第十四章 内能的利用 实验专题
1．如图所示，小王为比较不同燃料的热值，选用下列两套装置进行实验。
（1）他分别在加热器中放入质量相同的不同燃料1和2，同时点燃后对质量和初温相等的两种液体加热，直至燃料完全燃烧。小王设计的方案存在明显的缺陷，请你改正。答： ；
（2）改正后，他可以通过 来比较不同燃料完全燃烧放出热量的多少；
（3）实验后，小王用图甲中的实验器材又做了一次实验，根据实验数据利用公式算出了水吸收的热量，再用这个热量及消耗燃料的质量算出了燃料1的热值，算出的燃料1热值 （选填“准确”或“不准确”），理由是 。
2．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验时要观察 比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，实验通过 反映物体吸热的多少。
（2）比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图像（如图戊），由图像可看出液体a的比热容 （选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容。
（3）若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精燃烧后放出的热量被水吸收时，温度计示数升高了20℃，则酒精的热值是 。这种方法测出的热值比“标准值” （选填“偏大”“偏小”或“一样”）。理由是 。
（4）进行比较不同燃料的热值实验过程中，某燃料还未燃尽时，烧杯内液体就沸腾了，此时小明立即在烧杯中添加了少量液体继续实验，燃料燃尽后烧杯内液体都未沸腾。这样的操作 （可行/不可行）。
3．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，而水的比热容已知，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）在组装器材时，你认为合理的安装顺序是 （选填“由下而上”或“由上而下”）；
（2）分析数据得出结论：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
4．小东同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。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性，小东同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制相同的量有：水的初温和 、煤油和菜籽油的 。
（2）实验中通过 反映煤油和菜籽油燃烧放出热量的多少；根据表格中的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
（3）小东同学利用此实验装置测出了煤油和菜籽油的热值，你认为小东测出的热值将比真实值 （选填“偏大”或“偏小”），其原因是 。
5．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，得到了如表的数据：
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；
（2）从表中的数据可以得到，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 ；
（3）从表中的数据可以得到，对于不同的燃料，燃料的热值一般情况下是 。表明热值是燃料的一种基本 。（选填“属性”或“特性”）。
6．取一只透明的胶卷盒，底部钻一小孔，刚好能将电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向塑料盒盖中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后启动电火花发生器的按钮。
（1）实验中，你将观察到的现象是 ；
（2）在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的 能减少，转化为 能；
（3）根据这个原理，可以制造的机械是 ；
（4）请你写出一条可能影响实验成败的原因 。
7．如图1所示，甲、乙、丙三图中的装置相同，a、b为两种不同的液体，燃料1、2为两种不同的燃料，且燃料的质量相等，烧杯内的液体初温相同。当2min后燃料燃尽时，立即读取相应温度计的读数，并做出图2图像。
（1）为了比较两种燃料的热值的大小，应选择 两图进行实验，在实验中，两个烧杯中液体的 必须相同；
（2）利用图2所示液体a的加热时间图线，可以得出燃料1的热值q1与燃料2的热值q2的比值q1:q2= ；
（3）在乙装置中，若烧杯内液体为600g的水，当2min后10g燃料燃尽时水的温度变化如图2所示，则燃料2的热值为 。[水的比热容为]
8．在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，实验装置如图所示。
（1）实验中除了控制水的质量和初温相等外，还需控制燃料的 相等；
（2）实验中通过比较 来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少；
（3）根据表格中记录的实验数据可知酒精和碎纸片这两种燃料中，热值较大的是 。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
酒精
碎纸片
9．老师用如图（a）所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车开始不停地转动。由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。
（1）图（a）实验中能量转化方式与图（b）中汽油机的哪个冲程相同？ （选填序号）。
（2）图（b）中四个冲程的工作顺序是 ，其中不需要靠飞轮的惯性来完成的冲程有： 。（均选填序号）
（3）图（c）是柴油机的能流图，带“？”的是 带走的能量，这台柴油机的效率η＝ 。
（4）若某单缸四冲程汽油机的功率为36kW，做功冲程每次对外做800J，则在1s内该汽油机能完成 个做功冲程，此汽油机飞轮的转速为 r/min。
10．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，如图所示。
燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽时水温/℃ 燃料的热值/（J/kg）
煤油 25 35 4.6×107
菜籽油 25 30
他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并记录了杯中水的温度。
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图）：先固定 的位置，再调整固定的 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 相同；
（3）小梁同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及酒精灯中燃料的质量。根据记录的数据，利用公式Q吸＝cmΔt计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？ 。理由是 ；
（4）根据表中数据计算：菜籽油的热值为 J/kg。
11．（1）甲实验中，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，看到的现象是 ，此实验得到的结论是：对 （选填“棉花”或“筒内气体”）做功，它的内能会增加。实验中如果不放入棉花，该结论 （选填“成立”或“不成立”）；
（2）乙实验中，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。图中 图所对应的能量转化过程与乙实验相同。若该汽油机飞轮转速为1800r/min，则汽油机每秒对外做功 次。
A．B．C．D．
12．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料及烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图的装置进行实验；有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油（如95#）加在T型轿车内与加在L型轿车内热值 （选填“相等”或“不相等”）；
（2）比较不同燃料热值的实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料 （选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧”），然后通过观察 （选填“加热时间”或“物质升高的温度”）来比较两种燃料热值大小；
（3）比较不同物质的比热容，应该选用 两图的装置进行实验，实验中通过 比较物质吸热的多少；
（4）根据实验数据绘制的图像如图丁所示，则 吸热能力强，冬天要制作一个暖手袋，应选 装入暖手袋作为供暖物质。
13．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；比较不同物质的吸热能力，应选择 两图进行实验。
（2）在这两个实验中，仪器安装到位后，都要用到的测量器材是温度计和 。
（3）为了比较液体a和液体b的吸热能力，在设计实验方案时，需要确定以下需要控制的变量，你认为其中多余的是 。
A．采用的加热方式
B．酒精灯里所加酒精量
C．液体a和液体b的质量
D．盛放液体a和液体b的容器
（4）为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较 来得出结论（温度计示数/加热时间）。
（5）根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图戊所示，分析图像可知液体 （a/b）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，则a、b两种液体的比热容之比ca：cb= 。
（6）某同学用图丁装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温t1，末温t2，水的比热容用c表示。用以上物理量代入公式，可以粗略算出酒精热值。但是，这种方法测出的热值偏 （大/小）。
14．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
(1)你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用 组器材（选填“甲”、“乙”）。
(2)甲组实验是通过 来反映物质吸收热量的多少。
(3)甲组实验中，正确操作后收集到如下实验数据，在图丙中画出水的温度随时间变化的图像 。
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 沙子 20 25 29 34 39
水 20 21 22 23 24
(4)甲实验中，需要控制某些变量，以下做法多余的是
A．采用完全相同的加热方式
B．采用酒精灯加热时，酒精灯里所加的酒精量相同
C．取相同质量的水和沙子
D．盛放水和沙子的容器相同
(5)乙组实验中，将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中，点燃后对质量相等、初温相同的水加热，燃烧相同的时间后发现B加热的水升温多，此时 （“能”或“不能”）说明B燃料的热值大。
15．比较酒精和碎纸片这两种材料的热值，小明用图甲所示的装置进行实验，图中燃烧皿、烧杯a、b温度计均完全相同，烧杯中盛有相同质量的水。实验时，分别点燃放在两个燃烧皿中的酒精和碎纸片，通过石棉网给烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全烧尽。
燃料 加热前水温t1/℃ ①
10g酒精
②
（1）小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整；
① ；
② ；
（2）在实验时，小明发现两支温度计的示数变化不明显，请你分析导致这种现象的可能原因 （写一条），为了使两支温度计示数变化明显，请提出你的建议： ；
（3）实验时，小明记下了各个时刻a、b烧杯中水温，绘制了图乙所示的图象，若热损失相同，则可初步判断 的热值较大。
16．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
（1）你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用 组器材（选填“甲”、“乙”）；
（2）观察甲、乙两图，除了图中相同的器材，还要用到相同的器材是 ；
（3）秒表是用在 组实验中（选填“甲”、“乙”）。甲组实验是通过 来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过 来反映燃料放出热量的多少；
（4）购买一盒薯片，设计实验估测薯片的热值，应选用上述 组（选填“甲”、“乙”）来进行测量，然后将实验结果与包装盒上注明的薯片的热值进行比较是 （选填“偏大”“偏小”），原因是 。
17．小明利用如图装置，可完成以下两个探究实验：
实验一：“探究不同物质吸热升温的现象”
实验二：“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”
（1）“探究不同物质吸热升温的现象”的实验，甲、乙虚线中应选择的器材组合是 （选填“A”、“B”、“C”、“D”），物质吸收热量的多少通过比较 （选填“温度计升高的示数”或“加热时间的长短”）来反映的，小明设计了两个方案比较不同物质吸热升温的性质，方案一：加热相同时间，比较升高的温度；方案二：升高相同的温度，比较加热的时间。你认为 （选填“方案一”、“方案二”或“两方案都”）可行。
（2）“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”的实验，正确选择实验器材，燃料燃烧放出热量的多少是通过比较 （选填“温度计升高的示数”或“加热时间的长短”）来反映的，若实验过程中燃料还未燃尽时，某一烧杯内水就沸腾了，此时小明立即在该烧杯中添加了少量水继续实验，直至燃料燃尽后测量水温。这样操作是否可行？ ，理由是 。
18．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同。回答下列问题：
（1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 （选填“石棉网”或“温度计”）处于适当的高度。
（2）实验中应控制燃料燃烧的 （选填“时间”或“质量”）相同，根据 比较燃料燃烧放出热量的多少。
（3）小明选用燃料a和燃料b进行实验，当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 （选填“a”或“b”）的热值大。
（4）小红同学计划使用相同的装置，用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，她可以通过比较 来得知这两种燃料热值的大小关系。
19．小明在“探究不同物质放热降温现象”时，分别用质量均为0.5kg的甲、乙两种液体进行对比实验，并根据实验数据作出了如图所示的图像。实验过程中，甲、乙两种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：
（1）甲、乙两种液体的比热容大小关系是c甲 c乙（选填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）若乙液体的比热容为2.1×103J/（kg ℃），则甲液体的比热容大小是多少；( )
（3）甲液体在0～15min内放出的热量与完全燃烧多少kg的干木柴放出的热量相同。（q干木柴=1.2×107J/kg）( )
20．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 相同的水和食用油。实验中选用相同电加热器的目的是： ；
（2）水和食用油温度随时间变化如图乙所示，根据图甲可判断出a物质是 。根据图乙可知b物质的比热容为 ；[c水=4.2×103J/（kg ℃）]
（3）如判断出图丙所示，小明比较水和食用油的吸热能力后，想比较酒精和碎纸片的热值，为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有水的质量和 。燃烧放在两个燃烧皿中的酒精和碎纸片，给烧杯中的水加热，通过比较 （填“加热时间”或“液体升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。
21．如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式：
方式一：薯片在烧杯中燃烧；
方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。
（1）两种加热方式中合理的是 ；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是 ；
（2）用天平量取水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏 ，原因是 。
参考答案：
1． 见解析 温度计上升的示数 不准确 见解析
【详解】（1）[1]为便于通过升高温度比较液体吸收的热量，应使用初温和质量相同的同种液体。
（2）[2]由以上分析可知，实验时应比较相同质量的两种燃料完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小。
（3）[3][4]由于给水加热时有热损失，因此根据Q吸=cm(t-t0)计算出水吸收的热量要比燃料1完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出燃料1的热值会偏小。
2． 甲、乙 温度计的示数（液体升高的温度） 甲、丙 加热时间的长短 小于 4.2×105J/kg 偏小 酒精未完全燃烧及热量存在散失 不可行
【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]根据转换法，同时点燃燃料后，需等待燃料燃尽后然后通过观察比较烧杯内液体升高的温度来比较两种燃料热值大小。
[3][4]比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和升高的温度相同，而吸热的物质种类不同，故应甲、丙两图进行实验；实验中通过加热时间的长短反映吸收热量的多少。
（2）[5]根据绘制出温度-时间图象（如图戊）知，加热相同时间，液体a升温高，根据Q吸=cmΔt，质量相同的物体，加热相同时间即吸收相同热量时，温度升高快的吸热能力差，故液体a的比热容小于液体b的比热容。
（3）[6]由 可得，50mL水的质量为
m=ρ水V=1×103kg/m3×50×10-6m3=0.05kg
温度计示数升高了20℃的水吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J
根据题意可知，Q吸=Q放，由Q放=qm可知，酒精的热值为
[7][8]由于给水加热时有热损失，且燃烧不可能完全燃烧，因此根据Q吸=cm(t-t0)计算出水吸收的热量要比燃料完全燃烧放出的热量小，利用这个热量和公式计算出燃料的热值偏小。
（4）[9]实验中，燃料未燃尽，烧杯中的液体便沸腾了，于是往烧杯中添加同种液体，这样的操作不可行，因为实验中没有控制两杯液体的质量相同，就无法通过比较液体升高的温度来比较热值了。
3． 由下而上 煤油
【详解】（1）[1]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且使温度计的玻璃泡完全浸入水中且不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材。
（2）[2]分析表格数据可知，燃料燃尽后煤油加热的杯中水的温度升高的多，即相同质量的煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。
4． 质量 质量 水升高的温度 煤油 偏小 燃料不能完全燃烧，并且燃料燃烧释放的能量不可能全部被水吸收
【详解】（1）[1][2]由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量有关，又与燃料的热值有关，所以在设计实验时应控制燃料的质量相同，即煤油和菜籽油的质量相同。由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量相等。
（2）[3][4]根据转换法可知，实验中通过水升高的温度反映煤油和菜籽油燃烧放出热量的多少；由表中数据可知，在燃料燃尽时甲杯中的水温度升高的多，说明甲杯水吸收的热量多，则煤油放出的热量多，且煤油和菜籽油的质量相同，所以可知煤油的热值大。
（3）[5][6]由于燃料不能完全燃烧，并且燃料燃烧释放的能量不可能全部被水吸收，所以利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。
5． 不同 多 不同的 特性
【详解】（1）[1]由表中每一列数据可知，完全燃烧质量相同的木材、焦炭、木炭放出的热量是不同的。
（2）[2]从表中每一行的数据可以看出，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多。
（3）[3][4]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，即完全燃烧放出的热量与质量的比值不变；对于不同的燃料，完全燃烧放出的热量与燃料质量的比值（即燃料的热值）一般情况下是不同的，这表明热值是燃料的一种基本特性，与燃料的种类有关。
6． 塑料盒盖飞出去 内 机械 热机 塑料盒盖盖得太紧或酒精太少等
【详解】（1）[1]电子式火花发生器点火后，观察到的现象是酒精燃烧产生的内能会将塑料盒盖会飞出去。
（2）[2][3]酒精燃烧后的产生的内能对外做功，燃气的内能减少，内能转化为机械能。
（3）[4]根据燃料燃烧产生的内能做功这个原理，可以制造出的机器是热机。
（4）[5]要把塑料盒盖弹出，需要一定的能量，如果盒中的酒精太少产生的内能不够大，将无法把盒盖弹出，如果盒盖盖得太紧，酒精蒸汽产生的能量将无法把盒盖弹出，所以塑料盒盖盖得太紧或酒精太少等会影响实验的成败。
7． 甲乙 质量 3:2 5.04×106J/kg
【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]根据控制变量法可知，在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须相等。
（2）[3]燃料1在燃烧时，相同时间内放出的热量是相同的，所以燃烧2min是燃烧3min放出热量的倍；由可得，二者放出的热量之比
燃料的质量相同，由可得，二者的热值之比等于产生的热量之比，即
（3）[4]由题意可知，水的质量为600g，即0.6kg，则燃料加热的烧杯中水吸收热量
因为
燃料的质量为10g，即0.01kg，所以燃料的热值
8． 质量 水的温度差 酒精
【详解】（1）[1]比较不同燃料燃烧时放出的热量除控制水的质量和初温相等外，还需控制燃料的质量相等否则无法进行判断。
（2）[2]水温升高越多表示水吸收的热量越多，反映出燃料燃烧释放热量越多。
（3）[3]由表可知燃烧纸片释放的热量使水升高5℃，燃烧同质量的酒精则使同质量的水温度升高15℃，即燃烧相同质量的碎纸片和酒精，酒精释放的热量更多，所以酒精的热值较大。
9． 丙 丁乙丙甲 丙 废气 30% 45 5400
【详解】(1)[1]试管口冒出的温度较高的气体推动风车转动，将内能转化为机械能，这与热机做功冲程的能量转化情况相同。丙冲程是做功冲程。
(2)[2]四个工作冲程的顺序为：吸气、压缩、做功、排气。吸气冲程的特点是：进气门打开，为丁；排气冲程的特点是：排气门打开，为甲；做功冲程的特点是：两个气门都关闭，活塞向下运动，为丙；压缩冲程的特点为：两个气门都关闭，活塞向上运动。故四个冲程的工作顺序是丁乙丙甲。
[3]除了做功冲程能够提供动力外，其余三个冲程都需要飞轮的惯性来完成。
(3)[4]柴油机损失的能量主要是废气带走的能量。
[5]其效率为
(4)[6]1s时间内汽油机做的功为
1s时间内需要完成的做功冲程数是
[7]1s时间内完成45个做功冲程，即完成了45个工作循环，一个工作循环飞轮转2转，则1分钟内飞轮转的转数为
10． B A 质量 不可靠 燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失 2.3×106
【详解】（1）[1][2]为了利用加热装置的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定下面B的位置，然后再调整A的位置，并且温度计玻璃泡不要碰到烧杯壁和烧杯底。
（2）[3]为了保证实验的可靠性，只改变燃料的种类，需要控制燃料的质量和水的初温、水的质量相同，将质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧，通过计算得出燃料燃烧释放的热量大小和燃料的热值大小。
（3）[4][5]因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。
（4）[6]由
得
即
解得
11． 棉花点燃 筒内气体 成立 C 15
【详解】（1）[1]用力将活塞迅速下压，活塞压缩筒内气体做功，桶内气体内能增加，温度升高，当温度达到棉花燃点时，棉花燃烧。
[2]活塞对筒内气体做功，棉花的内能会增加。
[3]一个物体对另一个物体做功，另一个物体的内能会增加，实验中如果不放入棉花，该结论依然成立。
（2）[4]乙实验中，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，酒精的内能转化为盒盖的机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同。
A．图中进气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．图中两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．图中火花塞点火，两气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意；
D．图中进气阀关闭，排气阀开启，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
[5]汽油机飞轮转两转，对外做功一次，若该汽油机飞轮转速为1800r/min，则汽油机每秒对外做功
12． 甲、乙 相等 充分燃烧 物质升高的温度 甲、丙 加热时间 A A
【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，根据Q=cmΔt得出不同燃料放出热量的多少，故应选择甲、乙两图进行实验，实验验时要观察温度计的示数（液体升高的温度）比较两种燃料的热值大小。
[2]热值是燃料的一种特性，和燃料是否充分燃烧无关，所以同样的汽油（如95#）的热值是一样大的。
（2）[3][4]比较不同燃料热值的实验中，同时点燃料后，让两种等质量的燃料充分燃烧完，让其放出的热量被等质量的液体a吸收，通过观察温度计示数上升的多少来比较两种燃料热值大小。这种方法叫转换法。
（3）[5][6]比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，控制不同液体相同时间内吸热相同，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力，应选择甲、丙两图进行实验；根据转换法，实验是通过加热时间的长短反映物体吸热的多少。
（4）[7][8]从图像可以看出，质量相等的A和B两种液体，加热相同的时间，即A和B吸收相同的热量，A升温慢，B升温快，温度升高的慢的吸热能力强，则液体A的吸热能力强；根据Q=cmΔt可知，质量相同的A和B液体，降低相同的温度，A放热多效果好；则从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，应选择液体A。
13． 甲、乙 甲、丙 天平 B 温度计示数 a 2∶1 小
【详解】（1）[1]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验。
[2]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，且液体的质量相同，在加热时间相同时，通过温度计的示数高低进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验。
（2）[3]根据控制变量法可知，比较不同物质的吸热能力时，需要控制两种物质的质量和初温相同；比较不同燃料的热值时，需要控制两种燃料的质量相同，需要用温度计测量液体升高的温度；所以都需要用到温度计和天平。
（3）[4]AD．采用完全相同的加热方式，是为了控制热源放出的热量相同；盛放a液体和b液体的容器相同，目的使a和b两种液体在相同的时间吸收相同的热量，故AD有必要；
B．酒精灯里所加酒精量相同，B多余；
C．根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，C有必要。
故选B。
（4）[5]实验时应比较相同质量的燃料1和燃料2完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小。
（5）[6]由图乙可知，相同质量的a、b液体，被加热相同的时间（吸收相同的热量），a液体升温慢，b液体升温快，说明a液体的吸热本领强。
[7]根据图乙可知，a、b都加热5min，A温度变化量为
Δta=30℃﹣10℃=20℃
B温度变化量为
Δtb=50℃﹣10℃=40℃
由Qa=Qb=cmΔt可得
camΔta=cbmΔtb
则
（6）[8]水吸收的热量
Q吸=cM(t2﹣t1)
酒精灯放出的热量
Q放=Q吸=cM(t2﹣t1)
燃烧酒精的质量
m=m1﹣m2
由Q=mq可得酒精的热值
因为燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失，导致测量的Q放偏小，所以测量值比准确值偏小。
14． 乙 加热时间的多少 见解析所示 B 不能。
【分析】(1)研究不同燃料燃烧放热能力，应选用不同的燃料。
(2)加热时间的长短反映物质吸收热量的多少。
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图像。
(4)在“比较水与沙子吸收热量时温度升高的快慢”实验中，影响水和沙子升温快慢的因素有质量、物质的种类、加热的热源等，同时要求实验时的容器等也应该相同，据此做出判断。
(5)根据A、B的燃烧情况分析。
【详解】(1)[1]研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，加热相同的物质，因此选乙组器材。
(2)[2]甲组实验，相同的加热装置，可以通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。
(3)[3]根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图像，如图所示：
(4)[4]A．实验中，应采用完全相同的加热方式，保证在相同的时间内提供相同的热量，则有必要，故A不符合题意；
B．实验中，酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会造成影响，属多余的量，故B符合题意；
C．实验中，必须取相同质量的水和沙子，符合控制变量法的要求，则有必要，故C不符合题意；
D．实验中，盛放水和沙子的容器也会影响其吸热与升温的情况，故应使容器保持相同，则有必要，故D不符合题意。
故选B。
(5)[5]将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中点燃后，由于不清楚两种燃料的燃烧情况和燃烧的质量，发现B加热的水升温多，可能是火焰大造成的，故无法判定热值的大小。
【点睛】研究比热容和热值的实验，要知道两实验都采用了控制变量法和转换法，两种方法都是初中物理常用的研究方法，注意理解体会两种实验方法的精髓所在。
15． 加热后水温t2/℃ 碎纸片 烧杯中水太多 取少量水 酒精
【详解】（1）[1][2]根据水温的变化判断燃料放出热量的多少，所以其中①应为：加热后水温t2/℃；
根据控制变量法的思想，燃料的质量应相同，所以②应为：碎纸片。
（2）[3]实验时两支温度计的示数变化不明显，导致这种现象的可能原因：水的质量大，吸收的热量多；再者燃料的质量少，放出热量较少等。
[4]根据（2）的分析，为了使两支温度计示数变化明显，可以使用质量较少的水，或者增大燃料的质量等。
（3）[5]根据实验时各个时刻a、b烧杯中水温，绘制了图乙所示的图象，由图知，a最终升高的温度高，由于热损失相同，即酒精释放的热量多，且燃料质量相同，所以可初步判断酒精的热值较大。
16． 乙 天平 甲 加热时间的多少 水温升高的度数或水温的变化 乙 偏小 见解析
【详解】（1）[1]研究不同燃料燃烧放热能力应选用不同的燃料，因此选乙组器材实验。
（2）[2]观察甲、乙两图，实验中需控制沙子和水的质量相等，因此还要用天平称质量，即要用到相同的器材是天平。
（3）[3][4][5]甲组实验是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少，因此秒表用在甲装置中；乙组是通过水温升高的度数或水温的变化来反映燃料放出热量的多少。
（4）[6][7][8]由可知，要估测薯片的热值，需根据Q=cmΔt求出液体吸收的热量，因此应选用上述乙来进行测量；在薯片质量一定时，因为薯片没有完全燃烧且薯片燃烧后有一部分热量散失，所以所测热值偏小。
17． B、C 加热时间 两方案都 温度计升高的示数 不可行 实验中液体a的质量应相同
【详解】（1）[1]为了比较不同物质的吸热本领的大小，需要燃烧相同的燃料，加热相同的时间，比较质量和初温相同的不同液体升高的温度，应选择B、C两套装置。
[2]在实验中，物质吸收热量的多少通过加热时间来反映，因为实验所用的热源相同，即在相同时间内放出的热量相同，那么物质在相同时间内吸收的热量也相同，则加热时间越长，吸收的热量也越多。
[3]小明设计的两个方案，都可行，因为不同物质在加热时间相同即吸收相同热量时，温度升高不同的话，说明吸热能力不同；而在升高相同温度时，吸收的热量即加热时间不同的话，也说明吸热能力不同。
（2）[4]在比较不同燃料热值的实验中，应控制燃料燃烧的质量相同，燃料种类不同，通过比较温度计升高的示数知道燃料燃烧放出热量的多少。
[5][6]实验中，燃料未燃尽，烧杯中的液体便沸腾了，于是往烧杯中添加同种液体，这样的操作不可行，因为实验中要保持两个烧杯中的液体质量相同。
18． 石棉网 质量 温度计上升的示数 b 消耗燃料的质量
【详解】（1）[1]实验时要用酒精灯的外焰加热，调整铁夹的位置，目的是使石棉网处于适当的高度，确保用酒精灯外焰加热。
（2）[2] [3]本实验的目的是要比较两种燃料的热值，即比较热值q的大小，根据和控制变量法的原理，应保证两种燃料的质量相同；燃烧放出的热量被水吸收，根据公式，水的比热容和质量相同，通过温度计上升的示数表明吸收热量的多少。
（3）[4]从图乙看出，燃料a燃烧的烧杯中水的温差为
燃料b燃烧的烧杯中水的温差为
根据公式可知，水的比热容和质量相同，燃料a燃烧的烧杯中水的温差小于燃料b，所以﹤，而水吸收的热量是由燃料燃烧提供的，故Q放a﹤Q放b，即a的热值小于b的热值。
（4）[5]用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，水吸收的热量相同，即燃料燃烧放出的热量相同，根据可得，通过比较消耗燃料质量的多少可得知这两种燃料热值的关系。
19． ＞ 4.2×103J/（kg ℃） 3.5×10﹣3kg
【详解】（1）[1]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小，所以甲液体的比热容大，乙液体的比热容小。
（2）[2]由图像知，放热15min，甲降低的温度为
乙降低的温度为
也就是乙降温幅度是甲的2倍，已知甲、乙质量相同，15min时间内放出的热量相同，由公式得，甲的比热容是乙的2倍，所以
（3）[3]由图像知，在0~15min，甲降低的温度为
甲液体在0~15min内放出的热量为
已知
由得，所以需要完全燃烧的干木柴质量为
20． 质量 使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同 ②水 2.1×103J/（kg ℃） 燃料的质量 液体升高的温度
【详解】（1）[1]相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量越多，吸热能力越强；所以要控制水和食用油的质量相同。
[2]实验中选用相同电加热器的目的是使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。
（2）[3]由图乙可知，升高相同的温度，a加热时间长，需要吸收的热量多，a的吸热能力强，a物质是水。
[4]由图乙可知，升高相同的温度，加热a需要的时间是加热b需要时间的2倍，即a吸热是b吸热的2倍，A．b的质量相等，由可知，a的比热容为b的比热容的2倍，而a物质是水，比热容为，所以b物质的比热容为。
（3）[5][6]根据比较不同燃料的热值的方法，用两只同规格的烧杯装相等质量的水，量取质量相等的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较液体升高的温度来确定酒精和碎纸片热值的大小。
21． 方式二 把薯片碾碎 小
薯片燃烧放出的热量没有被水全部吸收
【详解】（1）[1]由于热空气上升，方式一中薯片燃烧产生的热量很大一部分损失到空气中，导致结果不准，所以两种加热方式中合理的是方式二。
[2]把薯片碾碎，增大了与空气的接触面积，可以使薯片充分燃烧。
（2）[3][4]由于薯片不能完全燃烧，且燃烧放出的热量不能全部被水吸收，导致水升高的温度偏低，计算出的热量偏小，根据公式可知，所测出的薯片热值偏小。
