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7.(数据分析)[福州模拟]取质量相等的酒精和花生米，点燃后分别对80 g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量
不相等
（填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为$1.8×10^6$
J/kg。（不计热量损失）答案
7. 不相等；$1.8×10^6$ 【点拨】利用花生米加热水时,80 g的水吸收的热量$Q_吸=c_水 m_水 \Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80×10^{-3}\ \mathrm{kg}×(52\ ℃-22\ ℃)=1.008×10^4\ \mathrm{J}$,由题意知,5.6 g花生米完全燃烧放出的热量$Q_放=Q_吸=1.008×10^4\ \mathrm{J}$,由$Q_放=mq$知,花生米的热值$q=\frac{Q_放}{m}=\frac{1.008×10^4\ \mathrm{J}}{5.6×10^{-3}\ \mathrm{kg}}=1.8×10^6\ \mathrm{J/kg}$。
解析
【分析】首先，利用转换法判断燃料放出热量的关系：不计热量损失时，燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量；相同质量的水，初温相同，末温不同说明水升高的温度不同，吸收的热量不同，因此燃料放出的热量不同。计算花生米热值时，先通过水吸收热量的公式算出对应热量，再结合热值公式计算即可。
【解析】
1. 判断放出热量是否相等：
水的质量均为80g，初温都是22℃，酒精加热后水温为70℃，花生米加热后水温为52℃，则水升高的温度：
Δt酒精=70℃-22℃=48℃，Δt花生米=52℃-22℃=30℃。
根据Q吸=cmΔt，水的比热容、质量相同，Δt不同，所以水吸收的热量不同；不计热量损失，燃料放出的热量Q放=Q吸，因此质量相等的酒精和花生米充分燃烧放出的热量不相等。
2. 计算花生米的热值：
水的质量m水=80g=0.08kg，花生米的质量m=5.6g=0.0056kg，
水吸收的热量：
Q吸=c水m水Δt花生米=4.2×10³ J/(kg·℃)×0.08kg×30℃=1.008×10⁴ J，
不计热量损失，花生米完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=1.008×10⁴ J，
根据热值公式q=Q放/m，得花生米的热值：
q=1.008×10⁴ J / 0.0056kg=1.8×10⁶ J/kg。
【答案】不相等；1.8×10⁶
【知识点】热量计算、热值计算
【点评】本题通过转换法将燃料放热多少转换为水升高的温度，结合热学基础公式计算，考查学生对热学公式的应用能力，属于基础热学题。
【难度系数】0.7
【解析】
1. 判断放出热量是否相等：
水的质量均为80g，初温都是22℃，酒精加热后水温为70℃，花生米加热后水温为52℃，则水升高的温度：
Δt酒精=70℃-22℃=48℃，Δt花生米=52℃-22℃=30℃。
根据Q吸=cmΔt，水的比热容、质量相同，Δt不同，所以水吸收的热量不同；不计热量损失，燃料放出的热量Q放=Q吸，因此质量相等的酒精和花生米充分燃烧放出的热量不相等。
2. 计算花生米的热值：
水的质量m水=80g=0.08kg，花生米的质量m=5.6g=0.0056kg，
水吸收的热量：
Q吸=c水m水Δt花生米=4.2×10³ J/(kg·℃)×0.08kg×30℃=1.008×10⁴ J，
不计热量损失，花生米完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=1.008×10⁴ J，
根据热值公式q=Q放/m，得花生米的热值：
q=1.008×10⁴ J / 0.0056kg=1.8×10⁶ J/kg。
【答案】不相等；1.8×10⁶
【知识点】热量计算、热值计算
【点评】本题通过转换法将燃料放热多少转换为水升高的温度，结合热学基础公式计算，考查学生对热学公式的应用能力，属于基础热学题。
【难度系数】0.7
8. 某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有托盘天平和
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表，通过分析实验数据，能够得出的结论是
(3)(数据处理)下列是第1组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图像，能正确描述该实验真实情况的图像是
(4)(科学推理)使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是
(5)(装置改进)这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是
(1)在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有托盘天平和
秒表
，加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间长短
来判断的。(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表，通过分析实验数据，能够得出的结论是
质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸收的热量多)
。(3)(数据处理)下列是第1组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图像，能正确描述该实验真实情况的图像是
C
(填字母)。(4)(科学推理)使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是
酒精灯的火焰大小不同
。(5)(装置改进)这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是
保证在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
。答案
8.(1)秒表；加热时间长短 (2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量多) (3)C (4)酒精灯的火焰大小不同 (5)保证在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
解析
【分析】
本题为探究水和煤油吸热能力的实验题，需结合实验原理、控制变量法、比热容特点等分析各问题：
(1) 探究吸热能力需测量加热时间，故除天平外还需秒表；相同热源下，加热时间越长物质吸热越多，因此吸热多少通过加热时间长短判断。
(2) 实验采用控制变量法，控制水和煤油质量相同、升高温度相同，分析加热时间（吸热）的差异得出结论。
(3) 根据比热容特点，水的比热容大，质量相同的水和煤油升高相同温度时，水需要的加热时间更长，对应图像斜率更小，据此选正确图像。
(4) 加热时间偏长，说明相同时间内热源放热少，可能是火焰大小不同导致。
(5) 同一烧杯水浴加热，可保证相同时间内水和煤油吸收热量相同，减少实验误差。
【解析】
(1) 探究水和煤油的吸热能力，需要测量加热时间，因此还需要秒表；实验用相同酒精灯加热，相同时间内酒精灯放热相同，所以水和煤油吸收热量的多少通过加热时间长短判断。
(2) 由实验数据可知，质量相同的水和煤油升高相同温度时，水的加热时间更长，即吸收的热量更多，因此结论为：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同（或质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸收的热量多）。
(3) 水的比热容比煤油大，质量相同的水和煤油吸收相同热量时，水升高的温度更小；升高相同温度时，水需要吸收更多热量（加热时间更长），因此温度-时间图像中，水的温度上升更慢，对应选项C。
(4) 加热时间偏长，说明相同时间内第1组酒精灯放出的热量更少，原因可能是酒精灯的火焰大小不同。
(5) 将装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，采用水浴法，能保证在相同时间内水和煤油吸收的热量相同，使实验更准确。
【答案】
(1)秒表；加热时间长短 (2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量多) (3)C (4)酒精灯的火焰大小不同 (5)保证在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【知识点】
比热容、探究物质吸热能力、控制变量法
【点评】
本题是探究比热容的基础实验题，主要考查实验器材选择、实验结论分析、图像判断、误差分析及装置改进，侧重对实验原理和方法的理解，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题为探究水和煤油吸热能力的实验题，需结合实验原理、控制变量法、比热容特点等分析各问题：
(1) 探究吸热能力需测量加热时间，故除天平外还需秒表；相同热源下，加热时间越长物质吸热越多，因此吸热多少通过加热时间长短判断。
(2) 实验采用控制变量法，控制水和煤油质量相同、升高温度相同，分析加热时间（吸热）的差异得出结论。
(3) 根据比热容特点，水的比热容大，质量相同的水和煤油升高相同温度时，水需要的加热时间更长，对应图像斜率更小，据此选正确图像。
(4) 加热时间偏长，说明相同时间内热源放热少，可能是火焰大小不同导致。
(5) 同一烧杯水浴加热，可保证相同时间内水和煤油吸收热量相同，减少实验误差。
【解析】
(1) 探究水和煤油的吸热能力，需要测量加热时间，因此还需要秒表；实验用相同酒精灯加热，相同时间内酒精灯放热相同，所以水和煤油吸收热量的多少通过加热时间长短判断。
(2) 由实验数据可知，质量相同的水和煤油升高相同温度时，水的加热时间更长，即吸收的热量更多，因此结论为：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同（或质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸收的热量多）。
(3) 水的比热容比煤油大，质量相同的水和煤油吸收相同热量时，水升高的温度更小；升高相同温度时，水需要吸收更多热量（加热时间更长），因此温度-时间图像中，水的温度上升更慢，对应选项C。
(4) 加热时间偏长，说明相同时间内第1组酒精灯放出的热量更少，原因可能是酒精灯的火焰大小不同。
(5) 将装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，采用水浴法，能保证在相同时间内水和煤油吸收的热量相同，使实验更准确。
【答案】
(1)秒表；加热时间长短 (2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量多) (3)C (4)酒精灯的火焰大小不同 (5)保证在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【知识点】
比热容、探究物质吸热能力、控制变量法
【点评】
本题是探究比热容的基础实验题，主要考查实验器材选择、实验结论分析、图像判断、误差分析及装置改进，侧重对实验原理和方法的理解，难度适中。
【难度系数】
0.7
9. (新定义) 下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息，其中太阳辐射功率是指1 h内投射到1 m²面积上的太阳能。求：
(1)水在10 h内吸收的热量。
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气。(天然气的热值为$4.2×10^7$ J/m³，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率。
(1)水在10 h内吸收的热量。
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气。(天然气的热值为$4.2×10^7$ J/m³，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率。
答案
9.【解】(1)水吸收的热量$Q_吸=cm\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}×50\ ℃=2.1×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)由题意知$Q_放=Q_吸=2.1×10^7\ \mathrm{J}$,需要完全燃烧天然气的体积$V=\frac{Q_放}{q}=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J/m^3}}=0.5\ \mathrm{m^3}$。
(3)10 h太阳能热水器吸收的太阳能$Q_{太阳能}=1.68×10^6\ \mathrm{J/(m^2·h)}×2.5\ \mathrm{m^2}×10\ \mathrm{h}=4.2×10^7\ \mathrm{J}$,该太阳能热水器的能量转化效率$\eta=\frac{Q_吸}{Q_{太阳能}}×100\%=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J}}×100\%=50\%$。
(2)由题意知$Q_放=Q_吸=2.1×10^7\ \mathrm{J}$,需要完全燃烧天然气的体积$V=\frac{Q_放}{q}=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J/m^3}}=0.5\ \mathrm{m^3}$。
(3)10 h太阳能热水器吸收的太阳能$Q_{太阳能}=1.68×10^6\ \mathrm{J/(m^2·h)}×2.5\ \mathrm{m^2}×10\ \mathrm{h}=4.2×10^7\ \mathrm{J}$,该太阳能热水器的能量转化效率$\eta=\frac{Q_吸}{Q_{太阳能}}×100\%=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J}}×100\%=50\%$。
解析
【分析】
本题需分三步解决三个问题：①计算水吸收的热量，利用吸热公式$Q_吸=cm\Delta t$，找到对应物理量代入计算；②计算天然气体积，利用天然气燃烧放热公式$Q_放=Vq$，结合$Q_放=Q_吸$的关系变形求解；③计算太阳能热水器的能量转化效率，先求出接收的总太阳能，再用效率公式$\eta=\frac{Q_吸}{Q_总}×100\%$计算。
【解析】
(1) 根据吸热公式计算水吸收的热量：
$Q_吸 = cm\Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 100\ \mathrm{kg} × 50\ ℃ = 2.1×10^7\ \mathrm{J}$。
(2) 天然气完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即$Q_放 = Q_吸 = 2.1×10^7\ \mathrm{J}$，由$Q_放 = Vq$得天然气的体积：
$V = \frac{Q_放}{q} = \frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J/m^3}} = 0.5\ \mathrm{m^3}$。
(3) 10 h内太阳能热水器接收的总太阳能：
$Q_{太阳能} = 1.68×10^6\ \mathrm{J/(m^2·h)} × 2.5\ \mathrm{m^2} × 10\ \mathrm{h} = 4.2×10^7\ \mathrm{J}$，
能量转化效率：
$\eta = \frac{Q_吸}{Q_{太阳能}} × 100\% = \frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J}} × 100\% = 50\%$。
【答案】
(1) $2.1×10^7\ \mathrm{J}$；(2) $0.5\ \mathrm{m^3}$；(3) $50\%$。
【知识点】
热量计算、热值应用、能量效率。
【点评】
本题结合太阳能热水器的实际场景，考查热学基础公式的应用，公式明确、计算简单，是初中热学的典型基础题，能检验学生对相关知识点的掌握程度。
【难度系数】
0.6
本题需分三步解决三个问题：①计算水吸收的热量，利用吸热公式$Q_吸=cm\Delta t$，找到对应物理量代入计算；②计算天然气体积，利用天然气燃烧放热公式$Q_放=Vq$，结合$Q_放=Q_吸$的关系变形求解；③计算太阳能热水器的能量转化效率，先求出接收的总太阳能，再用效率公式$\eta=\frac{Q_吸}{Q_总}×100\%$计算。
【解析】
(1) 根据吸热公式计算水吸收的热量：
$Q_吸 = cm\Delta t = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 100\ \mathrm{kg} × 50\ ℃ = 2.1×10^7\ \mathrm{J}$。
(2) 天然气完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，即$Q_放 = Q_吸 = 2.1×10^7\ \mathrm{J}$，由$Q_放 = Vq$得天然气的体积：
$V = \frac{Q_放}{q} = \frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J/m^3}} = 0.5\ \mathrm{m^3}$。
(3) 10 h内太阳能热水器接收的总太阳能：
$Q_{太阳能} = 1.68×10^6\ \mathrm{J/(m^2·h)} × 2.5\ \mathrm{m^2} × 10\ \mathrm{h} = 4.2×10^7\ \mathrm{J}$，
能量转化效率：
$\eta = \frac{Q_吸}{Q_{太阳能}} × 100\% = \frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J}} × 100\% = 50\%$。
【答案】
(1) $2.1×10^7\ \mathrm{J}$；(2) $0.5\ \mathrm{m^3}$；(3) $50\%$。
【知识点】
热量计算、热值应用、能量效率。
【点评】
本题结合太阳能热水器的实际场景，考查热学基础公式的应用，公式明确、计算简单，是初中热学的典型基础题，能检验学生对相关知识点的掌握程度。
【难度系数】
0.6
