小明设计组装了如图所示的装置来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系.他进行实验,记录结果见下表:
燃料 |
加热前的水温/℃ |
燃料燃尽后水温/℃ |
煤油 |
25 |
44 |
菜籽油 |
25 |
34 |
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的__________相同、及烧杯中水的质量相同。
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是_________。
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还需要补充的实验仪器是:___________,利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
小明同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①泡沫塑料和②卫生纸两种材料作保温材料,两根相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和热开水,以及细线、硬纸片、剪刀。他做两个相同的硬纸外壳,装置如图(a)所示。把盛有热水的烧杯放入不同保温材料的硬纸盒中自然冷却。根据实验测得的数据绘得图(b)所示“水温与时间关系”的图像.实验过程室温基本不变,请回答:
(1)为保证实验的科学性,除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和卫生纸外,还应考虑影响水温变化的其他因素,即保持烧瓶、环境因素、水的 相同。
(2)小明与小芳是采用了“在相同的时间内,比较水温降低多少”的方法来比较两种材料的保温性能的,你还可以采用“ ”的方法来比较两种材料的保温性能。你能看出,在这两种材料中,保温效果比较好的是 。
(3)分析实验图像数据,你认为热水放在房间里降温时,温度自然降低的规律是:( )
A.先快后慢 | B.先慢后快 | C.均匀降低 | D.基本不变 |
(4) 当时的室温大约是 ℃。
(5)根据描绘的热水冷却图像,如果你要喝一杯奶咖啡,可以有两种方式供你选择:
方式1:先将烧开的热咖啡倒入杯中,冷却5min,然后加一匙冷牛奶;
方式2:先将烧开的热咖啡倒入杯中,立即将一匙冷牛奶加进杯中,然后冷却5min.那么,你认为方式 的冷却效果较好.(选填“1”或“2”)。
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核能的利用
在常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到越来越高度的重视,如今美国电力的21%是来自核电.核电站的大体组成如图所示,核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能,冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸汽,水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换.
请在下面的空格中填上适当的内容:
(1)从能源的分类来看,核能是属于_______。(填“一次能源”或“二次能源”)
(2)发电机发电时是让线圈在__________中旋转而产生_____,这种现象在物理学中称之为 现象。
(3)核电站所需的核能是利用原子核 (填“裂变”或“聚变”)所产生的。该变化是 的。(填“可控”或“不可控”)
(4)如果核电站每年需要50t的核燃料,而同等规模火电站每年需要6×106t的煤炭。则6×106t的煤炭完全燃烧放出的热量是 J (煤炭的热值为3×107J/kg)。
(5)核电站的核废料具有 性,对环境会造成相当大的危害,因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带,同时如何在开发新能源,又注意环境的保护,是人类面临的一大课题.
小明与小李为了探究泡沫塑料和棉絮的保温性能的好坏,两人设计并做了一个实验,他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶,让它们自然冷却,利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况.
(1)为保证实验的准确性,实验前除取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外,还应考虑影响水温变化的其他因素,即保持烧瓶相同、环境因素相同、水的质量相同和水的 相同.
(2)按照计划操作,小明与小李把实验测得的时间和温度数据记录在下表中.
时间(min) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
… |
150 |
180 |
泡沫塑料组水温(℃) |
80 |
64 |
55 |
50 |
41 |
… |
21 |
20 |
棉絮组水温(℃) |
80 |
56 |
43 |
32 |
28 |
… |
20 |
20 |
分析两组水在第150min到180min水温的变化可以知道他们做实验时,室内的温度是 ℃.从0到40min,泡沫塑料包的水温度降低了 ℃,而棉絮包的水温度降低了 ℃,由此可得结论 .
(3)小明与小李是采用了“在相同的时间内,比较水温降低多少”的方法来比较两种材料的保温性能的,你还可以采用“ ”的方法来比较两种材料的保温性能.
同样的一杯热水,室温高时冷却得慢,室温低时冷却得快,老师要求同学们针对这一现象,提出一个问题,下面是四位同学的发言,其中较有价值且可探究的问题是( )
A.“热水在室温低时比室温高时冷却得快吗?” |
B.“热水冷却的快慢与它的质量、它与环境的温差有什么关系?” |
C.“为什么热水在室温低时比室温高时冷却得快呢?” |
D.“为什么热水的质量越大冷却得越慢?” |
为了比较水和沙子吸热本领的大小,小敏做了如图22所示的实验:在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:
(1)在此实验中用 表示水和沙子吸热的多少;
(2)分析上表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (选填“水”或“沙子”)升高的温度更高。
我国自行生产的混合动力汽车已经服务于生活,混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电.混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过电机向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,向车轮输送能量,并通过电机给蓄电池充电.
(1)内燃机工作时,是燃油燃烧时释放出的 能转化为 能.
(2)某种型号的混合动力汽车,所用的镍氢蓄电池组的部分参数如表所示.
输出电压/V |
300 |
额定功率/kW |
30 |
最大容量/kW·h |
30 |
质量/kg |
320 |
汽车上的电机(充当电动机)的额定功率应该 (大于/等于/小于)30kW.简单说明你判断的理由.
(3)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.5h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车消耗燃油5kg,车速为50km/h,蓄电池组储存的电能由最大值的80%增加到最大值.燃油的热值为4.6×107J/kg.汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示.
①完全燃烧燃油5kg能放出 J的热量.
②汽车发动机的牵引力为 ,牵引力做功为 J.
(1)下图所示的各组热学实验中:①用力下压活塞,棉花燃烧,这个实验说明了 。
②烧瓶内的水停止沸腾时,浇上凉水可以看到水重新沸腾起来,这个实验说明了 。
③水蒸气喷到冷的玻璃板上,形成小水滴,玻璃板温度升高,这个实验说明了 。
(2)小周用图l2所示的装置“探究凸透镜成像规律”。
①调节烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,其目的是使像能成在 。
②小周在图12所示位置得到一个清晰的像。老师要求她在凸透镜不动的情况下,把蜡烛向靠近凸透镜移动,在光屏上能成一个 (更大、更小)的实像.同时把光屏向远离凸透镜移动。
③小周把自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间,发现光屏上的像变得模糊不清.她应当向__________移动光屏,可再次得到清晰的像。(远离凸透镜、靠近凸透镜、保持光屏不动)
(3)全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想:
A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关; |
B.跟斜面的粗糙程度有关; |
C.跟斜面的长度有关; |
D.跟物体的重力有关。 |
小明同学为了证实其中的部分猜想是否正确,设计方案并进行了探究,下表反映了他的探究过程。
实验次数 |
斜面倾角 |
斜面粗糙程度 |
物重 G/N |
斜面高度h/m |
沿斜面拉力F/N |
斜面长 S/m |
有用功 W有/J |
总功 W总/J |
机械效率 η(%) |
① |
30° |
粗糙 |
1 |
0.5 |
0.7 |
1 |
0.5 |
0.7 |
|
② |
30° |
稍光滑 |
1 |
0.5 |
0.6 |
1 |
0.5 |
0.6 |
83 |
③ |
45° |
粗糙 |
1 |
0.7 |
0.9 |
1 |
0.7 |
0.9 |
78 |
①请你替小明在上表中的空格处填上适当的数据 (小数位参照表中相关数据)。
②通过对比实验①②数据,可验证猜想____________(填写字母)。
③通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越_______。
(4)如图是小红连接的测定额定电压为2.5 V小灯泡电阻的实验电路。
①请你在只改变一根导线连接的情况下,使电路正常工作。(用“×”标出改动之处,画出改接导线)
②小红将电路改接正确后,按正确的操作测得的数据填入表中。表中空白处的数据应是 。从表中可以看出计算出的三次小灯泡电阻不相等,你认为可能的原因是 。
③根据在该实验中已经测得的数据,还可以得到小灯泡的额定功率是 W。
小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热已知。(注:燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算,某燃料的热值用q表示;其质量用m表示)。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料 |
加热前的水温/℃ |
燃料燃尽后水温/℃ |
煤油 |
25 |
44 |
菜籽油 |
25 |
34 |
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的 相同、及 相同
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还需要补充的实验仪器是: 。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (偏大/偏小)。
说说你的看法
小鹏同学做“探究改变物体内能”的实验,如图所示。他用气筒向装有少量酒精的瓶内用力打气的过程中,瓶内气体的内能会 (选填“增大”或“减小”)。当他向瓶中继续打气,瓶塞从瓶口处跳出时,观察到瓶内有白雾产生。这是由于瓶内的气体对外做功使其内能 ,温度降低而液化(选填“增大”或“减小”)。
如图所示,用活塞式打气筒打气的过程中,会发现气筒的上部筒壁只是略发热,而气筒下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手。对于筒壁发热现象,有两个方面的原因:a、打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加,升温的气体通过热传递使筒壁温度升高;b、打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦生热使筒壁的内能增加,温度升高,但这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因。根据上述筒壁发热现象的描述:(1)你猜想______是主要原因(填“a"或“b”);(2)你猜想的依据是:__________________________________________。