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  • 1. (2024九上·桂林月考) 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. (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. (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. (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。

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