【分析】
我们可以逐个小问梳理思路：
1. 第一问回忆改变内能的两种方式：做功和热传递，分析水注入高温汽缸后内能增加的原因，水是从高温的汽缸、燃气处吸收热量，没有发生做功相关的能量转化，因此对应热传递的方式。
2. 第二问先回忆传统四冲程的结构：传统四冲程包含1次做功冲程，题目说明第五冲程水蒸气也推动活塞做功，因此总共有2个做功冲程；传统四冲程的顺序是吸气、压缩、做功、排气，因此第四个冲程是排气冲程。
3. 第三问先把转速的单位从r/min换算为r/s，再结合题干给出的六冲程发动机的工作特点：每个完整工作循环有6个冲程，飞轮转3圈，对外做功2次，用每秒飞轮的总转数除以每个循环飞轮的转数得到每秒的工作循环数，再乘以每个循环的做功次数就得到总对外做功次数。
【解析】
(1) 改变物体内能的方式有做功和热传递两种，注入汽缸的水处于高温环境中，通过吸收周围高温物体的热量使自身内能急剧增加，该过程属于能量的转移，因此是通过热传递的方式实现的。
(2) 传统四冲程中燃气推动活塞做功是1个做功冲程，第五冲程中水蒸气推动活塞再次做功，因此一个完整工作循环中共有2个做功冲程；传统四冲程的四个冲程依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，因此第四个冲程是排气冲程。
(3) 首先进行转速单位换算：$2700\ \mathrm{r/min}=\frac{2700}{60}\ \mathrm{r/s}=45\ \mathrm{r/s}$，即该汽油机每秒飞轮转动45圈。六冲程发动机每个完整工作循环包含6个冲程，飞轮转动3圈，对外做功2次，因此1s内经历的工作循环数为$\frac{45}{3}=15$次，对外做功的总次数为$15×2=30$次。
【答案】
(1) 热传递 (2) 2；排气 (3) 15；30
【知识点】
改变内能的方式，内燃机工作循环，转速与做功计算
【点评】
本题属于内燃机相关的新情景拓展题，依托陌生的六冲程发动机场景，既考察内能改变、四冲程基础的核心知识点，又要求学生结合题干给出的新工作规律灵活计算转速相关的物理量，避免直接套用传统四冲程“飞轮2转一个循环”的惯性思维，能很好地检验学生对内燃机工作原理的理解程度。
【难度系数】
0.6

【分析】
我们可以按题目小问逐步梳理解题思路：
1. 第一问：先明确本实验的所有测量需求，实验需要测量液体质量、加热时长、液体的温度，题目已经给出秒表测时间、天平测质量，因此缺少的就是测量温度的工具。
2. 第二问：本实验用同一个红外灯同时照射两份液体，相同时间内红外灯释放的热量是相同的，因此相同加热时间下两种液体吸收的热量相等，这里用到了转换法，用加热时长代表吸收热量的多少。
3. 第三问：比较不同物质吸热能力有两种常用方法，本题采用的是加热相同时间（即吸收相同热量），比较二者升高的温度，升温幅度越小，吸热能力越强。从图像能看出相同加热时间乙升温更慢，因此乙的吸热能力更强。
4. 第四问：结合吸热公式Q吸=cmΔt，加热到第4min时甲乙吸收的热量完全相等，因此cmΔt也就是比热容和升高温度的乘积必然相等。
【解析】
(1) 实验中需要实时测量液体的温度变化，因此除秒表、天平外，还必须用到的测量工具是温度计。
(2) 同一红外灯在相同工作时间内向外辐射的热量是相同的，同时照射甲、乙到第4min，二者吸收的热量相等。
(3) 给相同质量的不同物质加热相同时间，二者吸收的热量相等，此时可以通过比较升高的温度判断吸热能力强弱，升高的温度越小，吸热能力越强。从图(b)可见相同加热时间乙的升温幅度远小于甲，因此乙物质吸热能力更强。
(4) 根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，加热到第4min时甲乙吸收的热量$Q_{吸}$完全相等，因此甲的比热容与升高温度的乘积等于乙的比热容与升高温度的乘积。
【答案】
(1) 温度计 (2) 等于 (3) 升高的温度 乙 (4) 等于
【知识点】
比热容探究实验，温度计的使用，吸热公式应用
【点评】
本题是探究不同物质吸热升温现象的基础实验题，覆盖了实验器材选择、转换法的实验应用、比热容物理含义等核心考点，第四问需要结合吸热公式做简单推导，避免凭直观感受误判，整体能很好地考察学生对该实验原理的理解程度。
【难度系数】
0.7

【分析】
这是一道热学综合应用题，解题思路可以分三个小问逐个梳理：
1. 第一问直接套用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=qm$，首先要把液氢质量的单位从吨换算为千克，代入已知的氢的热值就能算出总放热量。
2. 第二问先根据题意算出被水吸收的热量，再用吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$的变形式算出理论上升高的温度，这里要特别注意标准大气压下水的沸点是100℃，水达到沸点后继续吸热温度不再升高，所以要先计算理论末温，判断是否超过100℃，再得到实际的温度升高值，避免直接套用公式忽略沸腾特点的错误。
3. 第三问先根据功的公式$W=Pt$算出氢能源汽车做的有用功，再结合发动机效率$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$，反推出氢燃料完全燃烧需要放出的总热量，最后再用$Q_{放}=qm$的变形式算出需要消耗的氢的质量，注意计算过程中功率、时间的单位要统一为国际单位制。
【解析】
解：
（1）先换算液氢的质量：$m=48\ \mathrm{t}=48× 10^{3}\ \mathrm{kg}$
根据燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=qm$，代入数据得：
$Q_{放}=1.4× 10^{8}\ \mathrm{J/kg}× 48× 10^{3}\ \mathrm{kg}=6.72× 10^{12}\ \mathrm{J}$
（2）由题意，水吸收的热量：$Q_{吸}=Q_{放}×10\%=6.72× 10^{12}\ \mathrm{J}×10\%=6.72× 10^{11}\ \mathrm{J}$
根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，理论上水升高的温度：
$\Delta t=\dfrac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}=\dfrac{6.72× 10^{11}\ \mathrm{J}}{4.2× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg· °C)}× 2× 10^{6}\ \mathrm{kg}}=80\ °\mathrm{C}$
理论上水的末温$t=t_0+\Delta t=30\ °\mathrm{C}+80\ °\mathrm{C}=110\ °\mathrm{C}$
由于标准大气压下，水的沸点为$100\ °\mathrm{C}$，水沸腾时吸热温度保持不变，因此水的实际末温为$100\ °\mathrm{C}$，
实际水升高的温度$\Delta t'=100\ °\mathrm{C}-30\ °\mathrm{C}=70\ °\mathrm{C}$
（3）先统一单位：$P=70\ \mathrm{kW}=70× 10^{3}\ \mathrm{W}$，$t=30\ \mathrm{min}=30× 60\ \mathrm{s}=1800\ \mathrm{s}$
汽车匀速行驶做的有用功：$W_{有用}=Pt=70× 10^{3}\ \mathrm{W}× 1800\ \mathrm{s}=1.26× 10^{8}\ \mathrm{J}$
由热机效率公式$\eta=\dfrac{W_{有用}}{Q_{放}}$可得，氢燃料完全燃烧需要放出的总热量：
$Q_{放}'=\dfrac{W_{有用}}{\eta}=\dfrac{1.26× 10^{8}\ \mathrm{J}}{45\%}=2.8× 10^{8}\ \mathrm{J}$
则需要消耗的氢燃料质量：
$m'=\dfrac{Q_{放}'}{q}=\dfrac{2.8× 10^{8}\ \mathrm{J}}{1.4× 10^{8}\ \mathrm{J/kg}}=2\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) 这些燃料完全燃烧放出的热量是$6.72× 10^{12}\ \mathrm{J}$；
(2) 水升高的温度为$70\ °\mathrm{C}$；
(3) 需要消耗$2\ \mathrm{kg}$氢燃料。
【知识点】
燃料完全燃烧放热计算；水的沸腾特点；热机效率计算
【点评】
本题结合航天火箭、氢能源汽车的真实科技情境命题，贴合当下热点，三个小问层层递进，既考察了基础公式的运用，又设置了易错点：第二问很容易忽略标准大气压下水的沸点限制，直接将理论计算的80℃作为最终结果，能有效检验学生对热学核心规律的理解深度，整体难度适中，是热学综合部分的典型习题。
【难度系数】
0.6