Question

16．（1）某同學(xué)學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，自己設(shè)計了一個實驗來探究煤油和菜籽油的熱值關(guān)系．實驗時，他組裝了如圖所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置，點燃兩盞油燈，并每隔1min記錄了杯中水的溫度（見下表）：

加熱的時間/min	0	1	2	3	4	5	6
甲杯水溫/℃	25	27	29	32	34	36	38
乙杯水溫/℃	25	26	27	28	29	30	31

①甲圖中，在安裝、調(diào)整實驗器材時，科學(xué)合理的順序是：先B后A（選填“先A后B”或“先B后A”）．
②為保證實驗結(jié)論的可靠性，實驗時，除了兩套實驗裝置相同外，還需要控制相同的有：煤油和菜籽油的質(zhì)量相同、水的質(zhì)量相同．
③通過表中記錄的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大的是煤油．
（2）如圖2所示為四缸發(fā)動機工作原理，內(nèi)燃機通過連桿把四個氣缸的活塞連在一根曲軸上，并使各氣缸的做功過程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作．

排量	2.0L
輸出功率	120kW
轉(zhuǎn)速	6000r/min

①發(fā)動機在做功沖程里，高溫、高壓的燃?xì)馔苿踊钊�向下運動，對外做功，同時發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．（選填“機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能”或“內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能”）
②有一臺四缸發(fā)動機，其主要技術(shù)指標(biāo)如右表所示．其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離（既沖程長）．轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)．則該發(fā)動機單缸排量V=0.5L；在每個做功沖程里，發(fā)動機做功W=600J．

Answer 1

分析 （1）①安裝實驗器材時需要先固定B的位置，能夠利用酒精燈的外焰給燒杯充分加熱；然后再調(diào)整A的位置，使溫度計的玻璃泡完全接觸水，并且不要碰到燒杯壁和燒杯底；
②探究兩種燃料的熱值時，需要控制水的質(zhì)量和水的初溫相同，并且酒精燈的加熱時間也要相同；
③由表格數(shù)據(jù)可知，在其它條件相同時，甲杯水的溫度升高的較快，即甲酒精燈燃燒產(chǎn)生的熱量多，所以其熱值大；
（2）①發(fā)動機在做功沖程里，高溫、高壓的燃?xì)馀蛎浲苿踊钊�做功，將燃�(xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．
②知道四個缸總排量，可以求單缸排量；
③知道發(fā)動機的輸出功率，利用功率公式P=$\frac{W}{t}$計算發(fā)動機在1s內(nèi)做功．

解答 解：（1）①為了利用酒精燈的外焰給燒杯充分加熱，安裝器材時需要先固定B的位置，然后再調(diào)整A的位置，并且不要碰到燒杯壁和燒杯底；
②為了保證實驗的可靠性，需要控制水的質(zhì)量和水的初溫相同，并且酒精燈的加熱時間也要相同；
③分析表格數(shù)據(jù)可知，甲杯水的溫度升高的較快，即甲酒精燈燃燒產(chǎn)生的熱量多，所以其中燃料的熱值大；
（2）①在做功沖程里，高溫、高壓的燃?xì)馀蛎涀龉Γ瑢��?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
②由于四缸總排量為2.0L，
單缸排量：
V=$\frac{1}{4}$×2.0L=0.5L，
因為P=$\frac{W}{t}$，所以發(fā)動機在1s內(nèi)做功：
W=Pt=120×10³W×1s=1.2×10⁵J，
發(fā)動機有四個缸同時工作，每個缸1s內(nèi)做功：W=$\frac{1}{4}$×1.2×10⁵J=3×10⁴J；
又因為轉(zhuǎn)速為6000r/min，四沖程內(nèi)燃機每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周、做功一次，所以1s內(nèi)做功50次，
因此在每個做功沖程里，發(fā)動機做功：W′=$\frac{1}{50}$×3×10⁴J=600J．
故答案為：（1）①先B后A ②煤油和菜籽油的質(zhì)量相同；水的質(zhì)量相同；③煤油
（2）①內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；②0.5；600．

點評 考查了①試驗裝置的安裝和試驗過程中注意的有關(guān)事項，考生對實驗題得分率不是太高，要求平時多加訓(xùn)練．
②綜合考查了功的計算，計算到每一個沖程，關(guān)鍵要熟悉計算公式以及內(nèi)燃機的工作原理，屬于難題．