(1)本实验探究的是_______(选填“钢球”或“木块”)的动能与哪些因素有关;
(2)甲、乙两图中,改变小球出发的高度是为了探究________对动能的影响;
(3)乙、丙实验中木块滑动时受到的摩擦力_______(选填“乙大”、“丙大”或“一样大”);
(4)ABC三个小球从斜面滚下时,_______球重力做功最多。
【答案】钢球速度一样大C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]本实验探究的是钢球的动能与哪些因素有关,因为钢球从斜面冲下的情况不同,其动能不同。
(2)[2]甲乙图中,两小球的质量相同,在斜面上的高度不同,是为了让小球冲下的速度不同,所以是探究速度对动能的影响。
(3)[3]乙、丙实验中,木块滑动时受到的摩擦力一样大,因为同一木块在同一接触面上滑动,其压力和接触面的粗糙程度相同。
(4)[4]据题意知
mA=mBh2
据W=Gh得
WC>WA>WB
所以C球从斜面滚下重力做功最多。
5.小明在学习“物质的比热容”时,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如表,并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线.
加热时间/min
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
升高的温度/℃
水
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
沙子
4.3
7.9
15.2
18.4
21.5
(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为__________℃。
(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子__________相同.
(3)请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。
(4)沙子在1.0~1.5min内升高的温度有明显异常,其主要原因是__________。
(5)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度△t为横坐标,分别画出50g水和100g水的Q-△t图象.它们都是过原点的直线,即Q=k△t.进一步分析,发现这两条直线的k值与对应水的__________之比相等。
【答案】
(1)18
(2)吸收的热量(3)答案如图所示(4)没有及时用玻璃棒搅拌,使沙子受热均匀(5)质量
【解析】
试题分析:
物体吸热升温快慢与物质的种类、物体的质量、吸热的多少等因素有关。
在实验中要比较水和沙子吸热升温快慢就需要选择相同质量的水和沙子;采用相同的加热器,可以使水和沙子在相等时间内吸收热量相等。
在实验器材中还需要搅拌棒,沙子是固体,加热时上下沙子受热不均匀,需要不断搅拌;水是液体,加热时通过对流使其受热均匀的。
吸收热量的多少可以利用Q=cm△t计算,水的比热是相同的,Q与△t是正比关系,所以画出来的是过原点的直线,利用Q=k△t表示它们的关系时,k=cm,c是比热容,是一个定值,实验中改变水的质量m,就是改变了k的值。
考点:
比较质量相等的不同物质吸热升温快慢
6.探究物体的动能:
(1)如图甲所示,小明先探究动能大小与速度关系,他控制小车的____保持不变,让小车从斜面的____(同一/不同)高度下滑,目的是____.通过比较____,可以比较小车具有的动能.
(2)小明在操作中发现,不用斜面而直接通过人手推小车,也可以使小车在水平木板上运动.若采用此方法来推同一辆小车,____(能/不能)探究动能大小与质量的关系,理由是:
____.
(3)小华去掉木块,做了如图乙所示的实验,两次实验中小车克服所有阻力所做的功____(第①次大/第②次大/一样大).
【答案】质量不同改变小车碰撞木块时的速度小车推动木块的距离不能用手推小车的速度难以控制相等第2次大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)让同一小车从斜面不同高度滑下,是为了控制质量不变,研究动能大小与速度的关系;因此实验中他控制小车的质量保持不变,让小车从斜面的不同高度下滑,目的是改变小车刚到水平面时的速度.通过比较小车推动木块距离的远近,来比较小车具有的动能;
(2)不用斜面而直接通过人手推小车,也可以使小车在水平木板上运动.但不能保证用手推小车的速度与小车从斜面落下的速度相同,不能控制好变量.所以采用此方法不能探究动能大小与质量的关系;
(3)第二次小车上放了砝码,相同高度质量更大,重力势能更大,小车克服所有阻力所做的功更多.
7.小南拿如图甲所示的装有弹簧的笔玩弹笔游戏,结果发现不同的笔弹得高低不一样,他认为:
笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关,那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢?
猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关;
猜想②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
(1)在上面的实验中,他们运用到了控制变量法和________两种物理思想方法。
(2)为了验证猜想①,在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外,还需要控制________相同。
(3)实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”,请你从功和能的角度分析解释_____________。
(4)在完成实验后,小南又用不同质量的小球(m1>m2)在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块,得到木块移动的距离分别为S1和S2 ,忽略小球自身摩擦对实验的影响。
请你比较S1和S2的大小关系。
________
【答案】转换法弹簧的压缩量弹簧弹出小球的过程是把弹簧的弹性势能转化为小球的动能,具有动能的小球推动木块移动对木块做功,小球动能减小S1=S2
【解析】
【详解】
[1]实验中,把弹簧的弹性势能转换为小球的动能,小球动能转换为木块移动的距离来表现出来,所以他们运用了控制变量法和转换法两种物理思想方法。
[2]弹簧的压缩量也应控制相同。
[3]弹簧弹出小球的过程是把弹簧的弹性势能转化为小球的动能,具有动能的小球推动木块移动对木块做功,小球动能减小。
[4]两球把同一根弹簧压缩到相同位置时,弹簧具有相同的弹性势能,弹簧弹出小球时,两小球具有相同的动能,小球对木块做功使木块克服阻力移动一定距离,即小球动能转化为木块的内能也相等。
由于木块相同,阻力相同,所以以木块移动的距离也相同。
故S1=S2。
8.某小组同学为了探究物体吸收热量的多少与哪些因素有关,做了如下实验:
在六个相同的烧杯中分别盛上水和煤油,用六个相同规格的加热器对它们分别进行加热。
表一和表二是他记录的实验数据。
(设每分钟吸收的热量都相等)
表一液体种类:
水
烧杯号
质量(g)
升高的温度(℃)
加热时间(分钟)
1
200
8
8
2
100
8
4
3
50
8
2
表二液体种类:
煤油
烧杯号
质量(g)
升高的温度(℃)
加热时间(分钟)
4
200
8
4
5
100
8
2
6
50
8
1
请根据表中的实验数据回答下列各题:
(1)实验时可以用表中的_____来代表物体吸收的热量。
(2)比较烧杯号1、2与3(或4、5与6)的实验数据,可初步得出的结论是:
_____。
(3)比较烧杯号_____的实验数据,可初步得出的结论是:
相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同,水吸收的热量多。
(4)进一步综合分析表一或表二的数据,可初步得出结论:
_____。
进一步综合分析表一或表二的数据,可初步得出结论:
_____。
【答案】加热时间同种物质升高相同的温度,吸收的热量与质量成正比1、4或2、5或3、6同种物质,质量和升高温度的乘积的越大,吸收热量越大不同种物质,质量和升高温度的乘积相同,吸收热量不同(不同种物质,质量和升高温度的乘积不同,吸收热量可能相同)
【解析】
【详解】
(1)[1]用六个相同规格的加热器对它们分别进行加热,加热相等时间加热器放出的热量相等,它们吸收的热量就相等,加热时间越长,物体吸收的热量越多,因此在表中是用加热时间来反映物体吸收热量的多少;
(2)[2]由表中1、2与3(或4、5与6)的实验数据可知,水(或煤油)的质量不同而升高的温度相同,需要的加热时间不同,水(或煤油)质量成倍减小,需要的加热时间即吸收的热量也以相同的倍数减小,由此可得:
质量不同的同种物质升高相同的温度,吸收的热量与质量成正比;
(3)[3]由表中1、4或2、5或3、6数据可知,水与煤油的质量、升高的温度都相等而加热时间不同,水与煤油吸收的热量不同,水吸收的热量是煤油吸收的热量的2倍,由此可得:
相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同,水吸收的热量多;
(4)[4]由表中1、2与3(或4、5与6)次实验数据可知,同种物质水(或煤油)质量和升高温度的乘积的越大,加热时间越长,吸收热量越大;
[5]由表中1、4或2、5或3、6次实验数据可知,不同种物质,水(或煤油)质量和升高温度的乘积相同,吸收热量不同;由表中2、4或3、5次实验数据可知,不同种物质,质量和升高温度的乘积不同,吸收热量可能相同。
9.物理兴趣小组成员想知道:
质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是否相同呢?
他们在相同的烧杯甲、乙中分别装上了100g的冰、萘,用同样的酒精灯(恒热源)加热,并用停表测出它们熔化过程所用的时间,记录的数据如下表所示。
物质
熔化时间/min
冰
10
萘
4
(1)分析实验数据,可以得出结论:
质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是_____的。
(2)通过查找资料,他们知道为了表示晶体的这种性质,物理学中引入了熔化热这个物理量。
依照热值的定义可知:
某种晶体熔化成同温度的液体时吸收的热量与其_____之比,叫做这种晶体的熔化热。
用字母
表示。
公式:
=_____。
(3)请你根据图中反映的甲烧杯中的物质温度随时间变化的图象回答:
第10min时,甲烧杯中的物质所处状态是_____;甲烧杯中这种物质从
点加热到
点吸热为_____J;已知该物质从
点到
点吸热
,这种晶体的熔化热是_____J/kg。
【答案】不同质量
固液共存态
【解析】
【详解】
(1)[1]根据题干中的提供的数据可知:
冰和萘的质量相等,熔化时间不同(熔化时间不同也就说明了吸收热量是不同的),从而得出结论:
质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是不同的;
(2)[2]仿照比热容的定义,可知:
单位质量的某种晶体熔化成同温度的液体时吸收的热量,叫做这种晶体的熔化热;
[3]用字母
表示熔化热,则公式为:
(3)[4]由图象可知第10min时物体处于熔化过程,晶体未全部熔化,所以状态为固液共存状态;
[5]C点后冰完全熔化成水,100g的水从C点加热到D点(沸腾)需要吸收热量为:
[6]这种晶体的熔化热为:
10.在观察如图小球摆动时动能和势能转化的实验中,小明发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同,于是他产生了猜想,小球每摆动一次所用的时间t
(a)可能跟小球的质量m有关:
(b)可能跟绳子的长度L有关;
(c)可能跟小球移开的距离s有关。
为验证自己的猜想,他在竖起的木板上画出方格,用瓶子代替小球,并在瓶内装大米来改变质量,则:
(1)除图中所示的器材外,还需要的测量器材有____________,____________.
(2)在测出不同条件下,瓶子来同摆动一次所用的时间后,得到表中的数据,则:
为了研究与L关系,需选择序号为____________的三组实验数据进行分析;
序号
瓶子质量m/g
移开距离s/格
悬线长度L/格
来回时间t/s
1
20
3
12
2.1
2
40
3
12
2.1
3
60
3
12
2.1
4
60
2
12
2.1
5
60
1
12
2.1
6
60
3
9
1.9
7
60
3
6
1.5
(3)通过分析表中的数据可以得出初步的结论:
t与_______无关而与_______有关.(均填字母)
(4)实验中发现,瓶子摆动一次的时间很难测准,请你帮他想个更准确的测量方法____________.
【答案】秒表天平3、6、7m、sL测出摆动n次的时间t,则摆一次的时间为
【解析】
【分析】
(1)还需要测量质量和时间的仪器。
(2)研究t与L关系,必须保持质量不变,悬线长度不同,根据以上条件从表中可以选取。
(3)通过分析可以看出,当质量不同时,来回时间可能相同,当s不同时,来回时间可能相同,当悬线长度不同时,来回时间一定不同,从而得出结论。
(4)我们可以测量瓶子摆动多次所用的时间,从而算出摆动一次的时间。
【详解】
(1)[1][2]除如图所示的器材外还需要测量时间的秒表和测量质量的天平。
(2)[3]研究t与L关系,必须保持质量不变,悬线长度不同,应选择序号为3、6、7。
(3)[4][5]由1、2、3知,s与L相同,质量不同,但来回时间相同;3、4、5知,质量m、L相同,s不同,来回时间相同,所以小球每摆一个来回的时间与m、s无关,当悬线长度不同不同时,来回时间一定不同,所以与L有关。
(4)[6]测出摆动n次的时间t,则摆一次的时间为
。
【点睛】
本题考查的是我们对于物理实验探究方法的掌握,我们学习物理,不仅仅时学习知识,更重要的是学习探究方法,这也是现在中考考查的一个侧重点,需要掌握。
11.小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏,两人设计并做了一个实验,他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶,让它们自然冷却,利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
(1)为保证实验的准确性,实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外,还应考虑影响水温变化的其他因素,即保持烧瓶相同、水的质量相同、环境因素相同和___________相同。
(2)按照计划操作,小明与小芳同学把实验测得的时间和温度数据填在下列表格中:
分析上表数据可知:
他们实验时的室内温度是__________℃。
经过40min后,泡沫塑料包的烧瓶水温降低了_________℃;而棉絮包的烧瓶水温降低了_________℃。
由此可以得出的实验结论是:
_____________________________________。
(3)除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外,根据上表数据你还可以采用___________________方法来比较这两种材料的保温性能。
【答案】水的初温203952在其它条件相同时,泡沫塑料的保温性能好降低相同温度,比较时间
【解析】
(1)根据控制变量法,除了控制烧瓶、水的初温、环境因素外,还要保持热水的质量也要相同;
(2)由表中的数据可知,最后水的温度和室温相同,所以室温为20℃,经过40分钟,泡沫塑料包的烧瓶温度从80℃降到41℃,降低了39℃;而棉絮包的烧瓶水从80℃降到28℃,降了52℃,由此可见,泡沫塑料的保温性能比棉絮好;
(3)除了比较相同时间内温度的变化,还可以让两瓶水降低相同的温度,看所用的时间是否一样。
故答案为:
(1).水的初温
(2).20(3).39(4).52(5).在其它条件相同时,泡沫塑料的保温性能好(6).降低相同温度,比较时间
12.如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。
将质量相等的沙子和水分别装在烧杯中,并测出沙子和水的初温。
然后用酒精灯加热并不断搅拌,每隔lmin记录一次温度。
实验记录如下表
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
沙子
20
25
29
34
38
水
20
21
22
23
24
(1)实验中,加热时间实质上反应了__________。
(2)根据实验数据,在如图中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。
(______)
(3)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水:
吸收相等的热量,升温较快的是______;若使两者升高相同的温度,则______吸收的热量较多。
通过大量类似实验,人们发现了物质的又一种物理属性,物理学将这种属性叫做__________。
(4)该实验用到的研究方法是__________。
【答案】物质吸收热量的多少见解析所示沙子水比热容转换法
【解析】
【详解】
(1)实验中,加热时间实质上反映了水和沙子吸收热量的多少,加热时间越长,说明吸收热量越多.
(2)根据实验数据,在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象,如图所示:
。
(3)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水:
吸收相等热量,升温较快的是沙子;若使两者升高相同的温度,水加热时间较长,说明吸收的热量较多,由上可知,水吸热能力较强,物理学将这种属性叫做比热容;
(4)由
(1)可知,实验用加热时间反应吸收热量的多少,用的是转换法。
13.在探究“动能的大小与什么因素有关”时,同学们提出了如下猜想
猜想一:
动能的大小可能与物体的密度有关;
猜想二:
动能的大小可能与物体的运动速度有关;
猜想三:
动能的大小可能与物体的质量有关.
老师提供如下实验器材:
刻度尺、四个金属球(100g的铁球、100g的铝球、50g的铁球、50g的铜球)、小木块和长木板。
(1)同学们设计了如下实