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17. 根据能量转化与守恒定律，利用做功改变内能时，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量等于外界对物体做功的多少。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连。当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热容计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。
(1)为了完成此实验，需要的测量工具有：电子天平、、。
(2)兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物的重力做功的大小，请写出造成此现象的一种原因：。
(3)改进实验后，获得了下表中的数据，规律得到验证。
若使容器内相同质量水的温度升高2.5 ℃，则25 kg的重物需下降m。
(1)为了完成此实验，需要的测量工具有：电子天平、、。
(2)兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物的重力做功的大小，请写出造成此现象的一种原因：。
(3)改进实验后，获得了下表中的数据，规律得到验证。
若使容器内相同质量水的温度升高2.5 ℃，则25 kg的重物需下降m。
答案
(1) 刻度尺、温度计
(2) 转轴处存在摩擦（合理即可）
(3) $\boldsymbol{20}$
(2) 转轴处存在摩擦（合理即可）
(3) $\boldsymbol{20}$
解析
解：
(1) 刻度尺；温度计
(2) 转轴处存在摩擦（或实验过程中水向外界散失部分热量，合理即可）
(3) 由实验数据可知，水升高的温度Δt与重物的质量m和下降高度h的乘积成正比，即$\Delta t = kmh$，代入第1组数据$0.5°\mathrm{C}=k×20\ \mathrm{kg}×5\ \mathrm{m}$，解得比例系数$k=0.005°\mathrm{C}/(\mathrm{kg·m})$。
当水升高温度为$2.5°\mathrm{C}$，重物质量为25kg时，代入公式得：
$h=\frac{\Delta t}{km}=\frac{2.5°\mathrm{C}}{0.005°\mathrm{C}/(\mathrm{kg·m})×25\ \mathrm{kg}}=20\ \mathrm{m}$
最终
(1) 刻度尺；温度计
(2) 转轴处存在摩擦（或实验过程中水向外界散失部分热量，合理即可）
(3) 由实验数据可知，水升高的温度Δt与重物的质量m和下降高度h的乘积成正比，即$\Delta t = kmh$，代入第1组数据$0.5°\mathrm{C}=k×20\ \mathrm{kg}×5\ \mathrm{m}$，解得比例系数$k=0.005°\mathrm{C}/(\mathrm{kg·m})$。
当水升高温度为$2.5°\mathrm{C}$，重物质量为25kg时，代入公式得：
$h=\frac{\Delta t}{km}=\frac{2.5°\mathrm{C}}{0.005°\mathrm{C}/(\mathrm{kg·m})×25\ \mathrm{kg}}=20\ \mathrm{m}$
最终
四、综合应用题(第18小题8分,第19小题9分,共17分)
18.氢能源公交车与传统公交车相比,最大的特点是“零污染、零排放”,产物仅为电、热和水。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点。$[c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}),q_{氢}=1.4×10^{8}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}]$
(1)求质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量全部被质量为200 kg、初温为15 ℃的水吸收,求水升高的温度;
(3)某氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶,则0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热能让该公交车匀速行驶多长时间?
18.氢能源公交车与传统公交车相比,最大的特点是“零污染、零排放”,产物仅为电、热和水。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点。$[c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}),q_{氢}=1.4×10^{8}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}]$
(1)求质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量全部被质量为200 kg、初温为15 ℃的水吸收,求水升高的温度;
(3)某氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶,则0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热能让该公交车匀速行驶多长时间?
答案
