【分析】
首先回忆燃料完全燃烧的放热公式$Q_{放}=mq$，题目中已经给出甲乙两种燃料的质量关系、完全燃烧放出热量的比值，要求热值之比，我们可以先对放热公式做变形，得到热值$q=\frac{Q_{放}}{m}$，之后将甲乙的热值作比，把已知的热量比值、质量比值代入化简，就能直接求出热值的比值。解题时要注意对应物理量的顺序不要颠倒，避免把质量的比值代反导致计算错误。
【解析】
解：燃料完全燃烧放热公式为 $ Q_{\mathrm{放}} = mq $，变形可得热值的计算式：$ q = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{m} $。
根据题干给出的已知条件：
1. 甲乙质量关系：$ m_{\mathrm{甲}} = 2m_{\mathrm{乙}} $，即 $ \frac{m_{\mathrm{甲}}}{m_{\mathrm{乙}}} = \frac{2}{1} $
2. 完全燃烧放热之比：$ \frac{Q_{\mathrm{甲}}}{Q_{\mathrm{乙}}} = \frac{3}{2} $
代入热值的比值推导式可得：
$\frac{q_{\mathrm{甲}}}{q_{\mathrm{乙}}} = \frac{\frac{Q_{\mathrm{甲}}}{m_{\mathrm{甲}}}}{\frac{Q_{\mathrm{乙}}}{m_{\mathrm{乙}}}} = \frac{Q_{\mathrm{甲}}}{Q_{\mathrm{乙}}} × \frac{m_{\mathrm{乙}}}{m_{\mathrm{甲}}} = \frac{3}{2} × \frac{1}{2} = \frac{3}{4}$
即甲乙两种燃料的热值之比为3:4。
【答案】
A
【知识点】
燃料放热公式；热值比值计算
【点评】
本题是热学中热值相关的基础比例计算题，核心考查对燃料完全燃烧放热公式的变形应用，整体难度不高，解题时只需要注意代入比值时物理量的对应关系，不要将质量的反比关系搞反即可，属于热学的常考基础题型。
【难度系数】
0.8

【分析】
这道题是探究不同燃料热值的热学实验，核心用到控制变量法和转换法的实验思路。首先思考第一问：要对比两种燃料的放热能力（热值），只能保留燃料种类这一个变量不同，其余所有会影响水升温的无关因素都要保持一致，除了题目已经提到的水的质量、试管相同，还需要控制两种燃料的质量相等，才能通过水升高的温度对比燃料放热多少。第二问，相同质量的燃料完全燃烧后，水升温越高说明燃料放出的热量越多，对应热值就越大，结合实验数据即可判断大小关系。第三问，所用的计算公式默认燃料放出的热量全部被水吸收，但实际实验中热量会有损耗，因此计算得到的热值和真实值存在偏差，分析误差来源即可得出结论。
【解析】
（1）本实验采用控制变量法，为了保证实验结论可靠，仅让燃料种类不同，其余无关变量均需统一，因此除两试管中水的质量、两个试管保持相同外，还需要控制酒精和碎纸片的质量相同。
（2）燃烧相同质量的酒精和碎纸片时，酒精加热的水升高的温度更大，说明酒精燃烧放出的热量更多，根据热值定义可知酒精的热值大于碎纸片的热值。
（3）公式$m_{酒精}q_{酒精}=c_{水}m_{水}(t-t_{0})$的成立前提是酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，但实际实验中酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收，有部分热量散失到空气、被实验装置吸收，因此计算得到的酒精放热总量小于实际值，最终得到的热值测量值比真实值偏小。
【答案】
(1) 酒精和碎纸片 (2) 大于 (3) 偏小 酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收
【知识点】
控制变量法，燃料的热值，热量计算
【点评】
本题是热学探究热值的经典基础实验题，重点考查控制变量法的实验设计逻辑，以及理想实验和实际实验的差异分析，需要学生理解转换法在本实验中的应用，掌握这类热学实验的误差分析思路，属于热学部分的高频常考题。
【难度系数】
0.7

【分析】
这道题是热值相关的基础计算，解题思路如下：①第一问求固体秸秆煤完全燃烧的放热量，针对以质量为计量的燃料，完全燃烧放热公式是$Q_{\mathrm{放}}=mq$，直接代入已知的秸秆煤质量和对应的热值，就能算出放出的总热量。②第二问求等效的氢气体积，题目默认氢气完全燃烧放出的热量和第一问秸秆煤放出的热量相等，而氢气是气体燃料，热值单位是$\mathrm{J/m^3}$，对应的放热公式是$Q_{\mathrm{放}}=Vq$，将公式变形得到$V=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{q_{\mathrm{氢气}}}$，代入已经算出的总热量和氢气的热值，计算后按要求保留两位小数即可得到结果。
【解析】
（1）已知秸秆煤的质量$m_{\mathrm{秸秆煤}}=0.5\ \mathrm{kg}$，热值$q_{\mathrm{秸秆煤}}=2.1×10^{7}\ \mathrm{J/kg}$，根据固体燃料完全燃烧放热公式：
$Q_{\mathrm{放}} = m_{\mathrm{秸秆煤}} q_{\mathrm{秸秆煤}}$
代入数值计算得：
$Q_{\mathrm{放}} = 0.5\ \mathrm{kg} × 2.1×10^{7}\ \mathrm{J/kg} = 1.05×10^{7}\ \mathrm{J}$
（2）由题意可知，完全燃烧氢气放出的热量等于秸秆煤完全燃烧放出的热量，即$Q_{\mathrm{放}}=1.05×10^{7}\ \mathrm{J}$，已知氢气的热值$q_{\mathrm{氢气}}=1.28×10^{7}\ \mathrm{J/m^3}$，根据气体燃料完全燃烧放热公式$Q_{\mathrm{放}}=V_{\mathrm{氢气}} q_{\mathrm{氢气}}$，变形可得氢气的体积：
$V_{\mathrm{氢气}} = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{q_{\mathrm{氢气}}}$
代入数值计算得：
$V_{\mathrm{氢气}} = \frac{1.05×10^{7}\ \mathrm{J}}{1.28×10^{7}\ \mathrm{J/m^3}} \approx 0.82\ \mathrm{m^3}$
【答案】
(1) 完全燃烧$0.5\ \mathrm{kg}$的秸秆煤放出的热量为$1.05×10^{7}\ \mathrm{J}$；(2) 相当于完全燃烧氢气的体积约为$0.82\ \mathrm{m^3}$
【知识点】
燃料完全燃烧放热计算，热值公式应用
【点评】
本题结合秸秆回收的环保情境命题，属于热值模块的基础计算题，重点考察学生对不同状态燃料对应的放热公式的区分使用，注意气体燃料热值单位为$\mathrm{J/m^3}$时，放热公式中代入的是燃料体积而非质量，计算时注意单位匹配，最后按题目要求保留小数位数即可。
【难度系数】
0.8

【分析】
这道题是热学基础计算题，我们可以分两步梳理思路：
1. 第一问求水吸收的热量，直接调用物体吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=cm(t-t_0)$，题目已经给出水的比热容、质量、初温和末温，先算出升高的温度差，代入对应数值就能得到水吸收的总热量。
2. 第二问明确说明水吸收的热量全部由汽油完全燃烧提供，也就是不计热量损失，因此汽油完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，再利用燃料完全燃烧放热公式$Q_{\mathrm{放}}=mq$，将公式变形为$m=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{q}$，代入汽油热值的数值就能算出所需汽油的质量，最后按题干要求保留两位小数即可。
【解析】
（1）已知水的质量$m=100\ \mathrm{kg}$，初温$t_0=20\ °\mathrm{C}$，末温$t=60\ °\mathrm{C}$，水的比热容$c=4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg· °\mathrm{C})}$，代入吸热公式计算：
$\begin{aligned}Q_{\mathrm{吸}}&=cm(t-t_0)\\&=4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg· °\mathrm{C})}× 100\ \mathrm{kg}× (60\ °\mathrm{C}-20\ °\mathrm{C})\\&=1.68× 10^7\ \mathrm{J}\end{aligned}$
（2）由题意可知汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即$Q_{\mathrm{放}}=Q_{\mathrm{吸}}=1.68× 10^7\ \mathrm{J}$，已知汽油热值$q=4.6× 10^7\ \mathrm{J/kg}$，对燃料放热公式变形后代入计算：
$\begin{aligned}m_{\mathrm{汽油}}&=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{q}\\&=\frac{1.68× 10^7\ \mathrm{J}}{4.6× 10^7\ \mathrm{J/kg}}\\&\approx 0.37\ \mathrm{kg}\end{aligned}$
【答案】
(1) 水吸收的热量为$1.68× 10^7\ \mathrm{J}$；(2) 需要汽油的质量约为$0.37\ \mathrm{kg}$
【知识点】
比热容吸热计算，热值放热计算
【点评】
本题是热学部分的常规基础题型，核心考察对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的识记与规范应用，解题时注意温度差取末温与初温的差值，最终结果要按题干要求保留两位小数，整体无复杂陷阱，适合巩固热学基础公式的使用逻辑。
【难度系数】
0.8

【分析】
这道题的核心是准确理解热值的定义：热值是单位质量的燃料完全燃烧释放的热量，不能直接用体积占比对两种燃料的热值加权计算。解题思路可以按以下步骤推进：第一步，为了简化计算，我们设乙醇汽油的总体积为方便拆分的数值，比如10L，刚好匹配90%汽油、10%乙醇的体积占比，直接拆分得到两种组分的体积；第二步，利用密度公式的变形m=ρV，分别算出汽油和乙醇的质量；第三步，根据燃料完全放热公式Q=mq，分别计算两种燃料完全燃烧放出的热量，求和得到总放热量；第四步，两种组分的质量相加得到乙醇汽油的总质量，最后用总放热量除以总质量，就得到混合液体的热值。
【解析】
解：设乙醇汽油的总体积为$V_{\mathrm{总}}=10\ \mathrm{L}$，
则其中汽油的体积：$V_{\mathrm{汽油}}=90\% × 10\ \mathrm{L}=9\ \mathrm{L}=9×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，
乙醇的体积：$V_{\mathrm{乙醇}}=10\% × 10\ \mathrm{L}=1\ \mathrm{L}=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$。
1. 计算两种组分的质量：
根据密度公式变形$m=\rho V$：
汽油的质量$m_{\mathrm{汽油}}=\rho_{\mathrm{汽油}}V_{\mathrm{汽油}}=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 9×10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 6.3\ \mathrm{kg}$，
乙醇的质量$m_{\mathrm{乙醇}}=\rho_{\mathrm{乙醇}}V_{\mathrm{乙醇}}=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 0.8\ \mathrm{kg}$。
2. 计算两种燃料完全燃烧的放热量：
汽油完全燃烧放热$Q_{\mathrm{汽油}}=q_{\mathrm{汽油}}m_{\mathrm{汽油}}=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} × 6.3\ \mathrm{kg} = 2.898×10^8\ \mathrm{J}$，
乙醇完全燃烧放热$Q_{\mathrm{乙醇}}=q_{\mathrm{乙醇}}m_{\mathrm{乙醇}}=3.0×10^7\ \mathrm{J/kg} × 0.8\ \mathrm{kg} = 2.4×10^7\ \mathrm{J}$。
3. 计算总放热量和总质量：
乙醇汽油完全燃烧的总放热量$Q_{\mathrm{总放}}=Q_{\mathrm{汽油}}+Q_{\mathrm{乙醇}}=2.898×10^8\ \mathrm{J} + 2.4×10^7\ \mathrm{J} = 3.138×10^8\ \mathrm{J}$，
乙醇汽油的总质量$m_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{汽油}}+m_{\mathrm{乙醇}}=6.3\ \mathrm{kg} + 0.8\ \mathrm{kg} =7.1\ \mathrm{kg}$。
4. 计算乙醇汽油的热值：
根据热值定义$q=\dfrac{Q_{\mathrm{总放}}}{m_{\mathrm{总}}}$，代入数据得：
$q= \dfrac{3.138×10^8\ \mathrm{J}}{7.1\ \mathrm{kg}} \approx4.4×10^7\ \mathrm{J/kg}$。
【答案】
$4.4×10^{7}\ \mathrm{J/kg}$
【知识点】
密度公式应用；热值定义；燃料放热计算
【点评】
本题的高频易错点是直接用体积占比对两种燃料的热值加权求和，忽略了热值是基于质量定义的物理量，必须先通过密度将体积占比转化为质量相关的占比再计算，很好地考察了学生对热值概念的准确理解，以及混合类物理量的推导计算能力。
【难度系数】
0.4