Question

16．（1）某同學(xué)學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，自己設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究煤油和菜籽油的熱值關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時(shí)，他組裝了如圖所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置，點(diǎn)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(shí)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(shí)驗(yàn)器材時(shí)，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(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性，實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了兩套實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)工作原理，內(nèi)燃機(jī)通過連桿把四個(gè)氣缸的活塞連在一根曲軸上，并使各氣缸的做功過程錯(cuò)開，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一個(gè)汽缸在做功，其他三個(gè)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(dòng)機(jī)在做功沖程里，高溫、高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，同時(shí)發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．（選填“機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能”或“內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能”）
②有一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其主要技術(shù)指標(biāo)如右表所示．其中排量等于四個(gè)汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的距離（既沖程長(zhǎng)）．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(dòng)機(jī)單缸排量V=0.5L；在每個(gè)做功沖程里，發(fā)動(dòng)機(jī)做功W=600J．

Answer 1

分析 （1）①安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)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(jì)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?jī)煞N燃料的熱值時(shí)，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(shí)間也要相同；
③由表格數(shù)據(jù)可知，在其它條件相同時(shí)，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(dòng)機(jī)在做功沖程里，高溫、高壓的燃?xì)馀蛎浲苿?dòng)活塞做功，將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
②知道四個(gè)缸總排量，可以求單缸排量；
③知道發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，利用功率公式P=$\frac{W}{t}$計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(jī)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?yàn)镻=$\frac{W}{t}$，所以發(fā)動(dòng)機(jī)在1s內(nèi)做功：
W=Pt=120×10³W×1s=1.2×10⁵J，
發(fā)動(dòng)機(jī)有四個(gè)缸同時(shí)工作，每個(gè)缸1s內(nèi)做功：W=$\frac{1}{4}$×1.2×10⁵J=3×10⁴J；
又因?yàn)檗D(zhuǎn)速為6000r/min，四沖程內(nèi)燃機(jī)每個(gè)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(gè)做功沖程里，發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)械能；②0.5；600．

點(diǎn)評(píng) 考查了①試驗(yàn)裝置的安裝和試驗(yàn)過程中注意的有關(guān)事項(xiàng)，考生對(duì)實(shí)驗(yàn)題得分率不是太高，要求平時(shí)多加訓(xùn)練．
②綜合考查了功的計(jì)算，計(jì)算到每一個(gè)沖程，關(guān)鍵要熟悉計(jì)算公式以及內(nèi)燃機(jī)的工作原理，屬于難題．