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14.随着生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖.这种取暖方式利用热水在管道内循环流动,加热整个地板.地面是以
热传递
的方式向室内供暖的.利用水为媒介是因为水这种物质具有比热容
大的特性.某房间一段时间内循环流动的水质量为1000kg,进水温度为$55°\mathrm{C}$,出水温度为$40°\mathrm{C}$.在这段时间内水向外放热$6.3×10^7$
J.[水的比热容$c=4.2×10^{3}\mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]答案
14.热传递 比热容 $6.3×10^7$
解析
【分析】
我们逐个梳理三个空的解题思路：第一空，先回忆改变内能的两种方式：做功和热传递，本题里地面温度高于室内空气温度，热量从高温地面向低温空气转移，没有做功过程，由此可判断供暖方式。第二空，取暖介质的核心要求是相同质量下，降低相同温度能释放更多热量，结合水的物理特性，对应比热容相关知识点即可得出答案。第三空，已知水的质量、初末温度、水的比热容，直接套用放热计算公式Q放=cmΔt，先算出水的降温差值，再代入数值运算就能得到水放出的热量。
【解析】
1. 第一空：地面和室内空气存在温度差，热量从高温地面转移到低温室内，属于能量的转移过程，因此地面是以热传递的方式向室内供暖。
2. 第二空：水的比热容大，和相同质量的其他物质相比，降低相同温度时可以放出更多的热量，取暖效果更优，因此选择水作为循环媒介。
3. 第三空：水的温度变化量Δt = 55℃ - 40℃ = 15℃，代入放热公式计算：
$Q_{放}=cmΔt=4.2×10^3\mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×1000\mathrm{kg}×15℃=6.3×10^7\mathrm{J}$
【答案】
热传递 比热容 $6.3×10^7$
【知识点】
热传递改变内能、水的比热容特性、热量计算
【点评】
本题结合生活中常见的水地暖场景考察热学基础内容，贴合实际应用，整体难度低，属于热学的常规基础考题，解题时注意计算放热的温度差是进水温度减去出水温度，避免数值计算错误即可顺利得分。
【难度系数】
0.8
我们逐个梳理三个空的解题思路：第一空，先回忆改变内能的两种方式：做功和热传递，本题里地面温度高于室内空气温度，热量从高温地面向低温空气转移，没有做功过程，由此可判断供暖方式。第二空，取暖介质的核心要求是相同质量下，降低相同温度能释放更多热量，结合水的物理特性，对应比热容相关知识点即可得出答案。第三空，已知水的质量、初末温度、水的比热容，直接套用放热计算公式Q放=cmΔt，先算出水的降温差值，再代入数值运算就能得到水放出的热量。
【解析】
1. 第一空：地面和室内空气存在温度差，热量从高温地面转移到低温室内，属于能量的转移过程，因此地面是以热传递的方式向室内供暖。
2. 第二空：水的比热容大，和相同质量的其他物质相比，降低相同温度时可以放出更多的热量，取暖效果更优，因此选择水作为循环媒介。
3. 第三空：水的温度变化量Δt = 55℃ - 40℃ = 15℃，代入放热公式计算：
$Q_{放}=cmΔt=4.2×10^3\mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×1000\mathrm{kg}×15℃=6.3×10^7\mathrm{J}$
【答案】
热传递 比热容 $6.3×10^7$
【知识点】
热传递改变内能、水的比热容特性、热量计算
【点评】
本题结合生活中常见的水地暖场景考察热学基础内容，贴合实际应用，整体难度低，属于热学的常规基础考题，解题时注意计算放热的温度差是进水温度减去出水温度，避免数值计算错误即可顺利得分。
【难度系数】
0.8
15. 在比较不同燃料热值的实验中,小明利用如图所示完全相同的两套实验装置,分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙,点燃后对质量都为100g和初温都为$20°\mathrm{C}$的水加热,燃烧相同时间后,用燃料甲加热后的水温度为$30°\mathrm{C}$,另一杯水温度为$24°\mathrm{C}$.此过程水的内能
增大
(填“增大”或“减小”),此时不能
(填“能”或“不能”)说明燃料甲的热值较大.理由是相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等
.答案
15.增大 不能 相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等
解析
【分析】
首先思考第一空的内能变化：水被加热时吸收热量，通过热传递的方式获得能量，温度升高，因此内能必然增大。接下来思考第二空的热值比较问题：要比较两种燃料的热值，根据热值的定义，需要控制两种燃料燃烧掉的质量相等，才能通过水升温的多少判断燃料放出热量的多少，进而比较热值大小。题目中仅说明燃烧了相同时间，不同燃料的燃烧速率不一定相同，相同时间内消耗的燃料质量并不一定相等，因此无法直接通过当前的水温差异判断燃料甲的热值更大。
【解析】
1. 对水加热的过程中，水吸收燃烧释放的热量，温度升高，水分子热运动的剧烈程度提升，因此水的内能增大。
2. 热值的物理定义是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，要通过该实验比较两种燃料的热值，必须保证两种燃料消耗的质量相等，才能通过水升温的幅度判断燃料放出热量的多少，进而对比热值。本实验仅控制了燃料的燃烧时间相同，没有保证相同时间内两种燃料燃烧消耗的质量相等，因此此时不能说明燃料甲的热值较大。
【答案】
增大；不能；相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等
【知识点】
内能的改变；热值探究；控制变量法
【点评】
本题是热值探究实验的典型易错题，重点考察对实验控制逻辑的理解，不少同学会默认燃烧相同时间就代表消耗燃料质量相等，忽略不同燃料的燃烧速率存在差异，没有紧扣热值定义明确实验的控制要求，解题时要注意区分“燃烧相同时间”和“消耗相同质量燃料”的不同。
【难度系数】
0.6
首先思考第一空的内能变化：水被加热时吸收热量，通过热传递的方式获得能量，温度升高，因此内能必然增大。接下来思考第二空的热值比较问题：要比较两种燃料的热值，根据热值的定义，需要控制两种燃料燃烧掉的质量相等，才能通过水升温的多少判断燃料放出热量的多少，进而比较热值大小。题目中仅说明燃烧了相同时间，不同燃料的燃烧速率不一定相同，相同时间内消耗的燃料质量并不一定相等，因此无法直接通过当前的水温差异判断燃料甲的热值更大。
【解析】
1. 对水加热的过程中，水吸收燃烧释放的热量，温度升高，水分子热运动的剧烈程度提升，因此水的内能增大。
2. 热值的物理定义是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，要通过该实验比较两种燃料的热值，必须保证两种燃料消耗的质量相等，才能通过水升温的幅度判断燃料放出热量的多少，进而对比热值。本实验仅控制了燃料的燃烧时间相同，没有保证相同时间内两种燃料燃烧消耗的质量相等，因此此时不能说明燃料甲的热值较大。
【答案】
增大；不能；相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等
【知识点】
内能的改变；热值探究；控制变量法
【点评】
本题是热值探究实验的典型易错题，重点考察对实验控制逻辑的理解，不少同学会默认燃烧相同时间就代表消耗燃料质量相等，忽略不同燃料的燃烧速率存在差异，没有紧扣热值定义明确实验的控制要求，解题时要注意区分“燃烧相同时间”和“消耗相同质量燃料”的不同。
【难度系数】
0.6
三、解答题
16. 如图所示，在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，小球从斜面某位置由静止开始滚下，撞击水平面上的木块.
(1)实验中通过观察
(2)为了探究动能大小与速度的关系，应选择
(3)让质量不同的小球A和$B(m_A＜ m_B)$从同一斜面的同一高度由静止开始滚下，通过比较甲、乙两图实验现象得出的结论是
(4)实验中，为保证较好的实验效果，除了适当减小木块的质量之外，你认为还可以采取
16. 如图所示，在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，小球从斜面某位置由静止开始滚下，撞击水平面上的木块.
(1)实验中通过观察
木块被推动的距离
来判断小球动能的大小.(2)为了探究动能大小与速度的关系，应选择
甲、丙
两个图进行比较.(3)让质量不同的小球A和$B(m_A＜ m_B)$从同一斜面的同一高度由静止开始滚下，通过比较甲、乙两图实验现象得出的结论是
当速度一定时，质量越大，动能越大
.(4)实验中，为保证较好的实验效果，除了适当减小木块的质量之外，你认为还可以采取
适当减小水平面的粗糙程度
的方法.(写出一种即可)答案
16.(1)木块被推动的距离
(2)甲、丙
(3)当速度一定时，质量越大，动能越大
(4)适当减小水平面的粗糙程度
(2)甲、丙
(3)当速度一定时，质量越大，动能越大
(4)适当减小水平面的粗糙程度
解析
【分析】
这道题是探究物体动能大小影响因素的经典实验题，核心用到转换法和控制变量法两种实验思想：
1. 第一问：动能是无法直接观测的物理量，我们需要将它的大小转化为容易观察的宏观现象，小球撞击木块时对木块做功，动能越大，能推动木块移动的距离就越远，所以可以通过木块被推动的距离间接判断动能大小。
2. 第二问：探究动能和速度的关系时，根据控制变量法，需要保证小球的质量完全相同，只改变小球到达水平面时的速度，也就是让同一个小球从斜面不同高度由静止释放，对比三个图，甲和丙用的是同一个小球A，释放高度不同，到达水平面的速度不同，符合实验要求。
3. 第三问：甲、乙两图中，两个小球从同一斜面同一高度释放，到达水平面时的速度是相同的，小球质量m_A＜m_B，乙图中木块被推动的距离更远，说明质量更大的B球动能更大，由此推导对应结论。
4. 第四问：要提升实验效果，就是让木块移动的距离差异更明显，除了减小木块质量，还可以通过减小水平面的摩擦力、适当增大小球释放高度等方式实现。
【解析】
(1) 实验中利用转换法，将小球动能的大小转换为木块被撞击后移动的距离，木块被推得越远，说明小球的动能越大。
(2) 探究动能大小与速度的关系时，需控制小球质量相同，改变小球到达水平面的速度，选择同一小球从不同高度滑下，因此选甲、丙两图。
(3) 质量不同的小球从同一斜面同一高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度相同，质量越大的小球推动木块移动的距离越远，因此可得对应结论。
(4) 适当减小水平面的粗糙程度，可以减小木块受到的摩擦力，让木块被推动的距离更远，实验现象更明显，能有效提升实验效果。
【答案】
(1) 木块被推动的距离
(2) 甲、丙
(3) 当速度一定时，质量越大，动能越大
(4) 适当减小水平面的粗糙程度
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题属于探究动能影响因素的基础实验题，重点考察了物理实验中最常用的转换法和控制变量法的应用，同时结合实验操作优化的设问，引导学生理解实验设计的底层逻辑，需要准确把握控制变量的前提条件，避免混淆不同探究方向的变量控制要求。
【难度系数】
0.8
这道题是探究物体动能大小影响因素的经典实验题，核心用到转换法和控制变量法两种实验思想：
1. 第一问：动能是无法直接观测的物理量，我们需要将它的大小转化为容易观察的宏观现象，小球撞击木块时对木块做功，动能越大，能推动木块移动的距离就越远，所以可以通过木块被推动的距离间接判断动能大小。
2. 第二问：探究动能和速度的关系时，根据控制变量法，需要保证小球的质量完全相同，只改变小球到达水平面时的速度，也就是让同一个小球从斜面不同高度由静止释放，对比三个图，甲和丙用的是同一个小球A，释放高度不同，到达水平面的速度不同，符合实验要求。
3. 第三问：甲、乙两图中，两个小球从同一斜面同一高度释放，到达水平面时的速度是相同的，小球质量m_A＜m_B，乙图中木块被推动的距离更远，说明质量更大的B球动能更大，由此推导对应结论。
4. 第四问：要提升实验效果，就是让木块移动的距离差异更明显，除了减小木块质量，还可以通过减小水平面的摩擦力、适当增大小球释放高度等方式实现。
【解析】
(1) 实验中利用转换法，将小球动能的大小转换为木块被撞击后移动的距离，木块被推得越远，说明小球的动能越大。
(2) 探究动能大小与速度的关系时，需控制小球质量相同，改变小球到达水平面的速度，选择同一小球从不同高度滑下，因此选甲、丙两图。
(3) 质量不同的小球从同一斜面同一高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度相同，质量越大的小球推动木块移动的距离越远，因此可得对应结论。
(4) 适当减小水平面的粗糙程度，可以减小木块受到的摩擦力，让木块被推动的距离更远，实验现象更明显，能有效提升实验效果。
【答案】
(1) 木块被推动的距离
(2) 甲、丙
(3) 当速度一定时，质量越大，动能越大
(4) 适当减小水平面的粗糙程度
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题属于探究动能影响因素的基础实验题，重点考察了物理实验中最常用的转换法和控制变量法的应用，同时结合实验操作优化的设问，引导学生理解实验设计的底层逻辑，需要准确把握控制变量的前提条件，避免混淆不同探究方向的变量控制要求。
【难度系数】
0.8
17. 在“探究不同物质吸热升温特点”的实验中,小明用同一装置根据图甲所示方式给相同质量的水和食用油加热.
(1)实验中,通过
(2)实验后发现水的比热容较大,要使水和食用油升高相同的温度,就要给
(3)根据实验数据作出两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示.其中吸热本领较强的是图线
(1)实验中,通过
加热时间长短
(填“温度升高的多少”或“加热时间长短”)来比较液体吸收的热量.(2)实验后发现水的比热容较大,要使水和食用油升高相同的温度,就要给
水
加热更长的时间,此过程中水吸收的热量大于
(填“大于”“等于”或“小于”)食用油吸收的热量.(3)根据实验数据作出两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示.其中吸热本领较强的是图线
A
(填“A”或“B”)对应的液体;它们的比热容之比 $c_A:c_B=$$9:4$
.答案
17.(1)加热时间长短
(2)水 大于
(3)A $9:4$
(2)水 大于
(3)A $9:4$
解析
【分析】
这是探究不同物质吸热升温特性的典型实验题，解题思路可以按三步梳理：
1. 第一问：实验使用同一个红外加热器，相同时间内两种液体吸收的热量完全相等，我们不需要直接测量热量，利用转换法，就可以通过加热时间的长短间接反映液体吸收热量的多少。
2. 第二问：结合吸热公式Q=cmΔt分析，当两种液体质量相同、升高的温度相同时，比热容越大的物质，需要吸收的热量就越多，已知水的比热容更大，因此对应加热时间更长，吸收的热量也更多。
3. 第三问：吸热本领强的物质比热容更大，升高相同温度时需要的加热时间更长，对应图像里的A线。再结合图像给出的时间、温度变化的比例关系，代入吸热公式就可以算出两种物质的比热容比值。
【解析】
(1) 实验中同一红外灯在相同时间内释放的热量相同，水和食用油相同时间内吸收的热量相等，因此通过加热时间长短来比较液体吸收的热量，这是转换法的应用。
(2) 根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，质量相等的水和食用油，升高相同温度时，水的比热容更大，因此水吸收的热量更多，需要给水加热更长的时间，此过程中水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
(3) 比热容越大，物质的吸热本领越强。观察图乙，升高到相同的末温时，A对应的液体加热时间更长，吸收的热量更多，因此A的吸热本领更强。
设加热器单位时间提供的热量为q，两种液体质量均为m，最终末温相同，由图中坐标比例可得：A的加热时间$t_A$与B的加热时间$t_B$之比为3:2，A的温度变化量$\Delta t_A$与B的温度变化量$\Delta t_B$之比为2:3。代入$c=\frac{Q}{m\Delta t}=\frac{qt}{m\Delta t}$，可得：
$\frac{c_A}{c_B}=\frac{\frac{qt_A}{m\Delta t_A}}{\frac{qt_B}{m\Delta t_B}}=\frac{t_A · \Delta t_B}{t_B · \Delta t_A}=\frac{3×3}{2×2}=\frac{9}{4}$
即$c_A:c_B=9:4$。
【答案】
(1) 加热时间长短
(2) 水 大于
(3) A $9:4$
【知识点】
比热容探究实验，转换法，吸热公式计算
【点评】
本题是比热容实验的高频基础考题，前两问侧重考察实验原理的理解，难度较低；第三问需要注意两种液体初温不同，不能直接用温度变化的反比计算比热容，要结合加热时间的比例推导，是本题的易错点。
【难度系数】
0.6
这是探究不同物质吸热升温特性的典型实验题，解题思路可以按三步梳理：
1. 第一问：实验使用同一个红外加热器，相同时间内两种液体吸收的热量完全相等，我们不需要直接测量热量，利用转换法，就可以通过加热时间的长短间接反映液体吸收热量的多少。
2. 第二问：结合吸热公式Q=cmΔt分析，当两种液体质量相同、升高的温度相同时，比热容越大的物质，需要吸收的热量就越多，已知水的比热容更大，因此对应加热时间更长，吸收的热量也更多。
3. 第三问：吸热本领强的物质比热容更大，升高相同温度时需要的加热时间更长，对应图像里的A线。再结合图像给出的时间、温度变化的比例关系，代入吸热公式就可以算出两种物质的比热容比值。
【解析】
(1) 实验中同一红外灯在相同时间内释放的热量相同，水和食用油相同时间内吸收的热量相等，因此通过加热时间长短来比较液体吸收的热量，这是转换法的应用。
(2) 根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，质量相等的水和食用油，升高相同温度时，水的比热容更大，因此水吸收的热量更多，需要给水加热更长的时间，此过程中水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
(3) 比热容越大，物质的吸热本领越强。观察图乙，升高到相同的末温时，A对应的液体加热时间更长，吸收的热量更多，因此A的吸热本领更强。
设加热器单位时间提供的热量为q，两种液体质量均为m，最终末温相同，由图中坐标比例可得：A的加热时间$t_A$与B的加热时间$t_B$之比为3:2，A的温度变化量$\Delta t_A$与B的温度变化量$\Delta t_B$之比为2:3。代入$c=\frac{Q}{m\Delta t}=\frac{qt}{m\Delta t}$，可得：
$\frac{c_A}{c_B}=\frac{\frac{qt_A}{m\Delta t_A}}{\frac{qt_B}{m\Delta t_B}}=\frac{t_A · \Delta t_B}{t_B · \Delta t_A}=\frac{3×3}{2×2}=\frac{9}{4}$
即$c_A:c_B=9:4$。
【答案】
(1) 加热时间长短
(2) 水 大于
(3) A $9:4$
【知识点】
比热容探究实验，转换法，吸热公式计算
【点评】
本题是比热容实验的高频基础考题，前两问侧重考察实验原理的理解，难度较低；第三问需要注意两种液体初温不同，不能直接用温度变化的反比计算比热容，要结合加热时间的比例推导，是本题的易错点。
【难度系数】
0.6
