《2025年综合应用创新题典中点九年级物理上册苏科版》

13. [2024·西安滨河学校月考] 小华学习燃料的热值之后,自己设计了一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
(1) 实验装置如图甲、乙所示,你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是由下而上(填“由下而上”或“由上而下”)。

(2) 烧杯中液体的种类应相同(填“相同”或“不同”)、质量相等(填“相等”或“不等”)。
(3) 燃料完全燃烧后,图甲的温度计示数升高较多,则酒精(填“酒精”或“碎纸片”)放出的热量更多。
(4) 小华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,分别读取温度计的示数。
③ 待酒精和碎纸片充分燃烧结束,分别读取温度计的示数。
上述操作中,操作②是错误的。
(5) 实验数据记录如表：
| 燃料 | 加热前水温/ $ {\hspace{0pt}}^{\circ }\mathrm{C} $ | 燃料燃尽时水温/ $ {\hspace{0pt}}^{\circ }\mathrm{C} $ | 燃料的热值/ $ (\text{J·kg}^{-1}) $ |
| 酒精 | $ 15 $ | $ 35 $ | $ 2.4×10^{7} $ |
| 碎纸片 | $ 15 $ | $ 25 $ | $? $ |
根据表中数据,计算出碎纸片的热值是1.2× 10^{7} $ \text{J/kg} $。

答案：
(1)由下而上　
(2)相同;相等　
(3)酒精　
(4)②　
(5)$1.2× 10^{7}$ 　　[点拨]
(5)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，由表格数据可知，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高$20^{\circ}\text{C}$，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高$10^{\circ}\text{C}$，由$Q_{放}=Q_{吸}=cm\Delta t$可知，酒精燃烧放出的热量是碎纸片燃烧放出热量的2倍，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为$1.2× 10^{7}\text{J/kg}$。

14. [2024·常州] 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 \, \text{kg} $ 水,测得水的初温为 $ 31 \, {\hspace{0pt}}^{\circ }\mathrm{C} $,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 \, \text{g} $。
已知实验时气压为 $ 1 $ 标准大气压,$ c_{\text{水}} = 4.2×10^{3} \, \text{J/(kg·}{\hspace{0pt}}^{\circ }\mathrm{C}\text{)} $,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。

答案： [解]
(1)烧杯内水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2× 10^{3}\text{J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}× 1\text{kg}×(100^{\circ}\text{C}-31^{\circ}\text{C})=2.898× 10^{5}\text{J}$。　
(2)该液态燃料完全燃烧放出的热量$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{2.898× 10^{5}\text{J}}{42\%}=6.9× 10^{5}\text{J}$，该液态燃料的热值$q=\frac{Q_{放}}{m}=\frac{6.9× 10^{5}\text{J}}{30× 10^{-3}\text{kg}}=2.3× 10^{7}\text{J/kg}$。