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21. 如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是20 g。
（1）① 比较不同物质的比热容，应选择
② 在两只烧杯中应分别装入
（2）① 比较不同燃料的热值，应选择
② 两种燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过
③ 若已知液体a是水，先计算出水吸收的热量，再计算出燃料的热值，计算结果是
（1）① 比较不同物质的比热容，应选择
甲、丙
两图。② 在两只烧杯中应分别装入
质量
（质量/体积）相等的液体；通过比较加热时间
（温度计上升的示数/加热时间）来反映两种液体吸收热量的多少。（2）① 比较不同燃料的热值，应选择
甲、乙
两图进行实验。② 两种燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过
温度计上升的示数
（温度计上升的示数/加热时间）来反映的。③ 若已知液体a是水，先计算出水吸收的热量，再计算出燃料的热值，计算结果是
偏小
的（不变/偏大/偏小），理由是热量会散失一部分
。答案
21. (1) 甲、丙 质量 加热时间 (2) 甲、乙 温度计上升的示数 偏小 热量会散失一部分
解析
【分析】
要解决这道题，需结合控制变量法和转换法分析比热容、热值的探究实验：
1. 比较不同物质的比热容时，需控制燃料相同（保证相同时间放热一致），改变液体种类，因此选甲、丙两图；同时液体质量需相等，根据公式Q=cmΔt，控制质量相同才能通过温度变化量比较比热容；用加热时间反映液体吸收热量的多少，因为相同燃料相同时间放热相同，加热时间越长，液体吸热越多。
2. 比较不同燃料的热值时，需控制液体相同，改变燃料种类，因此选甲、乙两图；燃料完全燃烧放热给液体，液体温度计上升的示数可间接反映燃料放热的多少（转换法）。
3. 计算燃料热值时，燃料燃烧放出的热量会部分散失到空气中、被容器吸收，未全部被液体吸收，因此计算出的热值偏小。
【解析】
（1）① 比较不同物质的比热容，需控制燃料相同、液体种类不同，故选择甲、丙两图；
② 根据控制变量法，两只烧杯中应装入质量相等的液体；相同燃料在相同时间内放出的热量相同，因此通过加热时间反映液体吸收热量的多少；
（2）① 比较不同燃料的热值，需控制液体相同、燃料种类不同，故选择甲、乙两图；
② 燃料完全燃烧放出的热量被液体吸收，液体温度变化越大，说明燃料放热越多，因此通过温度计上升的示数反映放热多少；
③ 燃料燃烧放出的热量会散失到空气中、被容器吸收，没有全部被液体吸收，因此计算出的燃料热值偏小。
【答案】
(1) 甲、丙 质量 加热时间 (2) 甲、乙 温度计上升的示数 偏小 热量会散失一部分
【知识点】
比热容的探究实验、热值的探究实验、控制变量法
【点评】
本题考查比热容和热值的探究实验，核心是控制变量法和转换法的应用，易错点在于热值计算时的热量散失分析，属于初中物理热学的基础实验题，需明确两个实验的变量控制逻辑。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合控制变量法和转换法分析比热容、热值的探究实验：
1. 比较不同物质的比热容时，需控制燃料相同（保证相同时间放热一致），改变液体种类，因此选甲、丙两图；同时液体质量需相等，根据公式Q=cmΔt，控制质量相同才能通过温度变化量比较比热容；用加热时间反映液体吸收热量的多少，因为相同燃料相同时间放热相同，加热时间越长，液体吸热越多。
2. 比较不同燃料的热值时，需控制液体相同，改变燃料种类，因此选甲、乙两图；燃料完全燃烧放热给液体，液体温度计上升的示数可间接反映燃料放热的多少（转换法）。
3. 计算燃料热值时，燃料燃烧放出的热量会部分散失到空气中、被容器吸收，未全部被液体吸收，因此计算出的热值偏小。
【解析】
（1）① 比较不同物质的比热容，需控制燃料相同、液体种类不同，故选择甲、丙两图；
② 根据控制变量法，两只烧杯中应装入质量相等的液体；相同燃料在相同时间内放出的热量相同，因此通过加热时间反映液体吸收热量的多少；
（2）① 比较不同燃料的热值，需控制液体相同、燃料种类不同，故选择甲、乙两图；
② 燃料完全燃烧放出的热量被液体吸收，液体温度变化越大，说明燃料放热越多，因此通过温度计上升的示数反映放热多少；
③ 燃料燃烧放出的热量会散失到空气中、被容器吸收，没有全部被液体吸收，因此计算出的燃料热值偏小。
【答案】
(1) 甲、丙 质量 加热时间 (2) 甲、乙 温度计上升的示数 偏小 热量会散失一部分
【知识点】
比热容的探究实验、热值的探究实验、控制变量法
【点评】
本题考查比热容和热值的探究实验，核心是控制变量法和转换法的应用，易错点在于热值计算时的热量散失分析，属于初中物理热学的基础实验题，需明确两个实验的变量控制逻辑。
【难度系数】
0.5
22. (潍坊中考)某建筑工地上,起重机在10 s内将质量为2.15 t的重物沿竖直方向匀速提升6 m,此过程起重机消耗柴油0.01 kg。柴油的热值$q=4.3×10^7$ J/kg,$g$取10 N/kg。
(1) 求重物上升的速度。
(2) 求起重机提升重物的功率。
(3) 若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率,用字母$\eta$表示,求起重机的提升效率。
(1) 求重物上升的速度。
(2) 求起重机提升重物的功率。
(3) 若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率,用字母$\eta$表示,求起重机的提升效率。
答案
22. (1) 重物上升的速度 $v=\frac{s}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.6\ \mathrm{m/s}$
(2) 起重机对重物所做的有用功$W_{有用}=Gh=mgh=2.15×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×6\ \mathrm{m}=1.29×10^5\ \mathrm{J}$,则起重机提升重物的功率$P=\frac{W_{有用}}{t}=\frac{1.29×10^5\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=1.29×10^4\ \mathrm{W}$
(3) 消耗的柴油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=m_{柴油}q=0.01\ \mathrm{kg}×4.3×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.3×10^5\ \mathrm{J}$,则起重机的提升效率$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.29×10^5\ \mathrm{J}}{4.3×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=30\%$
(2) 起重机对重物所做的有用功$W_{有用}=Gh=mgh=2.15×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×6\ \mathrm{m}=1.29×10^5\ \mathrm{J}$,则起重机提升重物的功率$P=\frac{W_{有用}}{t}=\frac{1.29×10^5\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=1.29×10^4\ \mathrm{W}$
(3) 消耗的柴油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=m_{柴油}q=0.01\ \mathrm{kg}×4.3×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.3×10^5\ \mathrm{J}$,则起重机的提升效率$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.29×10^5\ \mathrm{J}}{4.3×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=30\%$
解析
【分析】
解决本题需明确各物理量对应的公式：第(1)问求速度，直接用速度定义式$v=\frac{s}{t}$，代入已知路程和时间即可；第(2)问求功率，功率是功与时间的比值，需先算提升重物的有用功（匀速提升时有用功$W_{有用}=Gh=mgh$），再用$P=\frac{W_{有用}}{t}$计算；第(3)问求提升效率，根据题目定义，效率是有用功与柴油完全燃烧放热的比值，先算柴油放热$Q_{放}=m_{柴油}q$，再代入效率公式计算，注意单位统一。
【解析】
(1) 已知重物上升的路程$s=6\ \mathrm{m}$，时间$t=10\ \mathrm{s}$，根据速度公式：
$v=\frac{s}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.6\ \mathrm{m/s}$
(2) 重物质量$m=2.15\ \mathrm{t}=2.15×10^3\ \mathrm{kg}$，匀速提升时拉力等于重力，有用功：
$W_{有用}=Gh=mgh=2.15×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×6\ \mathrm{m}=1.29×10^5\ \mathrm{J}$
起重机提升重物的功率：
$P=\frac{W_{有用}}{t}=\frac{1.29×10^5\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=1.29×10^4\ \mathrm{W}$
(3) 柴油完全燃烧释放的热量：
$Q_{放}=m_{柴油}q=0.01\ \mathrm{kg}×4.3×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.3×10^5\ \mathrm{J}$
根据提升效率定义：
$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.29×10^5\ \mathrm{J}}{4.3×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=30\%$
【答案】
(1) 重物上升的速度为$0.6\ \mathrm{m/s}$；
(2) 起重机提升重物的功率为$1.29×10^4\ \mathrm{W}$；
(3) 起重机的提升效率为$30\%$。
【知识点】
速度计算、功率计算、效率计算
【点评】
本题是力学与热学结合的综合基础题，考查基本公式的应用，涉及质量单位换算，难度不大，只要掌握相关公式并细心计算即可得分，是中考常见的常规题型。
【难度系数】
0.7
解决本题需明确各物理量对应的公式：第(1)问求速度，直接用速度定义式$v=\frac{s}{t}$，代入已知路程和时间即可；第(2)问求功率，功率是功与时间的比值，需先算提升重物的有用功（匀速提升时有用功$W_{有用}=Gh=mgh$），再用$P=\frac{W_{有用}}{t}$计算；第(3)问求提升效率，根据题目定义，效率是有用功与柴油完全燃烧放热的比值，先算柴油放热$Q_{放}=m_{柴油}q$，再代入效率公式计算，注意单位统一。
【解析】
(1) 已知重物上升的路程$s=6\ \mathrm{m}$，时间$t=10\ \mathrm{s}$，根据速度公式：
$v=\frac{s}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.6\ \mathrm{m/s}$
(2) 重物质量$m=2.15\ \mathrm{t}=2.15×10^3\ \mathrm{kg}$，匀速提升时拉力等于重力，有用功：
$W_{有用}=Gh=mgh=2.15×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×6\ \mathrm{m}=1.29×10^5\ \mathrm{J}$
起重机提升重物的功率：
$P=\frac{W_{有用}}{t}=\frac{1.29×10^5\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=1.29×10^4\ \mathrm{W}$
(3) 柴油完全燃烧释放的热量：
$Q_{放}=m_{柴油}q=0.01\ \mathrm{kg}×4.3×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.3×10^5\ \mathrm{J}$
根据提升效率定义：
$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.29×10^5\ \mathrm{J}}{4.3×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=30\%$
【答案】
(1) 重物上升的速度为$0.6\ \mathrm{m/s}$；
(2) 起重机提升重物的功率为$1.29×10^4\ \mathrm{W}$；
(3) 起重机的提升效率为$30\%$。
【知识点】
速度计算、功率计算、效率计算
【点评】
本题是力学与热学结合的综合基础题，考查基本公式的应用，涉及质量单位换算，难度不大，只要掌握相关公式并细心计算即可得分，是中考常见的常规题型。
【难度系数】
0.7
