题干的描述中可直接提取对应结论,该运行模式可有效破解光伏大规模并网带来的波动性难题,确保电力安全稳定供应。
(2)太阳能、水能均能持续从自然界得到补充,因此属于可再生能源。水库蓄水时,水的质量增大,水位升高,水的重力势能增大,且此时水的动能为0,所以水的机械能增大。
(3)根据可得干木柴质量
7.(2026·遂宁)被誉为“中国世纪的工艺百科全书”天工开物记载了我国古代生产技术成就。如:
碎煤有两种,用以炊烹,用以冶煅;
取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气;
榨汁入缸,看水花为火色。其花煎至细嫩,如煮羹沸;
下列对相关记载分析正确的是( )
A.“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小
B.“透出香气”是因为分子在运动
C.“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能
D.“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热,温度升高
【答案】B
【解析】A:燃料的热值是燃料的一种特性,与是否完全燃烧、燃烧快慢无关,煤炭燃烧时热值不变,故错误;
B:香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故正确;
C:“文火慢炒”是通过热传递的方式改变内能,不是做功,故错误;
D:液体沸腾时继续吸热,但温度保持不变,故错误。
8.(2025·淄博)花馍是一种传统美食,以下有关用燃气灶蒸花馍的说法正确的是( )
A.燃气燃烧时,化学能转化为内能
B.燃气燃烧越充分,其热值就越大
C.花馍的内能是通过做功的方式增大的
D.刚出锅的花馍温度高,含有的热量多
【答案】A
【解析】A、燃气燃烧时,发生化学反应,将化学能转化为内能,为蒸花馍提供热量,该选项说法正确。
B、热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧程度无关,所以燃气燃烧越充分,其热值不变,该选项说法错误。
C、花馍的内能是通过热传递的方式增大的,即高温的水蒸气将热量传递给花馍,而不是做功,该选项说法错误。
D、热量是一个过程量,不能说物体“含有”或“具有”热量,刚出锅的花馍温度高,是具有的内能多,该选项说法错误。
9.(2026·内蒙古)搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机,于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料,是因为液氢的( )
A.沸点高 B.热值大 C.比热容大 D.凝固点高
【答案】B
【解析】A、沸点高只影响物质汽化难易,和燃料放热多少无关,故A错误;
B、液氢热值大,相同质量的液氢完全燃烧能放出更多热量,满足“质量更小、放热更多”的需求,故B正确;
C、比热容反映物质吸放热升温能力,与燃料燃烧放热无关,故C错误;
D、凝固点高只影响液态燃料低温凝固特性,不影响燃烧放热量,故D错误。
10.(2026·凉山) AI数据中心内的CPU、内存、硬盘等大量服务器组件,运行时会消耗巨额电能,同时产生大量热量。某数据中心采用“液冷散热”方案,把数据中心密封后浸没于深海,利用海水实现降温,主要是利用海水具有较大的( )
A.密度 B.热值 C.电阻 D.比热容
【答案】D
【解析】A、密度是单位体积物质的质量,和吸热降温无关,故 A 错误
B、热值是燃料完全燃烧放热多少的特性,海水不可燃,与散热无关,故 B 错误
C、电阻是导体对电流的阻碍作用,和吸热散热无关,故 C 错误
D、比热容大的物质,相同质量升高相同温度能吸收更多热量,海水比热容大,适合用来吸收服务器热量降温,故 D 正确
11.(2026·河北)轮渡刚驶离码头,船长发现焦急赶来的老人,立即返航接老人。假设这位老人的质量为60kg,站立时与水平地面的接触面积为0.04m2,登上轮渡后,轮渡的总质量为150t。已知柴油的热值为4.3×107J/kg,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求老人站立时对水平地面的压强。
(2)求轮渡排开水的体积。
(3)轮渡在接老人的过程中,若发动机做了2.58×107J的功,则这些功相当于完全燃烧多少千克柴油放出的热量?
【答案】;;
【解析】(1)水平地面压力等于自身重力,老人对地面的压力:F=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
其压强:
(2)轮渡漂浮,浮力等于总重力:;
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排,变形得:
(3)由题意,柴油完全燃烧放热等于发动机做功:,
由热值公式Q放=m油q柴油变形:。
⚡基础速刷
1. (2026九下·泸县月考)关于内能,下列说法正确的是( )
A.物体运动得越快,内能就越大
B.铁块的温度升高,内能变大
C.物体被举得越高,内能越大
D.南极的冰山温度很低,没有内能
【答案】B
【解析】AD.内能是储存在物体内部的能,是所有分子动能和势能总和,一切物体都具有内能,南极的冰山也具有内能,故AD错误;
B.物体的内能与质量、温度、状态等有关,铁块质量不变,温度升高,内能增大,故B正确;
C.重力势能和高度有关,物体举得越高,重力势能越大,内能与高度无关,内能不变,故C错误。
2. (2026·贵州模拟)端午节吃粽子是中华民族的一项传统习俗.刚出锅的粽子很烫,“烫”是形容粽子的( )
A.质量大 B.内能大 C.温度高 D.比热容大
【答案】C
【解析】A.质量指的是物体所含物质的多少,这个物理量和“烫”这种冷热感受没有直接关联,故A错误;
B.内能是物体内部所有分子动能与分子势能的总和,内能的大小和物体的质量、温度等多个因素都有关系,不能通过“烫”的感受说明物体内能大,故B错误;
C.温度的物理意义就是描述物体的冷热程度,刚出锅的粽子给人的“烫”感,本质就是形容粽子温度很高,故C正确;
D.比热容是物质本身的特性,用来描述物质吸热、放热能力的强弱,和“烫”这种冷热感受没有关系,故D错误。
3. (2026九下·长沙月考)寒假期间,学校开展了“探寻文化根脉,定格春节记忆”活动,同学们分享了如图所示的照片,下列相关说法正确的是( ).
A.图甲中,刚出锅的汤圆很烫,是因为汤圆含有的热量非常高
B.图乙中,冷却后的红糖糍粑,其内能为零
C.图丙中,摩擦可点燃“擦炮”,是通过做功的方式,使其内能增大
D.图丁中,制作“糖画”过程中,糖先熔化后凝华
【答案】C
【解析】A.热量是热传递时改变的能量,是过程量,不能说含有的热量,汤圆很烫,是温度高,故A错误;
B.一切物体都有内能,物体内能不为零,故B错误;
C.与盒子摩擦引燃的“擦炮”,是做功的方式改变内能,将机械能转化为内能,故C正确;
D.制作“糖画”时,糖由固态变成液体,发生熔化现象,由液态变成固态,发生凝固现象,故D错误。
4. (2026九下·长沙月考)春节是中国传统节日,为了庆祝春节,每家每户都会做各种美食,如图所示,美食烹饪的过程中,蕴含了很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.红烧狮子头是通过做功的方式使其内能增加
B.清蒸鲈鱼时,鱼的温度越高其含有的热量越多
C.炖排骨时,在水沸腾时冒的“白气”是水蒸气
D.口水鸡制作时,将佐料淋在鸡块上,过一会儿入味了,说明分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】A.烹饪红烧狮子头时,通过热传递的方式使其内能增加,故A错误。
B.热量是过程量,只能描述为"吸收"或"放出"热量,不能说物体"含有"热量,故B错误。
C.水蒸气本身是无色不可见的,沸腾时冒出的"白气"实际上是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故C错误。
D.佐料渗入鸡块属于扩散现象,扩散现象表明分子在不停地做无规则运动,故D正确。
5. 生活中我们常常提到“热”,但从物理学的角度看,其含义各不相同。例如:①天气炎热、②摩擦生热、③铁锅传热,其中表示热量的是 ,表示温度的是 ,表示内能的是 (均选填序号)
【答案】③;①;②
【解析】①天气炎热是反映天气的冷热程度,所以这个“热”指温度。
②摩擦生热是通过克服摩擦做功,使物体的内能增加,所以这里的“热”指内能;
③铁锅传热是指铁锅放出热量,故指热量。
故答案为:③;①;②。
6. 泡在热水中的脚温度升高,内能 ,这是利用 的方式改变了物体的内能。烧水时使用天然气作为燃料,是因为天然气具有较大的 。
【答案】增大;热传递;热值
【解析】内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和,温度是分子平均动能的标志,对同一物体而言,温度升高时,分子无规则运动加剧,分子总动能增加,因此内能增大。
改变物体内能的方式分为做功和热传递,做功是能量的转化过程,热传递是能量的转移过程;泡脚时脚从热水中吸收热量,能量从热水转移到脚,没有发生能量形式的转化,因此是利用热传递的方式改变内能。
热值是燃料的固有特性,反映燃料燃烧放热能力的大小,相同质量的不同燃料,完全燃烧时热值越大放出的热量越多;烧水选择天然气作燃料,正是因为天然气和普通燃料相比,热值更大,相同条件下能放出更多热量,因此此处填热值。
7. 载人飞船随火箭发射升空时,以 为参照物,载人飞船是运动的;升空过程,载人飞船的重力势能 (选填“变大”、“变小”或“不变”);火箭常用氢作为燃料,是因为氢的 (选填“热值”或“密度”)大。
【答案】地面;变大;热值
【解析】 解:飞船随火箭发射升空时,以地面上的建筑物为参照物,飞船和相对于地面上的建筑物位置发生了变化,飞船是运动的;升空过程,载人飞船的质量不变,高度增加,载人飞船的重力势能变大.;火箭常用氢作为燃料,是因为液态氢的热值大,完全燃烧相同质量的液态氢时,可以释放出更多的热量.。
8. 2024年10月30日.搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射取得圆满成功。火箭从地面向上发射过程中,其外壳与大气摩擦后,温度升高,内能 (选填“增大”或“减小"),这是通过 的方式来改变火箭内能的;运载火箭选用液态氢做燃料,主要是因为液态氢具有较大的 。
【答案】增大;做功;热值
【解析】外壳与大气摩擦后,温度升高,内能 增加,通过做功的方式改变火箭内能,氢具有较大热值,所以 运载火箭选用液态氢做燃料 。
9. (2026·斗门模拟)家用瓶装液化石油气是采用 (选填“降低温度”或“压缩体积”)方法使其液化;一瓶10kg的液化石油气,若完全燃烧一半后能放出热量 J;若剩余的一半液化石油气不完全燃烧,则放出的热量与前一半完全燃烧相比将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(液化石油气的热值为)
【答案】压缩体积;2×108;变小
【解析】使气体液化的两种方法分别是降低温度和压缩体积,家用瓶装液化石油气是通过压缩体积的方式使燃气液化的,这种方法可以方便对燃气进行储存和运输。
整瓶液化石油气总质量为10kg,用去一半后,剩余液化石油气的质量为
剩余液化石油气完全燃烧可以放出的热量为
如果液化石油气发生不完全燃烧,燃料中的化学能不能全部转化为内能,因此和完全燃烧相比,放出的总热量会更小。
10. 艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,能够达到防病治病的目的。一根质量为 50 g 的艾条,完全燃烧能放出 9×105 J 的热量,则该艾条的热值为 J/kg。某次使用后艾条剩下半根,则这半根艾条的热值为 J/kg。
【答案】;
【解析】(1)根据题意可知,艾条质量 m=50g=50×10−3kg = 0.05kg,
则该艾条的热值为:。
(2) 某次使用后艾条剩下半根,则这半根艾条的燃料种类保持不变,那么它的热值保持不变,还是。
11. 如图所示是我国新发明的一种被称为挂在墙上的“油田”-“碲化镉薄膜发电玻璃”。可在太阳光下获得电能,这种玻璃单片面积可达1.9m2,每平方米的发电玻璃每年可发电150kW·h。已知
(1)该玻璃获得电能时发生的能量转换是太阳能转化为 能;
(2)如果用火力发电,每块玻璃一年的发电量相当于完全燃烧 kg煤炭放出的热量。
【答案】(1)电(2)34.2
【解析】(1)发电玻璃依靠太阳光获取电能,其能量转化形式为太阳能转化为电能。
(2)已知单片玻璃面积、单位面积年发电量,据此可求出整体年总发电量;煤炭燃烧放出的热量,结合煤炭完全燃烧释放热量的相关关系,换算得出所需燃烧煤炭的质量。
12. (2026·揭阳模拟)如图所示,是一款最新无人驾驶汽车图片。汽车自动驾驶时通过雷达传感器、激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以 90km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了12km时,消耗汽油1.8kg,假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,已知汽油热值为 4.5×107J/kg。求这段运动过程中:
(1)汽油完全燃烧放出的热量?
(2)该汽车发动机做的有用功?
(3)该汽车发动机的输出功率?
【答案】;;
【解析】(1)解:汽油完全燃烧放出的热量
(2)解:汽车发动机做的有用功
(3)解:汽车行驶时间
13. (2026九下·深圳月考)如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中,该船的总质量为。已知g=10N/kg,,。求该船:
(1)受到的总重力;
(2)静止时排开海水的体积;
(3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。
【答案】4.12×107N;4×103m3 ;4.3×109J
【解析】(1)解:由重力公式可知,该船受到的总重力:G总=m总g=4.12×106kg×10N/kg=4.12×107N,
答:该船受到的总重力为4.12×107N。
(2)解:船静止时,漂浮在海面上,根据物体的漂浮条件可知,
船所受的浮力:F浮=G总=4.12×107N,
根据F浮=ρ液gV排可得,该船静止时排开海水的体积:。
答:静止时排开海水的体积为4×103m3。
(3)解:由热量公式可知,发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量:
Q放=m燃油q燃油=100kg×4.3×107J/kg=4.3×109J。
答:发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量为4.3×109J。
🚀能力跃升
1. 火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 能,再转化为火箭的机械能,火箭发动机在没有空气的环境中 (选填“能”、“不能”)正常工作。
【答案】热值;内;能
【解析】(1)火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的热值大,因为质量一定的燃料,热值越大,放出的热量越多。
(2)火箭发射升空时,燃料燃烧时,将燃料的化学能转化为内能,内能对外做功,转化为火箭的机械能;
(3)由于火箭发动机的燃料中有助燃剂,故在没有空气的环境中仍然能正常工作。
2. 如图所示的是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机。飞机使用4台相同的发动机,每台发动机的输出功率可达,效率可达60%。一台发动机1h做功为 ,飞机飞行1s消耗燃油为 (,保留两位小数)。
【答案】3120;0.48
【解析】根据发动机输出功率,结合时间,计算发动机做功为:W=Pt=3120kW×1h=3120kW·h;
输出功率P=3120kW=3.12×106W,结合效率,4台发动机1s的总热为:,消耗的燃料质量为:。
3、 (2026九下·揭东月考)如图是火箭发动机工作示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧,产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧时化学能转化为内能
B.燃料箱燃料减少,燃料热值减小
C.燃烧放出热量越多,燃料热值越大
D.火箭前进时,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
【答案】A
【解析】A.燃料燃烧属于化学变化,这个过程会将燃料储存的化学能转化为内能,因此A正确;
BC.热值是燃料本身的固有属性,只和燃料的种类有关,和燃料的质量、燃烧是否充分等条件均无关,因此即便燃料箱内的燃料不断消耗减少,燃料的热值也不会发生改变,同时热值大小和燃料放出热量的多少也没有关系,因此B、C错误;
D.火箭升空飞行时,会将喷出燃气的内能转化为火箭的机械能,受热量散失、燃料无法完全燃烧等因素的影响,燃料储存的化学能并不能全部转化为火箭的机械能,因此D错误。
4. 近几十年内,我国家用燃料由柴草发展至煤炭,再发展至天然气。下列关于天然气热值的说法中,正确的是( )
A.1 m3天然气燃烧放出了 3×107 J 的热量,则其热值为 3×107 J/m3
B .天然气燃烧不完全时,其热值变小
C.天然气的热值比柴草的大,燃烧时放出的热量一定比柴草的多
D.10 m3天然气的热值等于 1 m3 天然气的热值
【答案】D
【解析】A.题目没有说明天然气完全燃烧,则此时天然气的热值不一定为 3×107 J/m3 ,故A错误;
B.热值与燃料是否完全燃烧无关,故B错误;
C. 天然气的热值比柴草的大, 根据Q=qm可知,质量相同的天然气可以放出更多的热量,而题目没有说明质量相等,故C错误;
D.热值大小与燃料的体积大小无关,则10m3天然气的热值等于1m3天然气的热值,故D正确。
5.(2026·凭祥模拟)2026年2月11日,长征十号运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验成功实施。如图是火箭点火起飞和成功分离逃逸时的情景,忽略燃料消耗对质量的影响,下列说法正确的是( )
A.火箭点火时,底座的温度升高,含有的热量增大
B.长征十号点火起飞加速上升时,飞船的动能增大,重力势能增大
C.飞船与箭体安全分离后,火箭推力对飞船做了功
D.火箭的外壳材料常选用密度较大、比较坚硬的合金钢制成
【答案】B
【解析】A、热量属于过程量,描述时只能说“吸收热量”或“放出热量”,不能表述为物体“含有热量”,底座温度升高实际是它的内能增加,因此A错误;
B、本题题干明确说明忽略燃料消耗对质量的影响,飞船在加速上升过程中,自身质量不变,运动速度增大,所以动能增大;同时飞船上升高度不断增加,因此重力势能也随之增大,因此B正确;
C、做功必须同时满足两个条件:一是对物体有力的作用,二是物体要在这个力的方向上移动一段距离。飞船和火箭箭体分离后,火箭对飞船不再有推力作用,因此火箭的推力没有对飞船做功,因此C错误;
D、火箭设计需要尽可能减轻自身重量,在体积相同的情况下,应该选用密度更小的材料制作,不会使用密度较大的材料,因此D错误。
6. 某小组设计了一个实验来比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”。他们的实验装置如图所示,实验中收集和记录的数据如下表所示。
燃烧前水的温度
燃烧后水的温度
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)实验中,为了可以比较两种燃料的热值大小,除需要装置相同,甲、乙两杯水的初温和质量相同之外,还应保持相同的物理量是 ;
(2)实验前,实验装置要按照 (“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行组装。燃料燃烧过程中化学能转化为 。本实验是用 (选填“水温升高的多少”或“加热时间的长短”)来表示煤油和菜籽油放出热量的多少;
(3)根据实验中收集的数据,可以看出煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
【答案】(1)燃料的质量
(2)自下而上;内能;水温升高的多少
(3)煤油
【解析】1)比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”时,采用的是控制变量法,实验中需要控制燃料的质量相同;
(2)酒精灯需用外焰加热,温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体,不能碰到容器底和容器壁,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度,安装实验器材时,应按照自下而上顺序进行;燃料燃烧时,将化学能转化为内能;由于燃料的热值不能直接测量,所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小;
(3)质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧后,水升高的温度越高,水吸收的热量越多,表明燃料放出的热量越多,燃料的热值越多,根据表格中的数据可知,煤油烧水时水的温度高,则煤油的热值大。
故答案为:(1)燃料的质量;(2)自下而上;内能;水温升高的多少;(3)煤油。
7.为比较酒精和汽油热值的大小,制定了以下实验方案:
⑴取质量 (选“相同”或“不相同”)的酒精和汽油作燃料,制成酒精灯和汽油灯;
⑵两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热;
⑶通过观察水温的变化,由此判断两种燃料热值的大小:
请根据上面的设计方案回答:
①如图中温度计的读数是 ℃。当两灯的燃料_(选填“燃烧相同时间”或“完全燃烧完后”),甲装置中温度计读数是80℃,而乙装置的读数是90℃。由此判断 的热值比较大;
②根据公式计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算出汽油的热值,发现结果与资料中给出的汽油热值相比 (选填:“偏大”或“偏小”)了,结合装置图,分析原因可能是(写一条): 。
【答案】相同;56;完全燃烧后;汽油;;偏小
【解析】(1)比较酒精和汽油热值的大小原理为Q=mq,变量不同燃料,所以应该控制质量相同;
(3)温度计示数为26℃,比较热值,则需要比较两种燃料完全燃烧后的温度计示数,乙装置的温度计示数高,所以汽油的热值大;由于不能完全燃烧,且有热量损耗,所以热值比资料给与的热值小。
8. (2026九上·环江期末)如图所示为某款氢燃料新能源公交车。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源。氢的热值为,求:
(1)质量为2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)如果2kg氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功,产生的牵引力为8000N,这些热量能让该公交车匀速行驶多长的路程?
(3)公交车正以速度v匀速行驶,输出功率恒为P,热机的效率为,氢燃料的热值为q,则质量为m的氢燃料能使车行驶的路程s是多少?忽略燃料用尽后车由于惯性而滑行的路程。(用本小题中的字母推导s的表达式)
【答案】
【解析】(1)解:根据题意可知, 氢的热值为 ,
则2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
(2)解: 如果2kg氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功,
则牵引力做功;
则该公交车匀速行驶的路程。
(3)解:根据题意可知,氢燃烧放出的热量;
因为热机的效率为,所以牵引力做功;
则汽车行驶的时间;
所以汽车行驶的路程。
🌟思维挑战
1. (2026·长沙模拟)2025年 5月 29日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将天问二号探测器发射升空。下列说法正确的是
A.火箭主要用液氢作燃料,是因为氢的热值低
B.点火发射过程中,机械能转化为内能
C.天问二号加速升空过程中,它的质量变大
D.天问二号加速升空过程中,它的重力势能和动能均变大
【答案】D
【解析】 A、火箭选用液氢作燃料,核心原因是液氢的热值高,相同质量下能释放更多能量,而非热值低,故A错误;
B、点火发射时,燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能,而非机械能转化为内能,故B错误;
C、质量是物体的固有属性,天问二号加速升空过程中,所含物质的多少并未改变,因此质量不变,故C错误;
D、天问二号加速升空时,质量不变,速度增大则动能增大,高度升高则重力势能增大,因此动能和重力势能均变大,故D正确。
2. (2026·东莞模拟)如图所示,如图中阴影部分的面积与对应文字所描述的物理量不相符的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.由图像可知,阴影部分的面积为密度ρ与体积V的乘积,由可知,物体的质量m=ρV,故A正确,不符合题意;
B.由图像可知,阴影部分的面积为速度v与时间t的乘积,由可知,物体通过的路程,故B正确,不符合题意;
C.由图像可知,横坐标表示时间t,纵坐标表示功W,横、纵坐标之积是功与时间之积,而功率是功与时间之比,故C错误,符合题意;
D.由图像可知,阴影部分的面积为热值q与燃烧燃料的质量m的乘积,由可知,燃料完全燃烧放出的热量为,故D正确,不符合题意。
3. 木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了下表的数据:
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是 的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越 ;
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料, 和 的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为 ,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量。
【答案】不同;多;燃料完全燃烧放出的热量;质量;热值
【解析】(1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木材焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多;(2)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即放出热量与质量的比值不变;物理学中用热值表示燃料的这一特性。
4.为比较酒精和煤油这两种燃料的热值大小关系,小明采用了如图所示的装置进行实验:他将一定质量的酒精和煤油分别加入两灯中点燃它们,分别将装有质量相等的水的两个相同烧杯加热,直至酒精和煤油燃烧完。小明设计了一张记录数据的表格,并记录了数据:
燃料
加热前的水温/℃
加热后的水温/℃
10g酒精
20
43
10g煤油
20
50
(1)分析表中数据可知,煤油和酒精两种燃料中,热值较大的是 ;
(2)燃料燃烧放出的热量通过 比较;
(3)实验后小明根据实验数据计算出了水吸收的热量Q与酒精的质量,得出酒精的热值,得出的酒精热值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)煤油(2)水升高的温度(3)偏小
【解析】(1)使用相同质量的煤油和酒精对水加热,煤油加热后水的温度变化较大,即煤油放出的热量更多,根据可知,热值较大的是煤油。
(2)实验时通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出的热量,这种实验方法叫转换法。
(3)在实验中,燃料燃烧放出的热量有一部分被石棉网、铁圈和烧杯吸收,还有一部分散失在空气中,故不能被水全部吸收,因此算出的酒精热值与真实值相比偏小。
故答案为:(1)煤油;(2)水升高的温度;(3)偏小;
5. 在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中:
(1)由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关,因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 相等;实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同,以便于根据 确定水吸收热量的多少;
(2)如图是小明安装好的实验装置,其中存在的错误是 ;
(3)小华纠正了小明的错误,又组装了一套相同的实验装置,备好秒表,在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片,读出水的初温后,进行如下操作:
①先点燃酒精,再点燃碎纸片;
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,读取温度计的示数;
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束,分别读取温度计的示数;
小红认为上述操作中,操作 是错误的,小明根据正确操作获得的数据,算出了燃料的热值,发现结果小于该燃料的实际热值,原因是 。
【答案】(1)质量;温度计示数(2)温度计液泡没有浸没在水中
(3)②;燃烧过程中有热量损失
【解析】解:(1)由Q放=mq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酒精和碎纸片的质量相同;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)用温度计测量液体的温度时,应该让温度计的玻璃泡与被测液体充分接触,不能碰到容器的底部和侧壁,由图可知,温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中;
(3)实验过程中要控制完全燃烧燃料的质量相同,燃烧时间相同并不能保证燃烧燃料的质量相同,所以保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,读取温度计的示数的操作是错误;
由于燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中,又或被烧杯等实验装置吸收的部分热量,使Q放大于Q吸,依此计算出燃料的热值比实际要偏小些。
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