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1、跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
(1)、汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→→。
(2)、某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能是。（答出一条即可）
(3)、热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：。 -
2、蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械能的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了第一次工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
(1)、一台四冲程内燃机转速为600r/min，则说法正确的是（ ）。A、每分钟做功100次，共有600个冲程 B、每秒共40个冲程，曲轴转10圈 C、每分钟完成300个工作循环，做功150次 D、每秒做功5次，曲轴转10圈(2)、新型热机——光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图1，密闭气室中N2O4在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。上述活塞右移过程相当于汽油机的（ ）。A、吸气冲程 B、压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲程(3)、汽车是常见的交通工具，如图2甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是____。
A、甲图中活塞对气缸内的气体做功，气体的温度降低 B、乙图中汽油机的效率是30% C、汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，汽油的热值越小 D、冬天汽车都会利用废气中的余热给车内供暖，该举措提高了燃料的利用率(4)、下列运载工具中，不需要利用热机的是____。
A、蒸汽机 B、柴油拖拉机 C、长征系列火箭 D、纯电动汽车 -
3、某单缸四冲程汽油的气缸活塞面积为5×10-3m2 ， 一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦，汽油的热值为4.6×107J/kg），求：(1)、做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)、一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
(3)、汽油机的功率。
(4)、若1min内消耗汽油22.5g ， 该汽油机的效率。 -
4、国庆节后，天气转凉，气温逐渐降低，小明喝牛奶前，需要用热水烫一下加温，如图所示。小明用60℃的热水加热200g的袋装牛奶，使牛奶的温度由15℃升高到45℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.5×103J/（kg•℃）。若不计包装袋吸热及其它热损失，求：
(1)、牛奶吸收的热量是多少焦？
(2)、加热牛奶至少需要多少千克60℃的热水？ -
5、能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
材料三：焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值（相当于单位热量的功的数量即1卡（热化学卡）=4.1840焦耳），这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。如图所示是焦耳研究热功当量关系的一个实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增大。实验中焦耳测得的数据如下：小配重重力G小=100牛，大配重重力G大=520牛，每升降一次配重各自移动的距离h=1米，热量计中水的质量m=500克（c水=4.2×103焦耳/千克）。升降次数与水温变化的关系如表：升降次数
1
2
3
4
5
6
温度变化/℃
0.2
0.39
0.59
0.78
0.98
1.18
(1)、材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合____；A、笛卡尔 B、莱布尼兹 C、达朗贝尔(2)、分析材料三中数据可以得到能量转化过程中能量是（选填“守恒”或“不守恒”）的；(3)、如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能（选填“增大”或“减小”）；(4)、结合材料分析，以下观点正确的是。（可多选）A.面对前人的观点要敢质疑
B.时间久远的理论是没有科学价值的
C.测量工具的发展有助于科学理论研究
D.对科学的认识是不断修正完善的过程 -
6、某物理实验兴趣小组想测量冰块熔化过程吸收热量的多少，实验装置如图1所示，实验步骤如下：
a.在电子秤上放置一个空杯，电子秤显示m0 ， 再倒入适量的温水，电子秤显示m1 ， 用温度计测出水的初温t1；
b.从冰箱中取出一小块冰，放置室外直至表面出现水珠，用抹布将冰块擦干后迅速放入水杯，记录电子秤稳定时的示数为m2；
c.慢慢搅拌冰块和水，直至冰块完全熔化时，记录温度计的示数为t2。
(1)、为了减小误差，杯子应该选择（ ）；A、导热性好的金属杯 B、隔热性好的双层玻璃杯(2)、整个过程中，原先倒入的温水放出的热量Q放= （用c水和题中所给字母表示）；
(3)、小组成员小华认为，（2）中的计算结果应该等于冰块熔化过程中吸收的热量，而小明通过查阅有关冰的熔化热（即1kg的冰熔化变成同温度的水所需吸收的热量）的资料，计算出了该实验中的冰块熔化过程中吸收的热量Q吸 ， 发现总有Q放（＞/＜）Q吸 ， 原因有、；
(4)、市场上有一种可重复利用的不锈钢“冰块”，既可以给饮料降温又不影响饮料原本的口味，图2中三种设计最合理的是。
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7、如图所示是小丽同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在AB段的比热容是CD段比热容的倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。
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8、如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，该过程中通过方式使筒内气体内能增加，筒内的硝化棉是通过方式使其内能增加，温度升高到着火点而燃烧。
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9、将50mL的水和50mL的酒精混合，所得液体体积小于100mL ， 这是因为分子间存在。春天时节，空气中处处飘溢着花香，这是现象；当天气晴朗，气温高时，香味更浓，这是因为。
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10、A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是（ ）
A、A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B、B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C、A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
D、A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
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11、如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（ ）
A、甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭
B、甲是汽油机的做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花
C、乙是柴油机的吸气冲程，吸进汽缸的是空气和柴油的混合物
D、乙是柴油机的排气冲程，此时汽缸顶部的喷油嘴正在喷油
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12、如图是某同学自制的简易热机模型，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后，酒精燃烧，纸杯飞出。下列说法正确的是（ ）
A、飞出的纸杯相对于地面是静止的
B、酒精燃烧时，酒精的热值会变小
C、纸杯飞出时与热机做功冲程的能量转化相同
D、通过改进热机模型的结构，其效率可达100% -
13、有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲放入盛热水的杯中，热平衡后，水温降低了Δt ， 把甲球取出，再将乙球放杯中，热平衡后水温又降低了Δt ， 则甲球的比热容乙球的比热大小关系是（ ）A、甲球比热容大于乙球比热容 B、甲球比热容小于乙球比热容
C、甲球比热容等于乙球比热容 D、以上三种情况都有可能 -
14、甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高，这表明（ ）A、甲做功比乙多
B、甲做功比乙快
C、甲消耗的汽油比乙少
D、以相同的牵引力行驶相同的路程，乙消耗的汽油多 -
15、关于温度、内能、热量和能量，下列说法正确的是（ ）A、同一物体吸收热量，温度一定升高 B、高温物体一定比低温物体内能大
C、物体温度升高，所含有的热量可能增多 D、同一物体温度升高，内能一定增加 -
16、某款小型电火锅具有高、中、低三挡控温功能，如图是它的简化电路图。开关S2可接触点1或2，R1、R2为加热电阻且R1=R2（阻值不随温度的变化而变化）。电火锅的部分参数如表所示，c水=4.2×103J/（kg•℃）。求：
电源电压/V
220
低温挡功率/W
____
中温挡功率/W
550
高温挡功率/W
1100
(1)、R1的阻值。(2)、电火锅在低温挡工作时的电流。(3)、在标准大气压下，使用高温挡将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要的时间（不计热量损失，结果精确到1s）。 -
17、家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为6×103cm2。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求：
(1)、拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强。(2)、拉力F的功率。(3)、滑轮组的机械效率。 -
18、为探究电流与电压、电阻的关系，小明连接的电路如图甲所示，R为定值电阻，电源电压为3V保持不变。
(1)、小强发现电路中有一根导线连接错误，请在这根导线上画上“×”，再用笔画线表示导线，改接到正确的位置上。(2)、电路连接正确后，闭合开关，探究电阻一定时电流与电压的关系，得到如表所示的实验数据。请在图乙中完善坐标系，根据如表数据在坐标系中描点，从图中看出序号为 的数据与其他数据的规律不同，是错误数据，剔除错误数据后请作出电阻一定时电流随电压变化的图像。序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.06
0.12
0.18
0.24
0.26
0.36
(3)、小明继续使用图甲电路探究电压一定时电流与电阻的关系，并计划与上表中序号为6的数据进行比较。他用一只10Ω的定值电阻替换原电阻，闭合开关后发现电压表示数变大，接下来向 移动滑动变阻器的滑片，直到 为止，读取电流表示数，记录数据。再次更换电阻进行实验，比较分析后得出结论。(4)、整个实验中使用的滑动变阻器规格可能是以下哪一种？____ （填字母）。A、“50Ω 1A” B、“30Ω 1A” C、“30Ω 2A” -
19、每天一袋牛奶，加强营养，增强体质。小明和小强一起测量某品牌牛奶的密度。
(1)、将天平放在水平台上，游码归零，发现指针指在分度盘中线的左侧，此时应向调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线上。(2)、小明调节天平平衡后，进行以下测量：①用天平测出空烧杯的质量为20g。
②向烧杯中倒入适量的牛奶，测量烧杯和牛奶的总质量。称量过程中，当放入最小的5g砝码时，天平右端下沉，接下来应进行的操作是 ，直到天平平衡。测量结果如图甲所示，总质量为 g。
③将烧杯中的牛奶倒入量筒中，测出其体积（如图乙所示）。由此小明计算出牛奶的密度为 kg/m3。
(3)、分析实验过程，小强观察到烧杯中残留了一些牛奶，这会导致密度的测量结果偏 。两人经过思考，认为在原来实验的基础上再增加一步操作就能使测量结果更准确，请写出该实验步骤： 。(4)、他们利用酒精、烧杯、铁块、细线和弹簧测力计，利用浮力知识测量牛奶的密度，以下是实验方案：①用细线拴住铁块，用弹簧测力计测量出铁块的重力G；
②将铁块浸没在酒精中，记下此时弹簧测力计的示数F1；
③将铁块浸没在牛奶中，记下此时弹簧测力计的示数F2。
则牛奶的密度表达式为ρ牛奶= （用G、F1、F2和ρ酒精表示）。
从实际操作角度简单评估该方案对实验器材的要求： 。
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20、 夏天，小明用烧杯、热水、冰水、碘锤（内部装有少量碘颗粒的密闭玻璃容器）和温度计进行实验，观察物态变化现象。(1)、将热水、冰水分别倒入甲、乙两个烧杯中，经过一段时间，发现两个烧杯的杯壁上均有小水珠出现。请用“〇”代表小水珠，在图甲、乙烧杯壁上画出它们的大致位置（各画3个）。
(2)、用温度计测量甲烧杯中热水的温度，示数如图丙所示，温度为℃。(3)、将热水浇在碘锤上，发现碘锤内部充满了紫色气体，这是 现象；然后将冰水浇在碘锤上，发现其内壁上有紫黑色固体析出，固体析出过程中 热量。