它对外做功 10 次、飞轮转过 20 圈.
【分析】(1)由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;
(2)四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化.
(3)热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,根据这个比例关系可以求出答案.
【解答】解:(1)如图,进气门和排气门都是关闭的,火花塞放电,活塞下行,可以判断是做功冲程,做功冲程中内能转化为机械能.
(2)热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,若该汽油机每秒完成40个冲程,则每秒它对外做功10次,飞轮转动20周.
故答案为:做功;内能;10;20.
【点评】本题考查了热机冲程的判断、能量的转化以及转速的计算,熟记相关数据是解题的关键.
21.(3分)(2012?沈阳)如图所示,设相同时间内物质吸收的热量相同,甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图 乙 (填“甲”或“乙”).这是因为c冰 < (填“>”、“<”或“=”)c水,所以相同时间内 冰 (填“冰”或“水”)升温更快.
【分析】晶体熔化时,继续吸热,温度不变.熔化前为固态的冰,熔化后为液态的水,由于水的比热容大于冰的比热容,因此吸收相同热量冰的温度变化大.
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【解答】解:比较甲、乙两个图象可知:
甲图中,冰块和水的温度变化相同;而乙图中水的温差小于冰块的温差;由于水的比热容大于冰的比热容,并且质量不变,因此吸收相同的热量,水的温度升高得慢,冰块的温度升高的快,故乙图正确. 故答案为:乙;<;冰.
【点评】此题考查学生对熔化图象和比热容概念的理解,注意运用公式Q=cm△t,并结合控制变量法进行分析判断,是一道中档题.
三.間答題(共30分)
22.(8分)(2017?江阴市)小叶猜想:动能的大小可能与物体的质量与物体的速度有关.因此.他设计了如下两种实验方案:
A.让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑.与放在水平面上的木块相碰,比较木块在水平面上移动的距离(如图甲所示).
B.让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰.比较木块在水平面上移动的距离(如图乙所示). 上述两种实验方案中:
(1)A方案是为了探究动能大小与 速度 关系,若木块被撞后移动的距离越远.说明小车对木块的推力 做功 越多,小车撞击木块时的动能 越大 . (2)小叶想用B方案探究动能大小与质量的关系.该方案是否合理? B不合理 (A、A合理/B、不合理).理由是 没有控制小车到达水平面时的速度相同 . (3)小红完成实验后想,本实验中水平轨道能否是光滑的呢?请你帮小红解决这个问题,你的结论是 B (A、能/B、不能),你的依据是 小车将一直做匀速直线运动 .
【分析】(1)动能的大小与质量和速度有关.小车的动能多少决定了木块运动距离的长短.此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离,距离越远表明小球的动能越大;
(2)该实验利用了控制变量法,如果探究动能大小与质量的关系,必须保证运
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动速度相同,应该使小车从斜面的相同高度滑下; (3)由牛顿第一定律内容分析回答. 【解答】解:
(1)实验中,让小车处在不同的高度,反映了速度不同,这样设计的目的是为了研究动能与速度的关系;
(2)要探究动能大小与质量的关系,应该控制小车的速度相同,让小车从斜面的同一高度滑下;
(3)若水平面光滑,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知物体将永远运动下去.物体的通过的距离无法确定,做功的多少也无法确定.所以小球动能的大小就无法比较. 故答案为:
(1)速度;做功;越大;
(2)B不合理;没有控制小车到达水平面时的速度相同; (3)B不能;小车将一直做匀速直线运动.
【点评】本题是一道探究题,探究动能大小与什么因素有关,根据控制变量法的思路可找到答案.在得出结论时,要注意条件.
23.(6分)(2016?长春模拟)在“测滑轮组机械效率”的实验中,小强按正确方法操作,如图是他实验中的情景,下表是他记录的一组数据. 钩码总重G(N) 钩码上升高度h(m) 测力计拉力F(N) 测力计移动距离s(m) 2 0.05 0.4 0.15 (1)由表中数据可计算出,滑轮组对钩码做的有用功为 0.10 J,人做的总功 0.06 J.
(2)对以上两个计算结果进行比较,其不合理之处是 有用功大于总功 ;结合测力计放大图,可知小强的错误是 弹簧测力读数错误 . (3)在该次实验中,所测滑轮组的机械效率应该为 83.3% .
(4)实验中,若仅增加钩码的重,则滑轮组的机械效率将 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”).
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【分析】(1)根据表中实验数据,由功的计算公式W=Fs可以求出有用功与总功. (2)有用功不可能大于总功,从总功与有用功的关系分析答题;根据图示弹簧测力分析错误原因.
(3)已知有用功与总功,由效率公式可以求出滑轮组的效率.
(4)增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重.
【解答】解:(1)由表中实验数据可知,W有用=Gh=2N×0.05m=0.10J,W总=Fs=0.4N×0.15m=0.06J;
(2)由(1)可知,有用功大于总功,这是不可能的;由图示弹簧测力计可知,弹簧测力计分度值是0.2N,弹簧测力计所示应该是0.8N,而不是0.4N. (3)总功应该为W总=Fs=0.8N×0.15m=0.12J,滑轮组效率η=×100%≈83.3%;
(4)当提升重物的重力增加了,做的有用功就更多了,故机械效率变大. 故答案为:(1)0.10;0.06;(2)有用功大于总功;弹簧测力读数错误;(3)83.3%;(4)增大.
【点评】本题主要考查了有用功、总功、机械效率的计算,是一道基础性题目.在此题中,明确各力与距离的关系,熟练运动功、机械效率的公式进行计算是对我们的基本要求,同时,在具体实验中,弹簧测力计读数也是我们容易出错之处,应引起关注.
24.(10分)(2016秋?金平区期末)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量也相同.
×100%=
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(1)比较不同燃料的热值,应选择 甲乙 两图进行实验,实验时要观察 液体升高的温度 比较两种燃料的热值大小;比较不同物质的比热容,应选择 甲丙 两图进行实验,实验通过 加热时间的长短 反映物体吸热的多少. (2)比较不同物质的比热容,选用上图合适装置加热相同一段时间后,液体a升温多,由此可知:质量相同的液体a与b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量 小于 (选填“大于”或“小于”)液体b吸收的热量.
(3)若甲图烧杯中为50ml的水,10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃,求: ①水吸收的热量?
②若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收,算一算酒精的热值是多少? ③算出的热值比标准值 偏小 (选填“偏大”、“偏小”或“一样”)
【分析】(1)燃料的热值大小不能直接测量,需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关,因此为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小;
为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,温度计的示数变化相同时,通过比较加热时间比较吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系;
(2)根据a、b液体吸收热量的多少,判断a、b液体比热的大小,然后根据比热大小,分析判断质量相同的液体a与b,升高相同的温度时,a与b吸收热量的关系;
(3)①知道水的体积,求出水的质量;根据水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量; ②根据公式Q=qm计算酒精的热值;
③在此实验中,酒精燃烧放出的热量大部分未被水吸收. 【解答】解:
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