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3 新趋势 教材P42素材改编 如图(a)所示为“观察不同物质吸热升温现象”实验装置。将质量相同的甲、乙液体分别放在两个瓷盘中，用红外灯均匀照射两个瓷盘，再分别测出甲、乙液体的温度。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4 min，这段时间，从图(b)可以看到，甲液体升温比乙液体快，这段时间，甲吸收的热量
(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
(4) 甲、乙两种液体的比热容之比是
(5) 同时开始加热到第4 min，这段时间，甲的比热容与升高温度的乘积
(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
温度计
。(2) 同时开始加热到第4 min，这段时间，从图(b)可以看到，甲液体升温比乙液体快，这段时间，甲吸收的热量
等于
(大于/等于/小于)乙吸收的热量。(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
升高的温度
可以判断它们吸热能力的强弱。从图(b)可知，乙
物质吸热能力更强。(4) 甲、乙两种液体的比热容之比是
1:2
。(5) 同时开始加热到第4 min，这段时间，甲的比热容与升高温度的乘积
等于
(大于/等于/小于)乙的比热容与升高温度的乘积。答案
3.(1) 温度计 (2) 等于 (3) 升高的温度 乙 (4) 1:2 (5) 等于
解析
【分析】
本题围绕“探究不同物质吸热升温现象”的实验展开，需结合实验原理、控制变量法和比热容公式分析各问题：
(1) 实验需测量液体温度，因此除秒表、天平外，还需温度计；
(2) 相同热源相同时间放出热量相同，故甲、乙吸收热量相等；
(3) 质量相同、吸热相同（加热时间相同）时，通过升高温度判断吸热能力，升温小的吸热能力强；
(4) 利用热量公式Q=cmΔt，Q、m相同时，c与Δt成反比，计算比热容之比；
(5) 由Q=cmΔt，Q、m相同，故cmΔt的乘积相等。
【解析】
(1) 实验中需要测量液体的温度，因此除了测量时间的秒表、测量质量的天平外，还需要测量温度的工具——温度计，故填温度计。
(2) 实验中用红外灯均匀照射，相同时间内甲、乙吸收的热量相等，因为加热时间均为4min，热源相同，放出的热量相同，所以甲吸收的热量等于乙吸收的热量，故填等于。
(3) 质量相同的不同物质，加热相同时间（吸收的热量相同），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)，4min时，甲升高温度Δt甲=60℃-20℃=40℃，乙升高温度Δt乙=30℃-10℃=20℃，乙升高温度更小，故乙的吸热能力更强，依次填升高的温度、乙。
(4) 根据热量公式Q=cmΔt，甲、乙质量m相同，加热时间相同则吸收的热量Q相同，因此比热容c与升高的温度Δt成反比。Δt甲=40℃，Δt乙=20℃，故c甲/c乙=Δt乙/Δt甲=20℃/40℃=1/2，即比热容之比为1:2。
(5) 由Q=cmΔt，甲、乙的Q相同、m相同，因此cmΔt=Q，所以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、吸热能力、热量计算
【点评】
本题考查探究物质吸热能力的实验，核心是控制变量法和比热容公式的应用，需理解实验中“相同时间吸热相同”的特点，结合图像分析温度变化，是热学的基础考点，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究不同物质吸热升温现象”的实验展开，需结合实验原理、控制变量法和比热容公式分析各问题：
(1) 实验需测量液体温度，因此除秒表、天平外，还需温度计；
(2) 相同热源相同时间放出热量相同，故甲、乙吸收热量相等；
(3) 质量相同、吸热相同（加热时间相同）时，通过升高温度判断吸热能力，升温小的吸热能力强；
(4) 利用热量公式Q=cmΔt，Q、m相同时，c与Δt成反比，计算比热容之比；
(5) 由Q=cmΔt，Q、m相同，故cmΔt的乘积相等。
【解析】
(1) 实验中需要测量液体的温度，因此除了测量时间的秒表、测量质量的天平外，还需要测量温度的工具——温度计，故填温度计。
(2) 实验中用红外灯均匀照射，相同时间内甲、乙吸收的热量相等，因为加热时间均为4min，热源相同，放出的热量相同，所以甲吸收的热量等于乙吸收的热量，故填等于。
(3) 质量相同的不同物质，加热相同时间（吸收的热量相同），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)，4min时，甲升高温度Δt甲=60℃-20℃=40℃，乙升高温度Δt乙=30℃-10℃=20℃，乙升高温度更小，故乙的吸热能力更强，依次填升高的温度、乙。
(4) 根据热量公式Q=cmΔt，甲、乙质量m相同，加热时间相同则吸收的热量Q相同，因此比热容c与升高的温度Δt成反比。Δt甲=40℃，Δt乙=20℃，故c甲/c乙=Δt乙/Δt甲=20℃/40℃=1/2，即比热容之比为1:2。
(5) 由Q=cmΔt，甲、乙的Q相同、m相同，因此cmΔt=Q，所以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、吸热能力、热量计算
【点评】
本题考查探究物质吸热能力的实验，核心是控制变量法和比热容公式的应用，需理解实验中“相同时间吸热相同”的特点，结合图像分析温度变化，是热学的基础考点，难度适中。
【难度系数】
0.5
4为了比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验。实验装置完全相同，燃料的质量、烧杯内水的初温和质量也都相同。实验中忽略热量的散失，已知两种燃料燃烧时均匀放热。
（1）实验中还应控制燃料燃烧的
（2）燃料烧完后，画出被加热水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由此可知，燃料1燃烧10 min放出的热量
（3）燃料1与燃料2的热值之比为
（4）燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率是燃料2的燃烧率的
（1）实验中还应控制燃料燃烧的
质量
（时间/质量）相同。（2）燃料烧完后，画出被加热水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由此可知，燃料1燃烧10 min放出的热量
大于
（大于/等于/小于）燃料2燃烧15 min放出的热量。（3）燃料1与燃料2的热值之比为
8:3
。（4）燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率是燃料2的燃烧率的
4
倍。答案
4.(1) 质量 (2) 大于 (3) 8:3 (4) 4
解析
【分析】
本题是探究不同燃料放热能力（热值）的实验，需运用控制变量法，结合热量公式、热值和燃烧率的定义解题。
（1）比较不同燃料的放热能力，需控制燃料的质量相同，因为热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，所以要保证燃料质量一致。
（2）实验中忽略热量散失，燃料放出的热量等于水吸收的热量，水的质量和比热容相同，根据温度变化可判断水吸收的热量，进而比较燃料放出的热量。
（3）热值公式为$ q=\frac{Q_{放}}{m} $，燃料质量相同，热值之比等于总放热之比，总放热由水吸收的热量（$ Q_{吸}=cm\Delta t $）计算。
（4）燃烧率是放出热量与燃烧时间的比值，分别计算两种燃料的燃烧率后求比值即可。
【解析】
（1）为比较不同燃料燃烧放热能力，根据控制变量法，需控制燃料的质量相同，故填“质量”。
（2）烧杯内水的质量$ m_{水} $、比热容$ c $相同，忽略热量散失时，燃料放出的热量$ Q_{放}=Q_{吸}=cm_{水}\Delta t $。燃料1燃烧10min时，水的温度从20℃升至100℃，$ \Delta t_1=100℃-20℃=80℃ $，水吸收的热量$ Q_{吸1}=cm_{水}×80℃ $；燃料2燃烧15min时，水的温度从20℃升至80℃，$ \Delta t_2=80℃-20℃=60℃ $，水吸收的热量$ Q_{吸2}=cm_{水}×60℃ $。因此燃料1燃烧10min放出的热量$ Q_{放1}=Q_{吸1} $，燃料2燃烧15min放出的热量$ Q_{放2}=Q_{吸2} $，故$ Q_{放1}＞Q_{放2} $，填“大于”。
（3）燃料1完全燃烧放出的总热量$ Q_1=cm_{水}×(100℃-20℃)=80cm_{水} $；燃料2完全燃烧放出的总热量$ Q_2=cm_{水}×(80℃-20℃)=60cm_{水} $。两种燃料质量相同，由$ q=\frac{Q}{m} $得，$ \frac{q_1}{q_2}=\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{80cm_{水}}{60cm_{水}}=\frac{8}{3} $，即热值之比为$ 8:3 $。
（4）由图丙可知，燃料1的燃烧时间$ t_1=5min $，燃烧率$ \eta_1=\frac{Q_1}{t_1}=\frac{80cm_{水}}{5}=16cm_{水} $；燃料2的燃烧时间$ t_2=15min $，燃烧率$ \eta_2=\frac{Q_2}{t_2}=\frac{60cm_{水}}{15}=4cm_{水} $。则$ \frac{\eta_1}{\eta_2}=\frac{16cm_{水}}{4cm_{水}}=4 $，即燃料1的燃烧率是燃料2的4倍。
【答案】
(1) 质量 (2) 大于 (3) 8:3 (4) 4
【知识点】
热值、热量计算、控制变量法
【点评】
本题结合热值探究实验，考查控制变量法的应用、热量公式的计算及热值和燃烧率的理解，需准确分析图像中温度变化对应的热量变化，理清各物理量间的关系，是中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5
本题是探究不同燃料放热能力（热值）的实验，需运用控制变量法，结合热量公式、热值和燃烧率的定义解题。
（1）比较不同燃料的放热能力，需控制燃料的质量相同，因为热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，所以要保证燃料质量一致。
（2）实验中忽略热量散失，燃料放出的热量等于水吸收的热量，水的质量和比热容相同，根据温度变化可判断水吸收的热量，进而比较燃料放出的热量。
（3）热值公式为$ q=\frac{Q_{放}}{m} $，燃料质量相同，热值之比等于总放热之比，总放热由水吸收的热量（$ Q_{吸}=cm\Delta t $）计算。
（4）燃烧率是放出热量与燃烧时间的比值，分别计算两种燃料的燃烧率后求比值即可。
【解析】
（1）为比较不同燃料燃烧放热能力，根据控制变量法，需控制燃料的质量相同，故填“质量”。
（2）烧杯内水的质量$ m_{水} $、比热容$ c $相同，忽略热量散失时，燃料放出的热量$ Q_{放}=Q_{吸}=cm_{水}\Delta t $。燃料1燃烧10min时，水的温度从20℃升至100℃，$ \Delta t_1=100℃-20℃=80℃ $，水吸收的热量$ Q_{吸1}=cm_{水}×80℃ $；燃料2燃烧15min时，水的温度从20℃升至80℃，$ \Delta t_2=80℃-20℃=60℃ $，水吸收的热量$ Q_{吸2}=cm_{水}×60℃ $。因此燃料1燃烧10min放出的热量$ Q_{放1}=Q_{吸1} $，燃料2燃烧15min放出的热量$ Q_{放2}=Q_{吸2} $，故$ Q_{放1}＞Q_{放2} $，填“大于”。
（3）燃料1完全燃烧放出的总热量$ Q_1=cm_{水}×(100℃-20℃)=80cm_{水} $；燃料2完全燃烧放出的总热量$ Q_2=cm_{水}×(80℃-20℃)=60cm_{水} $。两种燃料质量相同，由$ q=\frac{Q}{m} $得，$ \frac{q_1}{q_2}=\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{80cm_{水}}{60cm_{水}}=\frac{8}{3} $，即热值之比为$ 8:3 $。
（4）由图丙可知，燃料1的燃烧时间$ t_1=5min $，燃烧率$ \eta_1=\frac{Q_1}{t_1}=\frac{80cm_{水}}{5}=16cm_{水} $；燃料2的燃烧时间$ t_2=15min $，燃烧率$ \eta_2=\frac{Q_2}{t_2}=\frac{60cm_{水}}{15}=4cm_{水} $。则$ \frac{\eta_1}{\eta_2}=\frac{16cm_{水}}{4cm_{水}}=4 $，即燃料1的燃烧率是燃料2的4倍。
【答案】
(1) 质量 (2) 大于 (3) 8:3 (4) 4
【知识点】
热值、热量计算、控制变量法
【点评】
本题结合热值探究实验，考查控制变量法的应用、热量公式的计算及热值和燃烧率的理解，需准确分析图像中温度变化对应的热量变化，理清各物理量间的关系，是中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5
