1. 生活中,同学们将铁丝的同一位置快速地多次弯折后,用手指触摸被弯折的部位感觉很热,同学们猜想做功能改变物体的内能,接着用如图所示器材,“探究做功是否能改变物体的内能以及内能如何改变”。

(1) 如图乙所示,先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,然后迅速压下活塞,观察到硝化棉的燃烧了起米,这是通过的方式使筒内空气的内能增大,硝化棉是通过的方式使温度达到着火点。说明对物体做功可以使物体的内能增加。
(2) 小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。

如图所示,在注射器前端筒壁上钻一个小孔,将温度传感器的探头插入注射器内,用密封胶将小孔密封,读出此时温度传感器的示数;用橡皮帽将注射器的注射口堵住,用力向左推动活塞,传感器的示数逐渐增大,说明活塞压缩筒内气体做功,使气体内能;快速取下橡皮帽,注射口喷出“白气”,温度传感器示数(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

【考点】
做功改变物体内能; 热传递改变物体内能;
【答案】

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实验探究题 普通
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1. 小明发现用打气筒给篮球打气时外壁有些发热,于是他想探究是什么原因导致打气筒的外壁发热的,小明和小红进行了交流,联系所学物理知识,他们提出了以下两个猜想:

A.活塞在筒内往复运动时,与筒壁摩擦导致发热;

B.活塞在筒内往复运动时,不断压缩气体做功导致发热。

他们设计了实验进行探究,选用的实验器材有:打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等,分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点,如图所示。请回答下列问题:

(1)打气筒内壁的热量是通过的方式传递到外壁,请你举个同样方式的实例:

(2)打气过程中,筒内气体压强,活塞在打气筒内向下运动时的能量转化过程,与四冲程内燃机的冲程相同;

(3)小明的实验方案是:用打气筒往气压不足的篮球内打气,10s内使活塞在筒内往复运动20次;立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温(25℃)后,放出篮球中的部分气体,使其内部气压与打气前相同,重复上述操作,实验数据记录如下表:

实验次序

时间/s

活塞往复次数

上部温度/℃

下部温度/℃

1

10

20

30.7

36.6

2

10

20

30.2

36.2

3

10

20

30.5

36.3

小明分析表中实验数据可以验证猜想(填字母)是导致打气筒外壁发热的原因。

(4)小红回顾整个实验过程,分析实验数据,认为小明得出的结论不够严谨,理由是在实验过程中,活塞向下运动时既克服摩擦做功,又压缩空气做功,无法准确地确定外壁发热的原因。于是他们对实验进行改进,对猜想A再次进行探究,打气筒(选填“与”或“不与”)篮球连接,让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数,用测温枪测出打气筒外壁的温度,若上部和下部温度(选填“相同”或“不同”),则说明猜想A是正确的。

实验探究题 普通
3. 【探究名称】探究做功改变物体内能;

【问题】小明发现用打气筒给篮球打气时,外壁有些发热,这是什么原因导致的呢?实验小组联系所学物理知识,提出了以下两个猜想:

猜想1:可能是活塞与筒壁摩擦;

猜想2:可能是活塞不断压缩气体做功;

【证据】他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究,实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点,如下图所示:

(1)打气筒内壁热量是通过的方式传递到外壁;活塞在打气筒内向下运动时的能量转化情况,与四冲程内燃机的冲程相同。

(2)实验方案:用打气筒向气压不足的篮球内打气,10s内活塞在筒内往复运动20次,立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温(25℃)后,放出篮球中的部分气体,使其内部气压与打气前相同,重复上述操作,实验数据记录如下表:

实验次序

时间/s

活塞往复次数

上部温度/℃

下部温度/℃

1

10

20

30.7

36.6

2

10

20

30.2

36.2

3

10

20

30.5

36.3

【解释】

(3)根据上、下部存在温度差,可知猜想一定是正确的;

(4)进一步验证①中的猜想:他们将打气筒与篮球(选填“连接”或“不连接”),让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数,测出打气筒外壁的温度;当观察到的现象,就说明①中结论是正确的。

【交流】汽车行驶时间长了,轮胎会发热,这是通过的方式改变内能的;长途汽车在轮胎上加上滴水降温,是利用水蒸发吸热,同时还利用了水的的缘故。

实验探究题 普通