《2025年通城学典暑期升级训练八年级物理人教版》

14. 如图为生活中常用的热水瓶,其外壁是双层玻璃,将两层玻璃中间抽成真空,注入一定的热水后,立即盖上软木塞,木塞会跳起来,木塞跳起的过程,与四冲程汽油机的______冲程的能量转化相同。某单缸四冲程汽油机的转速为$1800r/min$,则该汽油机$1s$内完成______个工作循环。

做功15

答案： 【解析】：
本题可根据热水瓶内气体对木塞做功的能量转化情况，结合四冲程汽油机各冲程的能量转化特点来分析第一空；再根据汽油机的转速求出$1s$内曲轴的转数，结合工作循环与曲轴转数的关系来求解第二空。
第一空：
当热水瓶内注入热水后，瓶内气体受热膨胀，对软木塞做功，将内能转化为机械能，使木塞跳起来。
四冲程汽油机中，做功冲程是燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能。
所以木塞跳起的过程，与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
第二空：
已知单缸四冲程汽油机的转速为$1800r/min$，将其换算为$r/s$：$1800÷60 = 30r/s$，即该汽油机$1s$内曲轴转动$30$圈。
在四冲程汽油机中，一个工作循环包括四个冲程，曲轴转$2$圈。
那么$1s$内完成的工作循环数为：$30÷2 = 15$（个）
【答案】：
做功；$15$

15. 汽油机等内燃机中,燃料燃烧释放的能量并不会全部用来做有用功,试写出图中括号内①②处的能量流失形式：①废气带走的热量；②克服机械间的摩擦损耗的能量（或散热损耗的能量）。已知某台汽油机的效率是$30\%$,如果这台汽油机用来做有用功的能量是$9×10^{4}J$,那么这个过程中汽油机消耗了7.5g的汽油(汽油的热值取$4×10^{7}J/kg$)。

答案： 【解析】：
本题主要考查内燃机的能量流向及热机效率的计算。
内燃机燃料燃烧释放的能量走向：一部分转化为机械能，其余的能量会以废气带走、克服机械间的摩擦、散热等形式损耗。由图可知，燃料燃烧释放的能量，除了用来做有用功的部分，剩余的能量流向了①和②，故①②处的能量流失形式分别为：废气带走的热量和克服机械间的摩擦损耗的能量（或散热损耗的能量）。
热机效率的计算：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量之比。
已知某台汽油机的效率是$30\%$，用来做有用功的能量是$9×10^4J$，设燃料完全燃烧释放的总能量为$Q$，则有：
$\eta = \frac{W}{Q}$，
即：$30\% = \frac{9×10^4J}{Q}$，
解得：$Q = \frac{9×10^4J}{30\%} = 3×10^5J$。
设消耗的汽油质量为$m$，汽油的热值为$q$，则有：
$Q = mq$，
即：$3×10^5J = m × 4×10^7J/kg$，
解得：$m = \frac{3×10^5J}{4×10^7J/kg} = 0.0075kg = 7.5g$。
【答案】：
①废气带走的热量；②克服机械间的摩擦损耗的能量（或散热损耗的能量）；$7.5$。

16. (4分)按要求作图。
(1)如图甲,某沿海地区形成海陆风,请在虚线框内用一根箭头表示夜晚的风向。
(2)如图乙,请参照吸气冲程示意图①,画出压缩冲程示意图②,要求画出活塞、曲轴的位置及阀门的开闭情况。

答案： （1）在图甲虚线框内画一个从海洋指向陆地的箭头。
（2）在图乙②中：两气门均关闭；活塞向上运动；曲轴位置参照①中顺时针方向转动约90°后的位置。

17. (12分)在“探究物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)实验除用到如图甲所示的器材外,还需要用到的测量仪器有天平和秒表。
(2)该实验选取了初温相同且质量(填“质量”或“体积”)相等的$a$、$b$两种液体,通过加热时间(填“液体升高的温度”或“加热时间”)反映两种液体吸收热量的多少。
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了$a和b$两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示。如果要使$a和b$的末温相同,那么需给$b$加热更长时间,说明$b$液体的吸热能力更强。(填“$a$”或“$b$”)
(4)若$a液体的比热容为2.1×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$,则$b$液体的比热容为$4.2×10^{3}$$J/(kg\cdot^{\circ}C)$。

答案： 【解析】：
本题主要考查了探究物质的吸热能力的实验，涉及到实验器材的选择、实验方法的应用、图像的分析以及比热容的计算等知识点。
（1）在探究物质的吸热能力实验中，需要控制液体的质量相同，所以除了天平外，还需要用秒表来记录加热时间，从而反映液体吸收热量的多少。
（2）根据控制变量法，实验中应选取初温相同且质量相等的两种液体；通过加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，加热时间越长，吸收的热量越多。
（3）由图像可知，如果要使a和b的末温相同，那么需给b加热更长时间，说明b液体吸收的热量更多，根据比较吸热能力的方法，b液体的吸热能力更强。
（4）根据$Q = cm\Delta t$，在质量和升高温度相同的情况下，吸收的热量与比热容成正比。由图像可知，在相同时间内（即吸收相同热量时），a升高的温度是b升高的温度的2倍，所以b的比热容是a的2倍，即$b$液体的比热容为$4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$。
【答案】：
(1)秒表
(2)质量；加热时间
(3)$b$；$b$
(4)$4.2×10^{3}$

18. (12分)为探究不同燃料燃烧放热能力的差异,小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验,实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同,实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。
(1)实验中,应控制两种燃料燃烧的质量(填“时间”或“质量”)相同。
(2)燃料燃烧过程中,记录燃烧时间和对应的水温；燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由图可知,燃料1燃烧$5min$放出的热量大于(填“大于”“小于”或“等于”)燃料2燃烧$15min$放出的热量。若这一过程燃料都完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为3:1。
(3)若甲装置中消耗燃料1的质量为$m_{1}$,使质量为$m_{2}的水温度升高了\Delta t$(水未沸腾),则燃料1的热值为$\frac{c_{水}m_{2}\Delta t}{m_{1}}$(用$m_{1}$、$m_{2}$、$c_{水}$、$\Delta t$表示),该方法测出的热值会比真实值小(填“大”或“小”),原因是燃料燃烧放出的热量有部分散失到空气中（或烧杯等装置吸热）(写出一条即可)。

答案：
(1)质量
(2)大于；3:1
(3)$\frac{c_{水}m_{2}\Delta t}{m_{1}}$；小；燃料燃烧放出的热量有部分散失到空气中（或烧杯等装置吸热）