登录
10.（2025·普宁期末）小明利用如图装置，进行以下实验。
实验一：“探究不同物质吸热升温的现象”；
实验二：“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。
（1）实验一，甲、乙虚线中应选择的器材是
（2）实验二，正确选择实验器材，实验前，应控制烧杯中被加热物质的
实验一：“探究不同物质吸热升温的现象”；
实验二：“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。
（1）实验一，甲、乙虚线中应选择的器材是
B
（选填“A”或“B”）和C
（选填“C”或“D”），物质吸收热量的多少通过加热时间
来反映。小明设计了两个方案比较不同物质吸热升温的性质，方案一：加热相同时间，比较升高的温度；方案二：升高相同的温度，比较加热的时间。你认为两方案都
（选填“方案一”“方案二”或“两方案都”）可行。（2）实验二，正确选择实验器材，实验前，应控制烧杯中被加热物质的
质量
（选填“质量”或“体积”）相同，若实验过程中燃料还未燃尽时，某一烧杯内水就沸腾了，此时小明立即在该烧杯中添加了少量水继续实验，直至燃料燃尽后测量水温；这样操作是否可行？不可行
，理由是没有控制两个烧杯中水的质量相等
。答案
10.(1)B C 加热时间 两方案都 (2)质量 不可行 没有控制两个烧杯中水的质量相等
解析
【分析】
要解决这道题，需明确两个实验的设计逻辑：实验一探究不同物质吸热升温，核心是控制热源相同，通过转换法反映吸热多少，结合控制变量法判断方案可行性；实验二比较不同燃料放热，需保证被加热物质质量相同，确保变量唯一。
【解析】
（1）实验一：探究不同物质吸热升温，需用相同加热装置保证相同时间内物质吸热相同，因此甲、乙虚线选相同热源B；实验需选用不同物质，故选C。根据转换法，物质吸收热量的多少通过加热时间反映（加热时间越长，吸热越多）。方案一：加热相同时间（吸热相同），比较升高的温度，温度升得越小，吸热能力越强；方案二：升高相同温度，比较加热时间，时间越长，吸热越多，因此两方案都可行。
（2）实验二：比较质量相等的不同燃料放热，需控制被加热物质（水）的质量相同，才能通过水温变化比较燃料放热多少。若某烧杯水沸腾后添加少量水，会导致该烧杯水的质量与另一烧杯不相等，未控制变量，因此操作不可行，理由是没有控制两个烧杯中水的质量相等。
【答案】
10.(1)B C 加热时间 两方案都 (2)质量 不可行 没有控制两个烧杯中水的质量相等
【知识点】
比热容的探究、热值的比较、控制变量法
【点评】
本题考查比热容和热值实验的核心方法，重点是控制变量法和转换法的应用，需明确两个实验的变量控制要求，易错点为实验二中操作导致质量不相等的问题，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确两个实验的设计逻辑：实验一探究不同物质吸热升温，核心是控制热源相同，通过转换法反映吸热多少，结合控制变量法判断方案可行性；实验二比较不同燃料放热，需保证被加热物质质量相同，确保变量唯一。
【解析】
（1）实验一：探究不同物质吸热升温，需用相同加热装置保证相同时间内物质吸热相同，因此甲、乙虚线选相同热源B；实验需选用不同物质，故选C。根据转换法，物质吸收热量的多少通过加热时间反映（加热时间越长，吸热越多）。方案一：加热相同时间（吸热相同），比较升高的温度，温度升得越小，吸热能力越强；方案二：升高相同温度，比较加热时间，时间越长，吸热越多，因此两方案都可行。
（2）实验二：比较质量相等的不同燃料放热，需控制被加热物质（水）的质量相同，才能通过水温变化比较燃料放热多少。若某烧杯水沸腾后添加少量水，会导致该烧杯水的质量与另一烧杯不相等，未控制变量，因此操作不可行，理由是没有控制两个烧杯中水的质量相等。
【答案】
10.(1)B C 加热时间 两方案都 (2)质量 不可行 没有控制两个烧杯中水的质量相等
【知识点】
比热容的探究、热值的比较、控制变量法
【点评】
本题考查比热容和热值实验的核心方法，重点是控制变量法和转换法的应用，需明确两个实验的变量控制要求，易错点为实验二中操作导致质量不相等的问题，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
11. (2026·常州模拟)如图,一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油4 kg。汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,[汽油的热值为$4.5×10^7$ J/kg,水的比热容为$4.2×10^3$ J/(kg·℃)]问:
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,一个标准大气压下,这些废气的能量全部被初温为10 ℃、质量为200 kg的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)如果汽油机的效率不变,汽车匀速运动时受到的阻力为900 N,消耗4 kg汽油,汽车通过的路程是多少?
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,一个标准大气压下,这些废气的能量全部被初温为10 ℃、质量为200 kg的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)如果汽油机的效率不变,汽车匀速运动时受到的阻力为900 N,消耗4 kg汽油,汽车通过的路程是多少?
答案
11.解: (1) 4 kg汽油完全燃烧放出的热量:$Q_{放}= mq = 4\ \mathrm{kg} × 4.5 × 10^7\ \mathrm{J/kg} = 1.8 × 10^8\ \mathrm{J}$。
(2)废气带走的能量:$Q = ηQ_{放}= 42\% × 1.8 × 10^8\ \mathrm{J} = 7.56 × 10^7\ \mathrm{J}$,则水吸收的热量:$Q_{吸}= Q = 7.56 × 10^7\ \mathrm{J}$,
由$Q_{吸}= cmΔt$可知水升高的温度: $Δt= \frac{Q_{吸}}{cm_{水}}= \frac{7.56×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})×200\ \mathrm{kg}}=90\ \mathrm{℃}$ ,一个标准大气压下水的沸点为100 ℃,且90 ℃ +10 ℃= 100 ℃,因此水升高的温度为 $Δt= 90\ \mathrm{℃}$。
(3)汽油机的效率$η'= 30\%$,汽车做的有用功:
$W = η' Q_{放}= 30\% × 1.8 × 10^8\ \mathrm{J} = 5.4 × 10^7\ \mathrm{J}$,
汽车匀速运动时受到的阻力与汽车的牵引力是一对平衡力,由二力平衡的条件可知,汽车的牵引力:
$F = f = 900\ \mathrm{N}$, 由$W = Fs$可知汽车通过的路程:
$s=\frac{W}{F}=\frac{5.4×10^7\ \mathrm{J}}{900\mathrm{N}}=60000\ \mathrm{m}=60\ \mathrm{km}$。
(2)废气带走的能量:$Q = ηQ_{放}= 42\% × 1.8 × 10^8\ \mathrm{J} = 7.56 × 10^7\ \mathrm{J}$,则水吸收的热量:$Q_{吸}= Q = 7.56 × 10^7\ \mathrm{J}$,
由$Q_{吸}= cmΔt$可知水升高的温度: $Δt= \frac{Q_{吸}}{cm_{水}}= \frac{7.56×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})×200\ \mathrm{kg}}=90\ \mathrm{℃}$ ,一个标准大气压下水的沸点为100 ℃,且90 ℃ +10 ℃= 100 ℃,因此水升高的温度为 $Δt= 90\ \mathrm{℃}$。
(3)汽油机的效率$η'= 30\%$,汽车做的有用功:
$W = η' Q_{放}= 30\% × 1.8 × 10^8\ \mathrm{J} = 5.4 × 10^7\ \mathrm{J}$,
汽车匀速运动时受到的阻力与汽车的牵引力是一对平衡力,由二力平衡的条件可知,汽车的牵引力:
$F = f = 900\ \mathrm{N}$, 由$W = Fs$可知汽车通过的路程:
$s=\frac{W}{F}=\frac{5.4×10^7\ \mathrm{J}}{900\mathrm{N}}=60000\ \mathrm{m}=60\ \mathrm{km}$。
解析
【分析】
本题分三个小问，解题思路如下：
(1) 求汽油完全燃烧放出的热量，直接应用热值公式$Q_{放}=mq$，代入汽油质量和热值计算即可。
(2) 先根据比例关系算出废气带走的能量（即水吸收的热量），再利用热量公式$Q_{吸}=cmΔt$变形求水升高的温度，需注意一个标准大气压下水的沸点为100℃，判断计算结果是否符合沸点限制，确定最终升高温度。
(3) 先由汽油机效率算出汽车做的有用功，再根据匀速运动时牵引力与阻力平衡得到牵引力，最后用功的公式变形求汽车行驶的路程。
【解析】
(1) 汽油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=mq=4\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.8×10^8\ \mathrm{J}$。
(2) 废气带走的能量（水吸收的热量）：
$Q_{吸}=42\%Q_{放}=0.42×1.8×10^8\ \mathrm{J}=7.56×10^7\ \mathrm{J}$，
由$Q_{吸}=cmΔt$得水升高的温度：
$Δt=\frac{Q_{吸}}{cm_{水}}=\frac{7.56×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×200\ \mathrm{kg}}=90\ \mathrm{℃}$，
一个标准大气压下水的沸点为100℃，初温10℃，$10℃+90℃=100℃$，未超过沸点，故水升高的温度为90℃。
(3) 汽油机做的有用功：
$W=ηQ_{放}=30\%×1.8×10^8\ \mathrm{J}=5.4×10^7\ \mathrm{J}$，
汽车匀速行驶，牵引力与阻力平衡，故$F=f=900\ \mathrm{N}$，
由$W=Fs$得汽车通过的路程：
$s=\frac{W}{F}=\frac{5.4×10^7\ \mathrm{J}}{900\ \mathrm{N}}=6×10^4\ \mathrm{m}=60\ \mathrm{km}$。
【答案】
(1) $1.8×10^8\ \mathrm{J}$；(2) $90\ \mathrm{℃}$；(3) $60\ \mathrm{km}$
【知识点】
热值计算、热量与比热容计算、热机效率与功的计算
【点评】
本题综合考查热学和力学的计算，需熟练掌握相关公式，解题时要注意隐含条件（标准大气压下水的沸点、匀速运动的二力平衡），是典型的综合应用题目。
【难度系数】
0.6
本题分三个小问，解题思路如下：
(1) 求汽油完全燃烧放出的热量，直接应用热值公式$Q_{放}=mq$，代入汽油质量和热值计算即可。
(2) 先根据比例关系算出废气带走的能量（即水吸收的热量），再利用热量公式$Q_{吸}=cmΔt$变形求水升高的温度，需注意一个标准大气压下水的沸点为100℃，判断计算结果是否符合沸点限制，确定最终升高温度。
(3) 先由汽油机效率算出汽车做的有用功，再根据匀速运动时牵引力与阻力平衡得到牵引力，最后用功的公式变形求汽车行驶的路程。
【解析】
(1) 汽油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=mq=4\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.8×10^8\ \mathrm{J}$。
(2) 废气带走的能量（水吸收的热量）：
$Q_{吸}=42\%Q_{放}=0.42×1.8×10^8\ \mathrm{J}=7.56×10^7\ \mathrm{J}$，
由$Q_{吸}=cmΔt$得水升高的温度：
$Δt=\frac{Q_{吸}}{cm_{水}}=\frac{7.56×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×200\ \mathrm{kg}}=90\ \mathrm{℃}$，
一个标准大气压下水的沸点为100℃，初温10℃，$10℃+90℃=100℃$，未超过沸点，故水升高的温度为90℃。
(3) 汽油机做的有用功：
$W=ηQ_{放}=30\%×1.8×10^8\ \mathrm{J}=5.4×10^7\ \mathrm{J}$，
汽车匀速行驶，牵引力与阻力平衡，故$F=f=900\ \mathrm{N}$，
由$W=Fs$得汽车通过的路程：
$s=\frac{W}{F}=\frac{5.4×10^7\ \mathrm{J}}{900\ \mathrm{N}}=6×10^4\ \mathrm{m}=60\ \mathrm{km}$。
【答案】
(1) $1.8×10^8\ \mathrm{J}$；(2) $90\ \mathrm{℃}$；(3) $60\ \mathrm{km}$
【知识点】
热值计算、热量与比热容计算、热机效率与功的计算
【点评】
本题综合考查热学和力学的计算，需熟练掌握相关公式，解题时要注意隐含条件（标准大气压下水的沸点、匀速运动的二力平衡），是典型的综合应用题目。
【难度系数】
0.6
