题目内容

16．（1）某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值关系．实验时，他组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，点燃两盏油灯，并每隔1min记录了杯中水的温度（见下表）：
加热的时间/min0123456
甲杯水温/℃25272932343638
乙杯水温/℃25262728293031

①甲图中，在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是：先B后A（选填“先A后B”或“先B后A”）．
②为保证实验结论的可靠性，实验时，除了两套实验装置相同外，还需要控制相同的有：煤油和菜籽油的质量相同、水的质量相同．
③通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油．
（2）如图2所示为四缸发动机工作原理，内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．
排量2.0L
输出功率120kW
转速6000r/min
①发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时发生的能量转化是：内能转化为机械能．（选填“机械能转化为内能”或“内能转化为机械能”）
②有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．则该发动机单缸排量V=0.5L；在每个做功冲程里，发动机做功W=600J．

分析 （1）①安装实验器材时需要先固定B的位置，能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热；然后再调整A的位置，使温度计的玻璃泡完全接触水，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；
②探究两种燃料的热值时，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；
③由表格数据可知，在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；
（2）①发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能．
②知道四个缸总排量，可以求单缸排量；
③知道发动机的输出功率，利用功率公式P=$\frac{W}{t}$计算发动机在1s内做功．

解答 解：（1）①为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；
②为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；
③分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其中燃料的热值大；
（2）①在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；
②由于四缸总排量为2.0L，
单缸排量：
V=$\frac{1}{4}$×2.0L=0.5L，
因为P=$\frac{W}{t}$，所以发动机在1s内做功：
W=Pt=120×103W×1s=1.2×105J，
发动机有四个缸同时工作，每个缸1s内做功：W=$\frac{1}{4}$×1.2×105J=3×104J；
又因为转速为6000r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，所以1s内做功50次，
因此在每个做功冲程里，发动机做功：W′=$\frac{1}{50}$×3×104J=600J．
故答案为：（1）①先B后A ②煤油和菜籽油的质量相同；水的质量相同；③煤油
（2）①内能转化为机械能；②0.5；600．

点评 考查了①试验装置的安装和试验过程中注意的有关事项，考生对实验题得分率不是太高，要求平时多加训练．
②综合考查了功的计算，计算到每一个冲程，关键要熟悉计算公式以及内燃机的工作原理，属于难题．

练习册系列答案
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