三、计算题
11.(2025·常州期中)铝壶中盛有2L的水,当壶中的水吸收热量后,水温由$20°\mathrm{C}$升高到$80°\mathrm{C}$.
[水的比热容是$4.2×10^3\mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,煤的热值为$3×10^7\mathrm{J}/\mathrm{kg}$]
(1)求壶中所装水的质量.
(2)求这个过程中水吸收的热量.
(3)若烧水时用煤作燃料,煤炉的效率为20%,求这时需要燃烧煤的质量.

解:(1)由 $\rho=\frac{m}{V}$ 可得,壶中所装水的质量
$m=\rho_{水} V=1.0×10^3 \mathrm{kg/m^3} × 2×10^{-3} \mathrm{m^3}=2\mathrm{kg}.$
(2)水的温度变化 $\Delta t=t-t_0=80°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=60°\mathrm{C},$
这个过程中水吸收的热量
$Q_{吸}=c_{水} m\Delta t=4. 2 × 10^3 \mathrm{J/(kg · ° C)} × 2\mathrm{kg} × 60°\mathrm{C} =5. 04×10^5\mathrm{J}.$
(3)由 $\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$ 可得,煤燃烧放出的热量
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{5. 04×10^5 \mathrm{J}}{20\%}=2. 52×10^6 \mathrm{J},$
由$Q_{放}=mq$可得,需要燃烧煤的质量
$m_{煤}=\frac{Q_{放}}{q_{煤}}=\frac{2. 52×10^6 \mathrm{J}}{3×10^7 \mathrm{J/kg}}=0. 084\mathrm{kg}.$

四、实验探究题
12. 小明所在实验小组在探究“影响动能大小的因素”时做了如下实验，过程如图所示，其中 $ h_1 ＜ h_2 $，虚线位置是木块被撞后滑动一段距离停下的位置。

(1)实验中通过观察木块移动的距离来判断（选填“木块”或“钢球”）的动能大小。
(2)比较甲、乙两图，可以得出动能大小与有关，设图甲中木块克服摩擦力所做的功为 $ W_1 $，图乙中木块克服摩擦力所做的功为 $ W_2 $，则 $ W_1 $ （选填“＞”“＜”或“=”）$ W_2 $。
(3)进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是 $ m_A $ （选填“＞”“＜”或“=”）$ m_B $。为了顺利完成探究，需改进丙图实验，再与乙图实验对比，在不改变木板长度的情况下，以下可行的方法是（填写正确选项前的字母）。
A. 适当增加钢球的高度
B. 适当降低钢球的高度
C. 换用质量较小的钢球
(4)在学习“动能和势能可以相互转化”时，老师用一个很轻的圆柱形盒盖，在内侧粘上一个较重的铁球，如图丁所示，放置在不太陡的斜面上，松开手时，惊奇地发现盒盖向上滚动，在从A位置滚动到B位置过程中，整体的重力势能（选填“增大”“减小”或“不变”）。

12.(1)钢球 (2)速度 ＜ (3)＜ C (4)减小