13. 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:薯片在小烧杯中燃烧;
方式二:薯片在燃烧皿中燃烧.
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.
用天平量取100g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.

第13题图 第14题图

13. 方法二 加快薯片周围的空气流动速度 小 薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收

【分析】
本题是估测薯片热值的实验题，需判断合理的加热方式、明确让薯片充分燃烧的操作，以及分析热值测量结果的偏差原因。首先对比两种加热方式：方法一中薯片在小烧杯内燃烧，与空气接触不充分，燃烧易不完全，且热量散失多；方法二中薯片在燃烧皿中，能与空气充分接触，燃烧更完全，热量也更易传递给水，因此需先确定合理方式，再结合燃烧条件和热量散失分析后续问题。
【解析】
1. 判断合理加热方式：方法一的薯片在小烧杯内，空气流通差，燃烧不充分且热量损失大；方法二的薯片在燃烧皿中，能与空气充分接触，燃烧更完全，热量传递效率更高，故合理的是方法二。
2. 让薯片充分燃烧的操作：燃烧需要充足氧气，因此需加快薯片周围的空气流动速度，提供足够氧气使薯片充分燃烧。
3. 热值测量偏差分析：实验中，薯片燃烧放出的热量会有一部分散失到空气中，或被实验装置吸收，无法完全被水吸收。根据热值公式$q=\frac{Q_{放}}{m}$，计算时用的$Q_{放}$是通过水升温计算的偏小值，因此测出的薯片热值偏小。
【答案】
方法二；加快薯片周围的空气流动速度；小；薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收
【知识点】
热值、热效率、实验误差分析
【点评】
本题围绕热值测量实验展开，考查对实验设计合理性的判断、燃烧条件的应用，以及实验误差的分析，属于基础实验类题目，需要学生结合燃烧和热量传递的知识理解实验原理。
【难度系数】
0.5

14. 如图(a)所示为“观察不同物质吸热升温现象”的装置.将质量相同的甲、乙两液体分别放在两个瓷盘中,用红外灯均匀照射两个瓷盘,再用温度计分别测出甲、乙两液体的温度.记录相关数据,并绘制出如图(b)所示的图像.
(1)实验中,除了图(a)中所展示的实验器材外,还必须用到的测量工具有秒表、天平和.
(2)同时开始加热到第4min,从图(b)可以看到,甲液体升温比乙液体快,在这段时间内,甲液体吸收的热量(填“大于”“等于”或“小于”)乙液体吸收的热量.
(3)实验中,给相同质量的不同物质加热相同的时间,通过比较可以判断它们吸热能力的强弱.从图(b)可知,液体吸热能力更强.
(4)甲、乙两种液体的比热容之比是.
(5)同时开始加热到第4min,甲液体的比热容与升高温度的乘积(填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容与升高温度的乘积.

14.(1)温度计 (2)等于 (3)升高的温度 乙 (4)$1:2$ (5)等于

【分析】
本题是探究不同物质吸热升温的实验，需结合控制变量法、转换法和比热容公式$Q=cm\Delta t$分析：实验中需测量时间、质量、温度；相同热源相同时间内物质吸收热量相等；质量相同、吸热相同时，通过升高的温度判断吸热能力；利用比热容公式推导比热容之比和$cm\Delta t$的关系。
【解析】
(1) 实验中需要测量液体的温度，除秒表（测时间）、天平（测质量）外，还需温度计测量温度，故填温度计；
(2) 用相同红外灯均匀照射，相同时间内甲、乙吸收的热量相等，故填等于；
(3) 相同质量的不同物质，加热相同时间（吸收热量相同），通过比较升高的温度判断吸热能力，升高温度越小，吸热能力越强；由图(b)可知，乙升高的温度更小，故乙的吸热能力更强；
(4) 根据$Q=cm\Delta t$，甲、乙质量$m$相同，相同时间吸收热量$Q$相同，因此比热容$c$与升高温度$\Delta t$成反比。取4min时，甲的温度变化$\Delta t_甲=60℃-20℃=40℃$，乙的温度变化$\Delta t_乙=30℃-10℃=20℃$，则$\frac{c_甲}{c_乙}=\frac{\Delta t_乙}{\Delta t_甲}=\frac{20℃}{40℃}=\frac{1}{2}$，故比热容之比为$1:2$；
(5) 由$Q=cm\Delta t$，甲、乙的$Q$和$m$均相同，因此$cm\Delta t$相等，即甲的比热容与升高温度的乘积等于乙的，故填等于。
【答案】
(1)温度计 (2)等于 (3)升高的温度；乙 (4)$1:2$ (5)等于
【知识点】
比热容；热量计算；探究物质吸热能力
【点评】
本题考查热学核心实验，需掌握实验方法和比热容公式的应用，是中等难度的热学综合题。
【难度系数】
0.5

15.某型号汽车重为$5×10^{4}\mathrm{N}$，在平直的公路上以$108\mathrm{km/h}$的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为$2300\mathrm{N}$，已知汽油的热值为$4.6×10^{7}\mathrm{J/kg}$，$g$取$10\mathrm{N/kg}$.则：
(1)汽车匀速行驶$9000\mathrm{m}$所用的时间是多少？
(2)汽车以$108\mathrm{km/h}$的速度匀速行驶时，牵引力的功率是多少？
(3)若汽车发动机的效率为$25\%$，它匀速行驶$9000\mathrm{m}$消耗多少汽油？

15.解:(1)$v=108\mathrm{km/h}=30\mathrm{m/s}$,$s=9000\mathrm{m}$,
根据$v=\frac {s}{t}$,得汽车匀速行驶9000m所用的时间
$t=\frac {s}{v}=\frac {9000\mathrm{m}}{30\mathrm{m/s}}=300\mathrm{s}$.
(2)汽车做匀速直线运动,牵引力和阻力是一对平衡力,
汽车受到的阻力为2300N,则牵引力$F=f=2300\mathrm{N}$,
牵引力的功率
$P=\frac {W}{t}=\frac {Fs}{t}=Fv=2300\mathrm{N}×30\mathrm{m/s}=69000\mathrm{W}$.
(3)根据$P=\frac {W}{t}$可知发动机在这段时间内对外所做的功
$W=Pt=69000\mathrm{W}×300\mathrm{s}=2.07×10^{7}\mathrm{J}$.
由热机效率$\eta =\frac {W}{Q}×100\%$可知,在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量$Q=\frac {W}{\eta }=\frac {2.07×10^{7}\mathrm{J}}{25\% }=8.28×10^{7}\mathrm{J}$,已知汽油的热值为$4.6×10^{7}\mathrm{J/kg}$,即$q=4.6×10^{7}\mathrm{J/kg}$,
则消耗汽油的质量$m=\frac {Q}{q}=\frac {8.28×10^{7}\mathrm{J}}{4.6×10^{7}\mathrm{J/kg}}=1.8\mathrm{kg}$.

【分析】
本题分三个小问，依次考查速度、功率、热机效率的应用。第(1)问求行驶时间，需先统一速度单位，再用速度公式变形计算；第(2)问求牵引力功率，利用匀速运动时牵引力等于阻力，结合功率公式计算；第(3)问求消耗汽油质量，需先算牵引力做的有用功，再通过效率公式得总热量，最后用热值公式变形计算。
【解析】
解：(1) 先换算速度单位：$v=108\mathrm{km/h}=108×\frac{1000\mathrm{m}}{3600\mathrm{s}}=30\mathrm{m/s}$，已知行驶路程$s=9000\mathrm{m}$，根据$v=\frac{s}{t}$，得所用时间：$t=\frac{s}{v}=\frac{9000\mathrm{m}}{30\mathrm{m/s}}=300\mathrm{s}$。
(2) 汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是平衡力，故$F=f=2300\mathrm{N}$；牵引力功率：$P=Fv=2300\mathrm{N}×30\mathrm{m/s}=69000\mathrm{W}$。
(3) 牵引力做的有用功：$W=Pt=69000\mathrm{W}×300\mathrm{s}=2.07×10^7\mathrm{J}$；由$\eta=\frac{W}{Q}$得汽油燃烧总热量：$Q=\frac{W}{\eta}=\frac{2.07×10^7\mathrm{J}}{25\%}=8.28×10^7\mathrm{J}$；消耗汽油质量：$m=\frac{Q}{q}=\frac{8.28×10^7\mathrm{J}}{4.6×10^7\mathrm{J/kg}}=1.8\mathrm{kg}$。
【答案】
(1)300s；(2)69000W；(3)1.8kg
【知识点】
速度公式应用、功率计算、热机效率与热值计算
【点评】
本题为力学与热学结合的基础计算题，考查基本公式的应用，步骤清晰，侧重公式变形能力，适合巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6