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题型:实验探究题 题类: 难易度:普通

广西桂林市国龙外国语学校2024-2025学年九年级上学期9月月考物理试题

小明发现篮球的气压不足,于是用打气筒给篮球打气。在收起打气筒时小明发现外壁有些发热,他想,导致打气筒的外壁发热的主要原因是什么呢?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)、打气过程中,筒内气体压强,打气筒的温度升高,其原因是机械能转化为。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。打气过程中,活塞每次往复运动对气体做功大小(选填“相同”或“不同”)。
(2)、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)一定正确。

(3)、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。
举一反三
阅读材料:

做功和能置

做功在物理学中具有特定的含义.人推车时对车施加一个向前的推力,车在力的作用下前进一段距离,只有在这种情况下,物理学才认为是人对车做了功.人用的力越大,移动的距离越长,力的作用效果就越显著,人做的功就越多.

力和在力的方向上移动的距离,是做功的两个因素,缺一不可.你从地面上提起水桶时,水桶在力的作用下,向上移动了一段距离,你对水桶做了功.如果手提着水桶站着不动,虽然你用了力,但是水桶没有移动距离,你只是费了力气,没有对水桶做功,这叫“劳而无功”.这里,手提着水桶站着不动和将水桶挂在钓子上没什么两样.

做功是生产和生活中常见的现象.不仅人能做功,运动的物体也能做功.从斜面上滚下的钢球撞在木块上,能将木块推动一段距离;飞行的子弹能打穿物体,都是由于钢球和子弹克服阻力做了功的结果.

举高的物体也能做功.气锤从高处落下,能把木桩打入地下;高空落下的冰雹,由于做功而砸坏了地上的农作物.

形状变化的弹簧也能做功,钟表里被旋紧的发条慢慢地放松,带动指针嘀嘀哈哈走个不停.

一个物体能够做功,就是它具有能量.能量大的物体,做功的本领也大.风具有能量,人们就安装风车,利用风力做功.长江、黄河的水急流直下,蕴藏着很大的能量,人们筑起拦河坝,安上水轮机,让从高处落下的水推动水轮机旋转,带动发电机发电.

摘自《中国少年儿童百科全书》(浙江教育出版社)

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