备战2021中考物理章节专题训练——专题十四：内能的利用

备战2021中考物理章节专题训练——专题十四：内能的利用

【专题一：热机】

【例1】下图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是

A.  B.  C.  D.

【针对训练】

1.一台单缸4冲程柴油机飞轮的转速是1800r/min，则柴油机每秒（　　）

A. 完成30个冲程，做功30次

B. 完成60个冲程，做功60次

C. 完成60个冲程，做功15次

D. 完成120个冲程，做功30次

2.当手扶拖拉机的柴油机出现故障而使转速急剧增加，正常操作已经不能使它停转(这种故障叫“飞车”)时，下列应急措施中可行的是(    )

A. 捂住进气口 

B. 立即找一个隔热的东西捂住排气口

C. 脚踏刹车板，同时手拉制动器 

D. 让它空转，等油全部耗完自动停下

【专题二：热值】

【例2】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Q放=qm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：

（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_______．

（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：______．利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____（偏大/偏小）．说说你的看法________ ．

【针对训练】

1.由热值的定义可知，热值q=，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么

A. 热值的大小与Q成正比

B. 热值的大小与m成反比

C. 热值的大小与Q、m都有关，由Q与m共同决定

D. 热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定

2.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来“探究煤油和菜籽油的热值大小关系”．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录一次杯中水的温度(见下表)：

(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定______的位置，再调整固定______的位置．(均选填“A”或“B”)

(2)为了保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的____、________．

(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是__________．

【专题三：热机的效率】

【例3】如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩；途中，这辆汽车在0.5h的时间内，在水平路面上匀速行驶了36km，消耗汽油3 kg．若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23000W，汽车(包括车上的人和物品)质量为2 t，汽油的热值为4．6×107J /kg，g=10 N/kg．则关于上述0.5 h的行驶过程，下列分析正确的是

A. 该汽车克服阻力做的功是2300 J

B. 该汽车对路面的压力等于2×104N

C. 该汽车发动机效率是30%

D. 该汽车的牵引力是1150 N

【针对训练】

1.热机效率的高低，决定于

A. 热机功率的大小，功率大，效率高

B. 热机的燃料的热值，燃料热值大的放出热量多，效率就高

C. 热机对燃料的利用率，利用率高的热量损失少，效率就高

D. 热机做功本领，做功本领大的效率就一定高

2.某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg的水从25 ℃加热到100 ℃，燃烧了6 kg的无烟煤．水的比热容是4.2 ×103 J/(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4×107 J/kg.求：

(1)锅炉内的水吸收的热量是多少？

(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？

(3)此锅炉的效率是多少？

【专题四：能量的转化与守恒】

【例4】如图是佛山地区居民常使用煤炉煲水的情景，煤炉使用的燃料是蜂窝煤，就此情景回答以下问题：

（1）用这种方式煲水，是通过_____方式增加水的内能，水煮开时，水蒸气把壶盖顶起，这时是_____方式改变水蒸气内能．

（2）烧水时壶嘴冒出”白气”，这是水蒸气_____而成的．

（3）蜂窝煤燃烧时由_____能转化内能，煤炉壁的夹层有泥土和泡沫混合而成的填充物，主要是防止热的_____．

【针对训练】

1.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是(  )

A. 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能

B. 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能

C. 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能

D. 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能

2.下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（　　）

A. 蓄电池充电时，化学能转化为电能

B. 暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能

C. 用热水袋取暖时，内能发生了转移

D. 电动机工作时，机械能转化为电能

【达标测练】

1.如图所示是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，其中表示压缩冲程的是(　　)

A．B．C．D．

2.关于热值的下列说法中正确的是(　　)

A． 燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小

B． 采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值

C． 任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小

D． 煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多

3.目前，大连地区电能的主要来源是火力发电．关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是(　　)

A． 化学能→内能→动能→电能

B． 化学能→内能→机械能→电能

C． 内能→机械能→电能

D． 化学能→内能→电能

4.根据能量守恒定律，下列说法正确的是(　　)

A． 电水壶烧水电能转化内能，水增加的内能小于电水壶消耗的电能

B． 给机械钟上发条是为了减少机械钟的能量损失

C． 热传递过程是双向的，即甲物体向乙物体传热的同时乙物体也向甲物体传热

D． 出膛的子弹射穿木板，由于摩擦生热会使它以更快的速度继续前进

5.四口之家分别单独使用不同种类的燃料时平均月消耗为：木柴约 200 kg，烟煤约 80 kg，液化石油气约 30 kg，煤气约 60 kg，这四种燃料中哪一种燃料的热值最高(　　)

A． 液化石油气

B． 煤气

C． 烟煤

D． 木柴

6.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是(　　 )

A． 丙和丁

B． 甲和丙

C． 甲和乙

D． 乙和丁

7.烧开一壶水，需要吸收2.3×106焦的热量，需要完全燃烧______克的煤油．(已知煤油的热值是4.6×107J/kg)

8.食物也是一种“燃料”，它在体内释放的能量主要转化为了维持人体恒温的_______ 能和供人体运动的________能．

9.小明想比较不同燃料的热值．他利用图示完全相同的两套实验装置装了质量相同的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温相同的水加热，比较相同时间内水升高的温度．

(1)小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来．

(2)小华针对小明方案中存在的问题，对方案的错误部分进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．

(3)为了正确完成实验，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．

(4)小华按正确方法进行实验后，发现(a)中温度计最后的示数是(b)中温度计最后示数的2倍，小华就认为酒精的热值是碎纸片的2倍的结论．这个结论是________．(选填“正确的”或“错误的”)

10.小明同学用如图所示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入质量为 300 g，温度 20 ℃的水，调好装置后，加热使水温升高到  70 ℃，整个过程中消耗了6 g酒精，若酒精燃烧放出的热量完全被水吸收，则：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]

(1)水需要吸收的热量为多少焦？

(2)测得酒精热值为多少？

(3)小明查表得到q酒精＝3.0×107J/kg，发现和测量值偏差较大，你认为其中的原因可能是什么？

12.据英国《每日邮报》网站的报道，德国大众汽车公司近日宣布他们研制出了“世界上最省油的汽车”，百公里油耗仅约为1.0升，据悉这辆名为XL1的汽车的动力由一台小型柴油发动机和一个独立的电动马达及电池组提供，采用碳纤维材料的XL1的整车重量仅为380 kg，由于该车的特殊造型和材料，车辆匀速行驶时受到的阻力约为200 N．(柴油的热值为4.0×107J/kg，密度为0.85×103kg/m3)

试求：(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量；

(2)该汽车发动机的效率．

备战2021中考物理章节专题训练——专题十四：内能的利用参考答案

【专题一：热机】

【例1】下图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

内燃机的四个冲程．

A．一个气阀打开，活塞向下运动，所以是吸气冲程；

B．两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程；

C．两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程；

D．一个气阀打开，活塞向上运动，所以是排气冲程．

【针对训练】

1.一台单缸4冲程柴油机飞轮的转速是1800r/min，则柴油机每秒（　　）

A. 完成30个冲程，做功30次

B. 完成60个冲程，做功60次

C. 完成60个冲程，做功15次

D. 完成120个冲程，做功30次

【答案】C

【解析】

由题知，飞轮每秒转数为：

n==30r，

完成冲程数量为：

30×2=60个，

对外做功次数：

=15次．

故选C．

2.当手扶拖拉机的柴油机出现故障而使转速急剧增加，正常操作已经不能使它停转(这种故障叫“飞车”)时，下列应急措施中可行的是(    )

A. 捂住进气口 

B. 立即找一个隔热的东西捂住排气口

C. 脚踏刹车板，同时手拉制动器 

D. 让它空转，等油全部耗完自动停下

【答案】A

【解析】

 “飞车”的原因大多是因为活塞将部分润滑油带入气缸中，遇到高温高压的压缩空气而燃烧放热，使正常操作下减小油门，或停止供给柴油都不能停止或控制发动机转动，因而只好捂住进气口，不让氧气进入气缸，才能阻止气缸中燃料的燃烧．由此可知，只有A符合题意，其他都不可行.答案：A

【专题二：热值】

【例2】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Q放=qm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：

（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_______．

（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：______．利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____（偏大/偏小）．说说你的看法________ ．

【答案】    (1). 质量    (2). 水的质量    (3). 煤油    (4). 天平    (5). 偏小    (6). 燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸

【解析】

（1）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杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；（3）要控制质量相等，需要用天平来测量；由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．

【针对训练】

1.由热值的定义可知，热值q=，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么

A. 热值的大小与Q成正比

B. 热值的大小与m成反比

C. 热值的大小与Q、m都有关，由Q与m共同决定

D. 热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定

【答案】D

【解析】

热值是质量为的燃料完全燃烧时所释放出的热量;热值是燃料本身的特性,热值的大小只与燃料的种类有关,与燃烧程度无关、与燃料的质量和放出的热量无关,所以D选项是正确的、ABC错误;

2.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来“探究煤油和菜籽油的热值大小关系”．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录一次杯中水的温度(见下表)：

(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定______的位置，再调整固定______的位置．(均选填“A”或“B”)

(2)为了保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的____、________．

(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是__________．

【答案】    (1) B    (2). A    (3). 质量    (4). 初温    (5). 煤油

【解析】

（1）安装实验器材时需要先固定B的位置，使能够利外焰给烧杯充分加热；然后再调整A的位置，使温度计的玻璃泡完全接触水，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；

（2）为了保证实验的可靠性，实验时应控制两套装置中水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；

（3）由表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以其热值大．

【专题三：热机的效率】

【例3】如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩；途中，这辆汽车在0.5h的时间内，在水平路面上匀速行驶了36km，消耗汽油3 kg．若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23000W，汽车(包括车上的人和物品)质量为2 t，汽油的热值为4．6×107J /kg，g=10 N/kg．则关于上述0.5 h的行驶过程，下列分析正确的是

A. 该汽车克服阻力做的功是2300 J

B. 该汽车对路面的压力等于2×104N

C. 该汽车发动机效率是30%

D. 该汽车的牵引力是1150 N

【答案】CD

【解析】

A．该汽车克服阻力做的功等于牵引力做的功；W=Pt=2.3×104W×0.5×3600s=4.14×107J，所以A说法错误．

B．汽车呈流线型，当汽车行驶时，车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，产生一个向上的压强差，因此，会有一个向上的升力产生，使汽车对地面的压力小于车自身的重力．汽车的总重G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，所以B说法错误．
C．汽油完全燃烧放出的热量为：Q放=mq=3kg×4.6×107J/kg=1.38×108J；  ，所以C说法正确．
D．该汽车的牵引力为：，所以D说法正确．

【针对训练】

1.热机效率的高低，决定于

A. 热机功率的大小，功率大，效率高

B. 热机的燃料的热值，燃料热值大的放出热量多，效率就高

C. 热机对燃料的利用率，利用率高的热量损失少，效率就高

D. 热机做功本领，做功本领大的效率就一定高

【答案】C

【解析】

热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，提高其利用率．

故选C.

2.某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg的水从25 ℃加热到100 ℃，燃烧了6 kg的无烟煤．水的比热容是4.2 ×103 J/(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4×107 J/kg.求：

(1)锅炉内的水吸收的热量是多少？

(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？

(3)此锅炉的效率是多少？

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)锅炉内的水吸收的热量是：

；

(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是：

；

(3) 此锅炉的效率是：

．

答：(1)锅炉内的水吸收的热量是；

(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是；

(3)此锅炉的效率是．

【专题四：能量的转化与守恒】

【例4】如图是佛山地区居民常使用煤炉煲水的情景，煤炉使用的燃料是蜂窝煤，就此情景回答以下问题：

（1）用这种方式煲水，是通过_____方式增加水的内能，水煮开时，水蒸气把壶盖顶起，这时是_____方式改变水蒸气内能．

（2）烧水时壶嘴冒出”白气”，这是水蒸气_____而成的．

（3）蜂窝煤燃烧时由_____能转化内能，煤炉壁的夹层有泥土和泡沫混合而成的填充物，主要是防止热的_____．

【答案】    (1). 热传递    (2). 做功    (3). 液化    (4). 化学    (5). 传导和辐射损失

【解析】

（1）用这种方式煲水，是火焰放出热量，水吸收热量，所以是通过热传递的方式增加水的内能；

水煮开时，水蒸气把壶盖顶起，内能转化为机械能，所以这时是做功的方式改变水蒸气内能．

（2）烧水时壶嘴冒出”白气”，是高温的水蒸气遇冷液化而形成的小水珠．

（3）燃烧是化学能转化内能的过程，所以蜂窝煤燃烧时由化学能转化内能；

煤炉壁的夹层有泥土和泡沫混合而成的填充物，主要是防止热的传导和辐射，减小热损失，提高效率．

【针对训练】

1.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是(  )

A. 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能

B. 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能

C. 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能

D. 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能

【答案】D

【解析】

A．过山车从高处向下运动时，高度减小，速度在增大，故重力势能转化为动能，A说法正确；

B．水电站的能量转化为水的机械能转化为电能，B说法正确；

C．骑自行车的运动员奋力蹬车，消耗人的化学能，获得动能故化学能转化为动能，C说法正确；

D．汽车在刹车过程中，速度减小，机械能减小，刹车片会发热温度升高，内能增加，故将机械能转化内能，D说法错误．

2.下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（　　）

A. 蓄电池充电时，化学能转化为电能

B. 暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能

C. 用热水袋取暖时，内能发生了转移

D. 电动机工作时，机械能转化为电能

【答案】C

【解析】

A、蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，所以是电能转化为化学能．故A错误；

B、暖瓶塞跳起时，瓶内空气的内能减少，瓶塞获得了机械能，所以是内能转化为机械能．故B错误；

C、利用热水袋取暖时，热水袋温度降低内能减少，人体获得热量，所以是内能的转移．故C正确；

D、电动机工作时，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能．故D错误．

故选C．

【达标测练】

1.如图所示是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，其中表示压缩冲程的是(　　)

A．B．C．D．

【答案】D

【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．A项，进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；B项，排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，故B不符合题意；C项，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故C不符合题意；D项，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故D符合题意．

2.关于热值的下列说法中正确的是(　　)

A． 燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小

B． 采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值

C． 任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小

D． 煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多

【答案】C

【解析】1 kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值．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．A、B项，燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故AB都错；C项，因为燃料实际燃烧时，总是不能完全燃烧，所以实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小，故C正确；D项，煤油的热值比酒精大，就是说相同质量的煤油完全燃烧放出的热量比酒精多，故D错．

3.目前，大连地区电能的主要来源是火力发电．关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是(　　)

A． 化学能→内能→动能→电能

B． 化学能→内能→机械能→电能

C． 内能→机械能→电能

D． 化学能→内能→电能

【答案】B

【解析】火力发电是通过煤、石油等燃料的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为汽轮机的机械能，汽轮机带动发电机转动将机械能转化为电能．

4.根据能量守恒定律，下列说法正确的是(　　)

A． 电水壶烧水电能转化内能，水增加的内能小于电水壶消耗的电能

B． 给机械钟上发条是为了减少机械钟的能量损失

C． 热传递过程是双向的，即甲物体向乙物体传热的同时乙物体也向甲物体传热

D． 出膛的子弹射穿木板，由于摩擦生热会使它以更快的速度继续前进

【答案】A

【解析】A项，在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，故是电能转化为内能，但有一部分消耗掉并不是全部转化为水的内能，故水增加的内能小于电水壶消耗的电能，正确；B项，卷紧的发条具有弹性势能，带动指针走动，使指针具有了动能．这个过程是弹性势能转化为动能，故错误；C项，热传递的特点是：高温物体放出热量，内能减少，温度降低．低温物体吸收热量，内能增加，温度升高．直到温度相同，故错误；D项，子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故错误．

5.四口之家分别单独使用不同种类的燃料时平均月消耗为：木柴约 200 kg，烟煤约 80 kg，液化石油气约 30 kg，煤气约 60 kg，这四种燃料中哪一种燃料的热值最高(　　)

A． 液化石油气

B． 煤气

C． 烟煤

D． 木柴

【答案】A

【解析】四口之家使用燃料放出的热量是一定的，放出热量相同的条件下，根据公式：q＝可知，燃烧的质量越少，热值越大．由题意知，需要的液化石油气30 kg，是最少的，故液化石油气的热值最大．

6.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是(　　 )

A． 丙和丁

B． 甲和丙

C． 甲和乙

D． 乙和丁

【答案】D

【解析】甲是将机械能转化内能；乙为做功冲程，则为内能转化为动能的过程；丙消耗电能转化为内能，为电能转化为内能的过程；丁通过加热使活塞飞出，为内能转化为动能的过程；

故能量转化相同的为乙与丁．

7.烧开一壶水，需要吸收2.3×106焦的热量，需要完全燃烧______克的煤油．(已知煤油的热值是4.6×107J/kg)

【答案】50

【解析】需要煤油的质量为：

m＝＝＝0.05 kg＝50 g.

8.食物也是一种“燃料”，它在体内释放的能量主要转化为了维持人体恒温的_______ 能和供人体运动的________能．

【答案】内　机械

【解析】食物所提供的化学能可以转化为人体需要的内能，维持身体能量平衡及人体运动的机械能．

9.小明想比较不同燃料的热值．他利用图示完全相同的两套实验装置装了质量相同的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温相同的水加热，比较相同时间内水升高的温度．

(1)小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来．

(2)小华针对小明方案中存在的问题，对方案的错误部分进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．

(3)为了正确完成实验，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．

(4)小华按正确方法进行实验后，发现(a)中温度计最后的示数是(b)中温度计最后示数的2倍，小华就认为酒精的热值是碎纸片的2倍的结论．这个结论是________．(选填“正确的”或“错误的”)

【答案】(1)不应比较相同时间内水升高的温度　(2)比较燃料完全燃尽后水升高的温度　(3)天平　(4)错误

【解析】(1)实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度比较酒精与纸的热值大小．

(2)由(1)可知，实验时应：比较相同质量的酒精与纸完全燃尽后水升高的温度，根据水升高的温度比较酒精与纸的热值大小．

(3)实验需要用天平测酒精、纸、水的质量．

(4)用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论．

10.小明同学用如图所示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入质量为 300 g，温度 20 ℃的水，调好装置后，加热使水温升高到  70 ℃，整个过程中消耗了6 g酒精，若酒精燃烧放出的热量完全被水吸收，则：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]

(1)水需要吸收的热量为多少焦？

(2)测得酒精热值为多少？

(3)小明查表得到q酒精＝3.0×107J/kg，发现和测量值偏差较大，你认为其中的原因可能是什么？

【答案】解：(1)水的质量m＝300 g＝0.3 kg,

水吸收的热量：

Q吸＝cm水Δt

＝4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×50  ℃

＝6.3×104J.

(2)酒精的质量m酒精＝6 g＝0.006 kg，

由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则Q放＝Q吸＝6.3×104J；

所以酒精热值：

Q酒精＝＝＝1.05×107J/kg.

(3)与酒精的实际热值q酒精＝3.0×107J/kg小得多，原因是：酒精燃烧时不一定完全燃烧，酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等．

【解析】(1)已知水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量；(2)知道酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，根据Q放＝mq求出酒精热值；(3)酒精燃烧时不一定完全燃烧和酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收都会造成酒精完全燃烧释放的热量大于水吸收的热量．

12.据英国《每日邮报》网站的报道，德国大众汽车公司近日宣布他们研制出了“世界上最省油的汽车”，百公里油耗仅约为1.0升，据悉这辆名为XL1的汽车的动力由一台小型柴油发动机和一个独立的电动马达及电池组提供，采用碳纤维材料的XL1的整车重量仅为380 kg，由于该车的特殊造型和材料，车辆匀速行驶时受到的阻力约为200 N．(柴油的热值为4.0×107J/kg，密度为0.85×103kg/m3)

试求：(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量；

(2)该汽车发动机的效率．

【答案】解：(1)燃烧柴油的体积V＝1.0 L＝1.0×10－3m3,

由ρ＝得，柴油完全燃烧时放出的热量：

Q放＝mq＝ρVq＝0.85×103kg/m3×1.0×10－3m3×4.0×107J/kg＝3.4×107J；

(2)汽车行驶路程s＝100 km＝1.0×105m,

汽车克服阻力所做有用功

W有用＝Fs＝fs＝200 N×1.0×105m＝2×107J,

发动机效率：η＝×100%＝×100%≈58.8%.

答：(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量为3.4×107  J；

(2)该汽车发动机的效率是58.8%.

【解析】(1)知道柴油的质量和热值，根据Q＝mq求出完全燃烧时所产生的热量；

(2)根据W＝Fs求出行驶100 km克服摩擦阻力做的功即为有用功，然后利用效率公式求出发动机的效率．