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)中可以看到,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】
我们可以按照实验逻辑逐步推导解题：
1. 第一问：先梳理本实验需要测量的物理量，分别是液体质量、加热时长、液体温度，题目已经明确给出需要秒表测时间、天平测质量，剩下的测量温度的工具就是缺失的器材。
2. 第二问：本实验用同一个红外灯作为热源，相同时间内热源向外传递的热量是固定的，同时照射两个液体时，相同时间内两者获得的热量相等。
3. 第三问：根据控制变量法，比较吸热能力的其中一种操作就是控制质量相同、吸收热量相同，对比升温幅度，升温越慢的物质吸热能力越强，从图像中就能直接判断出升温更慢的物质。
4. 第四问：利用吸热公式Q=cmΔt，当质量m、吸收热量Q都相同时，比热容c和升高的温度Δt成反比，从图像取相同加热时间的两组温度数据就能算出比值。
5. 第五问：结合Q=cmΔt，加热到第4分钟时甲乙吸收的热量相等、质量也相等，直接就能得到c和Δt的乘积的大小关系。
【解析】
(1) 实验过程中需要测量液体的温度变化，现有测量工具仅包含秒表、天平，还需要温度计来测量液体的温度，因此此处填温度计。
(2) 两个液体被同一台红外灯同时均匀照射，相同时间内红外灯传递给甲、乙的热量完全相等，因此加热到第4min时，甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量。
(3) 根据控制变量法的思路，给质量相同的不同物质加热相同时间（即吸收相同热量），可以通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱，升高的温度越小，代表物质吸热能力越强；从图b可以看出相同加热时间下乙的升温幅度远小于甲，因此乙液体的吸热能力更强。
(4) 取任意相同加热时间，此时Q甲=Q乙，已知m甲=m乙，由吸热公式Q吸=cmΔt可得：c甲mΔt甲 = c乙mΔt乙，化简得c甲/c乙 = Δt乙/Δt甲。从图像选取加热6min的节点：甲的初温为20℃，末温为80℃，Δt甲=80℃-20℃=60℃；乙的初温为10℃，末温为40℃，Δt乙=40℃-10℃=30℃，代入可得c甲:c乙=30℃:60℃=1:2。
(5) 加热到第4min时，甲、乙吸收的热量Q相等，质量m也相等，由Q=cmΔt可知cmΔt=Q，因此甲液体的比热容与升高温度的乘积等于乙液体的比热容与升高温度的乘积。
【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】
比较物质吸热能力，比热容计算，控制变量法
【点评】
本题围绕课内探究不同物质吸热升温的核心实验展开，全面考察了实验器材选择、控制变量法的应用、吸热公式的灵活推导，易错点是容易忽略“相同热源相同时间吸热相等”这个实验前提，整体贴合比热容章节的基础考点，适合巩固实验相关的核心概念。
【难度系数】
0.7

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2300N，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9000m所用的时间是多少秒？
(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瓦？
(3)若汽车发动机的效率为25%，它匀速行驶9000m消耗多少千克汽油？

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】
这是一道力热综合的基础计算题，解题思路可以分三小问逐步推进：
1. 第一问求行驶时间，首先要统一单位，把题目给出的速度单位从km/h换算成m/s，再直接用速度公式v=s/t变形得到t=s/v，代入路程和速度数值就能算出时间。
2. 第二问求牵引力的功率，首先抓住汽车匀速行驶的条件，此时水平方向受力平衡，牵引力大小等于阻力大小，再利用功率的推导公式P=Fv（由P=W/t、W=Fs推导而来），代入牵引力和已经换算好的速度数值，就能快速算出功率。
3. 第三问求消耗汽油的质量，先通过已经算出的功率和第一问的行驶时间，算出汽车牵引力做的有用功，再根据热机效率的定义η=W有用/Q放，变形得到汽油完全燃烧需要放出的总热量Q放，最后利用燃料热值公式Q放=mq，变形就能算出需要的汽油质量。整个过程要注意所有物理量单位统一，避免出现单位不匹配的错误。
【解析】
(1) 先进行速度单位换算：
$v=108\mathrm{km/h} = 108× \frac{1000\mathrm{m}}{3600\mathrm{s}}=30\mathrm{m/s}$
已知行驶路程$s=9000\mathrm{m}$，根据速度公式$v = \frac{s}{t}$，变形得行驶时间：
$t = \frac{s}{v} = \frac{9000\mathrm{m}}{30\mathrm{m/s}} = 300\mathrm{s}$
(2) 汽车在平直公路匀速行驶，水平方向牵引力与阻力是一对平衡力，因此牵引力$F = f = 2300\mathrm{N}$
根据功率公式推导：$P = \frac{W}{t} = \frac{Fs}{t} = Fv$，代入数值：
$P = Fv = 2300\mathrm{N} × 30\mathrm{m/s} = 69000\mathrm{W}$
(3) 首先计算汽车牵引力做的有用功：
$W = Pt = 69000\mathrm{W} × 300\mathrm{s} = 2.07×10^7 \mathrm{J}$
已知发动机效率$\eta=25\%$，由$\eta = \frac{W}{Q_\mathrm{放}} ×100\%$，可得汽油完全燃烧放出的总热量：
$Q_\mathrm{放} = \frac{W}{\eta} = \frac{2.07×10^7 \mathrm{J}}{25\%} = 8.28×10^7 \mathrm{J}$
由燃料完全燃烧放热公式$Q_\mathrm{放} = mq$，变形得消耗汽油的质量：
$m = \frac{Q_\mathrm{放}}{q} = \frac{8.28×10^7 \mathrm{J}}{4.6×10^7 \mathrm{J/kg}} = 1.8\mathrm{kg}$
【答案】
(1) 300s
(2) 69000W
(3) 1.8kg
【知识点】
速度公式应用，功率计算，热机效率计算
【点评】
本题属于力热综合的常规基础计算题，考点覆盖了运动学、力学、热学的核心基础公式，解题的关键是先做好单位统一，利用匀速运动的受力特点得到牵引力大小，再顺着“有用功→总放热→燃料质量”的逻辑链完成第三问的推导，整体难度不高，适合巩固基础公式的变形应用能力。
【难度系数】
0.7