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10.用图14.3-2所示两个相同的实验装置进行实验来比较两种不同燃料的热值。下列关于该实验的操作及分析正确的是（
图14.3-2
A.烧杯中放入质量相同的不同液体
B.燃烧皿中放入质量相同的不同燃料
C.通过比较燃料燃烧相同时间后同种液体升高的温度来判断燃料热值的大小
D.通过比较等质量燃料燃烧时间的长短来判断燃料热值的大小
B
）图14.3-2
A.烧杯中放入质量相同的不同液体
B.燃烧皿中放入质量相同的不同燃料
C.通过比较燃料燃烧相同时间后同种液体升高的温度来判断燃料热值的大小
D.通过比较等质量燃料燃烧时间的长短来判断燃料热值的大小
答案
B
解析
【分析】
要比较两种燃料的热值，需依据热值的定义（单位质量的燃料完全燃烧放出的热量），采用控制变量法设计实验：需控制燃料的质量相同，让燃料完全燃烧，使放出的热量被相同质量的同种液体吸收，通过液体升高的温度反映燃料放出热量的多少，进而比较热值大小。据此逐一分析选项。
【解析】
A选项：实验中应控制烧杯内液体的质量和种类相同，而非不同液体，A错误；
B选项：为比较热值，需保证燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，控制燃料质量这一变量，B正确；
C选项：应让燃料完全燃烧后，通过同种液体升高的温度判断热值，而非燃烧相同时间（相同时间内燃烧的燃料质量不一定相等），C错误；
D选项：判断热值大小应看等质量燃料完全燃烧后液体升高的温度，而非燃料燃烧时间，D错误。
【答案】
B
【知识点】
热值、控制变量法、热学实验
【点评】
本题考查热值比较实验的设计，核心是掌握控制变量法在实验中的应用，理解热值实验的变量控制要求，属于基础实验题。
【难度系数】
0.6
要比较两种燃料的热值，需依据热值的定义（单位质量的燃料完全燃烧放出的热量），采用控制变量法设计实验：需控制燃料的质量相同，让燃料完全燃烧，使放出的热量被相同质量的同种液体吸收，通过液体升高的温度反映燃料放出热量的多少，进而比较热值大小。据此逐一分析选项。
【解析】
A选项：实验中应控制烧杯内液体的质量和种类相同，而非不同液体，A错误；
B选项：为比较热值，需保证燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，控制燃料质量这一变量，B正确；
C选项：应让燃料完全燃烧后，通过同种液体升高的温度判断热值，而非燃烧相同时间（相同时间内燃烧的燃料质量不一定相等），C错误；
D选项：判断热值大小应看等质量燃料完全燃烧后液体升高的温度，而非燃料燃烧时间，D错误。
【答案】
B
【知识点】
热值、控制变量法、热学实验
【点评】
本题考查热值比较实验的设计，核心是掌握控制变量法在实验中的应用，理解热值实验的变量控制要求，属于基础实验题。
【难度系数】
0.6
11. 提升题 某兴趣小组的同学们利用图14.3-3甲、乙、丙所示三套完全相同的装置完成下面两个热学实验。
甲
温度计
水
燃料1
乙
温度计
煤油
燃料2
丙
温度计
煤油
燃料1
丁
温度/℃
35
30
25
20
15
10
0 1 2 3 4 5 6 时间/min
图14.3-3
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，他们应选择
(2)图14.3-3丁为经过实验得出的水和煤油的温度随时间变化的图像。根据图丁可以判断出
(3)为比较不同燃料的热值，他们应选择
①除了所选两套装置所示器材之外，本实验还需要的测量工具是
②按正确方法进行实验，发现燃烧完燃料2后煤油升高的温度$\Delta t_2$是燃烧完燃料1后煤油升高的温度$\Delta t_1$的2倍。由此，
甲
温度计
水
燃料1
乙
温度计
煤油
燃料2
丙
温度计
煤油
燃料1
丁
温度/℃
35
30
25
20
15
10
0 1 2 3 4 5 6 时间/min
图14.3-3
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，他们应选择
甲、丙
（选填“甲、乙”“乙、丙”或“甲、丙”）两套装置。实验要控制水和煤油的质量
（选填“质量”或“体积”）和初温相等。通过比较加热时间
（选填“加热时间”或“温度计上升的示数”）来比较水和煤油吸收热量的多少。(2)图14.3-3丁为经过实验得出的水和煤油的温度随时间变化的图像。根据图丁可以判断出
水
（选填“水”或“煤油”）的吸热能力强。不计热量损失，可以得到煤油的比热容为$2.1×10^3$
$\mathrm{J/(kg·℃)}$。［水的比热容为$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$］(3)为比较不同燃料的热值，他们应选择
乙、丙
（选填“甲、乙”“乙、丙”或“甲、丙”）两套装置，分别在燃烧皿中放入相同质量的不同燃料，同时点燃两套装置的燃料后对质量和初温都相等的液体加热。①除了所选两套装置所示器材之外，本实验还需要的测量工具是
天平
。实验中通过温度计上升的示数
（选填“加热时间”或“温度计上升的示数”）来比较不同燃料完全燃烧放出热量的多少。②按正确方法进行实验，发现燃烧完燃料2后煤油升高的温度$\Delta t_2$是燃烧完燃料1后煤油升高的温度$\Delta t_1$的2倍。由此，
不能
（选填“能”或“不能”）得出“燃料2的热值是燃料1的热值的2倍”的结论，原因是两种燃料不能完全燃烧，且释放的热量并不能完全被煤油吸收
。答案
(1)甲、丙；质量；加热时间
(2)水；$2.1×10^3$
(3)乙、丙
①天平；温度计上升的示数
②不能；两种燃料不能完全燃烧，且释放的热量并不能完全被煤油吸收
(2)水；$2.1×10^3$
(3)乙、丙
①天平；温度计上升的示数
②不能；两种燃料不能完全燃烧，且释放的热量并不能完全被煤油吸收
解析
【分析】
解决本题需明确两个热学实验的核心设计思路：探究物质吸热本领（比热容）和燃料热值均采用控制变量法与转换法。
1. 比较水和煤油的吸热本领时，需控制热源相同（保证相同时间放热一致）、液体质量相等，据此选择装置；通过加热时间反映吸热多少，温度变化判断吸热能力。
2. 计算煤油比热容时，利用相同时间吸热相等，结合Q=cmΔt推导；
3. 比较燃料热值时，需控制液体相同、燃料不同，据此选装置；需测量质量的工具，通过温度计示数变化反映放热多少；分析热值与温度变化的关系时，需考虑燃料未完全燃烧、热量散失的影响。
【解析】
(1) 比较水和煤油的吸热本领，需保证热源相同（相同时间内燃料放热相同）、液体质量相等，因此选择甲（水+燃料1）和丙（煤油+燃料1）两套装置；实验中控制水和煤油的质量、初温相等，通过加热时间的长短比较吸收热量的多少（转换法：相同热源加热时间越长，吸收热量越多）。
故答案为：甲、丙；质量；加热时间。
(2) 由图丁可知，加热相同时间（水和煤油吸收热量相同），水的温度变化Δt水小于煤油的温度变化Δt煤油；根据Q=cmΔt，质量m相同、吸热Q相同时，Δt越小，比热容c越大，因此水的吸热能力强。
不计热量损失，相同时间内水和煤油吸热相等，设加热时间为t，质量均为m，由Q=cmΔt得：c水mΔt水 = c煤油mΔt煤油 → c煤油 = c水×(Δt水/Δt煤油)。从图丁取加热4min时，Δt水=10℃，Δt煤油=20℃，代入得：c煤油=4.2×10³ J/(kg·℃)×(10℃/20℃)=2.1×10³ J/(kg·℃)。
故答案为：水；$2.1×10^3$。
(3) 比较不同燃料的热值，需控制液体种类和质量相同、燃料种类不同，因此选择乙（煤油+燃料2）和丙（煤油+燃料1）两套装置；
① 实验中需要测量液体和燃料的质量，还需天平；燃料放热无法直接测量，通过温度计上升的示数比较（转换法：放热越多，液体升温越高）；
② 不能得出结论，因为实验中燃料不一定完全燃烧，且燃料放出的热量会部分散失，不能完全被煤油吸收，因此煤油升高的温度与燃料热值不成正比。
故答案为：乙、丙；①天平；温度计上升的示数；②不能；两种燃料不能完全燃烧，且释放的热量并不能完全被煤油吸收。
【答案】
(1)甲、丙；质量；加热时间
(2)水；$2.1×10^3$
(3)乙、丙
①天平；温度计上升的示数
②不能；两种燃料不能完全燃烧，且释放的热量并不能完全被煤油吸收
【知识点】
比热容、热值、热学实验探究
【点评】
本题为热学综合实验题，重点考查控制变量法和转换法在探究比热容、热值实验中的应用，需明确两个实验的变量控制与原理，易错点为区分探究比热容和热值的装置选择，以及热值实验中热量损失对结果的影响，对学生实验分析能力要求较高。
【难度系数】
0.4
解决本题需明确两个热学实验的核心设计思路：探究物质吸热本领（比热容）和燃料热值均采用控制变量法与转换法。
1. 比较水和煤油的吸热本领时，需控制热源相同（保证相同时间放热一致）、液体质量相等，据此选择装置；通过加热时间反映吸热多少，温度变化判断吸热能力。
2. 计算煤油比热容时，利用相同时间吸热相等，结合Q=cmΔt推导；
3. 比较燃料热值时，需控制液体相同、燃料不同，据此选装置；需测量质量的工具，通过温度计示数变化反映放热多少；分析热值与温度变化的关系时，需考虑燃料未完全燃烧、热量散失的影响。
【解析】
(1) 比较水和煤油的吸热本领，需保证热源相同（相同时间内燃料放热相同）、液体质量相等，因此选择甲（水+燃料1）和丙（煤油+燃料1）两套装置；实验中控制水和煤油的质量、初温相等，通过加热时间的长短比较吸收热量的多少（转换法：相同热源加热时间越长，吸收热量越多）。
故答案为：甲、丙；质量；加热时间。
(2) 由图丁可知，加热相同时间（水和煤油吸收热量相同），水的温度变化Δt水小于煤油的温度变化Δt煤油；根据Q=cmΔt，质量m相同、吸热Q相同时，Δt越小，比热容c越大，因此水的吸热能力强。
不计热量损失，相同时间内水和煤油吸热相等，设加热时间为t，质量均为m，由Q=cmΔt得：c水mΔt水 = c煤油mΔt煤油 → c煤油 = c水×(Δt水/Δt煤油)。从图丁取加热4min时，Δt水=10℃，Δt煤油=20℃，代入得：c煤油=4.2×10³ J/(kg·℃)×(10℃/20℃)=2.1×10³ J/(kg·℃)。
故答案为：水；$2.1×10^3$。
(3) 比较不同燃料的热值，需控制液体种类和质量相同、燃料种类不同，因此选择乙（煤油+燃料2）和丙（煤油+燃料1）两套装置；
① 实验中需要测量液体和燃料的质量，还需天平；燃料放热无法直接测量，通过温度计上升的示数比较（转换法：放热越多，液体升温越高）；
② 不能得出结论，因为实验中燃料不一定完全燃烧，且燃料放出的热量会部分散失，不能完全被煤油吸收，因此煤油升高的温度与燃料热值不成正比。
故答案为：乙、丙；①天平；温度计上升的示数；②不能；两种燃料不能完全燃烧，且释放的热量并不能完全被煤油吸收。
【答案】
(1)甲、丙；质量；加热时间
(2)水；$2.1×10^3$
(3)乙、丙
①天平；温度计上升的示数
②不能；两种燃料不能完全燃烧，且释放的热量并不能完全被煤油吸收
【知识点】
比热容、热值、热学实验探究
【点评】
本题为热学综合实验题，重点考查控制变量法和转换法在探究比热容、热值实验中的应用，需明确两个实验的变量控制与原理，易错点为区分探究比热容和热值的装置选择，以及热值实验中热量损失对结果的影响，对学生实验分析能力要求较高。
【难度系数】
0.4
