《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

例3 小梁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,并记录了烧杯中水的温度。

| 燃料 | 加热前的水温/℃ | 燃料燃尽时的水温/℃ | 燃料的热值/(J·kg⁻¹) |
| 煤油 | 25 | 35 | $ 4.6 × 10^7 $ |
| 菜籽油 | 25 | 30 | |

(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图)：先固定B的位置,再调整固定A的位置。(均选填“A”或“B”)
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制燃料的质量相同、水的初温和水的质量相同。
(3)根据表中数据计算：菜籽油的热值为2.3×10⁷J/kg。

练习3 小明学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他组装了如图所示的两套规格完全相同的实验装置,实验结果记录见表。

| 燃料 | 加热前的水温/℃ | 燃料燃尽后的水温/℃ |
| 煤油 | 25 | 44 |
| 菜籽油 | 25 | 34 |

(1)在安装、调整实验器材时,应该按照自下而上(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序。
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制燃料的质量相同、水的质量和水的初温相同,这体现了控制变量的实验方法。
(3)实验中,由于燃料燃烧放出的热量不能(选填“能”或“不能”)直接测得,小明通过温度计升高的示数(选填“燃料燃烧的时间”或“温度计升高的示数”)来表示燃料燃烧放出的热量,这里采用的实验方法是转换法。
(4)由表中记录数据可知,热值较大的是煤油(选填“煤油”或“菜籽油”)。

答案： 例3
（1）B；A
（2）质量
（3）解：设水的质量为$m$，吸收的热量$Q_{吸}=cm\Delta t$。
煤油加热时水升高的温度$\Delta t_{煤油}=35^\circC-25^\circC=10^\circC$，
菜籽油加热时水升高的温度$\Delta t_{菜籽油}=30^\circC-25^\circC=5^\circC$。
由$Q_{放}=Q_{吸}$（忽略热损失），且燃料质量相同，得：
$q_{煤油}m_{燃料}=cm\Delta t_{煤油}$，$q_{菜籽油}m_{燃料}=cm\Delta t_{菜籽油}$。
两式相比：$\frac{q_{菜籽油}}{q_{煤油}}=\frac{\Delta t_{菜籽油}}{\Delta t_{煤油}}$，
则$q_{菜籽油}=q_{煤油}\cdot\frac{\Delta t_{菜籽油}}{\Delta t_{煤油}}=4.6×10^7\,J/kg×\frac{5^\circC}{10^\circC}=2.3×10^7\,J/kg$。
答：菜籽油的热值为$2.3×10^7\,J/kg$。
练习3
（1）自下而上
（2）质量；质量；初温；控制变量
（3）不能；温度计升高的示数；转换法
（4）煤油

1. 下列关于燃料的热值,说法正确的是 (D)
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 × 10^7 \, J/kg $,完全燃烧2 kg焦炭能放出$ 6.0 × 10^7 \, J $的热量
2. 【航空航天】2023年10月26日,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭一般要选用热值大(选填“大”或“小”)的燃料；发射过程中随着燃料质量的减少,其热值______不变(选填“变大”“变小”或“不变”)。
3. 煤油的热值为$ 4.6 × 10^7 \, J/kg $,1 kg的煤油当它燃烧不充分时,热值不变,若这1 kg的煤油倒掉一半,热值______不变(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”)；酒精的热值为$ 3.0 × 10^7 \, J/kg $,当它们放出相同的热量,完全燃烧______酒精(选填“煤油”或“酒精”)的质量更多。
4. 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可以被水吸收,就设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系,他和同学组装了如图所示的装置进行实验,记录结果如表。

| 燃料 | 加热前的水温/℃ | 燃料燃尽后的水温/℃ |
| 煤油 | 25 | 44 |
| 菜籽油 | 25 | 34 |


(1)小明认为煤油和菜籽油的质量可取相等也可取不相等,小华认为应该取相等质量的煤油和菜籽油,根据他们的实验记录表格,你认为小华(选填“小明”或“小华”)的想法是正确的。
(2)安装实验器材时,应按照自下而上(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。为了保证实验结论的可靠,小明同学应该选择两套完全相同的装置,在实验中还应控制两杯水的初温和______质量相等。
(3)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是煤油。
(4)同学们测出烧杯中水的质量及燃烧掉燃料的质量,利用实验中测得的数据,算出了煤油和菜籽油的热值,和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多,不可能的原因是C。
A. 煤油和菜籽油没有完全燃烧
B. 烧杯吸收了部分热量
C. 测出的煤油和菜籽油的质量偏小
D. 煤油和菜籽油燃烧放出的热散失到空气中一部分
(5)另一组同学分别燃烧A、B两种燃料,将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾,发现A燃料消耗的质量小,说明A燃料的热值更大。
5. 某市推广环保出行,油气出租车既可使用汽油也可使用天然气作为燃料。已知汽油的热值为$ 4.8 × 10^7 \, J/kg $,密度为$ 0.75 × 10^3 \, kg/m^3 $；天然气的热值为$ 4.0 × 10^7 \, J/m^3 $。
(1)若一辆出租车一次加注20 L汽油,这些汽油完全燃烧能释放多少热量？
(2)若改用天然气,需要完全燃烧多少立方米的天然气才能释放相同的热量？

答案： 【解析】：
题目1：本题考查了燃料热值的概念、特性以及热量计算公式的应用。A选项，热值是燃料的一种特性，与燃烧情况无关，燃料燃烧越充分，其热值不变，A错误；B选项，根据$Q_{放}=mq$可知，燃料完全燃烧放出热量的多少与燃料的质量和热值都有关，热值小，质量不确定，完全燃烧放出的热量不一定少，B错误；C选项，热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值不变，C错误；D选项，根据$Q_{放}=mq$可知，焦炭的热值是$3.0×10^{7}J/kg$，完全燃烧$2kg$焦炭能放出的热量$Q_{放}=m_{焦炭}q_{焦炭}=2kg×3.0×10^{7}J/kg=6.0×10^{7}J$，D正确。
题目2：本题考查了热值的概念以及热值在航天领域的应用。运载火箭一般选用热值大的燃料，因为热值大的燃料在完全燃烧相同质量时，可以释放出更多的热量；热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，发射过程中随着燃料质量的减少，其热值不变。
题目3：本题考查了热值的概念以及热量计算公式的应用。热值是燃料的一种特性，与燃料的燃烧程度和燃料的质量无关，所以$1kg$的煤油当它燃烧不充分时，热值不变，若这$1kg$的煤油倒掉一半，热值也不变；根据$Q_{放}=mq$可知，当放出相同的热量时，热值越小，需要燃烧的燃料质量越多，因为酒精的热值小于煤油的热值，所以当它们放出相同的热量，完全燃烧酒精的质量更多。
题目4：本题考查了控制变量法在探究燃料热值实验中的应用以及实验误差分析。（1）根据控制变量法，要探究煤油和菜籽油的热值大小关系，应取相等质量的煤油和菜籽油，所以小华的想法是正确的；（2）安装实验器材时，应按照自下而上的顺序安装；为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制两杯水的初温和质量相等；（3）分析表格数据可知，用煤油加热的水升高的温度比用菜籽油加热的水升高的温度高，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$可知，质量相同的两种燃料，煤油加热的水吸收的热量多，即煤油放出的热量多，再根据$Q_{放}=mq$可知，质量相同的两种燃料，煤油的热值大；（4）同学们测出烧杯中水的质量及燃烧掉燃料的质量，利用实验中测得的数据，算出了煤油和菜籽油的热值，和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多，原因可能是煤油和菜籽油没有完全燃烧、烧杯吸收了部分热量、煤油和菜籽油燃烧放出的热散失到空气中一部分等，而测出的煤油和菜籽油的质量偏小，根据$Q_{放}=mq$可知，计算出的热值会偏大，所以C选项不可能；（5）另一组同学分别燃烧A、B两种燃料，将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，发现A燃料消耗的质量小，根据$Q_{放}=mq$可知，质量相同的两种燃料，A燃料放出的热量多，所以A燃料的热值更大。
题目5：本题考查了密度公式和热量计算公式的应用。（1）已知汽油的体积和密度，根据$\rho=\frac{m}{V}$可求出汽油的质量，再根据$Q_{放}=mq$可求出这些汽油完全燃烧能释放的热量；（2）已知天然气的热值和释放的热量，根据$Q_{放}=Vq$可求出需要完全燃烧天然气的体积。
【答案】：
1.D
2.大；不变
3.不变；不变；酒精
4.（1）小华；（2）自下而上；质量；（3）煤油；（4）C；（5）大
5.（1）$20L=20×10^{-3}m^{3}$，根据$\rho=\frac{m}{V}$可得，汽油的质量$m_{汽油}=\rho_{汽油}V_{汽油}=0.75×10^{3}kg/m^{3}×20×10^{-3}m^{3}=15kg$，这些汽油完全燃烧能释放的热量$Q_{放}=m_{汽油}q_{汽油}=15kg×4.8×10^{7}J/kg=7.2×10^{8}J$；
（2）由$Q_{放}=Vq$可得，需要完全燃烧天然气的体积$V_{天然气}=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{7.2×10^{8}J}{4.0×10^{7}J/m^{3}}=18m^{3}$。