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20. (8分)如图所示是探究“不同物质的吸热能力”的实验装置.
(1)实验前,应在两只烧杯中装入初始温度相同且______(填“体积”或“质量”)相等的甲、乙两种液体.
(2)选用规格相同的两个电加热器分别给甲和乙两种液体同时加热,这样做的目的是通过______(填“加热的时间”或“升高的温度”)来反映吸收热量的多少.
(3)由图丙中的实验数据可知,加热相同的时间,液体______温度升高得多,说明液体______的吸热能力强.(填“甲”或“乙”)
(1)实验前,应在两只烧杯中装入初始温度相同且______(填“体积”或“质量”)相等的甲、乙两种液体.
(2)选用规格相同的两个电加热器分别给甲和乙两种液体同时加热,这样做的目的是通过______(填“加热的时间”或“升高的温度”)来反映吸收热量的多少.
(3)由图丙中的实验数据可知,加热相同的时间,液体______温度升高得多,说明液体______的吸热能力强.(填“甲”或“乙”)
答案：
(1)质量
(2)加热的时间
(3)甲 乙 [解析]
(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(不同物质密度一般不同,根据$m=\rho V$,体积相同两种物质质量可能不同),故实验前,应在两只烧杯中装入质量相同的液体甲和液体乙.
(2)我们使用相同的两个电加热器分别给甲和乙两种液体同时加热,通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法.
(3)根据实验数据可知,加热相同时间,液体甲温度变化更大,液体乙温度变化较少,由比较吸热能力的方法,可判断出液体乙的吸热能力较强.
(1)质量
(2)加热的时间
(3)甲 乙 [解析]
(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(不同物质密度一般不同,根据$m=\rho V$,体积相同两种物质质量可能不同),故实验前,应在两只烧杯中装入质量相同的液体甲和液体乙.
(2)我们使用相同的两个电加热器分别给甲和乙两种液体同时加热,通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法.
(3)根据实验数据可知,加热相同时间,液体甲温度变化更大,液体乙温度变化较少,由比较吸热能力的方法,可判断出液体乙的吸热能力较强.
21. (10分)阅读短文,回答文后问题.
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网,标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展.
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成,整体高度超200米,总质量达$1.1×10^7\ kg$.平台采用“半潜式”设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱,图甲为其实物照片.浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子,柱子上方安装有风力发电机.
风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成,其简化结构如图乙所示,叶片在风的作用下旋转,经过齿轮箱增速后,发电机转子高速旋转生成绿色电力.“海油观澜号”深远海浮式风电平台年发电量将达$2.2×10^8\ kW·h$.$(1\ kW·h= 3.6×10^6\ J)$
(1)完成下列风力发电的主要能量转化流程图:
①______,②______.
$\boxed{风能}\xrightarrow{叶片}\boxed{①}\xrightarrow{发电机}\boxed{②}$
(2)每年的发电量相当于______kg天然气完全燃烧放出的热量(天然气的热值$q取4.4×10^7\ J/kg$).
(3)海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式(图丙).两种方式相比较,你认为“半潜式”的一个明显优点是______.
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网,标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展.
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成,整体高度超200米,总质量达$1.1×10^7\ kg$.平台采用“半潜式”设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱,图甲为其实物照片.浮式基础上方是高约83米的圆筒状柱子,柱子上方安装有风力发电机.
风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成,其简化结构如图乙所示,叶片在风的作用下旋转,经过齿轮箱增速后,发电机转子高速旋转生成绿色电力.“海油观澜号”深远海浮式风电平台年发电量将达$2.2×10^8\ kW·h$.$(1\ kW·h= 3.6×10^6\ J)$
(1)完成下列风力发电的主要能量转化流程图:
①______,②______.
$\boxed{风能}\xrightarrow{叶片}\boxed{①}\xrightarrow{发电机}\boxed{②}$
(2)每年的发电量相当于______kg天然气完全燃烧放出的热量(天然气的热值$q取4.4×10^7\ J/kg$).
(3)海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式(图丙).两种方式相比较,你认为“半潜式”的一个明显优点是______.
答案：
(1)机械能 电能
(2)$1.8×10^{6}$
(3)吃水深度较浅,适用海域范围较广 [解析]
(1)风力发电主要将风能转化为叶片的机械能,再通过发电机将机械能转化为电能.
(2)年发电量$W=2.2×10^{7}\ kW\cdoth=2.2×10^{7}×3.6×10^{6}\ J=7.92×10^{13}\ J$;由$W=Q=mq$可知,需要天然气的质量$m=\frac{Q}{q}=\frac{7.92×10^{13}\ J}{4.4×10^{7}\ J/kg}=1.8×10^{6}\ kg$.
(3)如题图所示,半潜式底部有一个三角形浮式基础,与单柱式相比,吃水深度较浅,适用海域范围较广.
(1)机械能 电能
(2)$1.8×10^{6}$
(3)吃水深度较浅,适用海域范围较广 [解析]
(1)风力发电主要将风能转化为叶片的机械能,再通过发电机将机械能转化为电能.
(2)年发电量$W=2.2×10^{7}\ kW\cdoth=2.2×10^{7}×3.6×10^{6}\ J=7.92×10^{13}\ J$;由$W=Q=mq$可知,需要天然气的质量$m=\frac{Q}{q}=\frac{7.92×10^{13}\ J}{4.4×10^{7}\ J/kg}=1.8×10^{6}\ kg$.
(3)如题图所示,半潜式底部有一个三角形浮式基础,与单柱式相比,吃水深度较浅,适用海域范围较广.
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