相关试卷

氢燃料电池

氢燃料电池是一种正在推广的环保电池，其工作原理如图甲所示。把氢和氧分别供给阳（负）极和阴（正）极，大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。

氢燃料电池通常和蓄电池配合使用。蓄电池的寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。研究表明不同的放电深度会影响电池的循环寿命。例如一辆氢燃料电池大巴将蓄电池电量从70%用到30%，则这次的放电深度为40%；再次使用前通过氢燃料电池将蓄电池充电到90%后，又用到30%，这次的放电深度为60%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电。研究人员以不同的放电深度，对蓄电池进行充放电循环研究，得到了如图乙所示的蓄电池100%全循环放电次数与放电深度的关系。

牛顿冷却定律

当一个物体表面的温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律；称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为$q=k\left(t_{\mathrm{物}}-t_{\mathrm{环}}\right)$ ， 其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，与物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。

（1）制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动，如图甲所示。

（2）组装“汽轮机”：按照如图乙所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口正对着叶片。

（3）给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转动了起来。

（4）探究思考：

①给烧瓶中的水加热的过程中，是通过的方式改变水的内能；

②汽轮机工作时，水蒸气对叶轮 ， 水蒸气的内能（选填“增加”、“减少”或“不变”），此过程与图丙中汽油机的（选填字母）冲程工作原理相同；

A．B．C．D．

③在标准大气压下，烧瓶中装有300g，初温为20℃的水，将水加热至沸腾需要吸收的热量是J；酒精灯里的酒精在燃烧的过程中，热值（选填“变大”“不变”或“变小”），若不计热损失，则需要完全燃烧酒精g。[$c_{\mathrm{水}}=4.2\times {10}^3\text{J/}\left(\text{kg}\cdot ℃\right)$ ， $q_{\mathrm{酒}\mathrm{精}}=3.0\times {10}^7\text{J/kg}$]

雪花落水也有声

生活常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响，但科学家发现，雪花落水真的能发出声。首先要说明的是雪花落水发出的声波频率在50000Hz到200000Hz之间，高于人们能听见的声波频率。但是，海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。

某教授认为，雨滴落水能发出声音，这些声音不是雨滴撞击水面发出，而是含在雨滴中的气泡振动发出的，他利用每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机拍摄发现，下雨时水中确实产生气泡，这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。经过理论分析和数学计算，教授发现，下雨时产生噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动情况一致，而且大气泡振动产生低频声波，小气泡振动产生高频声波。

渔民也常抱怨，在下雪时他们的声呐也常常侦测不到鱼群，经过实验验证，该教授发现雪花落水时也产生气泡，同样，这些气泡也振动，从而发出声波。其实，无论是人们打水漂时所听到的细微声响，还是瀑布的隆隆震响，都不是（或主要不是）来自石块及岩石与水的碰撞，而是由于气泡。

（1）实验器材：细铜丝、铅笔、；

（2）实验步骤

①如图所示，将铜丝紧密缠绕在铅笔上，铜丝绕圈的总长度为cm；

②数出铜丝绕的圈数n为50，通过计算得出，铜丝的直径为mm；

③若在绕圈时没有注意，使得缠绕的铜丝有重叠，则会使测量结果（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；

④若在绕圈时没能做到铜丝与铜丝紧密靠拢，则会使测量结果（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。